KR102103171B1 - 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서 - Google Patents

정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서에 관한 것이 개시된다. 상기 센서는 제1 전극 패턴, 상기 제1 전극 패턴의 하부에 상기 제1 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제2 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴의 하부에 상기 제2 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제3 전극 패턴, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 전극 패턴의 일부, 상기 제2 전극 패턴의 소정 단위 영역 및 상기 제3 전극 패턴의 소정 단위 영역이 하나의 단위 센싱 셀을 형성하고, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 간의 거리 변화가 상기 제2 전극 패턴의 정전 용량의 변화를 발생시키고, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴 간의 접촉이 상기 제2 전극 패턴의 저항의 변화를 발생시키고, 상기 컨트롤러는 상기 정전 용량의 변화 및 상기 저항의 변화를 이용하여 상기 단위 센싱 셀에 상응하는 압력을 센싱한다.

Description

정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서{HYBRID LARGE AREA PRESSURE SENSOR INTEGRATING ELECTROSTATIC SENSOR AND RESISTIVE SENSOR}
본 발명은 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서에 관한 것이다.
최근 헬스 케어에 대한 관심이 증가하고 있으며, 헬스 케어에 대한 관심은 진료 중심에서 예방 중심으로, 질병 중심에서 관리 중심으로 패러다임이 변경되게 하고 있다. 이와 같은 시대의 변화를 반영한 건강 상태 및 운동 상태를 센싱할 수 있는 요가 매트, 스탠딩 매트, 워킹 인솔, 골프 매트, 워킹 분석 매트 등에서 압력 센서가 개발되고 있다. 하지만 기존의 압력 센서에 적용되는 기술로는 대면적으로 개발되기 어렵고, 센싱되는 면적과 압력의 세기를 동시에 검출하지 못하는 문제점이 있다. 따라서, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.
공개특허공보 제 10-2018-0051406호, 2018.05.16
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서는 제1 전극 패턴, 상기 제1 전극 패턴의 하부에 상기 제1 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제2 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴의 하부에 상기 제2 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제3 전극 패턴, 및 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 전극 패턴의 일부, 상기 제2 전극 패턴의 소정 단위 영역 및 상기 제3 전극 패턴의 소정 단위 영역이 하나의 단위 센싱 셀을 형성하고, 상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 간의 거리 변화가 상기 제2 전극 패턴의 정전 용량의 변화를 발생시키고, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴 간의 접촉이 상기 제2 전극 패턴의 저항의 변화를 발생시키고, 상기 컨트롤러는 상기 정전 용량의 변화 및 상기 저항의 변화를 이용하여 상기 단위 센싱 셀에 상응하는 압력을 센싱한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 전극 패턴은, 상호 이격되고 평행하게 일 방향으로 연장되어 배치되는 복수의 제1 도전성 라인을 포함하고, 상기 복수의 제1 도전성 라인 중 적어도 하나의 제1 도전성 라인은 상기 제2 전극 패턴의 복수의 단위 영역과 나란하게 배치되고, 상기 복수의 제1 도전성 라인을 상기 컨트롤러에 연결하는 배선을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 전극 패턴의 단위 영역은, 상호 이격되고 상보적인 형태로 배치되는 제2 도전성 라인 및 제3 도전성 라인을 포함하고, 상기 제2 도전성 라인 및 상기 제3 도전성 라인을 상기 컨트롤러에 연결하는 배선을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 전극 패턴에 제1 주파수의 제1 드라이빙 신호를 전송하고, 상기 제2 전극 패턴에 제2 주파수의 제2 드라이빙 신호를 전송하고, 상기 제1 주파수와 상기 제2 주파수는 서로 다른 영역대를 갖는다.
일부 실시예에서, 상기 제1 전극 패턴에 전송되는 상기 제1 드라이빙 신호는 고주파이고, 상기 제2 전극 패턴에 전송되는 상기 제2 드라이빙 신호는 저주파이다.
일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 정전 용량의 변화를 검출하기 위하여, 상기 제2 전극 패턴으로부터 상기 제1 드라이빙 신호에 상응하는 제1 센싱 신호를 수신하고, 상기 저항의 변화를 검출하기 위하여, 상기 제2 전극 패턴으로부터 상기 제2 드라이빙 신호에 상응하는 제2 센싱 신호를 수신한다.
일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 센싱 신호와 상기 제2 센싱 신호를 비교하는 센싱 신호 비교부를 더 포함하고, 상기 센싱 신호 비교부는, 상기 제1 센싱 신호와 상기 제2 센싱 신호를 비교하여 상기 단위 센싱 셀의 정렬 틀어짐을 보상하는 신호를 발생한다.
일부 실시예에서, 상기 제3 전극 패턴의 단위 영역은, 상호 이격되는 복수의 도전성 아일랜드 패턴을 포함한다.
일부 실시예에서, 일 면에 상기 제1 전극 패턴이 형성되고, 상기 일 면과 대향하는 타 면에 상기 제2 전극 패턴이 형성된 제1 시트를 더 포함하고, 상기 제1 시트는 연성의 절연성 물질로 이루어진다.
일부 실시예에서, 일 면에 상기 제3 전극 패턴이 형성된 제2 시트를 더 포함하고, 상기 제2 시트는 연성의 절연성 물질로 이루어진다.
일부 실시예에서, 상기 제 2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴의 사이에 개재되고, 상기 제2 전극 패턴의 단위 영역 및 상기 제3 전극 패턴의 단위 영역에 상응하는 복수의 제1 홀(hole)을 갖는 스페이서 층을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 스페이서 층은, 상기 제2 전극 패턴의 복수의 단위 영역의 적어도 일부를 서로 연결하는 점프 선을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제2 전극 패턴, 상기 제3 전극 패턴 및 상기 스페이서 층은, 접착층에 의해 상호 부착되고, 상기 접착증의 뜯김 현상을 방지하는 버퍼 층을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 저항형 가변 증폭기를 더 포함하고, 상기 저항형 가변 증폭기는, 상기 단위 센싱 셀의 위치에 따른 저항값을 보상하는 보상 신호를 발생한다.
