KR101482022B1 - 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법, 이를 이용한 정전용량형 터치 센서의 제조방법 및 상기 방법에 의한 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서와 정전용량형 터치 센서 - Google Patents

정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법, 이를 이용한 정전용량형 터치 센서의 제조방법 및 상기 방법에 의한 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서와 정전용량형 터치 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전용량형 터치 센서에 이용되는 도트 스페이서를 용이하게 설계하여 제조하는 방법 및 이를 이용하여 고감도를 가지는 정전용량형 터치 센서를 제조하는 방법에 관한 것이다. 하면에 상부전극이 형성된 상부필름, 상기 상부필름과 이격되어 배치되고 상면에 하부전극이 형성된 하부필름 및 상기 상부필름과 상기 하부필름의 이격된 공간에 형성되고 유전체(Dielectric Substance)로 이루어진 도트 스페이서(Dot Spacer)를 포함하는 정전용량형 터치 센서에 있어서, 본 발명의 일례와 관련된 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법은, 액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 제 1 단계, 상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 제 2 단계, 상기 핀의 일단을 제 1 구역에 접촉하는 제 3 단계 및 상기 접촉된 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시키는 제 4 단계를 포함하되, 상기 제 1 구역은 상기 상부필름 또는 상기 하부필름의 적어도 일부이고, 상기 제 1 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 도트 스페이서가 형성될 수 있다.

Description

정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법, 이를 이용한 정전용량형 터치 센서의 제조방법 및 상기 방법에 의한 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서와 정전용량형 터치 센서{METHOD FOR MAKING DOT SPACER OF CAPACITIVE TOUCH SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING CAPACITIVE TOUCH SENSOR USING THE SAME}
본 발명은 정전용량형 터치 센서에 이용되는 도트 스페이서를 용이하게 설계하여 제조하는 방법 및 이를 이용하여 고감도를 가지는 정전용량형 터치 센서를 제조하는 방법에 관한 것이다.
근래에 들어 터치 센서 기술은 우리 일상에 깊숙이 잡아 다양한 방면에서 생활에 편의를 제공하고 있으며, 일상생활에 반드시 필요한 핵심 기술로서 각광을 받고 있다.
일반적으로 이러한 터치 센서 기술은 노트북, 개인정보단말기(PDA), 게임기, 스마트폰, 네비게이션 등 다양한 전자/통신기기에 적용될 수 있으며, 사용자가 원하는 기능을 선택하거나 입력하는 데 이용될 수 있다.
이러한 터치 패널 기술은 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구현될 수 있다.
먼저, 저항막 방식은 상부와 하부 전극막이 스페이서에 의해 이격되고, 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 형태이다.
상부 전극막이 형성되어 있는 상판이 손가락, 펜 등의 입력수단에 의해 눌릴 때 상부와 하부의 전극막이 통전되고, 그 위치의 저항값 변화에 따른 전압변화를 제어부에서 인지하여 접촉좌표를 인식하는 방식이다.
한편, 정전용량 방식은 다시 표면 정전용량 방식(Surface Capacitive)과 투영 정전용량 방식(Projected Capacitive)으로 분류될 수 있다.
표면 정전용량 방식은 금속 테두리 패턴이 있는 평평한 ITO 층을 사용한다. 상기 ITO 전체에 걸쳐 자기장이 형성되어 있는 상태에서 손가락으로 스크린을 터치하면 정전용량의 변화를 네 모퉁이에서 감지하여 좌표를 추출할 수 있다.
투영 정전용량 방식은 가로축과 세로축으로 전극을 형성하며, 가로축 및 세로축 각각의 채널별 정전용량 변화를 측정하여 터치에 따른 위치좌표를 추출할 수 있다.
이러한 종래의 터치 입력 기술은 액정패널에서 발광되는 빛이 사용자에게 전달됨에 있어 장애가 되지 않아 깨끗한 화면을 제공할 수 있고, 휴대폰 등의 외관에 해가 되지 않는다는 장점이 있었다.
하지만, 터치 센서의 감도를 향상시키고 이를 효과적으로 활용하기 위해서는 가로축과 세로축의 전극 사이에 배치되는 도트 스페이서를 정밀하게 설계할 필요가 있었으나, 이러한 도트 스페이서의 설계가 쉽지 않다는 문제점이 있었다.
또한, 전극 사이에 형성되는 도트 스페이서의 높이와 폭 등을 적절히 조절하는 것이 곤란하여 원하는 성능을 발휘할 수 있는 터치 센서를 제작하는 것이 어렵다는 문제점도 있었다.
따라서, 정전용량형 터치 센서에 사용되는 도트 스페이서를 용이하면서도 정확하게 설계하여 사용자가 원하는 감도나 성능을 갖는 도트 스페이서의 형성방법에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
미국특허 5,942,733 등록특허 제10-0920253호 등록특허 제10-1022065호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정전용량형 터치 센서에 이용되는 도트 스페이서를 용이하게 설계하여 제조하는 방법 및 이를 이용하여 고감도를 가지는 정전용량형 터치 센서를 제조하는 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 전극 사이에 배치될 수 있는 도트 스페이서를 간단하고 용이하게 형성하는 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 도트 스페이서의 높이와 폭 등을 정밀하게 형성하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 도트 스페이서의 형성방법을 이용하여 사용자가 원하는 감도를 갖는 정전용량형 터치 센서를 제조하는 방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 쉽게 휘어질 수 있어 플렉서블 디스플레이에도 적용될 수 있는 정전용량형 터치 센서를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
하면에 상부전극이 형성된 상부필름, 상기 상부필름과 이격되어 배치되고 상면에 하부전극이 형성된 하부필름 및 상기 상부필름과 상기 하부필름의 이격된 공간에 형성되고 유전체(Dielectric Substance)로 이루어진 도트 스페이서(Dot Spacer)를 포함하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법은, 액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 제 1 단계, 상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 제 2 단계, 상기 핀의 일단을 제 1 구역에 접촉하는 제 3 단계 및 상기 접촉된 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시키는 제 4 단계를 포함하되, 상기 제 1 구역은 상기 상부필름 또는 상기 하부필름의 적어도 일부이고, 상기 제 1 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 도트 스페이서가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 구역은, 상기 상부전극 또는 상기 하부전극의 적어도 일부일 수 있다.
