KR101916279B1

KR101916279B1 - 정전용량식 입력장치 제작방법 및 이를 통해 제작된 정전용량식 입력장치

Info

Publication number: KR101916279B1
Application number: KR1020170060465A
Authority: KR
Inventors: 이후상; 심우빈
Original assignee: 한국알프스 주식회사
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-11-08

Abstract

정전용량식 입력장치 제작방법 및 이를 통해 제작된 정전용량식 입력장치가 제시된다. 본 발명의 실시예에 따른 정전용량식 입력장치 제작방법은, a) 평면상 각 좌표에 따라 연속적으로 변경되는 두께로 형성되고, 상부면에 조작면을 가지는 접촉 조작부를 형성하는 접촉 조작부 형성단계; b) 접촉 조작부 하부면 내에서 서로 교차하는 제 1 방향과 제 2 방향으로 소정 거리만큼 이격 시켜 복수개의 전극패턴을 형성하는 패턴 형성단계; c) 상기 패턴 형성단계를 통해 서로 교차되도록 형성된 전극패턴에서 교차된 부위의 좌표값을 산출하는 교차부위 좌표 산출단계; d) 상기 교차부위 좌표 산출단계를 통해 획득한 좌표값 및 접촉 조작부의 곡률반경값을 이용하여 각 교차부위와 대응되는 조작면의 높이좌표를 산출하는 조작면 높이좌표 산출단계; 및 d) 상기 조작면 높이좌표 산출단계를 통해 획득한 각 좌표에 대한 높이좌표 값에 비례하여 가중치를 설정하고, 설정된 가중치를 전극패턴의 각 교차된 부위에 적용하여 교차된 부위의 면적을 결정하는 교차부위 면적결정단계;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 굴곡 구조에 따른 감도차이를 개선할 수 있는 정전용량식 입력장치 제작방법 및 이를 통해 제작된 정전용량식 입력장치를 제공할 수 있다.

Description

정전용량식 입력장치 제작방법 및 이를 통해 제작된 정전용량식 입력장치{Manufacturing Method For Capacitive Input Device, And Capacitive Input Device Manufactured Thereby}

본 발명은 정전용량식 입력장치 제작방법 및 이를 통해 제작된 정전용량식 입력장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴곡 구조의 접촉 조작부에 대한 감도차이를 개선할 수 있는 구조를 포함하는 정전용량식 입력장치 제작방법 및 이를 통해 제작된 정전용량식 입력장치에 관한 것이다.

도 1에는 종래 기술에 따른 정전용량식 입력장치를 나타내는 단면 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 따른 정전용량식 입력장치의 센서부에 형성되는 하부 전극 패턴과 상부 전극 패턴를 나타내는 평면도가 도시되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 정전 용량식 입력 장치(1)는, 도 2에 나타내는 복수 개의 하부 전극 패턴(6)과 복수 개의 상부 전극 패턴(7)이 높이 방향으로 대향하여 배치된 센서부(5)와, 표면에 조작면(4a)을 구비하는 표면 부재(4)를 구비하여 구성된다.

도 1에 나타내는 바와 같이 표면 부재(4)는 센서부(5)의 상면측에 형성되고, 표면 부재(4)와 센서부(5) 사이가 점착층(8)을 개재하여 접합되어 있다.

도 1에 나타내는 형태에서는, 예를 들어, 표면 부재(4)의 조작면 (4a)이 볼록 곡면으로 형성되어 있다.