일부 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 정전형 가변 증폭기를 더 포함하고, 상기 정전형 가변 증폭기는, 상기 단위 센싱 셀의 위치에 따른 정전 용량의 충전 또는 방전 시간을 측정하고, 상기 시간을 이용하여 상기 단위 센싱 셀의 위치에 따른 저항값을 추출하고, 상기 저항값을 이용하여 보상 신호를 발생한다.
일부 실시예에서, 상기 제1 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴 및 상기 제3 전극 패턴은, 금, 은, 동, 카본, 나노튜브, 그래핀 중 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어진다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서에 의하면, 정전식 센서는 압력의 세기 변화를 센싱할 수 있지만 센싱되는 면적의 변화를 센싱할 수 없고, 저항식 센서는 센싱되는 면적의 변화를 센싱할 수 있지만 압력의 세기 변화를 센싱할 수 없다. 따라서, 본 발명은 정전식 센서와 저항식 센서를 결합하여 상호 단점을 보완하여 센싱되는 면적의 변화와 압력의 세기 변화를 모두 센싱하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 저항형 가변 증폭기와 정전형 가변 증폭기를 사용하여 대면적 압력 센서에서 발생하는 센싱 셀 위치에 따른 저항의 차를 보상하여 드라이빙 신호를 전송하거나 센싱 신호를 수신할 수 있다.
또한, 본 발명은 센싱 신호 비교부를 사용하여 다중 시트가 결합된 구조에서 발생하는 시트의 휘어짐과 뒤틀림에 의한 왜곡 신호를 검출하고 이를 보상하는 드라이빙 신호를 전송하거나 센싱 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서의 단면 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 전극 패턴의 평면 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2 전극 패턴의 평면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센싱 셀의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 층의 평면 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예예 따른 스페이서 층의 점프 선의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제3 전극 패턴의 평면 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 보상 신호 출력을 보여주는 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서이다.
정전식 센서는 신체 또는 특정 물체의 압력이 가해지는 경우 드라이빙 전극(도면에서 제1 도전성 라인(1110))과 센싱 전극(도면에서 제3 도전성 라인(1212)) 사이의 절연체(도면에서 제1 시트(1000)) 거리의 변화로 인해 발생하는 정전 용량의 변화를 센싱한다. 정전식 센서만으로는 압력의 세기 변화를 센싱할 수 있지만 센싱되는 면적의 변화를 센싱할 수 없다.
저항식 센서는 신체 또는 특정 물체의 압력이 가해지는 경우 드라이빙 전극(도면에서 제2 도전성 라인(1211))과 센싱 전극(도면에서 제3 도전성 라인(1212))이 스페이서 층(3000)에 의해 이격되는 다른 전극(도면에서 도전성 아일랜드 패턴(2110))과 접촉하는 면적의 변화로 인해 발생하는 저항의 변화를 센싱한다. 저항식 센서만으로는 센싱되는 면적의 변화를 센싱할 수 있지만 압력의 세기 변화를 센싱할 수 없다.
본 발명은 정전식 센서와 저항식 센서를 결합하여 상호 단점을 보완하여 면적의 변화와 압력의 세기 변화를 모두 센싱할 수 있는 대면적 압력 센서이다. 또한, 본 발명은 정전식 센서와 저항식 센서를 결합함에 있어서, 동일한 센싱 전극을 사용한다. 따라서 본 발명은 단순한 두 개의 센서의 결합이 아닌 유기적인 결합으로 두 개의 센서가 시너지 효과를 낼 수 있는 대면적 압력 센서에 적합한 기술이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서의 단면 예시도이다.
도 1을 참조하면, 정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서는 제1 시트(1000), 제2 시트(2000), 스페이서 층(3000), 제1 전극 패턴(1100), 제2 전극 패턴(1200), 제3 전극 패턴(2100)을 포함한다.
제1 전극 패턴(1100)은 제1 시트(1000)의 일면에 형성될 수 있다 예를 들어, 제1 전극 패턴(1100)은 제1 시트(1000) 상부에 위치할 수 있다. 제2 전극 패턴(1200)은 제1 시트(1000)의 제1 전극 패턴(1100)과 대향하는 타 면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극 패턴(1200)은 제1 시트(1000) 하부에 위치하여, 제1 전극 패턴(1100)과 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다.
제3 전극 패턴(2100)은 제2 시트(2000)의 제2 전극 패턴(1200)과 대향하는 일면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 전극 패턴(2100)은 제2 시트(2000) 상부에 위치할 수 있고, 제2 전극 패턴(1200)과 소정 거리로 이격되어 배치될 수 있다.
스페이서 층(3000)은 제2 전극 패턴(1200)과 제3 전극 패턴(2100)을 소정 거리로 이격시키기 위해 제1 시트(1000)와 제2 시트(2000) 사이에 배치될 수 있다.
제1 시트(1000), 제2 시트(2000) 및 스페이서 층(3000)은 연성의 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 시트(1000)와 제2 시트(2000)는 필름, 섬유 등이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극 패턴(1100)의 일부, 제2 전극 패턴(1200)의 소정 단위 영역 및 제3 전극 패턴(2100)의 소정 단위 영역이 하나의 단위 센싱 셀(1210)을 형성한다. 단위 센싱 셀(1210)은 정정식 센싱 셀(1210)과 저항식 센싱 셀(1210)을 포함한다. 예들 들어, 센싱 셀(1210)은 제1 전극 패턴(1100) 중 하나의 도전성 라인과 제2 전극 패턴(1200) 중 상보적 형상을 가지는 패턴과 제3 전극 패턴(2100) 중 하나의 도전성 아일랜드 패턴(2110)이 수직으로 동일 위치에 있는 패턴들의 그룹일 수 있다.
