KR102016218B1 - 압력 센서 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

압력 센서는 서로 이격되어 마주보도록 배치된 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되며, 탄성 재질로 이루어지는 탄성층 및 상기 탄성층의 측면에 절곡되어 구비되며, 양단이 상기 탄성층의 하부면 및 상부면에 각각 고정되는 탄성을 갖는 적어도 하나의 탄성바를 포함할 수 있다.

Description

압력 센서 및 이의 제조 방법{Force sensor and method of manufacturing the same}
본 발명은 압력 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 외부로부터 인가되는 압력을 감지하는 압력 센서 및 상기 압력 센서의 제조 방법에 관한 것이다.
입력장치의 하나인 터치스크린은, 내비게이션, 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등의 각종 모니터로부터, 휴대전화기, 엠피쓰리, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기 등 각종 휴대용 단말기는 물론, 냉장고, 전자레인지, 세탁기와 같은 각종 가전제품에 이르기까지 다양한 전기전자장치의 입력장치로 널리 사용되고 있다.
터치스크린은 그 구조와 동작원리에 따라 저항막 방식과 정전용량 방식 등 여러 가지 방식이 개발되어 있고, 최근 스마트폰의 경우 정전용량 방식이 널리 적용되고 있다.
정전용량식 터치스크린는, 손가락의 터치압력의 크기에 따라 다르게 발생하는 정전용량변화의 크기로부터 터치압력과 위치에 대응하는 입력신호로 생성하는 정전용량식 압력센서를 구비한다.
종래의 정전용량식 압력센서는 하부 전극, 상부 전극 및 상기 하부 전극 및 상기 상부 전극 사이에 구비되어 탄성적으로 가변하는 탄성 스페이서를 포함한다. 상기 탄성 스페이서는, 터치압력이 가해지지 않은 상태에서는 상기 하부 전극과 상기 상부 전극의 사이의 거리를 일정하게 유지하고, 상기 터치압력이 가해지면 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이의 거리를 감소시킨다. 따라서, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이의 정전용량이 증가되고, 상기 정전용량의 변화에 대응하여 입력신호가 생성된다. 상기 터치압력이 사라지면 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이의 거리가 원래대로 복원된다.
상기 정전용량식 압력센서가 반복적으로 사용되는 경우, 상기 탄성 스페이서의 탄성력이 감소한다. 따라서, 상기 정전용량식 압력센서의 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 정전용량식 압력센서는 상기 하부 전극과 상기 상부 전극이 서로 다른 높이에 위치하므로, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극과 각각 연결되는 외부 배선을 서로 다른 높이 각각 구비해야 한다. 그러므로, 상기 정전용량식 압력센서를 제조하는 과정이 복잡하고 상기 제조 비용이 증가할 수 있다.
본 발명은 반복적인 사용에도 탄성력의 저하를 방지할 수 있는 압력 센서를 제공한다.
본 발명은 반복적인 사용에도 탄성력의 저하를 방지할 수 있는 압력 센서 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 압력 센서는 서로 이격되어 마주보도록 배치된 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되며, 탄성 재질로 이루어지는 탄성층 및 상기 탄성층의 측면에 절곡되어 구비되며, 양단이 상기 탄성층의 하부면 및 상부면에 각각 고정되는 탄성을 갖는 적어도 하나의 탄성바를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성바의 탄성을 강화하기 위해 상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나와 겹쳐질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성바의 단부는 상기 탄성층의 하부면과 상기 제1 전극 사이에 위치하거나, 상기 탄성층의 상부면과 상기 제2 전극 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성바는 도전성 재질 또는 절연성 재질로 이루어지며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 서로 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해 상기 탄성바의 단부가 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극와 동시에 겹쳐지는 경우 상기 탄성바는 상기 절연성 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 압력 센서는, 상기 제1 전극을 덮도록 상기 탄성층의 하부면에 구비되는 제1 절연층과, 상기 제2 전극을 덮도록 상기 탄성층의 상부면에 구비되는 제2 절연층 및 상기 탄성바를 덮으며, 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층과 연결되는 연결층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 압력 센서는, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 및 상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 연결된 경우, 상기 탄성바의 일단과 전기적으로 연결되는 제2 배선으로 이루어지는 연결 배선을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 연결 배선은, 상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 분리된 경우, 상기 연결층을 따라 절곡되어 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제3 배선을 더 포함하고, 상기 제2 배선은 상기 제3 배선과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 압력 센서 제조 방법은, 제1 전극과 제2 전극을 일 방향으로 이격된 상태로 배치하는 