한편, 센서부(5)는 평면상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 손가락(F) 을 조작면(4a) 상에 접촉시켰을 때의 손가락(F) 과 센서부(5) 사이의 높이 방향(Z)으로의 거리(L1)는, 상기 손가락(F)의 조작면(4a) 상에서의 접촉 위치에 따라 상이하다. 도 1에 나타내는 손가락(F)은, 거리(L1)가 가장 커지는 위치의 조작면(4a) 상에 접촉하고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이 하부 전극 패턴(6) 및 상부 전극 패턴(7) 은 각각, 복수 개 형성된다. 도 2에 나타내는 바와 같이 복수 개의 하부 전극 패턴(6)은, Y 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 각 하부 전극 패턴(6)은 각각, 복수의 제 1 전극부(6a)가 X 방향으로 제 1 전극부(6a) 보다 가는 연결부(6b)를 개재하여 연달아 형성되어 있다. 각 제 1 전극부(6a)의 전극 면적은 모두 동일한 크기이다.

또, 도 2에 나타내는 바와 같이 복수 개의 상부 전극 패턴(7)은, X 방향으로 간격을 두고 배치된다. 또, 각 상부 전극 패턴(7)은 각각, 복수의 제 2 전극부(7a)가 Y 방향으로 제 2 전극부(7a) 보다 가는 연결부(7b)를 개재하여 연달아 형성되어 있다. 각 제 2 전극부(7a)의 전극 면적은 모두 동일한 크기이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 각 제 1 전극부(6a)와 각 제 2 전극부(7a)는 서로 중첩되지 않게 배치되어 있다.

도 1에 나타내는 입력 장치(1)에서는, 각 하부 전극 패턴(6) 및 각 상부 전극 패턴(7)은 모두 검출 전극이다. 손가락(F)을 조작면(4a) 상에 접촉시키면, 손가락(F) 과, 손가락(F) 에 가까운 하부 전극 패턴(6)의 제 1 전극부(6a) 사이, 및 손가락(F)과, 손가락(F)에 가까운 상부 전극 패턴(7)의 제 2 전극부(7a) 사이에 정전 용량이 발생한다. 그리고, 손가락(F)을 조작면(4a) 상에 접촉시켰을 때와 접촉시키지 않을 때의 용량 변화에 기초하는 전기 특성 변화가 생긴 하부 전극 패턴(6) 및 상부 전극 패턴(7)으로부터, 손가락(F)의 접촉 위치를 검출할 수 있다.

그러나, 도 1에 나타내는 바와 같이, 손가락(F)을 곡면의 조작면(4a) 상에 접촉시켰을 때, 손가락(F)의 조작면(4a) 상에서의 접촉 위치에 따라 손가락(F)과 센서부(5) 사이의 거리(L1)가 상이하지만, 각 전극부(6a, 7a)의 전극 면적은 동일한 크기이기 때문에, 손가락(F)을 조작면(4a) 상에 맞닿게 했을 때에 생기는 용량 변화가 손가락(F)의 접촉 위치에 따라 불균일하여, 균일한 센서 감도를 얻을 수 없는 문제가 있었다.

상기한 센서 감도의 편차를 억제하기 위하여, 표면 부재(4)의 조작면 (4a)의 곡면 형상을 본떠 센서부(5)도 곡면상으로 형성하는 구성을 생각할 수 있다.

그러나, 이러한 구성은 곡면상의 센서부(5)를 적절하고 또한 안정적으로 형성하는 것은 매우 어렵다. 표면 부재(4)의 조작면(4a)이 평면 내에서 직교하는 2 방향 중 어느 쪽에 대해서도 곡면상으로 형성되는 3D 형상의 경우나 곡률에 의해서는, 도 1에 나타내는 바와 같이 평면 형태로 형성된 센서부 (5) 를 매끈하게 (주름 없이) 곡면 형상으로 절곡시킬 수 없다. 혹은 처음부터 곡면상으로 성형된 기재를 사용해도, 그 기재의 표면에 전극 패턴을 소정 폭으로 패턴 형성하는 것이 곤란하다.

따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 정전용량식 입력장치 제작방법에 대한 기술이 필요한 실정이다.