제1 시트(1000), 제2 시트(2000) 및 스페이서 층(3000)은 접착층에 의해 상호 부착될 수 있다. 접착층과 각각의 제1 시트(1000), 제2 시트(2000) 및 스페이서 층(3000) 사이에 접착층의 뜯김 현상을 방지하는 버퍼 층을 더 포함할 수 있다. 버퍼 층은 제1 시트(1000) 제2 시트(2000), 스페이서 층(3000)의 물성 차이를 극복하게 하여 접착층의 뜯김 현상을 방지하는 기능을 가진다. 예를 들어, 제1 시트(1000), 제2 시트(2000) 및 스페이서 층(3000)은 상호 부착된 후 고온 또는 고습 환경에서 또는 각 시트가 휘어지거나 뒤틀리는 상태에서 각 시트의 물성 차이로 인해 접착층이 떨어지는 현상이 발생할 수 있다. 버퍼 층은 제1 시트(1000), 제2 시트(2000) 및 스페이서 층(3000)의 물성 차이를 보완하여 이와 같은 접착층 뜯김 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 층은 인장력에 유동적인 재질로 되어서 제1 시트(1000), 제2 시트(2000) 및 스페이서 층(3000)이 휘어지거나 뒤틀리는 경우 늘어나고, 제1 시트(1000), 제2 시트(2000) 및 스페이서 층(3000)이 휘어지거나 뒤틀리 것이 해소되는 경우 원래의 형상으로 복구되는 물질일 수 있다.
또한, 버퍼층은 센서 셀 제작 공정 중 발생할 수 있는 접착층 뜯김 현상을 방지할 수 있다. 제1 전극 패턴(1100), 제2 전극 패턴(1200) 및 제3 전극 패턴(2100)을 증착, 코팅 또는 인쇄하는 공정 전후와 센서 제작 공정 완료 후 소정의 고온에서 안정화하는 단계를 포함할 수 있다. 고온에서 안정화 단계에서 각 시트와 각 전극 패턴이 다른 팽창률 또는 수축률을 가지면서 팽창 또는 수축할 수 있다. 따라서, 상이한 팽창률 또는 수축률을 보완해줄 수 있는 물질이 각 시트와 전극 패턴 사이에 포함될 수 있다.
제1 전극 패턴(1100)의 상부는 보호 필름을 더 포함할 수 있다. 제1 전극 패턴(1100)이 상부에 노출 되는 경우 습기로 인해 제1 전극 패턴(1100)이 부식될 수 있고, 이물질에 의해 오염될 수 있고, 제1 전극 패턴(1100)이 뜯기는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하는 보호필름이 제1 전극 패턴(1100)의 상부에 부착될 수 있다.
제1 전극 패턴(1100)의 상부는 발광 필름을 더 포함할 수 있다. 사용자가 본 발명의 압력 센서를 사용함에 있어서, 요가나 골프와 같은 운동 자세 검출을 위한 매트로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자의 움직임에 따라 적합하게 발광할 수 있는 발광 필름을 포함하여 사용자에게 정확한 정보를 실시간으로 보여주고, 운동하는데 있어서 흥미를 느끼게 할 수 있다. 예를 들어, 발광 필름은 골프 스윙 자세에 있어서, 왼쪽 발바닥에 힘이 더 들어가면 왼쪽 발바닥 부근에 발광되도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1 전극 패턴의 평면 예시도이다.
도 2를 참조하면, 제1 전극 패턴(1100)은 복수의 제1 도전성 라인(1110)과 제1 도전성 라인(1110)을 컨트롤러(4000)에 연결하는 복수의 배선(1120)을 포함한다.
제1 전극 패턴(1100)은 상호 이격되고, 평행하게 일 방향으로 연장되는 복수의 제1 도전성 라인(1110)을 포함한다. 복수의 제1 도전성 라인(1110) 중 적어도 하나의 제1 도전성 라인(1110)은 제2 전극 패턴(1200)의 복수의 단위 영역과 나란하게 배치된다. 또한, 제1 전극 패턴(1100)은 복수의 제1 도전성 라인(1110)을 제1 연결부(4110)에 연결하는 배선(1120)을 포함한다. 배선(1120)은 제1 연결부(4110)를 통해 컨트롤러(4000)와 연결된다.
일부 실시예에서, 제1 전극 패턴(1100)은 컨트롤러(4000)에서 전송된 제1 드라이빙 신호를 제1 도전성 라인(1110)에 전송하는 복수의 배선(1120) 중 일부는 제1 베젤에 위치(도2의 왼쪽 베젤)하게 하고, 나머지 일부는 제2 베젤(도2의 오른쪽 베젤)에 위치하게 할 수 있다. 예를 들어, 16개의 제1 도전성 라인(1110)이 있는 경우, 첫 번째부터 여섯 번째 제1 도전성 라인(1110)은 제1 베젤에 위치한 배선(1120)에 의해 연결되고, 일곱 번째부터 열여섯 번째 제1 도전성 라인(1110)은 제2 베젤에 위치한 배선(1120)에 의해 연결될 수 있다. 또는, 짝수 번째 제1 도전성 라인(1110)은 제1 베젤에 위치한 배선(1120)에 의해 연결되고, 홀수 번째 제1 도전성 라인(1110)은 제2 베젤에 위치한 배선(1120)에 의해 연결될 수 있다.