또한, 상기 상부필름 및 상기 하부필름 중 적어도 하나가 기 설정된 범위 내의 제 1 온도를 갖는 상태에서 상기 도트 스페이서가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1단계에서 상기 핀이 상기 액상의 유전체에 주입되는 길이를 조절하여 상기 핀의 일단에 묻는 상기 액상 유전체의 방울의 크기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 핀의 굵기를 조절하여 상기 핀의 일단에 묻는 상기 액상 유전체의 방울의 크기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제 4 단계에서 상기 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내는 데 소요되는 시간을 조절하여 상기 제 1 구역에 위치하는 상기 액상 유전체의 방울의 크기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제 1 온도 및 상기 액상 유전체의 방울의 크기 중 적어도 하나에 대응하여 상기 도트 스페이서의 크기가 조절될 수 있다.
또한, 유전체는, 겔(gel), 폴리우레탄, 실리콘 및 PDMS (polydimethylsiloxane) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 하면에 상부전극이 형성된 상부필름, 상기 상부필름과 이격되어 배치되고 상면에 하부전극이 형성된 하부필름 및 상기 상부필름과 상기 하부필름의 이격된 공간에 형성되고 유전체(Dielectric Substance)로 이루어진 도트 스페이서(Dot Spacer)를 포함하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법에 있어서, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 정전용량형 터치 센서의 제조방법은, 상기 상부필름의 하면 및 상기 하부필름의 상면 중 적어도 하나에 접착수단을 형성하는 제 1 단계, 상기 상부전극에 상기 도트 스페이서를 형성하는 제 2 단계 및 상기 접착수단을 이용하여 상기 상부필름과 상기 하부필름을 부착하여 상기 정전용량형 터치 센서를 제조하는 제 3 단계를 포함하되, 상기 제 3 단계에서 상기 상부필름과 상기 하부필름이 부착되는 경우, 상기 상부전극에 형성된 도트 스페이서와 상기 하부전극에 형성된 도트 스페이서가 서로 접합되도록 상기 상부전극과 상기 하부전극이 배치되고, 상기 제 2 단계는, 액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 제 2-1 단계, 상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 제 2-2 단계, 상기 핀의 일단을 상기 상부전극의 적어도 일부인 제 1 구역에 접촉하는 제 2-3 단계 및 상기 접촉된 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시키는 제 2-4 단계를 더 포함하되, 상기 제 1 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 도트 스페이서가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 3단계는, 상기 접착수단을 이용하여 상기 상부필름과 상기 하부필름을 부착하는 단계 및 상기 부착된 상부필름과 하부필름을 경화(Curing)하여 상기 정전용량형 터치 센서를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부필름 상면은, 터치에 의하여 상기 상부전극과 상기 하부전극이 접촉되는 것을 방지하는 도포층(Cover Layer)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하부전극에 형성된 상기 도트 스페이서의 형성방법은, 액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 단계, 상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 단계, 상기 핀의 일단을 상기 하부전극의 적어도 일부인 제 2 구역에 접촉하는 단계 및 상기 접촉된 핀을 상기 제 2 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 2 구역에 위치시키는 단계를 포함하되, 상기 제 2 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 하부전극에 형성된 상기 도트 스페이서가 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부필름 및 상기 하부필름 중 적어도 하나가 기 설정된 범위 내의 온도를 갖는 상태에서 상기 정전용량형 터치 센서가 제조될 수 있다.
또한, 상기 상부전극과 상기 하부전극은 복수이고, 상기 복수의 상부전극은 상기 상부필름의 하면에 소정 간격으로 평행하게 배치되며, 상기 복수의 하부전극은 상기 하부필름의 상면에 소정 간격으로 평행하게 배치되고, 상기 복수의 상부전극과 서로 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 상부필름 및 상기 하부필름 중 적어도 하나는 소정 간격으로 평행하게 배치되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고, 상기 복수의 상부전극 및 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나는 상기 복수의 스트립 형상을 따라 배치될 수 있다.
또한, 상기 접착수단은, OCA(Optically Clear Adhesive) 및 양면 테이프(Double Adhesive Tape) 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있고, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서, 하면에 상부전극이 형성된 상부필름, 상기 상부필름과 이격되어 배치되고 상면에 하부전극이 형성된 하부필름 및 상기 상부필름과 상기 하부필름의 이격된 공간에 형성되고 유전체(Dielectric Substance)로 이루어진 도트 스페이서(Dot Spacer)를 포함하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법은, 액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 제 1 단계, 상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 제 2 단계, 상기 핀의 일단을 제 1 구역에 접촉하는 제 3 단계 및 상기 접촉된 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시키는 제 4 단계를 포함하되, 상기 제 1 구역은 상기 상부전극 또는 상기 하부전극의 적어도 일부이고, 상기 제 1 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 도트 스페이서가 형성될 수 있다.
본 발명은 정전용량형 터치 센서에 이용되는 도트 스페이서를 용이하게 설계하여 제조하는 방법 및 이를 이용하여 고감도를 가지는 정전용량형 터치 센서를 제조하는 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 전극 사이에 배치될 수 있는 도트 스페이서를 간단하고 용이하게 형성하는 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 도트 스페이서의 높이와 폭 등을 정밀하게 형성하는 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 도트 스페이서의 형성방법을 이용하여 사용자가 원하는 감도를 갖는 정전용량형 터치 센서를 제조하는 방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 쉽게 휘어질 수 있어 플렉서블 디스플레이에도 적용될 수 있는 정전용량형 터치 센서를 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1a 및 도 1b는 터치 위치를 측정할 수 있는 일반적인 정전용량형 터치 센서의 일 실시례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따라 제조될 수 있는 정전용량형 터치 센서의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 적용될 수 있는 상부필름과 하부필름의 일 실시례를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 적용될 수 있는 도트 스페이서의 일례에 대한 단면도이다.
도 5는 도트 스페이서를 형성하는 방법에 관한 본 발명의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 4의 도트 스페이서의 형성방법의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 8c는 액상의 유전체에 주입되는 핀의 길이에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
도 9a 내지 도 10c는 액상의 유전체에 주입되는 핀의 굵기에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
도 11a 및 도 11b는 열처리 온도에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
도 12a 및 도 12b는 전극으로부터 핀을 떼는 시간에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
도 13은 정전용량형 터치 센서의 제조방법에 관한 본 발명의 일례를 나타내는 순서도이다.
한편, 도 14a 내지 도 14f는 도 13의 정전용량형 터치 센서의 제조방법의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
일반적으로 터치 센서 기술은 우리 일상에 필수불가결한 전자/통신기기에 널리 이용되며 삶의 많은 영역에서 편의를 제공하고 있다.
