KR101898981B1 - 그래핀을 이용한 터치스크린 - Google Patents

그래핀을 이용한 터치스크린 Download PDF

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Abstract

그래핀을 이용한 터치스크린이 개시된다. 터치 해상도에 따라 행과 열로 일정 간격을 두고 줄지어 구성되는 그래핀 배열; 그래핀 배열을 감싸는 투명 플라스틱; 및 그래핀 배열에 가해진 압력을 변화되는 전도도를 검출해서 터치 위치를 계산하는 신호 처리부를 포함하고, 그래핀 배열은 행과 열이 줄지어 구성된 그래핀 배열의 상단 또는 하단에 일정 크기의 공간을 두어, 그래핀 배열에 손가락 누름이 가해지면 그래핀 배열이 구부러지는 현상을 나타낸다. 따라서 구부러짐에 따라 달라지는 전도도를 검출하여 터치 영역을 판단하고, 터치 해상도에 따라 행과 열 간격을 조정해서 터치스크린을 제작할 수 있다.

Description

그래핀을 이용한 터치스크린{TOUCH SCREEN USING GRAPHENE}
본 발명은 그래핀을 이용한 터치스크린에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터치 해상도에 따라 행과 열로 일정 간격을 두고 줄지어 구성되는 그래핀 배열에 가해진 압력을 변화되는 전도도를 검출해서 터치 위치를 계산하는 그래핀을 이용한 터치스크린에 관한 것이다.
터치 스크린은 손가락 누름에 따라 전기 저항이 달라짐을 검출해서 터치 위치를 판단하고 터치 위치에 따른 계산된 좌표를 출력한다. 터치 스크린은 현재까지 그 경도가 일정 수치 이상으로, 구부러짐에 약하다. 구부러짐에 강한 터치 스크린을 제작하게 되면 플렉서블 디스플레이와 같은 구부러짐이 있는 장치에 적용할 수 있다. 그래핀은 친환경 물질이다. 그래핀을 이용하여 터치 스크린을 제작하는 것은 환경 친화적이며 또한 그래핀은 구부러지는 성질을 갖고 있어 플렉서블 디스플레이에도 적용 가능하다.
공개번호: 10-2016-0060882(2016.05.31), 터치스크린 패널 및 이의 제조 방법 등록번호: 10-1266985(2013.05.08), 터치스크린 패널 제조방법
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 터치 해상도에 따라 행과 열의 간격을 조정하는 그래핀을 이용한 터치스크린을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 터치 해상도에 따라 행과 열로 일정 간격을 두고 줄지어 구성되는 그래핀 배열; 그래핀 배열을 감싸는 투명 플라스틱; 및 그래핀 배열에 가해진 압력을 변화되는 전도도를 검출해서 터치 위치를 계산하는 신호 처리부를 포함하고, 그래핀 배열은 행과 열이이 줄지어 구성된 그래핀 배열의 상단 또는 하단에 일정 크기의 공간을 두어, 그래핀 배열에 손가락 누름이 가해지면 그래핀 배열이 구부러지는 현상을 나타낸다.
그래핀 배열은 터치 해상도에 따라 행과 열로 구분되고 일정 간격을 두고 다수의 줄로 배열되고, 투명 플라스틱은 신축성이 있고, 그래핀 배열을 감싸 손가락 누름에 의해 그래핀 배열이 눌려져서 압착된 그래핀 배열의 전도도가 달라지고, 신호 처리부는 그래핀 배열에 대한 전도도를 측정하여 변화되는 전도도에 대응한 행과 열을 검출해서 터치 위치를 계산한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 그래핀을 이용한 터치스크린을 이용할 경우에는 구부러짐에 따라 달라지는 전도도를 검출하여 터치 영역을 판단하고, 터치 해상도에 따라 행과 열 간격을 조정해서 터치스크린을 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그래핀을 이용한 터치스크린의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제작 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 제작 장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제작 방법을 보인 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 제작 방법을 보인 공정 흐름도이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