다른 일부 실시예에서, 제1 전극 패턴(1100)은 제1 드라이빙 신호를 제1 도전성 라인(1110)에 전송하는 복수의 배선(1120)이 제1 시트(1000)의 복수의 제3 홀(hole) 및 스페이서 층(3000)의 복수의 제2 홀(3200)을 통해서 연결되게 할 수 있다. 예를 들어, 배선(1120)의 일부는 제1 시트(1000) 이외의 시트나 층에 형성되고, 복수의 제1 도전성 라인(1110) 각각에 상응하는 위치에 존재하는 제1 시트(1000)의 복수의 제3 홀 또는 스페이서 층(3000)의 복수의 제2 홀(3200)을 통해 제1 시트(1000) 상의 배선(1120)의 나머지 일부와 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 도전성 라인(1110)은 수평 또는 수직 방향으로 배치될 수 있다.
제1 전극 패턴(1100)은 도전성 물질로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극 패턴(1100)은 금, 은, 동, 카본, 나노튜브, 그래핀 등이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
컨트롤러(4000)는 복수의 제1 도전성 라인(1110)에 복수의 전기적 신호(Tx_1)를 전송한다. 컨트롤러(4000)는 복수의 제1 도전성 라인(1110)에 정전식으로 압력을 센싱하는 것에 상응하는 복수의 고주파의 제1 드라이빙 신호를 전송한다. 고주파의 제1 드라이빙 신호는 정전 용량이 형성되어 있는 제1 도전성 라인(1110)과 제3 도전성 라인(1212) 사이를 통과할 수 있게 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제2 전극 패턴의 평면 예시도이다.
도 3을 참조하면, 제2 전극 패턴(1200)은 복수의 제2 도전성 라인(1211)과 복수의 제3 도전성 라인(1212)과 제2 도전성 라인(1211)을 컨트롤러(4000)에 연결하는 복수의 배선(1220)과 제3 도전성 라인(1212)을 컨트롤러(4000)에 연결하는 복수의 배선(1220)을 포함한다. 제3 도전성 라인(1212)을 컨트롤러(4000)에 연결하는 복수의 배선(1220)은 제2 전극 패턴(1200)에 배치되거나, 스페이서 층(3000)에 배치될 수 있다.
제2 전극 패턴(1200)은 상호 이격되고 상보적인 형태로 배치되는 제2 도전성 라인(1211) 및 제3 도전성 라인(1212)을 포함한다. 제2 도전성 라인(1211)의 일부와 제3 도전성 라인(1212)의 일부는 상보적인 형태를 형성할 수 있다. 상보적인 형태는 제2 전극 패턴(1200)의 소정 단위 영역 및 제3 전극 패턴(2100)의 소정 단위 영역으로써, 제1 전극 패턴(1100)의 일부, 제2 전극 패턴(1200)의 소정 단위 영역 및 제3 전극 패턴(2100)의 소정 단위 영역의 하나의 단위 센싱 셀(1210)의 일부가 된다. 센싱 셀(1210)의 수는 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)의 수에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전성 라인(1211)이 N 개이고, 제3 도전성 라인(1212)이 M 개 인 경우, 센싱 셀(1210)은 N * M 개가 된다.
또한, 제2 전극 패턴(1200)은 복수의 제2 도전성 라인(1211)을 제1 연결부(4110)에 연결하는 배선(1220)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극 패턴(1200)은 복수의 제3 도전성 라인(1212)을 제2 연결부(4210)에 연결하는 배선(1220)을 포함할 수 있다. 복수의 제3 도전성 라인(1212)을 제2 연결부(4210)에 연결하는 배선(1220)은 스페이서 층(3000)에 형성될 수 있고, 스페이서 층(3000)의 점프 선과 제2 홀(3200)을 통해 제2 전극 패턴(1200)의 배선(1220)과 연결될 수 있다. 배선(1220)은 제1 연결부(4110)와 제2 연결부(4210)를 통해 컨트롤러(4000)와 연결된다.
일부 실시예에서, 제2 전극 패턴(1200)은 컨트롤러(4000)에서 전송된 제2 드라이빙 신호를 제2 도전성 라인(1211)에 전송하는 복수의 배선(1220) 중 일부는 제1 베젤에 위치(도3의 왼쪽 베젤)하게 하고, 나머지 일부는 제2 베젤(도3의 오른쪽 베젤)에 위치하게 할 수 있다. 예를 들어, 16개의 제2 도전성 라인(1211)이 있는 경우, 첫 번째부터 여섯 번째 제2 도전성 라인(1211)은 제1 베젤에 위치한 배선(1220)에 의해 연결되고, 일곱 번째부터 열여섯 번째 제2 도전성 라인(1211)은 제2 베젤에 위치한 배선(1220)에 의해 연결될 수 있다. 또는, 짝수 번째 제2 도전성 라인(1211)은 제1 베젤에 위치한 배선(1220)에 의해 연결되고, 홀수 번째 제2 도전성 라인(1211)은 제2 베젤에 위치한 배선(1220)에 의해 연결될 수 있다.
다른 일부 실시예에서, 제2 전극 패턴(1200)은 제2 드라이빙 신호를 제2 도전성 라인(1211)에 전송하는 복수의 배선(1220)이 스페이서 층(3000)의 복수의 제2 홀(3200)을 통해서 연결되게 할 수 있다. 예를 들어, 배선(1220)의 일부는 제1 시트(1000) 이외의 시트나 층에 형성되고, 복수의 제2 도전성 라인(1211) 각각에 상응하는 위치에 존재하는 스페이서 층(3000)의 복수의 제2 홀(3200)을 통해 제1 시트(1000) 상의 배선(1220)의 나머지 일부와 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)은 수평 또는 수직 방향으로 배치될 수 있다.