도 1a 및 도 1b는 터치 위치를 측정할 수 있는 일반적인 정전용량형 터치 센서의 일 실시례를 나타낸다.
도 1a를 참조하면, 정전용량형 터치 센서는 유전체(1)를 사이에 두고 이격되어 배치되는 제 1 위치측정용 전극(3)과 제 2 위치측정용 전극(5) 등을 포함할 수 있다.
제 1 위치측정용 전극(3)과 제 2 위치측정용 전극(5)에는 전압이 인가되며, 상기 전압에 의하여 유전체(1)에 커패시턴스가 형성될 수 있다.
소정의 객체의 터치 입력이 있는 경우, 제 1 위치측정용 전극(3)과 제 2 위치측정용 전극(5) 사이의 커패시턴스에 변화가 유도될 수 있으며, 이를 측정하여 터치 위치를 측정할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 제 1 위치측정용 전극(3)을 이용하여 X축 기반 위치 정보 획득이 가능하고, 제 2 위치측정용 전극(5)을 이용하여 Y축 기반 위치 정보 획득이 가능하다.
그러나, 종래의 정전용량형 터치 센서 기술은 전극 사이에 배치되는 도트 스페이서의 형성이 복잡하고 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 도트 스페이서에 대한 정밀한 설계가 곤란하다는 문제점이 있었다. 또한, 높은 감도를 가지는 정전용량형 터치 센서의 제조가 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 정전용량형 터치 센서에 사용되는 도트 스페이서를 간편하게 형성하며 용이하게 설계할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. 나아가, 본 발명은 사용자가 원하는 감도를 가질 수 있는 정전용량형 터치 센서의 제조 방법을 제공하고자 한다.
<정전용량형 터치 센서>
이하에서는, 본 발명에 의하여 제조될 수 있는 정전용량형 터치 센서의 구조를 도면을 참조하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따라 제조될 수 있는 정전용량형 터치 센서의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조되는 정전용량형 터치 센서(10)는 필름(100), 전극(200), 도포층(Cover Layer)(230), 도트 스페이서(Dot Spacer)(240), 접착수단(250) 등을 포함할 수 있다.
단, 도 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 촉각 생성 장치가 구현될 수도 있다.
필름(100)은 PET, FPCB 등으로 이루어질 수 있고, 투명한 재질 또는 불투명한 재질로 제조될 수 있다. 상기 필름(100)은 상부필름(110)과 하부필름(120) 등을 포함한다.
디스플레이층(260)의 상면에 사람의 손가락이나 스타일러스 등의 객체가 접촉하여 터치가 이루어지면, 상부필름(110)이 상기 터치에 의한 압력으로 변형될 수 있다. 상부필름(110)의 하면에는 복수의 상부전극(210)이 배치될 수 있다.
한편, 전극(200)은 전류를 도통시킬 수 있는 구성요소로서, 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220) 등을 포함할 수 있다.
복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)은 구리(Cu) 또는 은(Ag)으로 이루어질 수 있다.
또한, 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)은 투명한 소재로서, 인듐 주석 산화물(Induim Tin Oxide, ITO), 탄소 나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(Graphene), 금속 나노 와이어, 전도성 고분자(PEDOT, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) 또는 투명 전도성 산화물(TCO)로 이루어질 수도 있다.
일 실시례로서, 복수의 상부전극(210)은 상부필름(110)의 하면에 소정의 간격으로 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 복수의 하부전극(220)은 하부필름(120)의 상면에 소정의 간격으로 평행하게 배치될 수 있으며, 상기 복수의 상부전극(210)과 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.
한편, 도포층(230)은 도 2에 도시한 바와 같이 하부필름(120)의 상면에 배치될 수 있다. 도포층(230)은 상부필름(110)의 하면에 배치될 수도 있다.
소정의 객체가 정전용량형 터치 센서(10)의 디스플레이층(260)을 터치하여 힘을 가하는 경우, 상기 도포층(230)은 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)이 서로 맞닿게 되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
한편, 도트 스페이서(240)는 상부필름(110)과 하부필름(120)의 이격된 공간에 배치될 수 있으며, 유전체(Dielectric Substance)로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)이 겹쳐지는 공간에 배치될 수 있다.
상기 도트 스페이서(240)는 강성이 작은 재질로 이루어질 수 있으며, 공기, 겔(gel), 폴리우레탄, 실리콘 및 PDMS(polydimethylsiloxane) 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)에 전압이 걸리는 경우, 도트 스페이서(240)에 커패시턴스가 형성될 수 있다. 소정의 객체에 의하여 터치가 이루어지면, 도트 스페이서(240)에 형성된 커패시턴스가 변화되며, 상기 커패시턴스의 변화를 감지하여 터치 위치나 접촉힘 등을 측정할 수 있다.`
일반적으로 도트 스페이서(240)에 형성되는 커패시턴스 C 는 하기의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013057383521-pat00001
상기 수학식 1에서 εo 는 진공에서의 유전율로써 약 8.85 pF/m 이고, εr 은 유전체의 유전상수이며, A 는 전극의 면적이고, d 는 양 전극 간의 간격이다.
상기 수학식 1에서 볼 수 있듯이, 양 전극의 간격 d 가 작아지면, 도트 스페이서(240)에 형성되는 커패시턴스 C 는 이에 반비례하여 커지게 된다.
따라서, 외부의 힘으로 인하여 상부필름(110)이 눌러지는 경우, 복수의 상부전극(210)의 일부와 복수의 하부전극(220)의 일부 사이의 간격이 좁아질 수 있으며, 커패시턴스 C는 커지게 된다.
즉, 외부의 힘이 정전용량형 터치 센서(10)에 인가되었을 때 증가된 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220) 사이의 커패시턴스를 ΔCo 라고 한다면, 이때의 전체 커패시턴스는 Co + ΔCo 라고 할 수 있다.
따라서, 상기 증가한 커패시턴스 값 ΔCo 를 파악하여 접촉힘의 크기를 측정할 수 있다.
한편, 접착수단(250)는 상부필름(110)과 하부필름(120) 사이의 접촉면에 열접착 테이프나 양면 테이프 등으로 합착된다.
상기 접착수단(250)은 상부필름(110)과 하부필름(120)를 부착하며, 상부필름(110)과 하부필름(120) 사이에 소정의 갭을 형성할 수 있다.