단계와, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 일 방향을 따라 적어도 하나의 탄성바를 배치하는 단계와, 상기 탄성바의 일단이 하부면에 고정되도록 탄성층을 상기 제1 전극 상에 구비하는 단계 및 상기 탄성바를 절곡시켜 상기 탄성바의 타단을 상기 탄성층의 상부면에 고정하고, 상기 제2 전극을 상기 탄성층의 상부면에 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 탄성바는 각각 제1 절연층, 제2 절연층 및 연결층 상에 구비되며, 상기 연결층은 상기 탄성바와 같이 절곡될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성바를 배치하는 단계에서, 상기 탄성바의 탄성을 강화하기 위해 상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나와 겹쳐질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 탄성바를 배치하는 단계에서, 상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 압력 센서 제조 방법은, 상기 탄성바를 배치하는 단계 이후에, 상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 및 상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 연결된 경우, 상기 탄성바의 일단과 전기적으로 연결되는 제2 배선으로 이루어지는 연결 배선을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 연결 배선을 형성하는 단계에서, 상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 분리된 경우, 상기 제2 전극과 상기 제2 배선을 전기적으로 연결하는 제3 배선을 더 형성할 수 있다.
본 발명의 압력 센서 및 그 제조 방법에 따르면, 제1 전극과 제2 전극 사이에 탄성층과 탄성바가 병렬로 배치되어 탄성력을 제공한다. 따라서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 작용하는 탄성력을 높일 수 있다. 그러므로, 상기 압력 센서가 반복적으로 사용되더라도 상기 탄성층과 상기 탄성바의 탄성력이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 압력 센서의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 압력 센서 제조 방법에 따르면, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 동일 평면 상에 형성한 후 상기 탄성바를 절곡하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 마주보도록 이격시킨다. 따라서, 상기 압력 센서를 신속하면서도 적은 비용으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A′선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 도 1에 도시된 탄성바의 배치를 설명하기 위한 전개도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9 내지 도 12는 도 8의 압력 센서 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서 및 이의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서를 설명하기 위한 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A′선을 기준으로 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 압력 센서(100)는 정전 용량식 압력센서에 관한 것으로, 제1 전극(110), 제2 전극(120), 탄성층(110) 및 탄성바(140)를 포함한다. 압력 센서(100)가 디스플레이 소자에 적용될 경우, 표시 모듈 아래에 배치될 수 있다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 서로 마주보며 이격된 상태로 구비된다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 각각 대략 평판 형태를 가지며, ITO, 구리, 은 등과 같은 도전성 금속으로 이루어질 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 하나는 감지 전극으로 구동할 수 있다.
탄성층(130)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 사이에 구비된다. 탄성층(130)은 탄성 재질로 이루어진다. 상기 탄성 재질의 예로는 실리콘, 우레탄 폼 등을 들 수 있다. 탄성층(130)은 터치압력이 가해지지 않은 상태에서는 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리를 일정하게 유지한다. 상기 터치 압력이 가해지면 탄성층(130)이 수축하면서 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리가 감소한다. 따라서, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 정전용량이 증가하고, 상기 정전용량의 변화에 대응하여 입력신호가 생성될 수 있다. 상기 터치압력이 제거되면, 탄성층(130)이 복원됨에 따라 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리가 원래대로 복원된다.
탄성바(140)는 탄성층(130)의 측면에 절곡되어 구비된다. 이때, 탄성바(140)의 양단부는 탄성층(130)의 하부면 및 상부면에 각각 고정된다. 탄성바(140)는 절곡된 상태에서 펴지려는 탄성을 갖는다. 탄성바(140)는 도전성 재질 또는 절연성 재질로 이루어질 수 있다.
탄성바(140)도 탄성층(130)과 마찬가지로 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에서 탄성력을 제공한다. 즉, 상기 터치 압력이 가해지면 탄성바(140)가 수축하면서 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리가 감소하고, 상기 터치압력이 제거되면, 탄성바(140)가 복원됨에 따라 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리가 원래대로 복원된다.