제2 전극 패턴(1200)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예들 들어, 제2 전극 패턴(1200)은 금, 은, 동, 카본, 나노튜브, 그래핀 등이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
컨트롤러(4000)는 복수의 제2 도전성 라인(1211)에 복수의 전기적 신호(Tx_2)를 전송한다. 컨트롤러(4000)는 복수의 제2 도전성 라인(1211)에 저항식으로 압력을 센싱하는 것에 상응하는 복수의 저주파의 제2 드라이빙 신호를 전송한다. 저주파의 제2 드라이빙 신호는 정전 용량이 형성되어 있는 제1 도전성 라인(1110)과 제3 도전성 라인(1212) 사이를 통과할 수 없다. 따라서, 제2 드라이빙 신호는 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)과 도전성 아일랜드 패턴(2110)이 접촉하는 경우에 통과할 수 있다.
또한, 컨트롤러(4000)는 복수의 제3 도전성 라인(1212)으로부터 복수의 전기적 신호(Rx_1 또는 Rx_2)를 수신한다. 컨트롤러(4000)는 복수의 제3 도전성 라인(1212)으로부터 정전 용량의 변화를 검출하기 위하여, 상기 제1 드라이빙 신호에 상응하는 제1 센싱 신호(ADC, Analog Digital Converter)와 저항의 변화를 검출하기 위하여, 제2 전극 패턴(1200)으로부터 제2 드라이빙 신호에 상응하는 제2 센싱 신호(ADC, Analog Digital Converter)를 수신한다.
제1 전극 패턴(1100)의 제1 도전성 라인(1110)의 일부와 제2 전극 패턴(1200)의 제3 도전성 라인(1212)의 일부는 전자기적 상호작용을 하여 정전식으로 압력을 센싱하고, 제2 전극 패턴(1200)의 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)과 제3 전극 패턴(2100)의 도전성 아일랜드 패턴(2110)은 전자기적 상호작용을 하여 저항식으로 압력을 센싱한다.
제1 드라이빙 신호와 제2 드라이빙 신호는 다른 시간 영역에서 전송된다. 예를 들어, 제1 드라이빙 신호가 전송되어 제1 센싱 신호를 수신한 후에 제2 드라이빙 신호가 전송되어 제2 센싱 신호를 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센싱 셀의 일부 예시도이다.
도 4를 참조하면, 센싱 셀(1210)의 일부는 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)이 상보적 형태로 이격되어 형성된다.
센싱 셀(1210)의 일부는 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)이 상보적 형태로 이격되어 형성된다. 제2 도전성 라인(1211)에는 제2 드라이빙 신호가 인가되고, 제3 도전성 라인(1212)에는 제1 센싱 신호와 제2 센싱 신호가 출력될 수 있다. 따라서, 센싱 셀(1210)의 제3 도전성 라인(1212)은 정전식 센서와 저항식 센서의 센싱 신호를 출력한다.
센싱 셀(1210)은 다양한 형상으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전성 라인(1211)이 ‘ㄷ’형상이고, 제3 도전성 라인(1212)이 제2 도전성 라인(1211)에 상보적인 형상일 수 있다. 이외에 사각 형상, 별모양 형상, 원 형상이 될수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
단위 센싱 셀(1210)은 복수의 단위 센싱 셀(1210)의 위치에 따라 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)의 선폭과 떨어진 정도를 다르게 할 수 있다. 또한, 단위 센싱 셀(1210)은 복수의 단위 센싱 셀(1210)의 위치에 따라 단위 센싱 셀(1210)에서 상보적 형상을 이루는 부분의 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)의 길이를 다르게 할 수 있다. 센싱 셀(1210)은 위에 설명한 바와 같이 비대칭이 되도록 하여 복수의 센싱 셀(1210) 마다 센싱되는 정도를 다르게 할 수 있다. 예를 들어. 도 4의 센싱 셀(1210)의 일부는 4개의 제2 도전성 라인(1211)의 일부가 3개의 제3 도전성 라인(1212)의 일부와 상보적으로 결합되어 있다. 제2 도전성 라인(1211)의 일부 중 첫번째 라인(도면상의 최상부)의 선폭과 두번째 라인의 선폭을 복수의 단위 센싱 셀(1210)의 위치에 따라 다르게 설계하고, 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)이 이격되는 정도를 단위 센싱 셀(1210)의 위치에 따라 다르게 설계하여, 복수의 센싱 셀(1210)에서 센싱 신호를 다르게 할 수 있다. 따라서, 대면적 센서에서 위치에 따른 복수의 센싱 셀(1210)의 저항 차를 보상하는 방법으로써, 복수의 센싱 셀(1210)의 센싱되는 정도를 다르게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서 층의 평면 예시도이다.
도 5를 참조하면, 스페이서 층(3000)은 복수의 제1 홀(3100)을 포함한다.
스페이서 층(3000)은 제1 시트(1000)와 제2 시트(2000)의 사이에 배치될 수 있다. 스페이서 층(3000)은 제2 전극 패턴(1200)의 단위 영역 및 제3 전극 패턴(2100)의 단위 영역에 상응하는 복수의 제1 홀(3100)(hole)을 포함한다. 따라서, 제1 홀(3100)의 개수는 센싱 셀(1210)의 개수와 동일하다. 스페이서 층(3000)은 연성의 절연성 물질로 이루질 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예예 따른 스페이서 층의 점프 선의 예시도이다.
도 6을 참조하면, 스페이서 층(3000)과 제2 전극 패턴(1200)이 겹쳐 있는 형상을 보여주고 있다.
스페이서 층(3000)은 제2 전극 패턴(1200)의 복수의 단위 영역의 적어도 일부를 서로 연결하는 점프 선을 포함한다.
센싱 셀(1210)의 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)은 교차되어 있다. 하지만, 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)이 같은 층에서 교차되면 드라이빙 신호와 센싱 신호의 쇼트가 발생한다. 따라서, 제2 도전성 라인(1211)과 제3 도전성 라인(1212)이 교차되는 지점에서 제3 도전성 라인(1212)(또는 제2 도전성 라인(1211))은 스페이서 층(3000)의 홀을 통해 연결되고, 스페이스 층에서 점프 선으로 다른 센싱 셀(1210)에 연결된다.