한국공개특허 10-2016-0063540 (2016년 06월 07일 공개)

본 발명의 목적은, 굴곡 구조의 접촉 조작부를 포함하는 정전용량식 입력장치에 있어서, 굴곡 구조에 따른 감도차이를 개선할 수 있는 정전용량식 입력장치 제작방법 및 이를 통해 제작된 정전용량식 입력장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 정전용량식 입력장치 제작방법은, 측단면상 두께가 연속적으로 변경되는 구조의 접촉 조작부, 및 접촉 조작부의 표면에 형성된 조작면을 포함하는 정전용량식 입력장치를 제작하는 방법으로서, a) 평면상 각 좌표에 따라 연속적으로 변경되는 두께로 형성되고, 상부면에 조작면을 가지는 접촉 조작부를 형성하는 접촉 조작부 형성단계; b) 접촉 조작부 하부면 내에서 서로 교차하는 제 1 방향과 제 2 방향으로 소정 거리만큼 이격 시켜 복수개의 전극패턴을 형성하는 패턴 형성단계; c) 상기 패턴 형성단계를 통해 서로 교차되도록 형성된 전극패턴에서 교차된 부위의 좌표값을 산출하는 교차부위 좌표 산출단계; d) 상기 교차부위 좌표 산출단계를 통해 획득한 좌표값 및 접촉 조작부의 곡률반경값을 이용하여 각 교차부위와 대응되는 조작면의 높이좌표를 산출하는 조작면 높이좌표 산출단계; 및 d) 상기 조작면 높이좌표 산출단계를 통해 획득한 각 좌표에 대한 높이좌표 값에 비례하여 가중치를 설정하고, 설정된 가중치를 전극패턴의 각 교차된 부위에 적용하여 교차된 부위의 면적을 결정하는 교차부위 면적결정단계;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접촉 조작부는, 측단면상 정 중앙부를 최하단점 또는 최상단점으로 하는 원형 또는 타원형 구조일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 패턴 형성단계는, 상기 제 1 방향으로 소정 간격 서로 이격 시켜 복수 개의 하부 전극을 배치하는 하부 전극 패턴 형성단계; 및 상기 제 2 방향으로 소정 간격 서로 이격 시켜 복수 개의 상부 전극을 하부 전극과 높이 방향으로 간격을 두고 배치하는 상부 전극 패턴 형성단계;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 방향과 제 2 방향은 평면상 서로 직교하는 방향일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 교차부위 면적결정단계는, 제 1 방향으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개 배치되는 하부 전극의 평면상 폭을 결정하는 하부전극 폭결정단계; 및 제 2 방향으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개 배치되는 상부 전극의 평면상 폭을 결정하는 상부전극 폭결정단계;를 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 교차부위 면적결정단계는, 상기 하부전극과 상부전극이 서로 교차하는 교차부위의 면적을 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전용량식 입력장치 제작방법은, 상기 일련의 단계를 통해 결정된 데이터를 바탕으로 기판 상부면에 복수개의 전극을 형성하고, 복수개의 전극으로 구성되는 전극패턴 상부에 접촉 조작부를 탑재하여 정전용량식 입력장치를 완성하는 제작 완성단계;를 더 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 교차부위 좌표 산출단계는, 평면상 접촉 조작부의 정중앙부를 원점으로 하고 서로 수직으로 교차하는 X축과 Y축을 설정하는 단계; 및 설정된 X축과 Y축을 기준으로 전극패턴이 서로 교차되는 교차부위의 좌표를 획득하는 단계;를 포함하는 구성일 수 있다.