그래핀을 이용한 터치스크린은 구부러짐에 따라 달라지는 전도도를 검출하여 터치 영역을 판단하고, 터치 해상도에 따라 행과 열 간격을 조정해서 터치스크린을 제작할 수 있다. 터치스크린은 터치 해상도에 따라 행과 열 간격이 조정되지만 실제 손가락 터치를 검출하는데는 별 차이가 발생하지 않는다. 터치 해상도를 변화시키면서 터치 검출에 별 차이가 발생하지 않도록 터치스크린을 제작할 수 있으며, 용도에 따라 터치 해상도를 크게 변화시킬 수 있다. 터치 해상도가 크게 변화되는 경우 터치 검출에 큰 차이가 발생할 수 있으므로 터치스크린 제작에 각별한 주의가 요구된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 그래핀을 이용한 터치스크린의 구성을 보인 예시도이다.
터치스크린은 터치 해상도에 따라 행과 열로 일정 간격을 두고 줄지어 구성되는 그래핀 배열(110); 그래핀 배열(110)을 감싸는 투명 플라스틱(120); 및 그래핀 배열(110)에 가해진 압력에 의해 변화되는 전도도를 검출해서 터치 위치를 계산하는 신호 처리부(130)를 포함한다.
그래핀 배열(110)은 터치 해상도에 따라 행과 열로 일정 간격을 두고 줄지어 구성된다. 다른 실시예로, 그래핀 배열(110)은 터치스크린 전체를 덮도록 도포될 수 있다. 터치스크린 전체에 도포된 그래핀 배열(110)에 가해진 터치를 감지하는 것은 일반 터치스크린 검출 방법이 적용될 수 있다. 이때, 터치 영역 감지를 위해 행과 열로 고랑을 둘 수 있다. 행 또는 열로 형성된 고랑은 서로 다른 두 개의 그래핀 배열(110)에 구성될 수 있다. 행으로 형성된 고랑이 하나의 그래핀 배열(110)에 구성되고, 열로 형성된 고랑이 다른 하나의 그래핀 배열(110)에 구성되는 것이다.
투명 플라스틱(120)은 그래핀 배열(110)을 감싼다.
신호 처리부(130)는 그래핀 배열(110)에 가해진 압력에 의해 변화되는 전도도를 검출해서 터치 위치를 계산한다. 신호 처리부(130)는 손 또는 터치펜에 의한 압력 변화를 감지해서 터치 위치를 계산할 수 있다. 신호 처리부(130)는 정전기 변화에 의해 변화하는 전도도를 검출해서 터치 위치를 계산할 수 있다. 정전기 변화는 터치펜에 도포된 전기 코팅에 의해 달성될 수 있다.
그래핀 배열(110)은 행과 열이 줄지어 구성된 그래핀 배열(110)의 상단 또는 하단에 일정 크기의 공간을 두어, 그래핀 배열(110)에 손가락 누름이 가해지면 그래핀 배열(110)이 구부러지는 현상을 나타낸다. 일정 크기의 공간을 두기 위해 고무층을 배열할 수 있다. 압력이 가해지면 고무층에 의해 그래핀 배열이 구부러질 수 있다. 고무층은 행과 열과 배열될 수 있다.
그래핀 배열(110)은 터치 해상도에 따라 행과 열로 구분되고 일정 간격을 두고 다수의 줄로 배열되고 투명 플라스틱(120)은 신축성이 있고, 그래핀 배열(110)을 감싸 손가락 누름에 의해 그래핀 배열(110)이 눌려져서 압착된 그래핀 배열(110)의 전도도가 달라지고, 신호 처리부(130)는 그래핀 배열(110)에 대한 전도도를 측정하여 변화되는 전도도에 대응한 행과 열을 검출해서 터치 위치를 계산한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제작 장치의 구성을 보인 블록도이다.
터치스크린 제작 장치는 투명 플라스틱과 그래핀 배열을 증착한다. 터치스크린 제작 장치가 투명 플라스틱과 그래핀 배열을 증착하는데 필요한 구성 요소에 대해 살펴보면 다음과 같다.
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착하는 플라스틱 증착부(210); 그래핀 배열을 증착하는 그래핀 증착부(220)를 포함한다.
플라스틱 증착부(210)는 투명 플라스틱을 증착한다.
그래핀 증착부(220)는 터치 해상도에 따라 행으로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다.
플라스틱 증착부(210)는 투명 플라스틱을 증착한다.
그래핀 증착부(220)는 터치 해상도에 따라 열로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다.
플라스틱 증착부(210)는 투명 플라스틱을 증착한다.
제작 장치는 그래핀 배열에 신호 처리부(130)를 연결한다. 신호 처리부(130)는 그래핀 배열에 대한 전도도를 검출할 수 있다.