탄성바(140)는 하나가 구비될 수도 있고, 다수개가 구비될 수도 있다. 탄성바(140)의 개수를 조절하여 탄성바(140)의 탄성력을 조절할 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 2에서는 탄성바(140)가 탄성층(130)의 일측면에 구비되는 것으로 도시되었지만, 탄성바(140)는 탄성층(130)의 여러 측면에 구비될 수 있다.
탄성바(140)가 탄성층(130)의 여러 측면에 구비되는 경우, 탄성바(140)에 의한 탄성이 균일하게 작용하도록 탄성바(140)는 탄성층(130)의 중심을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다.
탄성층(130)과 탄성바(140)는 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에서 병렬로 배치되어 탄성력을 제공한다. 따라서, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에서 작용하는 탄성력을 높일 수 있다. 그러므로, 압력 센서(100)가 반복적으로 사용되더라도 탄성층(130)과 탄성바(140)의 탄성력이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 압력 센서(100)의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
탄성바(130)는 다양한 형태로 배치될 수 있다.
도 3 내지 도 7은 도 1에 도시된 탄성바의 배치를 설명하기 위한 전개도들이다.
탄성바(130)의 탄성을 강화하기 위해 탄성바(130)의 단부(142, 144)는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 적어도 하나와 겹쳐질 수 있다.
일 예로, 도 3과 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 이격되고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐질 수 있다.
다른 예로, 도 4와 같이 다수의 탄성바(140)들 중 일부는 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 이격되고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐질 수 있다. 다수의 탄성바(140)들 중 나머지는 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
다른 예로, 도 5와 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
다른 예로, 도 6과 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐질 수 있다.
상기 예들에서 탄성바(140)의 일단(142) 및 타단(144) 중 적어도 어느 하나가 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)중 적어도 하나와 겹쳐지는 만큼 탄성바(140)의 길이를 연장할 수 있으므로, 탄성바(140)의 탄성력을 증가시킬 수 있다.
또한, 탄성바(140)의 일단(142)이 제1 전극(110)고 겹쳐질 때, 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 탄성층(130)의 하부면 사이에 위치하고, 탄성바(140)의 타단(144)이 제2 전극(120)과 겹쳐질 때, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 탄성층(130)의 상부면 사이에 위치한다. 따라서, 탄성바(140)의 일단(142)이나 타단(144)이 탄성층(130)에 안정적으로 고정될 수 있다.
탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐지는 경우, 탄성바(140)는 상기 절연성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 탄성바(140)에 의해 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 서로 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성바(140)의 단부(142, 144)는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
일 예로, 도 7과 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 이격되고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
압력 센서(100)는 제1 절연층(150), 제2 절연층(152), 연결층(154), 제3 절연층(156) 및 연결 배선(160)을 더 포함할 수 있다.
제1 절연층(150), 제2 절연층(152), 연결층(154), 제3 연결층(156)은 절연 물질로 이루어지며, 연결 배선(160)은 도전성 물질로 이루어진다.
제1 절연층(150)은 탄성층(130)의 하부면에 구비되어 제1 전극(110)을 덮는다. 따라서, 제1 절연층(150)은 제1 전극(110)이 외부로 노출되는 것을 방지하고, 제1 전극(110)을 보호한다.
제2 절연층(152)은 탄성층(130)의 상부면에 구비되어 제2 전극(120)을 덮는다. 따라서, 제2 절연층(152)은 제2 전극(120)이 외부로 노출되는 것을 방지하고, 제2 전극(120)을 보호한다.
연결층(154)은 탄성층(130)의 측면에서 제1 절연층(150) 및 제2 절연층(152)과 연결되도록 구비되며, 탄성바(140)를 덮는다. 탄성바(140)들이 다수개 구비되는 경우, 연결층(154)은 탄성바(140)들을 개별적으로 덮거나, 탄성바(140)들을 한꺼번에 덮을 수 있다. 탄성바(140)가 절곡된 형태이므로, 연결층(154)도 절곡된 형태를 갖는다. 연결층(154)은 탄성바(140)가 외부로 노출되는 것을 방지하고, 탄성바(140)를 보호한다.
제3 절연층(156)은 제1 절연층(150)의 일측에 제1 절연층(150)과 연결되도록 구비된다. 제3 절연층(156)은 연결 배선(160)을 지지한다.