접착수단(250)은 접착력이 있는 재질로 이루어질 수 있으며, 겔, PDMS(polydimethylsiloxane) 고분자, OCA(Optically Clear Adhesive), 양면 테이프(Double Adhesive Tape), UV재료 및 고분자 본딩재료 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상부필름(110)의 상면에 디스플레이층(260)이 배치될 수도 있다.
디스플레이층(260)은 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light-Emitting Diode), OLED 기반 플렉서블(flexible) 디스플레이 및 전자종이 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
디스플레이층(260)의 상면에는 손가락이나 스타일러스 등의 외부 객체가 접촉하여 정전용량형 터치 센서(10)에 터치를 입력할 수 있다.
단, 이러한 디스플레이 수단은 상기 구성에 한정되지 않으며, 어플리케이션이 실행되는 상태를 보여줄 수 있는 수단이면 어느 것이나 본 발명의 일 실시례를 구성할 수 있다.
정전용량형 터치 센서(10)를 투명하게 제작할 수 있다면, 디스플레이층은 하부필름(120)의 아래에 배치될 수도 있다. 이 경우, 터치는 상부필름(110)의 상면에 입력될 수 있다.
한편, 상부필름(110)과 하부필름(120)의 구조의 일 실시례를 설명하기 위하여 도 3a 및 도 3b을 참조한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 적용될 수 있는 상부필름과 하부필름의 일 실시례를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상부필름(110) 또는 하부필름(120)은 소정 간격으로 평행하게 배치되는 복수의 스트립 형상으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 상부필름(110)과 하부필름(120) 모두 소정 간격으로 평행하게 배치되는 복수의 스트립 형상을 포함할 수 있다.
복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)은 각각 상부필름(110)과 하부필름(120)의 상기 복수의 스트립 형상을 따라 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b의 스트립 형상의 필름(100)을 사용하는 경우, 유연하게 휘어질 수 있으며, 다양한 곡면에 부착될 수 있다. 따라서, 정전용량형 터치 센서(10)를 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)에 사용하는 경우에 유용할 수 있다.
<정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법>
이하에서는, 본 발명이 제안하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법을 구체적으로 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 적용될 수 있는 도트 스페이서의 일례에 대한 단면도이다.
정전용량형 터치 센서(10)의 도트 스페이서(240)는 상부필름(110)의 일부와 하부필름(120)의 일부에 설치될 수 있으며, 유전체로 구성될 수 있다.
본 발명에 적용할 수 있는 도트 스페이서(240)는 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상부필름(110)에 형성된 복수의 상부전극(210)과 하부필름(120)에 형성된 복수의 하부전극(220)에 형성되는 것이 외부 힘을 가장 잘 받는 구조로서 바람직하다.
즉, 정전용량형 터치 센서(10)에 입력되는 외부 힘에 의하여 상기 수학식 1의 커패시턴스 C가 많이 변화하여야 정전용량형 터치 센서(10)의 감도가 향상될 수 있다.
상기 수학식 1을 참조하면, 커패시턴스 C가 많이 변화하기 위해서는, 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220) 사이의 간격 d의 변화가 커야한다.
상부필름(110)과 하부필름(120)이 이격된 공간 전체에 유전체를 채워 넣는 경우보다는, 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220) 사이에만 유전체로 이루어진 도트 스페이서(240)를 형성하는 것이 강성이 작기 때문에 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220) 사이의 거리 d가 더 쉽게 변화할 수 있다.
따라서, 본 발명에 적용되는 도트 스페이서(240)는 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220) 사이의 공간에 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상부필름(110)과 하부필름(120)이 서로 부착되면서 도 4a의 복수의 상부전극(210)에 형성된 도트 스페이서(240)와 도 4b의 복수의 하부전극(220)에 형성된 도트 스페이서(240)가 접합되며 하나의 도트 스페이서(240)를 형성할 수 있다.
한편, 도트 스페이서(240)는 복수로 형성될 수 있으며, 각 도트 스페이서(240) 사이의 거리(m)는 1 ~ 10 ㎜ 범위로 설계될 수 있으며, m은 2 ㎜로 설계되는 것이 바람직하다.
또한, 각 도트 스페이서(240)의 높이(h)는 0.05 ~ 0.5 ㎜ 범위로 설계될 수 있으며, 복수의 상부전극(210)의 도트 스페이서(240)는 0.2 ㎜로 설계되는 것이 바람직하고, 복수의 하부전극(220)의 도트 스페이서(240)는 그보다 작게 설계될 수 있다.
또한, 각 도트 스페이서(240)의 폭(l)은 0.5 ~ 5 ㎜ 범위로 설계될 수 있으며, 복수의 상부전극(210)의 도트 스페이서(240)는 0.5 ~ 1 ㎜ 범위로 설계되는 것이 바람직하고, 복수의 하부전극(220)의 도트 스페이서(240)는 그보다 작게 설계될 수 있다.
그러나, 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220) 사이에 형성되는 도트 스페이서(240)의 제작이 쉽지 않으며, 상기와 같은 크기와 간격을 갖는 도트 스페이서(240)를 정확하게 설계하는 것이 쉽지 않다는 문제점이 있었다.
이하에서는, 이러한 도트 스페이서(240)를 형성하는 과정을 도 5 및 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 살펴본다.
도 5는 도트 스페이서를 형성하는 방법에 관한 본 발명의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 도트 스페이서(240)의 구성성분인 액상의 유전체에 핀의 일부를 주입한다(S100). 액상의 유전체는 소정의 깊이를 갖는 용기에 수용될 수 있으며, 평평하고 깨끗한 곳에서 공정을 수행한다.
주입되는 핀의 길이는, 형성하고자 하는 도트 스페이서(240)의 높이나 폭에 따라 달라질 수 있다.
이어서, 상기 주입된 핀을 액상의 유전체에서 추출하여 핀의 일단에 액상 유전체의 방울을 묻힌다(S200). 핀을 액상 유전체가 담긴 용기로부터 천천히 꺼내는 과정에서 액상의 유전체의 표면장력에 의하여 핀의 일단에 액상 유전체의 방울이 묻게 된다.
이어서, 상기 핀의 일단을 상부필름(110) 또는 하부필름(120)의 적어도 일부인 제 1 구역에 접촉한다(S300).
여기서 제 1 구역은 도트 스페이서(240)를 형성하고자 하는 위치로서, 제 1 구역은 바람직하게는 복수의 상부전극(210) 또는 복수의 하부전극(120)의 일부일 수 있다.