일부 실시예에서, 스페이서 층(3000)은 제1 연결부(4110)와 제2 연결부(4210)에서 배선을 연결하는 홀과 점프 선을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제3 전극 패턴의 평면 예시도이다.
도 7을 참조하면, 제3 전극 패턴(2100)은 복수의 도전성 아이랜드 패턴을 포함한다.
제3 전극 패턴(2100)은 제2 시트(2000)에서 제1 시트(1000)와 대향하는 면에 배치될 수 있다. 제3 전극 패턴(2100)은 상호 이격되는 복수의 도전성 아일랜드 패턴(2110)을 포함한다. 도전성 아일랜드 패턴(2110)은 다른 배선이나 전극과 연결되어 있지 않고, 제1 전극 패턴(1100)의 일부, 제2 전극 패턴(1200)의 소정 단위 영역 및 제3 전극 패턴(2100)의 소정 단위 영역이 하나의 단위 센싱 셀(1210)을 형성한다.
도전성 아일랜드 패턴(2110)은 저항식 센서가 동작하는 경우 제2 도전성 라인(1211) 및 제3 도전성 라인(1212)과 스페이서 층(3000)의 제1 홀(3100)을 통해 접촉된다. 따라서, 도전성 아일랜드 패턴(2110)은 저항의 변화를 발생하게 한다.
일부 실시예에서, 제3 전극 패턴(2100)의 비저항은 제2 전극 패턴(1200)의 비저항 보다 높을 수 있다. 제3 전극 패턴(2100)의 비저항이 상대적으로 높음을 이용하여 저항식 센서에서 센싱 셀(1210)에 압력이 가해짐에 따라 발생하는 저항의 변화량의 검출을 용이하게 할 수 있다.
도전성 아일랜드 패턴(2110)의 모양은 사각형, 삼각형, 원형일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제3 전극 패턴(2100)은 금, 은, 동, 카본, 나노튜브, 그래핀 등이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 구성도이다.
도 8을 참조하면, 컨트롤러(4000)는 전송부(4100), 수신부(4200), 저항형 가변 증폭기(4300), 정전형 가변 증폭기(4400), 센싱 신호 비교부(4500) 및 저장부(4600)를 포함한다.
전송부(4100)는 제1 드라이빙 신호를 제1 도전성 라인(1110)에 전송하고, 제2 드라이빙 신호를 제2 도전성 라인(1211)에 전송한다.
수신부(4200)는 제1 센싱 신호와 제2 센싱 신호를 제3 도전성 라인(1212)으로부터 수신한다.
저항형 가변 증폭기(4300)는 센싱 셀(1210)의 위치에 따른 저항의 차를 반영하여 드라이빙 신호 또는 센싱 신호를 증폭 시킨다.
정전형 가변 증폭기(4400)는 센싱 셀(1210)의 위치에 따른 저항의 차를 캐패시터의 충방전 시간으로 유추하여 드라이빙 신호 또는 센싱 신호를 증폭 시킨다.
센싱 신호 비교부(4500)는 제1 센싱 신호와 제2 센싱 신호를 비교하여 시트가 휘어지거나 뒤틀리면서 발생하는 왜곡을 보상하는 신호를 출력하도록 한다.
저장부(4600)는 저항형 가변 증폭기(4300), 정전형 가변 증폭기(4400), 센싱 신호 비교부(4500)에 출력되는 정보를 저장한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러의 보상 신호 출력을 보여주는 예시도이다.
도 9를 참조하면, 제2 전극 패턴(1200)과 스페이서 층(3000)의 점프 선이 겹쳐 있는 형상을 보여주고 있다.
센싱 셀(1210)의 배선은 전도성 물질로 되어 있다. 배선의 전도성 물질은 작은 비저항을 가지지만, 저항은 길이에 비례하고 단면적에 반비례함으로, 배선의 길이가 길어지면 저항은 증가하게 된다. 제1 연결부(4110)에서 1st 센싱 셀(1210)까지 배선 길이는 제1 연결부(4110)에서 2nd 센싱 셀(1210)까지 배선 길이보다 짧다. 따라서, 제1 연결부(4110)에서 1st 센싱 셀(1210)까지 배선의 저항은 제1 연결부(4110)에서 2nd 센싱 셀(1210)까지 배선의 저항보다 작다.
저항식 센서는 제1 연결부(4110)에서 센싱 셀(1210)까지 배선의 저항과 센싱 셀(1210)에서 압력에 의해 발생하는 저항과 센싱 셀(1210)에서 제2 연결부(4210)까지 배선의 저항의 합의 변화를 센싱한다. 따라서, 압력에 따른 저항 변화를 측정하는 저항식 센서는 배선의 저항이 높은 경우와 센싱 셀(1210)의 위치에 따라 배선의 저항이 달라지는 경우 정확한 센싱을 하기가 어렵다.
본 발명에서는 대면적 압력 센서에서 복수의 센싱 셀(1210)의 위치에 따른 적합한 압력 측정을 하기 위해 배선의 저항 차를 보상하는 저항형 가변 증폭기(4300)와 정전형 가변 증폭기(4400)가 소개된다.
저항형 가변 증폭기
저항식 센서는 제1 연결부(4110)에서 센싱 셀(1210)까지 배선의 저항과 센싱 셀(1210)에서 압력에 의해 발생하는 저항과 센싱 셀(1210)에서 제2 연결부(4210)까지 배선의 저항의 합의 변화를 센싱한다. 복수의 동일한 압력을 가하였을 때 복수의 센싱 셀(1210)에서 발생하는 저항이 동일하다고 가정하면, 복수의 배선에서 발생하는 저항의 차를 보상함으로써 정확한 저항식 센서의 센싱을 할 수 있다.