이 경우, 상기 조작면 높이좌표 산출단계는, 측단면상 정중앙부를 수직으로 관통하는 가상의 선을 Z축으로 설정하고, 검출된 교차부위의 X축 좌표값과 삼각함수를 이용하여 교차부위와 대응되는 조작면의 Z축 좌표값을 계산할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 정전용량식 입력장치 제작방법에 의해 제작된 정전용량식 입력장치를 제공할 수 있는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 정전용량식 입력장치는, 측단면상 두께가 연속적으로 변경되는 구조이고, 표면에 조작면을 갖는 접촉 조작부; 상기 접촉 조작부 하부면 내에서 서로 교차하는 제 1 방향과 제 2 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 각각 복수개 배치된 상부 전극과 하부 전극으로 구성되는 전극패턴; 및 상기 전극패턴의 제 1 방향과 제 2 방향 배치에 의해 서로 교차하여 형성되고, 평면상 각 교차 위치의 정중앙 좌표값과 대응되는 위치의 접촉 조작부의 두께값에 비례하여 면적 가중치가 설정된 교차부위;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극패턴은, 상기 제 1 방향으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개의 하부 전극이 배치된 하부 전극 패턴; 및 상기 제 2 방향으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개의 상부 전극이 배치되고, 하부 전극과 높이 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 배치된 상부 전극 패턴;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전극패턴이 서로 교차하는 부위의 평면상 면적은, 교차부위와 대응되는 위치의 조작면 높이와 비례하여 설정될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 정전용량식 입력장치 제작방법에 따르면, 특정 구성의 접촉 조작부 형성단계, 패턴 형성단계, 교차부위 좌표 산출단계, 조작면 높이좌표 산출단계 및 교차부위 면적결정단계를 포함함으로써, 굴곡 구조에 따른 감도차이를 개선할 수 있는 정전용량식 입력장치 제작방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 정전용량식 입력장치 제작방법에 따르면, 패턴 형성단계를 통해 서로 교차되도록 형성된 전극패턴에서 교차된 부위의 좌표값을 산출한 후, 획득한 좌표값 및 접촉 조작부의 곡률반경값을 이용하여 각 교차부위와 대응되는 조작면의 높이좌표를 산출하여, 각 좌표에 대한 높이표값에 비례하여 가중치를 설정하고, 설정된 가중치를 전극패턴의 각 교차된 부위에 적용하여 교차된 부위의 면적을 결정함으로써, 굴곡 구조에 따른 감도차이를 개선할 수 있는 정전용량식 입력장치 제작방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 정전용량식 입력장치 제작방법에 따르면, 특정 구성의 하부전극 폭결정단계, 상부전극 폭결정단계 및 교차부위 면적결정단계를 포함함으로써, 다양한 방법과 실시예를 이용하여 전극패턴의 각 교차된 부위에 적용될 면적을 손쉽게 적용할 수 있어, 감도차이를 개선한 구조의 정전용량식 입력장치를 더욱 손쉽고 안정적으로 제작할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 정전용량식 입력장치 제작방법에 따르면, 특정 구성의 교차부위 좌표 산출단계를 포함함으로써, 교차부위의 좌표를 정확하게 검출한 후, 교차부위와 대응되는 조작면의 Z축 좌표값을 정확하게 계산할 수 있고, 결과적으로 각 좌표에 대한 높이표값에 비례하여 가중치를 정확하게 설정할 수 있어 더욱 효과적으로 감도차이를 개선한 구조의 정전용량식 입력장치 제작방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 정전용량식 입력장치에 따르면, 특정 구성의 접촉 조작부 형성단계, 패턴 형성단계, 교차부위 좌표 산출단계, 조작면 높이좌표 산출단계 및 교차부위 면적결정단계를 포함하는 제작방법에 의해 제작될 수 있어, 굴곡 구조에 따른 감도차이를 개선할 수 있는 정전용량식 입력장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 정전용량식 입력장치를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 정전용량식 입력장치의 센서부에 형성되는 하부 전극 패턴과 상부 전극 패턴를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량식 입력장치를 나타내는 분해도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량식 입력장치를 나타내는 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량식 입력장치 제작방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량식 입력장치의 전극패턴을 나타내는 평면모식도이다.
도 7은 종래 기술에 따른 정전용량식 입력장치의 전극패턴과 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량식 입력장치의 전극패턴을 나타낸 평면도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량식 입력장치를 나타내는 분해도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량식 입력장치를 나타내는 측단면도가 도시되어 있다.