이어서, 상기 접촉된 핀을 제 1 구역으로부터 떼어내면서 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시킨다(S400).
핀을 제 1 구역으로부터 떼어내는 시간을 조절하여 도트 스페이서(240)의 높이나 폭을 조절할 수 있다.
상기 도트 스페이서(240)의 형성 과정에서 필름(100)은 상온에서부터 150 ℃의 온도 범위 내에서 열처리될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5의 도트 스페이서의 형성방법의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 6a를 참조하면, 핀(7)의 일부를 액상의 유전체(241)가 수용되어 있는 용기에 주입한다.
핀(7)은 도트 스페이서(240)의 재료가 되는 유전체를 추출하기 위한 구성으로서, 긴 막대모양의 형상을 가질 수 있다. 또한, 핀(7)은 하나를 이용할 수도 있으며, 여러 개를 이용할 수도 있다.
도 6b를 참조하면, 용기에 주입된 핀(7)을 추출하여 핀(7)의 일단에 액상 유전체의 방울(241a)을 묻힌다. 유전체는 액체 상태에 있으므로, 핀(7)을 액상의 유전체(241)로부터 추출하는 과정에서 액상 유전체의 방울(241a)이 묻어 나오게 된다.
핀(7)에 묻어 나오는 액상 유전체의 방울(241a)의 크기는 유전체의 점성과 같은 특성에 따라 다를 수 있으며, 이는 정전용량형 터치 센서(10)의 설계 시 미리 결정되어야 한다.
도 6c를 참조하면, 액상 유전체의 방울(241a)이 묻어 있는 핀(7)의 일단을 전극(200)의 일부에 접촉한다.
도 6d를 참조하면, 액상 유전체의 방울(241a)로부터 핀(7)을 떼어내고 열처리하여 도트 스페이서(240)을 형성할 수 있다.
여기서 필름(100)은 열처리될 수 있으며, 열처리 온도는 상온에서 150 ℃까지의 온도 범위를 가질 수 있다. 이 열처리되는 온도에 따라 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기가 달라질 수 있다.
이하에서는, 도트 스페이서(240)의 크기나 높이를 설계하는 과정을 도 7a 내지 도 12b를 참조하여 살펴본다.
도 7a 내지 도 8c는 액상의 유전체에 주입되는 핀의 길이에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
도 7a에 도시한 것과 같이 핀(7)을 액상의 유전체(241)에 짧게 주입하는 경우에는, 도 7b와 같이 액상의 유전체(241)의 표면장력에 의하여 핀(7)의 일단에 묻어 나오는 액상 유전체의 방울(241a)의 크기가 상대적으로 작다.
상기 액상 유전체의 방울(241a)을 전극(200)에 접촉하면 도트 스페이서(240)가 형성되며, 핀(7)의 일단에 묻은 액상 유전체의 방울(241a)의 크기가 작기 때문에 이에 의하여 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기는 도 7c와 같이 작게 된다.
반면에, 도 8a에 도시한 것과 같이 액상의 유전체(241)에 주입되는 핀(7)의 길이가 긴 경우에는, 도 8b와 같이 핀(7)의 일단에 묻는 액상 유전체의 방울(241a)의 크기는 상대적으로 크다.
따라서, 상기 크기가 큰 액상 유전체의 방울(241a)을 가진 핀(7)을 전극(200)에 접촉하는 경우, 이에 의하여 형성되는 도트 스페이서(240)는 도 8c와 같이 작게 나타날 것이다.
이와 같이, 핀(7)이 액상의 유전체(241)에 주입되는 길이를 조절하여 상기 핀(7)의 일단에 묻는 상기 액상 유전체의 방울(241a)의 크기를 조절할 수 있으며, 이에 대응하여 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기를 조절할 수 있다.
한편, 도 9a 내지 도 10c는 액상의 유전체에 주입되는 핀의 굵기에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
도 9a에 도시한 것과 같이 얇은 핀(7)을 액상의 유전체(241)에 주입하는 경우에는, 도 9b와 같이 액상의 유전체(241)의 표면장력에 의하여 핀(7)의 일단에 묻어 나오는 액상 유전체의 방울(241a)의 크기가 상대적으로 작다.
핀(7)의 일단에 묻은 액상 유전체의 방울(241a)의 크기가 작기 때문에 핀(7)을 전극(200)에 접촉하여 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기는 도 9c와 같이 작게 된다.
반면에, 도 10a에 도시한 것과 같이 액상의 유전체(241)에 주입되는 핀(7)의 굵기가 굵은 경우에는, 도 10b와 같이 핀(7)의 일단에 묻는 액상 유전체의 방울(241a)의 크기는 상대적으로 크다.
따라서, 상기 크기가 큰 액상 유전체의 방울(241a)을 가진 핀(7)을 전극(200)에 접촉하는 경우, 이에 의하여 형성되는 도트 스페이서(240)는 도 10c와 같이 작게 나타날 것이다.
이와 같이, 핀(7)의 굵기를 조절하여 상기 핀(7)의 일단에 묻는 상기 액상 유전체의 방울(241a)의 크기를 조절할 수 있으며, 이에 대응하여 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기를 조절할 수 있다.
한편, 도 11a 및 도 11b는 열처리 온도에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
필름(100)을 열처리하는 경우, 도 11a에 도시한 것과 같이 열처리 온도가 높아지면 경화(Curing)되는 시간이 짧아지므로 형성되는 도트 스페이서(240)의 폭은 짧아지고 높이는 커진다.
반면에, 도 11b에 도시한 것과 같이 열처리 온도를 낮게 하는 경우에는 경화되는 시간이 길어지므로 도트 스페이서(240)가 경화하는 동안 옆으로 퍼지게 되며, 이에 따라 도트 스페이서(240)는 폭은 커지고 높이는 낮아진다.
이와 같이, 필름(100)을 열처리하는 과정에서 온도를 조절하면, 이에 대응하여 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기를 조절할 수 있다.
한편, 도 12a 및 도 12b는 전극으로부터 핀을 떼는 시간에 따른 도트 스페이서의 크기 변화를 나타낸다.
도트 스페이서(240)를 형성하기 위하여 도 12a에 도시된 것과 같이 핀(7)을 전극(100)에 접촉하여 핀(7)의 일단에 묻어 있는 액상 유전체의 방울(241a)을 전극(100) 위에 올려놓는다.