컨트롤러(4000)는 실시간으로 각 배선에 흐르는 전류를 수신받아 저항값을 측정할 수 있다. 복수의 배선에서 발생하는 저항은 간단한 계산(저항=비저항*길이*1/단면적) 으로 계산될 수 있음으로 컨트롤러(4000)는 저항값을 측정할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(4000)의 저장부(4600)는 위치가 다른 복수의 센싱 셀(1210) 별로 측정된 저항값으로 되어 있는 테이블을 생성할 수 있다. 저항형 가변 증폭기(4300)는 실시간으로 테이블의 저항값을 반영하여 알고리즘으로 처리된 배선의 저항 차를 보상하는 드리이빙 신호를 증폭하여 전송하거나 센싱 신호를 증폭하여 수신한다.
정전형 가변 증폭기
정전식 센서는 복수의 센싱 셀(1210)이 캐패시터(Capacitor)을 형성한다. 저항식 센서의 위치에 따른 배선의 저항 차이를 보상함에 있어서 정전식 센서의 캐패시터 충반전 시간을 이용할 수 있다.
컨트롤러(4000)는 정전식 센서에 압력이 가해지지 않은 상태에서 모든 센싱 셀(1210)에 동일한 AC 신호를 인가하고 각 센싱 셀(1210)의 캐패시터가 충전 또는 방전되는 시간을 측정한다. 센싱 셀(1210)이 가까울수록 빨리 충전 또는 방정되고 센싱 셀(1210)이 멀리 있을수록 늦게 충전 또는 방전된다. 컨트롤러(4000)의 저장부(4600)는 위치에 따른 충방전 시간을 저장하고, 충방전 시간을 이용하여 각 센싱 셀(1210)마다 배선에 의한 저항을 유추하여 테이블에 저장할 수 있다. 정전형 가변 증폭기(4400)는 실시간으로 테이블의 저항값을 반영하여 알고리즘으로 처리된 배선의 저항 차를 보상하는 드라이빙 신호를 증폭하여 전송하거나 센싱 신호를 증폭하여 수신한다.
정전식 센서의 캐패시터 충방전 시간을 이용하여 배선 저항 차를 추출하는 방식을 이용하여 저항식 센서의 제3 전극 패턴(2100)의 제조 단가를 낮출 수 있다. 예를 들어, 제3 전극 패턴(2100)은 카본(Carbon)을 이용하고 제2 전극 패턴(1200)의 배선에는 은(Ag)을 이용한다. 카본의 비저항은 은의 비저항보다 상대적으로 높고 상대적으로 높은 카본을 제3 전극 패턴(2100)에 사용하여 배선의 저항보다 높게하여야 한다. 하지만 정전식 센서의 캐패시터 충방전 시간을 이용하여 배선 저항 차를 추출하는 방식을 이용하면 제3 전극 패턴(2100)의 저항을 낮추어도 정확하게 저항식 센서의 센싱을 할 수 있다. 제 3 전극 패턴에 사용되는 카본은 제2 전극 패턴(1200)에 사용되는 은보다 단가가 높기 때문에 위에서 설명한 방식을 사용하여 제3 전극 패턴(2100)에 사용되는 카본의 양을 줄이는 방식으로 제조 단가를 낮출 수 있다. 예를 들어, 제3 전극 패턴(2100)의 두께를 줄이거나 제3 전극 패턴(2100)에 사용되는 물질을 카본과 은을 혼합하여 사용할 수 있다.
센싱 신호 비교부
제1 시트(1000)와 제2 시트(2000)와 스페이서 층(3000)이 결합되어 있는 것과 같이 다중 시트가 결합되어 있는 구조는 다중 시트가 휘어지거나 뒤틀리는 경우 센싱 신호에 왜곡이 발생한다. 다중 시트가 휘어지거나 뒤틀리면서 각 시트의 정렬된 정도가 틀어질 수 있기 때문이다. 본 발명은 정전식 센서의 센싱 신호와 저항식 센서의 센싱 신호를 비교하여 센싱 신호에 왜곡을 검출한다.
정전식 센서는 시트가 휘어지거나 뒤틀리는 경우 드라이빙 전극과 센싱 전극 사이에 있는 절연체의 두께가 변경되면서 센싱 신호가 변하게 된다. 하지만, 저항식 센서는 시트가 휘어지거나 뒤틀리는 경우에도 드라이빙 전극과 센싱 전극이 아일랜드 패턴에 접촉되지 않기 때문에 센싱 신호가 변하지 않게 될 수 있다. 따라서 정정식 센서와 저항식 센서의 센싱 신호를 비교하여 차이가 있는 경우 시트가 휘어지거나 뒤틀리는 것을 예상하고 이를 보상하는 신호를 출력하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000 : 제1 시트
1100 : 제1 전극 패턴
1200 : 제2 전극 패턴
2000 : 제2 시트
2100 : 제3 전극 패턴
3000 : 스페이서 층
4000 : 컨트롤러

Claims (16)

  1. 제1 전극 패턴;
    상기 제1 전극 패턴의 하부에 상기 제1 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제2 전극 패턴;
    상기 제2 전극 패턴의 하부에 상기 제2 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제3 전극 패턴; 및
    컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 전극 패턴의 일부, 상기 제2 전극 패턴의 소정 단위 영역 및 상기 제3 전극 패턴의 소정 단위 영역이 하나의 단위 센싱 셀을 형성하고,
    상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 간의 거리 변화가 상기 제2 전극 패턴의 정전 용량의 변화를 발생시키고, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴 간의 접촉이 상기 제2 전극 패턴의 저항의 변화를 발생시키고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 정전 용량의 변화 및 상기 저항의 변화를 이용하여 상기 단위 센싱 셀에 상응하는 압력을 센싱하고,
    상기 제1 전극 패턴에 제1 주파수의 제1 드라이빙 신호를 전송하고, 상기 제2 전극 패턴에 제2 주파수의 제2 드라이빙 신호를 전송하고,
    상기 제1 주파수와 상기 제2 주파수는 서로 다른 영역대를 갖는,
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴은,
    상호 이격되고 평행하게 일 방향으로 연장되어 배치되는 복수의 제1 도전성 라인을 포함하고,
    상기 복수의 제1 도전성 라인 중 적어도 하나의 제1 도전성 라인은 상기 제2 전극 패턴의 복수의 단위 영역과 나란하게 배치되고,
    상기 복수의 제1 도전성 라인을 상기 컨트롤러에 연결하는 배선을 포함하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극 패턴의 단위 영역은,