또한, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량식 입력장치 제작방법을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 정전용량식 입력장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 아래부터 기재 표면에 복수 개의 하부 전극 패턴이 형성된 하부 기판(116), 점착층(114), 기재 표면에 복수 개의 상부 전극 패턴이 형성된 상부 기판(115), 점착층(114) 및 표면에 조작면(111)을 구비하는 접촉 조작부(110)의 순서로 적층되어 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 정전용량식 입력장치(100)에 적용되는 접촉 조작부(110)는, 측단면상 두께가 연속적으로 변경되는 구조일 수 있다.

또한, 전극패턴(120)은, 접촉 조작부(110) 하부면 내에서 서로 교차하는 제 1 방향(101)과 제 2 방향(102)으로 소정 거리만큼 이격되어 각각 복수개 배치된 상부 전극(121a)과 하부 전극(122b)으로 구성될 수 있다.

이때, 각 하부 전극 패턴 및 각 상부 전극 패턴은 조작면(111)과 높이 방향으로 대향하는 영역에 형성되고, 각 전극 패턴은 조작면(111)과의 대향 영역으로부터 각 기판(115, 116)의 외주부(117)에서 배선부에 접속되어 있다.

더욱 구체적으로, 본 실시예에 따른 하부 전극 패턴(122)은, 제 1 방향(101)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개의 하부 전극(122b)이 배치될 수 있다. 또한, 상부 전극 패턴(121)은, 제 2 방향(102)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개의 상부 전극(121a)이 배치되고, 하부 전극(122b)과 높이 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.

한편, 전극패턴(120)의 제 1 방향(101)과 제 2 방향(102) 배치에 의해 서로 교차하여 형성되는 교차부위(123)는, 평면상 각 교차 위치의 정중앙 좌표값과 대응되는 위치의 접촉 조작부(110)의 두께값에 비례하여 면적 가중치가 설정됨이 바람직하다.

교차부위(123)에 적용되는 면적 가중치 설정 방법은, 이하에서 설명하는 정전용량식 입력장치 제작방법(S100)에 대한 상세한 설명과 함께 다루기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량식 입력장치 제작방법(S100)에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 제작방법(S100)은, 특정 구성의 접촉 조작부 형성단계(S110), 패턴 형성단계(S120), 교차부위 좌표 산출단계(S130), 조작면 높이좌표 산출단계(S140) 및 교차부위 면적결정단계(S150)를 포함하는 구성일 수 있다.

접촉 조작부 형성단계(S110)는, 면상 각 좌표에 따라 연속적으로 변경되는 두께로 형성되고, 상부면에 조작면을 가지는 접촉 조작부(110)를 형성하는 단계이다. 이때, 접촉 조작부(110)는, 측단면상 정 중앙부를 최하단점 또는 최상단점으로 하는 원형 또는 타원형 구조일 수 있다. 즉, 연속적으로 변경되는 두께를 포함하는 접촉 조작부의 형상은 측면상 오목 형상 또는 볼록 형상일 수 있다. 경우에 따라서, 둘 이상의 굴곡면이 연속적으로 이어진 형상일 수 있다.

패턴 형성단계(S120)는, 접촉 조작부(110) 하부면 내에서 서로 교차하는 제 1 방향(101)과 제 2 방향(102)으로 소정 거리만큼 이격 시켜 복수개의 전극패턴을 형성하는 단계이다.