이어서, 핀(7)을 전극(100)으로부터 서서히 떼어내면서 액상 유전체의 방울(241a)을 전극(100) 위에 위치시킬 수 있다.
여기서, 도 12b에 도시된 것과 같이, 유전체의 점성에 의하여 핀(7)을 전극(100)으로부터 떼어내는 과정에서 액상 유전체 방울(241a)이 핀(7)을 따라 함께 올라가게 된다.
핀(7)을 전극(100)으로부터 떼어내는 데 걸리는 시간을 길게 가지게 되면, 핀(7)을 따라 올라가게 되는 액상 유전체 방울(241a)도 많아지게 되며, 이에 따라 형성되는 도트 스페이서(240)의 높이도 커질 수 있다.
반면에, 짧은 시간 내에 핀(7)을 전극(100)으로부터 떼어내는 경우에는, 액상 유전체 방울(241a)이 핀(7)을 따라 함께 올라가지 못하게 되며, 이에 따라 형성되는 도트 스페이서(240)의 높이도 낮게 형성될 수 있다.
이와 같이, 핀(7)을 전극(100)으로부터 떼어내는 데 걸리는 시간을 조절하여 전극(100)에 위치하는 액상 유전체의 방울(241a)의 크기를 조절할 수 있으며, 이에 대응하여 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기를 조절할 수 있다.
일반적으로 상부필름(110)과 하부필름(120) 사이에 형성된 도트 스페이서(240)의 높이가 크고 폭이 좁아야 정전용량형 터치 센서(10)로 입력되는 힘을 잘 받을 수 있고 감도가 향상될 수 있다.
따라서, 상기 도 7a 내지 도 12b에 나타낸 것과 같이, 도트 스페이서(240)의 높이를 크게 설계하고 폭을 좁게 설계하기 위하여 액상 유전체(241)에 담그는 핀(7)의 길이, 핀(7)의 굵기, 열처리 온도, 핀(7)을 전극(100)에서 떼어내는 데 걸리는 시간 등을 조절하면, 고감도의 정전용량형 터치 센서를 제작할 수 있다.
또한, 터치 센서에 요구되는 감도의 정도는 정전용량형 터치 센서(10)의 사용 목적과 필요에 따라 달라질 수 있다. 이를 감안하여 상기 도 7a 내지 도 12b에 나타낸 것과 같이 도트 스페이서(240)를 정밀하게 설계하는 경우, 원하는 감도를 갖는 정전용량형 터치 센서(10)를 제작할 수 있다.
<정전용량형 터치 센서의 제조방법>
이하에서는, 본 발명이 제안하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
도 13은 정전용량형 터치 센서의 제조방법에 관한 본 발명의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 13을 참조하면, 먼저, 상부필름(110)의 하면에 복수의 상부전극(210)을 형성한다(S1000). 마찬가지로 하부필름(120)의 상면에는 복수의 하부전극(220)이 형성되어 있다.
이어서, 상부필름(110)의 하면 및 하부필름(120)의 상면 중 적어도 하나에 도포층(Cover Layer)(230)을 형성한다(S1010).
도포층(230)은 외부 터치에 의한 압력으로 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)이 서로 맞닿는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 도포층(230)은 절연체로 이루어질 수 있다.
도포층(230)을 형성하는 상기 S1010 단계는 생략될 수도 있다. 이렇게 S1010 단계가 생략된 제조방법에 의하여 도포층(230) 없는 정전용량형 터치 센서(10)가 제조될 수 있다.
또한, 도포층(230)을 형성하는 상기 S1010 단계는 S1000 단계와 S1020 단계 사이가 아닌 다른 과정에서 수행될 수도 있다.
일례로, 접착수단을 형성하는 S1020 단계 후에 도포층(230)을 생성하는 S1010 단계를 수행하는 것도 가능하다. 그리고, 도트 스페이서(240)를 형성하는 ㅎ하기의 S1030 단계 내지 S1060 단계 후에 도포층(230)을 생성하는 S1010 단계를 수행하는 것도 가능하다.
이어서, 상부필름(110)의 하면 및 하부필름(120)의 상면 중 적어도 하나에 접착수단(250)을 형성한다(S1020).
접착수단(250)은 상부필름(110)과 하부필름(120)이 서로 부착되도록 접착력이 있는 재질로 이루어질 수 있으며, 겔, PDMS(polydimethylsiloxane) 고분자, OCA(Optically Clear Adhesive), 양면 테이프(Double Adhesive Tape), UV재료 및 고분자 본딩재료 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이어서, 상부필름(110)에 형성된 복수의 상부전극(210)에 도트 스페이서(240)를 형성하는 방법이 수행된다.
우선, 액상의 유전체에 핀의 일부를 주입한다(S1030). 주입되는 핀의 길이는 복수의 상부전극(210)에 형성되는 도트 스페이서(240)의 높이나 폭에 따라 달라질 수 있다.
이어서, 주입된 핀을 액상의 유전체에서 추출하여 핀의 일단에 액상 유전체의 방울을 묻힌다(S1040).
핀을 액상 유전체가 담긴 용기로부터 천천히 꺼내는 과정에서 액상의 유전체의 표면장력에 의하여 핀의 일단에 액상 유전체의 방울이 묻게 된다.
이어서, 액상 유전체의 방울이 묻어 있는 핀의 일단을 상기 복수의 상부전극(210)의 적어도 일부인 제 1 구역에 접촉하며(S1050), 상기 접촉된 핀을 제 1 구역으로부터 떼어내면서 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시킨다(S1060).
복수의 하부전극(220)의 도트 스페이서(240)도 상기 S1030 단계 내지 S1060 단계와 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 S1020 단계의 접착수단(250) 형성 단계는 도트 스페이서(240)가 형성된 후에 실시될 수도 있다. 즉, S1030 단계 내지 S1060 단계를 수행하여 도트 스페이서(240)를 형성한 후에 상기 S1020 단계를 수행하여 접착수단(250)을 형성할 수도 있다.
이어서, 접착수단(250)을 이용하여 상부필름(110)과 하부필름(120)을 부착시킨다(S1070).
상부필름(110)과 하부필름(120)을 접착수단(250)을 이용하여 서로 부착하는 경우, 상부필름(110)의 복수의 상부전극(210)에 형성된 도트 스페이서(240)와 하부필름(120)의 복수의 하부전극(220)에 형성된 도트 스페이서(240)도 서로 접합되며 하나의 도트 스페이서(240)를 형성할 수 있다.