연결 배선(160)은 제1 전극(110)과 제2 전극(120)을 집적 회로 등과 연결하기 위한 것으로, 제1 배선(162) 및 제2 배선(164)을 포함한다.
제1 배선(162)은 제3 절연층(156) 및 제1 절연층(150) 상에 구비되며, 제1 전극(110)과 전기적으로 연결된다.
제2 배선(162)은 제3 절연층(156) 및 제1 절연층(150) 상에 구비되며, 제2 전극(120)과 전기적으로 연결된다.
일 예로, 탄성바(140)가 상기 도전성 재질로 이루어지고 타단(144)이 제2 전극(120)과 겹쳐져서 탄성바(140)와 제2 전극(120)이 전기적으로 연결된 경우, 제2 배선(162)은 탄성바(140)의 일단(142)과 연결될 수 있다.
다른 예로, 탄성바(140)와 제2 전극(120)이 전기적으로 연결되지 않은 경우, 연결층(154)을 따라 탄성바(140)와 인접하도록 제2 전극(120)과 전기적으로 연결되는 제3 배선(166)을 추가로 구비하고, 제2 배선(162)은 제3 배선(166)과 연결될 수 있다.
제1 전극(110) 및 제2 전극(120)이 서로 다른 높이에 위치하더라도 제1 배선(162) 및 제2 배선(164)은 제3 절연층(156) 및 제1 절연층(150) 상에 동일한 높이에 구비될 수 있다. 따라서, 제1 배선(162) 및 제2 배선(164)의 구조를 단순화할 수 있다.
한편, 제1 전극(110), 제2 전극(120), 탄성바(140) 및 연결 배선(160)은 제1 절연층(150), 제2 절연층(152), 연결층(154) 및 제3 절연층(156) 상에 돌출되어 구비되거나 매립되어 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9 내지 도 12는 도 8의 압력 센서 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)을 일 방향으로 이격된 상태로 형성한다.(S110)
구체적으로, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 각각 대략 평판 형태를 가지며, 동일한 평면 상에서 수평 방향으로 서로 이격될 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 ITO, 구리, 은 등과 같은 도전성 금속으로 이루어질 수 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)이 동일한 평면 상에 형성하므로, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)이 형성이 간단하고 용이하다.
제1 전극(110)은 제1 절연층(150) 상에 구비되고, 제2 전극(120)은 제2 절연층(152) 상에 구비될 수 있다. 제1 절연층(150)은 제1 전극(110)보다 큰 크기를 가지며, 제2 절연층(152)은 제2 전극(120)보다 큰 크기를 가질 수 있다.
또한, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)은 제1 절연층(150) 및 제2 절연층(152) 상에 돌출되거나 매립될 수 있다.
다음으로, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 상기 일 방향을 따라 적어도 하나의 탄성바(140)를 형성한다.(S120)
탄성바(140)는 절곡된 상태에서 펴지려는 탄성을 갖는다. 탄성바(140)는 도전성 재질 또는 절연성 재질로 이루어질 수 있다.
탄성바(140)는 하나가 구비될 수도 있고, 다수개가 구비될 수도 있다. 탄성바(140)의 개수를 조절하여 탄성바(140)의 탄성력을 조절할 수 있다.
또한, 탄성바(140)가 제1 전극(110)과 제2 전극(120)의 사이에 구비되는 것으로 도시되었지만, 탄성바(140)는 제1 전극(110)에서 제2 전극(120)과 인접하는 측면이 아닌 다른 측면들에도 구비될 수도 있다.
탄성바(140)가 제1 전극(110)의 여러 측면들에 구비되는 경우, 탄성바(140)에 의한 탄성이 균일하게 작용하도록 탄성바(140)는 제1 전극(110)의 중심을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다.
탄성바(130)는 다양한 형태로 배치될 수 있다.
탄성바(130)의 탄성을 강화하기 위해 탄성바(130)의 단부(142, 144)는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 적어도 하나와 겹쳐질 수 있다.
일 예로, 도 9(또는 도 3)와 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 이격되고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐질 수 있다.
다른 예로, 도 4와 같이 다수의 탄성바(140)들 중 일부는 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 이격되고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐질 수 있다. 다수의 탄성바(140)들 중 나머지는 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
다른 예로, 도 5와 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
다른 예로, 도 6과 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐질 수 있다.