제작 장치는 그래핀을 이용한 터치스크린을 제작한다. 제작 장치는 터치스크린 제작을 위한 센서와 제어부를 구성한다. 센서는 제작 장치의 동작을 감지하고, 제어부는 센서 감지에 기반하여 플라스틱 증착부(210)의 투명 플라스틱 증착, 그래핀 증착부(220)의 그래핀 배열 증착 및 신호 처리부(130)의 연결을 제어한다.
제작 장치는 IoT 구성을 통해 센서와 제어부를 네크워크 구성하고 네트 네트워크 구성된 장치를 통합 관리하는 서버를 구성한다. 서버는 네트워크 구성된 IoT 장치와 통신하며 관리한다. 센서와 제어부는 서버로 데이터를 전송하고 서버는 데이터를 수신하여 저장하고 제작 장치의 동작 데이터를 모니터링한다. 서버는 모니터링을 통해 제작 장치의 동작을 감시하고 이상 발생시 대처할 수 있다.
IoT는 사물을 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 시스템으로 제작 장치는 동작 데이터를 감지하는 센서와 서버를 네트워크로 연결하여 동작 데이터를 공유한다. 서버에 접속하면 외부에서 동작 데이터를 모니터링할 수 있다. 제작 장치는 동작 데이터 공유를 통해 공장 관리자가 제작 장치를 관리하는데 도움을 준다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 제작 장치의 구성을 보인 블록도이다.
제작 장치는 플라스틱 배열을 두어 그래핀 배열이 구부러짐을 나타내도록 하는 것이다. 플라스틱 배열은 그래핀 배열 상에 공간을 두어 그래핀 배열이 구부러질 수 있도록 작용한다. 제작 장치는 그래핀 배열이 구부러짐이 잘 나타날 수 있도록 플라스틱 배열을 구성한다.
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착하는 플라스틱 증착부(310); 그래핀 배열을 증착하는 그래핀 증착부(320)를 포함한다.
플라스틱 증착부(310)는 투명 플라스틱을 증착한다.
플라스틱 증착부(310)는 터치 해상도에 따라 열로 일정 간격을 두고 플라스틱 배열을 증착한다.
그래핀 증착부(320)는 터치 해상도에 따라 행으로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다.
플라스틱 증착부(310)는 투명 플라스틱을 증착한다.
그래핀 증착부(320)는 터치 해상도에 따라 열로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다.
플라스틱 증착부(310)는 터치 해상도에 따라 행으로 일정 간격을 두고 플라스틱 배열을 증착한다.
플라스틱 증착부(310)는 투명 플라스틱을 증착한다.
제작 장치는 그래핀 배열에 신호 처리부(130)를 연결한다. 신호 처리부(130)는 그래핀 배열에 대한 전도도를 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 제작 방법을 보인 공정 흐름도이다.
터치스크린 제작 방법은 투명 플라스틱과 그래핀 배열을 증착하여 터치스크린을 제작한다. 제작 장치는 그래핀 배열 증착시 터치 해상도에 따라 그래핀 배열의 행과 열 간격을 조정할 수 있다.
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착한다(410).
제작 장치는 터치 해상도에 따라 행으로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다(420).
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착한다(430).
제작 장치는 터치 해상도에 따라 열로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다(440).
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착한다(450).
제작 장치는 그래핀 배열에 신호 처리부를 연결한다. 신호 처리부는 그래핀 배열에 대한 전도도를 검출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 제작 방법을 보인 공정 흐름도이다.
터치스크린 제작 방법은 플라스틱 배열을 두어 그래핀 배열이 구부러짐을 나타내도록 하는 것이다.
제작 장치는 투명 플라스틱, 플라스틱 배열 및 그래핀 배열을 구성하여 터치스크린을 제작한다. 제작 장치는 터치 해상도에 맞게 플라스틱 배열과 그래핀 배열의 행과 열 간격을 조정할 수 있다.
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착한다(510).