핀을 제 1 구역으로부터 떼어내는 시간을 조절하여 복수의 상부전극(210)에 형성되는 도트 스페이서(240)의 높이나 폭을 조절할 수 있다.
이어서, 상기 부착된 상부필름(110)과 하부필름(120)을 경화(Curing)하여 정전용량형 터치 센서를 형성한다(S1080).
한편, 도 14a 내지 도 14f는 도 13의 정전용량형 터치 센서의 제조방법의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 14a를 참조하면, 상부필름(110)에 복수의 상부전극(210)이 형성된다. 일정한 두께와 평탄한 면적을 가지는 정전용량형 터치 센서(10)를 제조하기 위하여 수평이 맞고 깨끗한 작업대에서 제조공정을 실시하는 것이 바람직하다.
도 14b를 참조하면, 마찬가지로 하부필름(120)에는 복수의 하부전극(220)이 형성된다. 복수의 상부전극(210)과 복수의 하부전극(220)이 서로 만나는 것을 방지하기 위하여 하부필름(120)의 상면에 도포층(230)이 추가적으로 형성될 수 있다.
도 14c를 참조하면, 하부필름(120)의 상면에 접착수단(250)이 형성된다. 접착수단은 상부필름(110)과 하부필름(120)을 부착하기 위하여 접착성 있는 재질로 이루어질 수 있다.
접착수단(250)은 상부필름(110)의 하면에도 형성될 수 있으며, 상부필름(110)의 하면과 하부필름(120)의 상면에 각각 형성될 수도 있다..
접착수단(250)의 높이는 0.05 ~ 0.3 ㎜의 범위로 형성될 수 있으며, 접착수단(250)의 폭은 0.05 ~ 2 ㎜ 범위로 형성될 수 있다.
도 14d를 참조하면, 상부필름(110)의 복수의 상부전극(210)에 유전체로 이루어진 도트 스페이서(240)가 형성될 수 있다.
도트 스페이서(240)의 형성방법은 상기 도 13의 S1030 단계 내지 S1060 단계를 따를 수 있다.
즉, 핀의 일부를 액상의 유전체에 주입한 다음 이 핀을 추출하여 핀의 일단에 액상 유전체의 방울을 묻힌다. 그 후 상기 핀의 일단을 도트 스페이서(240)를 형성하고자 하는 복수의 상부전극(210) 일부에 접촉하고, 핀을 떼어내어 액상 유전체의 방울을 위치시키며 도트 스페이서(240)를 형성할 수 있다.
도트 스페이서(240)는 형성 시 상부필름(110)은 110 ~ 150 ℃ 범위의 온도로 열처리될 수 있다.
110 ℃ 이하의 온도에서 열처리를 하게 되면 복수의 상부전극(210)에 형성되는 도트 스페이서(240)의 크기가 작아질 수 있다. 150 ℃ 이상의 고온에서 열처리를 하게 되면, 상부필름(110)에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
생성되는 도트 스페이서(240)의 높이나 폭 등은 상기 정전용량형 터치 센서의 제조방법에서 설명한 바에 따라 설계할 수 있다.
상부필름(110)과 달리 하부필름(120)은 열처리를 하지 않을 수 있다.
도 14e를 참조하면, 마찬가지로 하부필름(120)의 복수의 하부전극(220)에 유전체로 이루어진 도트 스페이서(240)가 형성될 수 있다.
복수의 하부전극(220)에 형성되는 도트 스페이서(240)는 상부필름(110)과 하부필름(120)의 부착 시 복수의 상부전극(220)에 형성되는 도트 스페이서(240)와 접착하는 접착제 역할을 한다.
따라서, 복수의 하부전극(220)에 형성되는 도트 스페이서(240)는 적은 양의 유전체를 투입하여 작게 형성됨이 바람직하다.
도 14f를 참조하면, 상기 도 14d의 상부필름 부분과 상기 도 14e의 하부필름 부분을 접착수단(250)을 이용하여 부착하고, 이를 경화(Curing)한다.
복수의 하부전극(220)에 경화되지 않은 적은 양의 유전체는 복수의 상부전극(210)에 형성된 도트 스페이서(240)와 결합하여 상부필름(110)과 하부필름(120)의 결합에 접착제 역할을 할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 도트 스페이서의 형성방법은 정전용량형 터치 센서의 전극 사이에 간단하고 신속하게 도트 스페이서를 형성하는 방법을 제공한다. 또한, 도트 스페이서의 높이나 폭 등을 정확하게 설계하는 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 정전용량형 터치 센서의 제조방법은 감도를 향상시킬 수 있으며, 사용자가 원하는 성능을 가지는 정전용량형 터치 센서를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (19)

  1. 하면에 상부전극이 형성된 상부필름; 상기 상부필름과 이격되어 배치되고, 상면에 하부전극이 형성된 하부필름; 및 상기 상부필름과 상기 하부필름의 이격된 공간에 형성되고, 유전체(Dielectric Substance)로 이루어진 도트 스페이서(Dot Spacer);를 포함하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법에 있어서,
    액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 제 1 단계;
    상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 제 2 단계;
    상기 핀의 일단을 제 1 구역에 접촉하는 제 3 단계; 및
    상기 접촉된 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시키는 제 4 단계;를 포함하되,
    상기 제 1 구역은 상기 상부필름 또는 상기 하부필름의 적어도 일부이고,
    상기 제 1 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 도트 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 구역은,
    상기 상부전극 또는 상기 하부전극의 적어도 일부인 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상부필름 및 상기 하부필름 중 적어도 하나가 기 설정된 범위 내의 제 1 온도를 갖는 상태에서 상기 도트 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1단계에서 상기 핀이 상기 액상의 유전체에 주입되는 길이를 조절하여 상기 핀의 일단에 묻는 상기 액상 유전체의 방울의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 핀의 굵기를 조절하여 상기 핀의 일단에 묻는 상기 액상 유전체의 방울의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서 상기 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내는 데 소요되는 시간을 조절하여 상기 제 1 구역에 위치하는 상기 액상 유전체의 방울의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  7. 제 3항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 및 상기 액상 유전체의 방울의 크기 중 적어도 하나에 대응하여 상기 도트 스페이서의 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체는,
    겔(gel), 폴리우레탄, 실리콘 및 PDMS(polydimethylsiloxane) 중 적어도 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법.
  9. 제 1항의 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서.