상기 예들에서 탄성바(140)의 일단(142) 및 타단(144) 중 적어도 어느 하나가 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)중 적어도 하나와 겹쳐지는 만큼 탄성바(140)의 길이를 연장할 수 있으므로, 탄성바(140)의 탄성력을 증가시킬 수 있다.
또한, 탄성바(140)의 일단(142)이 제1 전극(110)고 겹쳐질 때, 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 탄성층(130)의 하부면 사이에 위치하고, 탄성바(140)의 타단(144)이 제2 전극(120)과 겹쳐질 때, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 탄성층(130)의 상부면 사이에 위치한다. 따라서, 탄성바(140)의 일단(142)이나 타단(144)이 탄성층(130)에 안정적으로 고정될 수 있다.
탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 겹쳐지고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 겹쳐지는 경우, 탄성바(140)는 상기 절연성 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 탄성바(140)에 의해 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 서로 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 탄성바(140)의 단부(142, 144)는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
일 예로, 도 7과 같이 탄성바(140)의 일단(142)은 제1 전극(110)과 이격되고, 탄성바(140)의 타단(144)은 제2 전극(120)과 이격될 수 있다.
탄성바(140)는 연결층(154) 상에 구비되며, 연결층(154)은 탄성바(140)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 연결층(154)은 제1 절연층(150) 및 제2 절연층(152)의 사이에서 제1 절연층(150) 및 제2 절연층(152)을 연결하도록 구비될 수 있다. 탄성바(140)가 제1 전극(110)의 여러 측면들에 구비되는 경우, 연결층(154)은 제1 절연층(150)을 여러 측면에 구비될 수도 있다.
한편, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)을 집적 회로 등과 연결하기 위한 연결 배선(160)이 구비될 수 있다. 연결 배선(160)은 제3 절연층(156)에 의해 지지될 수 있다.
연결 배선(160)은 제1 배선(162) 및 제2 배선(164)을 포함한다.
제1 배선(162)은 제3 절연층(156) 및 제1 절연층(150) 상에 구비되며, 제1 전극(110)과 전기적으로 연결된다.
제2 배선(162)은 제3 절연층(156) 및 제1 절연층(150) 상에 구비되며, 제2 전극(120)과 전기적으로 연결된다.
일 예로, 탄성바(140)가 상기 도전성 재질로 이루어지고 타단(144)이 제2 전극(120)과 겹쳐져서 탄성바(140)와 제2 전극(120)이 전기적으로 연결된 경우, 제2 배선(162)은 탄성바(140)의 일단(142)과 연결될 수 있다.
다른 예로, 탄성바(140)와 제2 전극(120)이 전기적으로 연결되지 않은 경우, 연결층(154)을 따라 탄성바(140)와 인접하도록 제2 전극(120)과 전기적으로 연결되는 제3 배선(166)을 추가로 구비하고, 제2 배선(162)은 제3 배선(166)과 연결될 수 있다.
탄성바(140) 및 연결 배선(160)은 제1 절연층(150), 제2 절연층(152), 연결층(154) 및 제3 절연층(156) 상에 돌출되어 구비되거나 매립되어 구비될 수 있다.
도 8 및 도 10을 참조하면, 탄성바(140)의 일단(142)이 하부면에 고정되도록 탄성층(130)을 제1 전극(110) 상에 형성한다.(S130)
탄성층(130)은 대략 사각 평판 형태를 가지며, 탄성 재질로 이루어진다. 상기 탄성 재질의 예로는 실리콘, 우레탄 폼 등을 들 수 있다.
탄성층(130)의 크기는 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)의 크기보다 크고 제1 절연층(150) 및 제2 절연층(152)의 크기와 같거나 작을 수 있다.
탄성층(130)은 제1 전극(110)을 덮으면서 탄성바(140)의 일단(142)도 덮는다. 탄성바(142)의 일단(142)은 본딩, 열융착 등에 의해 탄성층(130)의 하부면에 고정될 수 있다.
도 8 및 도 11을 참조하면, 탄성바(140)를 절곡시켜 탄성바(140)의 타단(144)을 탄성층(130)의 상부면에 고정하고, 제2 전극(120)을 탄성층(130)의 상부면에 고정한다. (S140)
구체적으로, 탄성바(140) 및 연결층(154)을 절곡함으로써 제2 전극(120) 및 제2 절연층(152)을 탄성층(130)의 상부면에 위치시킨다. 이때, 탄성바(140)의 타단(144)은 본딩, 열융착 등에 의해 탄성층(130)의 상부면에 고정될 수 있다.