제작 장치는 터치 해상도에 따라 열로 일정 간격을 두고 플라스틱 배열을 증착한다(520).
제작 장치는 터치 해상도에 따라 행으로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다(530).
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착한다(540).
제작 장치는 터치 해상도에 따라 열로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착한다(550).
제작 장치는 터치 해상도에 따라 행으로 일정 간격을 두고 플라스틱 배열을 증착한다(560).
제작 장치는 투명 플라스틱을 증착한다(570).
제작 장치는 그래핀 배열에 신호 처리부를 연결한다. 신호 처리부는 그래핀 배열에 대한 전도도를 검출할 수 있다.
실시예 1
거울과 같은 대형 패널에 터치스크린을 제작하는 경우 거울에 대해 사용자가 터치하는 영역이 차이가 날 수 있다.
사용자가 터치하는 영역에 따라 다른 터치 해상도를 적용하여 그래핀 배열의 행과 열 간격을 조정할 수 있다.
제작 장치는 사용자가 터치하는 영역에 따라 다른 터치 해상도를 적용하여 플라스틱 배열과 그래핀 배열의 행과 열 간격을 조정할 수 있다.
제작 장치는 터치 해상도가 높은 영역에서는 행과 열 간격을 좁게 조정하고, 낮은 영역에서는 행과 열 간격을 넓게 조정할 수 있다.
제작 장치는 터치 해상도를 영역에 따라 행과 열 간격을 조정하지만 실제 터치 해상도는 큰 차이를 나타내지는 않는다. 터치가 보통 손가락에 의해 작용하므로 터치 해상도는 손가락 굵기보다 조밀하다.
제작 장치는 손가락 굵기보다 조밀한 터치 해상도를 감안하여 행과 열 간격을 조정하는 것이다.
실시예 2
플렉서블 디스플레이와 같이 휘어지는 곡면의 경우 표면적이 늘어나므로 터치 해상도를 높일 수 있다.
제작 장치는 휘어지는 곡면에 대해 터치 해상도를 높일 수 있도록 그래핀 배열의 행과 열 간격을 조정할 수 있다.
제작 장치는 휘어지는 곡면에 따라 다른 터치 해상도를 적용하여 플라스틱 배열과 그래핀 배열의 행과 열 간격을 조정할 수 있다.
제작 장치는 표면적이 넓어지고 터치 해상도가 높은 영역에서는 행과 열 간격을 좁게 조정하고, 표면적이 작아지고 낮은 영역에서는 행과 열 간격을 넓게 조정할 수 있다.
제작 장치는 터치 해상도를 영역에 따라 행과 열 간격을 조정하지만 실제 터치 해상도는 큰 차이를 나타내지는 않는다. 터치가 보통 손가락에 의해 작용하므로 터치 해상도는 손가락 굵기보다 조밀하다.
제작 장치는 손가락 굵기보다 조밀한 터치 해상도를 감안하여 행과 열 간격을 조정하는 것이다.
실시예 3
제작 장치는 터치 해상도를 영역별로 설정하고 입력하면 터치 해상도에 따라 행과 열 간격을 조정하여 터치스크린을 제작한다. 제작 장치는 터치 해상도를 영역별로 설정할 때 블록 형태로 지정한다. 제작 장치는 블록 형태로 터치 해상도를 설정하고 행과 열 간격을 조정하여 터치스크린을 제작한다. 제작 장치는 그래핀 증착부를 제어해서 그래핀의 행과 열 간격을 조정할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 그래핀 배열 120: 투명 플라스틱
130: 신호 처리부 210: 플라스틱 증착부
220: 그래핀 증착부 310: 플라스틱 증착부
320: 그래핀 증착부

Claims (2)

  1. 투명 플라스틱을 증착하는 단계(510);
    터치 해상도에 따라 열로 일정 간격을 두고 플라스틱 배열을 증착하는 단계(520);
    터치 해상도에 따라 행으로 일정 간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착하는 단계(530);
    투명 플라스틱을 증착하는 단계(540);
    터치 해상도에 따라 열로 일정간격을 두고 줄지어 그래핀 배열을 증착하는 단계(550);
    터치 해상도에 따라 행으로 일정간격을 두고 플라스틱 배열을 증착하는 단계(560);
    투명플라스틱을 증착하는 단계(570); 및
    그래핀 배열에 신호 처리부를 연결하고 신호처리부는 그래핀 배열에 대한 전도도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 제작방법.
  2. 삭제
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