패턴 형성단계(S120)는, 특정 구성의 하부 전극 패턴 형성단계(S121) 및 상부 전극 패턴 형성단계(S122)를 포함하는 구성일 수 있다. 하부 전극 패턴 형성단계(S121)는, 하부 기판(116)의 상부면에 제 1 방향(101)으로 소정 간격 서로 이격 시켜 복수 개의 하부 전극(122b)을 배치하는 단계이다. 상부 전극 패턴 형성단계(S122)는, 상부 기판(115)의 상부면에 제 2 방향(102)으로 소정 간격 서로 이격 시켜 복수 개의 상부 전극(121a)을 하부 전극(122b)과 높이 방향으로 간격을 두고 배치하는 단계이다. 이때, 제 1 방향(101)과 제 2 방향(102)은 평면상 서로 직교하는 방향이거나, 경우에 따라서, 교차하는 지점이 이루는 각도가 60도 또는 120도와 같이 특정 각도를 이룰 수 있다.

교차부위 좌표 산출단계(S130)는, 패턴 형성단계(S120)를 통해 서로 교차되도록 형성된 전극패턴(120)에서 교차된 부위(123)의 좌표값을 산출하는 단계이다.

교차부위 좌표 산출단계(S130)는, 평면상 접촉 조작부(110)의 정중앙부를 원점으로 하고 서로 수직으로 교차하는 X축과 Y축을 설정하는 단계(S131), 및 설정된 X축과 Y축을 기준으로 전극패턴(120)이 서로 교차되는 교차부위(123)의 좌표를 획득하는 단계(S132)를 포함하는 구성일 수 있다.

이 후, 측단면상 정중앙부를 수직으로 관통하는 가상의 선을 Z축으로 설정하고, 검출된 교차부위의 X축 좌표값과 삼각함수를 이용하여 교차부위(123)와 대응되는 조작면(111)의 Z축 좌표값을 계산할 수 있다.

조작면 높이좌표 산출단계(S140)는, 교차부위 좌표 산출단계(S130)를 통해 획득한 좌표값 및 접촉 조작부(110)의 곡률반경값(R)을 이용하여 각 교차부위(123)와 대응되는 조작면(111)의 높이좌표를 산출하는 단계이다.

설정된 X축, Y축 및 Z축에 의해 교차부위의 좌표값을 손쉽게 획득할 수 있으며, 이를 바탕으로 교차부위(123)와 대응되는 조작면(111)의 Z축 좌표값을 계산할 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 교차부위(123)의 좌표(X, Y, Z)를 검출해 보면, 교차부위(123a)는, 정중앙에 수직으로 설정되는 Z축을 기준으로 하였을 때, 원점(O)을 기준으로 x만큼 떨어져 있으며, 높이는 0 이므로, 교차부위(123)의 좌표는 (x, 0, 0)이다.

이때, 교차부위(123)와 대응되는 위치의 조작면(111a)의 Z축 좌표값은, 곡률반경값(R)에서 (cosθ2 x R)값을 뺀 후, 접촉 조작부(110)의 최단두께 값(t) 값을 더한 값이다.

조작면(111a)의 Z축 좌표값은, 교차부위(123a)의 X좌표 및 Y좌표(도 6 참조)에 따라 달라지며, Z축 좌표값에 절대값을 취하여, 절대값이 클 수록 가중치를 크게 하여 교차부위의 평면상 면적을 크게 하고, 절대값이 작을 수록 가중치를 작게 하여 교차부위의 평면상 면적을 작게 설정할 수 있다.(도 4 및 도 5 참조)

교차부위 면적결정단계(S150)는, 조작면 높이좌표 산출단계(S140)를 통해 획득한 각 좌표에 대한 높이좌표 값에 비례하여 가중치를 설정하고, 설정된 가중치를 전극패턴(120)의 각 교차된 부위(123)에 적용하여 교차된 부위(123)의 면적을 결정하는 단계이다.

교차부위 면적결정단계(S150)는, 특정 구성의 하부전극 폭결정단계(S151) 및 상부전극 폭결정단계(S152)를 포함하는 구성일 수 있다. 하부전극 폭결정단계(S151)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 방향(101)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개 배치되는 하부 전극(122b)의 평면상 폭을 결정하는 단계이다. 상부전극 폭결정단계(S152)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 방향(102)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개 배치되는 상부 전극(121a)의 평면상 폭을 결정하는 단계이다.