탄성바(140)는 탄성층(130)의 측면에 절곡되어 구비되고, 탄성바(140)의 양단부는 탄성층(130)의 하부면 및 상부면에 각각 고정된다. 탄성바(140)는 절곡된 상태에서 펴지려는 탄성을 가지므로, 탄성바(140)도 탄성층(130)과 마찬가지로 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에서 탄성력을 제공한다. 즉, 상기 터치 압력이 가해지면 탄성바(140)가 수축하면서 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리가 감소하고, 상기 터치압력이 제거되면, 탄성바(140)가 복원됨에 따라 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리가 원래대로 복원된다.
상기 압력 센서 제조 방법은 제1 전극(110)과 제2 전극(120)을 상기 동일 평면 상에 형성한 후 탄성바(140)를 절곡하여 제1 전극(110)과 제2 전극(120)이 마주보도록 이격시킨다. 따라서, 상기 압력 센서를 신속하면서도 적은 비용으로 제조할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 압력 센서 110 : 제1 전극
120 : 제2 전극 130 : 탄성층
140 : 탄성바 150 : 제1 절연층
152 : 제2 절연층 154 : 연결층
156 : 제3 절연층 160 : 연결 배선
162 : 제1 배선 164 : 제2 배선
166 : 제3 배선

Claims (14)

  1. 서로 이격되어 마주보도록 배치된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 구비되며, 탄성 재질로 이루어지는 탄성층; 및
    상기 탄성층의 측면에 절곡되어 구비되며, 양단이 상기 탄성층의 하부면 및 상부면에 각각 고정되는 탄성을 갖는 적어도 하나의 탄성바를 포함하고,
    상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선; 및
    상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 연결된 경우, 상기 탄성바의 일단과 전기적으로 연결되는 제2 배선으로 이루어지는 연결 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성바의 탄성을 강화하기 위해 상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나와 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄성바의 단부는 상기 탄성층의 하부면과 상기 제1 전극 사이에 위치하거나, 상기 탄성층의 상부면과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  4. 제2항에 있어서, 상기 탄성바는 도전성 재질 또는 절연성 재질로 이루어지며,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 서로 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위해 상기 탄성바의 단부가 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극와 동시에 겹쳐지는 경우 상기 탄성바는 상기 절연성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 이격되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극을 덮도록 상기 탄성층의 하부면에 구비되는 제1 절연층;
    상기 제2 전극을 덮도록 상기 탄성층의 상부면에 구비되는 제2 절연층; 및
    상기 탄성바를 덮으며, 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층과 연결되는 연결층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 연결 배선은, 상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 분리된 경우, 상기 연결층을 따라 절곡되어 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 제3 배선을 더 포함하고,
    상기 제2 배선은 상기 제3 배선과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압력 센서.
  9. 제1 전극과 제2 전극을 일 방향으로 이격된 상태로 배치하는 단계;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 일 방향을 따라 적어도 하나의 탄성바를 배치하는 단계;
    상기 탄성바의 일단이 하부면에 고정되도록 탄성층을 상기 제1 전극 상에 구비하는 단계; 및
    상기 탄성바를 절곡시켜 상기 탄성바의 타단을 상기 탄성층의 상부면에 고정하고, 상기 제2 전극을 상기 탄성층의 상부면에 고정하는 단계를 포함하고,
    상기 탄성바를 배치하는 단계 이후에,
    상기 제1 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 및 상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 연결된 경우, 상기 탄성바의 일단과 전기적으로 연결되는 제2 배선으로 이루어지는 연결 배선을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 탄성바는 각각 제1 절연층, 제2 절연층 및 연결층 상에 구비되며, 상기 연결층은 상기 탄성바와 같이 절곡되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 탄성바를 배치하는 단계에서,
    상기 탄성바의 탄성을 강화하기 위해 상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 적어도 하나와 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 탄성바를 배치하는 단계에서,
    상기 탄성바의 단부는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 이격되는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서, 상기 연결 배선을 형성하는 단계에서, 상기 탄성바와 상기 제2 전극이 전기적으로 분리된 경우, 상기 제2 전극과 상기 제2 배선을 전기적으로 연결하는 제3 배선을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 제조 방법.
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