    상호 이격되고 상보적인 형태로 배치되는 제2 도전성 라인 및 제3 도전성 라인을 포함하고, 상기 제2 도전성 라인 및 상기 제3 도전성 라인을 상기 컨트롤러에 연결하는 배선을 포함하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴에 전송되는 상기 제1 드라이빙 신호는 고주파이고, 상기 제2 전극 패턴에 전송되는 상기 제2 드라이빙 신호는 저주파인 것을 특징으로 하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 정전 용량의 변화를 검출하기 위하여, 상기 제2 전극 패턴으로부터 상기 제1 드라이빙 신호에 상응하는 제1 센싱 신호를 수신하고, 상기 저항의 변화를 검출하기 위하여, 상기 제2 전극 패턴으로부터 상기 제2 드라이빙 신호에 상응하는 제2 센싱 신호를 수신하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 센싱 신호와 상기 제2 센싱 신호를 비교하는 센싱 신호 비교부를 더 포함하고,
    상기 센싱 신호 비교부는,
    상기 제1 센싱 신호와 상기 제2 센싱 신호를 비교하여 상기 단위 센싱 셀의 정렬 틀어짐을 보상하는 신호를 발생하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 전극 패턴의 단위 영역은,
    상호 이격되는 복수의 도전성 아일랜드 패턴을 포함하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  9. 제1 항에 있어서,
    일 면에 상기 제1 전극 패턴이 형성되고, 상기 일 면과 대향하는 타 면에 상기 제2 전극 패턴이 형성된 제1 시트를 더 포함하고,
    상기 제1 시트는 연성의 절연성 물질로 이루어지는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  10. 제1 항에 있어서,
    일 면에 상기 제3 전극 패턴이 형성된 제2 시트를 더 포함하고,
    상기 제2 시트는 연성의 절연성 물질로 이루어지는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴의 사이에 개재되고, 상기 제2 전극 패턴의 단위 영역 및 상기 제3 전극 패턴의 단위 영역에 상응하는 복수의 제1 홀(hole)을 갖는 스페이서 층을 더 포함하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 스페이서 층은,
    상기 제2 전극 패턴의 복수의 단위 영역의 적어도 일부를 서로 연결하는 점프 선을 포함하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 전극 패턴, 상기 제3 전극 패턴 및 상기 스페이서 층은, 접착층에 의해 상호 부착되고, 상기 접착층의 뜯김 현상을 방지하는 버퍼 층을 더 포함하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  14. 제1 전극 패턴;
    상기 제1 전극 패턴의 하부에 상기 제1 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제2 전극 패턴;
    상기 제2 전극 패턴의 하부에 상기 제2 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제3 전극 패턴; 및
    컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 전극 패턴의 일부, 상기 제2 전극 패턴의 소정 단위 영역 및 상기 제3 전극 패턴의 소정 단위 영역이 하나의 단위 센싱 셀을 형성하고,
    상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 간의 거리 변화가 상기 제2 전극 패턴의 정전 용량의 변화를 발생시키고, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴 간의 접촉이 상기 제2 전극 패턴의 저항의 변화를 발생시키고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 정전 용량의 변화 및 상기 저항의 변화를 이용하여 상기 단위 센싱 셀에 상응하는 압력을 센싱하며, 저항형 가변 증폭기를 포함하고,
    상기 저항형 가변 증폭기는,
    상기 단위 센싱 셀의 위치에 따른 저항값을 보상하는 보상 신호를 발생하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  15. 제1 전극 패턴;
    상기 제1 전극 패턴의 하부에 상기 제1 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제2 전극 패턴;
    상기 제2 전극 패턴의 하부에 상기 제2 전극 패턴과 소정 거리로 이격되어 배치되는 제3 전극 패턴; 및
    컨트롤러를 포함하고,
    상기 제1 전극 패턴의 일부, 상기 제2 전극 패턴의 소정 단위 영역 및 상기 제3 전극 패턴의 소정 단위 영역이 하나의 단위 센싱 셀을 형성하고,
    상기 제1 전극 패턴과 상기 제2 전극 패턴 간의 거리 변화가 상기 제2 전극 패턴의 정전 용량의 변화를 발생시키고, 상기 제2 전극 패턴과 상기 제3 전극 패턴 간의 접촉이 상기 제2 전극 패턴의 저항의 변화를 발생시키고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 정전 용량의 변화 및 상기 저항의 변화를 이용하여 상기 단위 센싱 셀에 상응하는 압력을 센싱하며, 정전형 가변 증폭기를 더 포함하고,
    상기 정전형 가변 증폭기는,
    상기 단위 센싱 셀의 위치에 따른 정전 용량의 충전 또는 방전 시간을 측정하고, 상기 시간을 이용하여 상기 단위 센싱 셀의 위치에 따른 저항값을 추출하고, 상기 저항값을 이용하여 보상 신호를 발생하는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 패턴, 상기 제2 전극 패턴 및 상기 제3 전극 패턴은,
    금, 은, 동, 카본, 나노튜브, 그래핀 중 적어도 하나의 도전성 물질로 이루어지는
    정전식 센서와 저항식 센서를 통합한 하이브리드 대면적 압력 센서.
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