이때, 교차부위 면적결정단계(S150)는, 하부전극(122b)과 상부전극(121a)이 서로 교차하는 교차부위(123)의 면적을 결정하는 단계로서, 상기 언급한 하부전극 폭결정단계(S151) 및 상부전극 폭결정단계(S152)를 통해 획득한 폭 데이터를 바탕으로 결정됨이 바람직하다.

교차부위의 면적을 달리 설정함으로써, 굴곡 구조에 따른 감도차이를 개선할 수 있다. 구체적으로, 조작면(111)과 교차부위(123)의 거리가 증가할 수록 교차부위의 면적을 증가시킴이 바람직하다.

일련의 단계를 통해 결정된 데이터를 바탕으로 기판(115, 116) 상부면에 복수개의 전극(121a, 122b)을 형성하고, 복수개의 전극(121a, 122b)으로 구성되는 전극패턴(120) 상부에 접촉 조작부를 탑재하여 정전용량식 입력장치(100)를 완성하는 제작 완성단계(S160)가 수행될 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

100: 정전용량식 입력장치(10
101: 제 1 방향
102: 제 2 방향
110: 접촉 조작부(20
111: 조작면(20a
112: 이면(20b
113: 점착층(31
114: 점착층(30
115: 상부 기판(21
116: 하부 기판(22
117: 외주부(12
120: 전극패턴
121: 상부 전극 패턴
121a: 상부 전극
122: 하부 전극 패턴
122b: 하부 전극
123: 교차부위
S100: 정전용량식 입력장치 제작방법
S110: 접촉 조작부 형성단계
S120: 패턴 형성단계
S121: 하부 전극 패턴 형성단계
S122: 상부 전극 패턴 형성단계
S130: 교차부위 좌표 산출단계
S140: 조작면 높이좌표 산출단계
S150: 교차부위 면적결정단계
S151: 하부전극 폭결정단계
S152: 상부전극 폭결정단계
S160: 제작 완성단계
R: 접촉 조작부의 곡률반경값