  10. 하면에 상부전극이 형성된 상부필름; 상기 상부필름과 이격되어 배치되고, 상면에 하부전극이 형성된 하부필름; 및 상기 상부필름과 상기 하부필름의 이격된 공간에 형성되고, 유전체(Dielectric Substance)로 이루어진 도트 스페이서(Dot Spacer);를 포함하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법에 있어서,
    상기 상부필름의 하면 및 상기 하부필름의 상면 중 적어도 하나에 접착수단을 형성하는 제 1 단계;
    상기 상부전극에 상기 도트 스페이서를 형성하는 제 2 단계; 및
    상기 접착수단을 이용하여 상기 상부필름과 상기 하부필름을 부착하여 상기 정전용량형 터치 센서를 제조하는 제 3 단계;를 포함하되,
    상기 제 3 단계에서 상기 상부필름과 상기 하부필름이 부착되는 경우, 상기 상부전극에 형성된 도트 스페이서와 상기 하부전극에 형성된 도트 스페이서가 서로 접합되도록 상기 상부전극과 상기 하부전극이 배치되고,
    상기 제 2 단계는,
    액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 제 2-1 단계;
    상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 제 2-2 단계;
    상기 핀의 일단을 상기 상부전극의 적어도 일부인 제 1 구역에 접촉하는 제 2-3 단계; 및
    상기 접촉된 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시키는 제 2-4 단계;를 더 포함하되,
    상기 제 1 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 도트 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 3단계는,
    상기 접착수단을 이용하여 상기 상부필름과 상기 하부필름을 부착하는 단계; 및
    상기 부착된 상부필름과 하부필름을 경화(Curing)하여 상기 정전용량형 터치 센서를 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 하부필름 상면은,
    터치에 의하여 상기 상부전극과 상기 하부전극이 접촉되는 것을 방지하는 도포층(Cover Layer)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 하부전극에 형성된 상기 도트 스페이서의 형성방법은,
    액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 단계;
    상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 단계;
    상기 핀의 일단을 상기 하부전극의 적어도 일부인 제 2 구역에 접촉하는 단계; 및
    상기 접촉된 핀을 상기 제 2 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 2 구역에 위치시키는 단계;를 포함하되,
    상기 제 2 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 하부전극에 형성된 상기 도트 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 상부필름 및 상기 하부필름 중 적어도 하나가 기 설정된 범위 내의 온도를 갖는 상태에서 상기 정전용량형 터치 센서가 제조되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 상부전극과 상기 하부전극은 복수이고,
    상기 복수의 상부전극은 상기 상부필름의 하면에 소정 간격으로 평행하게 배치되며,
    상기 복수의 하부전극은 상기 하부필름의 상면에 소정 간격으로 평행하게 배치되고, 상기 복수의 상부전극과 서로 교차하는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 상부필름 및 상기 하부필름 중 적어도 하나는 소정 간격으로 평행하게 배치되는 복수의 스트립 형상으로 이루어지고,
    상기 복수의 상부전극 및 상기 복수의 하부전극 중 적어도 하나는 상기 복수의 스트립 형상을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 접착수단은,
    OCA(Optically Clear Adhesive) 및 양면 테이프(Double Adhesive Tape) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서의 제조방법.
  18. 제 10항의 정전용량형 터치 센서의 제조방법에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치 센서.
  19. 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있고, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서,
    하면에 상부전극이 형성된 상부필름; 상기 상부필름과 이격되어 배치되고, 상면에 하부전극이 형성된 하부필름; 및 상기 상부필름과 상기 하부필름의 이격된 공간에 형성되고, 유전체(Dielectric Substance)로 이루어진 도트 스페이서(Dot Spacer);를 포함하는 정전용량형 터치 센서의 도트 스페이서의 형성방법은,
    액상의 상기 유전체에 핀의 일부를 주입하는 제 1 단계;
    상기 주입된 핀을 상기 액상의 유전체에서 추출하여 상기 핀의 일단에 상기 액상 유전체의 방울을 묻히는 제 2 단계;
    상기 핀의 일단을 제 1 구역에 접촉하는 제 3 단계; 및
    상기 접촉된 핀을 상기 제 1 구역으로부터 떼어내면서 상기 액상 유전체의 방울을 상기 제 1 구역에 위치시키는 제 4 단계;를 포함하되,
    상기 제 1 구역은 상기 상부전극 또는 상기 하부전극의 적어도 일부이고,
    상기 제 1 구역에 위치한 상기 액상 유전체의 방울로부터 상기 도트 스페이서가 형성되는 것을 특징으로 하는 기록매체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10209803B2 (en) 2015-10-20 2019-02-19 Samsung Display Co., Ltd. Touch sensor and liquid crystal display including the same
KR101986660B1 (ko) 2017-12-13 2019-06-07 (주)아바비젼 터치 센서가 구비된 곡면 디스플레이 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109384194A (zh) * 2017-08-07 2019-02-26 张家港祥成医用材料科技有限公司 一种电子皮肤非固相生物压力传感器的制备方法
KR102045473B1 (ko) 2018-06-01 2019-11-15 울산과학기술원 나노선 어레이 제조방법 및 이를 포함하는 변형센서 제조방법
KR102228053B1 (ko) * 2019-11-29 2021-03-16 일진디스플레이(주) 3차원 포스 터치 센서 및 이를 이용한 표시 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040065263A (ko) * 2001-12-14 2004-07-21 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 터치 패널 스페이서 도트 및 그의 제조 방법
JP2004348270A (ja) 2003-05-20 2004-12-09 Nissha Printing Co Ltd 低反射タッチパネルの実装構造と低反射タッチパネル実装用シート
KR20100086533A (ko) * 2009-01-23 2010-08-02 남동식 터치스크린 패드의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040065263A (ko) * 2001-12-14 2004-07-21 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 터치 패널 스페이서 도트 및 그의 제조 방법
JP2004348270A (ja) 2003-05-20 2004-12-09 Nissha Printing Co Ltd 低反射タッチパネルの実装構造と低反射タッチパネル実装用シート
KR20100086533A (ko) * 2009-01-23 2010-08-02 남동식 터치스크린 패드의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10209803B2 (en) 2015-10-20 2019-02-19 Samsung Display Co., Ltd. Touch sensor and liquid crystal display including the same
KR101986660B1 (ko) 2017-12-13 2019-06-07 (주)아바비젼 터치 센서가 구비된 곡면 디스플레이 장치

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