Claims

측단면상 두께가 연속적으로 변경되는 구조이고 측단면상 정 중앙부를 최하단점 또는 최상단점으로 하는 원형 또는 타원형 구조인 접촉 조작부(110), 및 접촉 조작부(110)의 표면에 형성된 조작면(111)을 포함하는 정전용량식 입력장치(100)를 제작하는 방법(S100)으로서,
a) 평면상 각 좌표에 따라 연속적으로 변경되는 두께로 형성되고, 상부면에 조작면을 가지는 접촉 조작부(110)를 형성하는 접촉 조작부 형성단계(S110);
b) 접촉 조작부(110) 하부면 내에서 평면상 서로 직교하는 방향으로 서로 교차하는 제 1 방향(101)과 제 2 방향(102)으로 소정 거리만큼 이격 시켜 복수개의 전극패턴을 형성하는 패턴 형성단계(S120);
c) 상기 패턴 형성단계(S120)를 통해 서로 교차되도록 형성된 전극패턴(120)에서 교차된 부위(123)의 좌표값을 산출하는 교차부위 좌표 산출단계(S130);
d) 상기 교차부위 좌표 산출단계(S130)를 통해 획득한 좌표값 및 접촉 조작부(110)의 곡률반경값(R)을 이용하여 각 교차부위(123)와 대응되는 조작면(111)의 높이좌표를 산출하는 조작면 높이좌표 산출단계(S140);
e) 상기 조작면 높이좌표 산출단계(S140)를 통해 획득한 각 좌표에 대한 높이좌표 값에 비례하여 가중치를 설정하고, 설정된 가중치를 전극패턴(120)의 각 교차된 부위(123)에 적용하여 교차된 부위(123)의 면적을 결정하는 교차부위 면적결정단계(S150); 및
f) 상기 일련의 단계를 통해 결정된 데이터를 바탕으로 기판(115, 116) 상부면에 복수개의 전극(121a, 122b)을 형성하고, 복수개의 전극(121a, 122b)으로 구성되는 전극패턴(120) 상부에 접촉 조작부를 탑재하여 정전용량식 입력장치(100)를 완성하는 제작 완성단계(S160);
를 포함하고,
상기 패턴 형성단계(S120)는,
상기 제 1 방향(101)으로 소정 간격 서로 이격 시켜 복수 개의 하부 전극(122b)을 배치하는 하부 전극 패턴 형성단계(S121); 및
상기 제 2 방향(102)으로 소정 간격 서로 이격 시켜 복수 개의 상부 전극(121a)을 하부 전극(122b)과 높이 방향으로 간격을 두고 배치하는 상부 전극 패턴 형성단계(S122);
를 포함하고,
상기 교차부위 좌표 산출단계(S130)는,
평면상 접촉 조작부(110)의 정중앙부를 원점으로 하고 서로 수직으로 교차하는 X축과 Y축을 설정하는 단계(S131); 및
설정된 X축과 Y축을 기준으로 전극패턴(120)이 서로 교차되는 교차부위(123)의 좌표를 획득하는 단계(S132);
를 포함하고,
상기 조작면 높이좌표 산출단계(S140)는, 측단면상 정중앙부를 수직으로 관통하는 가상의 선을 Z축으로 설정하고, 검출된 교차부위의 X축 좌표값과 삼각함수를 이용하여 교차부위(123)와 대응되는 조작면(111)의 Z축 좌표값을 계산하고,
상기 교차부위 면적결정단계(S150)는, 상기 하부전극(122b)과 상부전극(121a)이 서로 교차하는 교차부위(123)의 면적을 결정하는 단계로서,
제 1 방향(101)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개 배치되는 하부 전극(122b)의 평면상 폭을 결정하는 하부전극 폭결정단계(S151); 및
제 2 방향(102)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개 배치되는 상부 전극(121a)의 평면상 폭을 결정하는 상부전극 폭결정단계(S152);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 입력장치 제작방법.
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제 1 항에 따른 정전용량식 입력장치 제작방법(S100)에 의해 제작된 정전용량식 입력장치(100)로서,
측단면상 두께가 연속적으로 변경되는 구조이고, 측단면상 정 중앙부를 최하단점 또는 최상단점으로 하는 원형 또는 타원형 구조이며, 표면에 조작면(111)을 갖는 접촉 조작부(110);
상기 접촉 조작부(110) 하부면 내에서 서로 교차하는 제 1 방향(101)과 제 2 방향(102)으로 소정 거리만큼 이격되어 각각 복수개 배치된 상부 전극(121a)과 하부 전극(122b)으로 구성되는 전극패턴(120); 및
상기 전극패턴(120)의 제 1 방향(101)과 제 2 방향(102) 배치에 의해 서로 교차하여 형성되고, 평면상 각 교차 위치의 정중앙 좌표값과 대응되는 위치의 접촉 조작부(110)의 두께값에 비례하여 면적 가중치가 설정된 교차부위(123);
를 포함하고,
상기 전극패턴(120)은,
상기 제 1 방향(101)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개의 하부 전극(122b)이 배치된 하부 전극 패턴(122); 및
상기 제 2 방향(102)으로 소정 간격 서로 이격 되어 복수 개의 상부 전극(121a)이 배치되고, 하부 전극(122b)과 높이 방향으로 소정 거리만큼 이격되어 배치된 상부 전극 패턴(121);
를 포함하고,
상기 전극패턴(121, 122)이 서로 교차하는 부위의 평면상 면적은, 교차부위(123)와 대응되는 위치의 조작면(111) 높이와 비례하여 설정되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 입력장치.
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