KR102361449B1 - 감지장치 - Google Patents

Abstract

실시 예에 따른 감지 장치는 제 1 절연층; 상기 제 1 절연층 위에 제 1 방향으로 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 위에 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 상기 제 1 전극과 이격되도록 배치되는 제 2 전극; 상기 제 1 및 2 전극을 덮으며 상기 제 1 절연층 위에 배치되고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 수직으로 중첩되는 중첩 영역을 개방하는 개구부를 갖는 제 2 절연층; 및 상기 개구부 내에 배치되며, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 포함한다.

Description

감지장치{SENSING DEVICE}

본 발명은 감지 장치에 관한 것으로, 특히 탄소 미세 코일(CMC: Carbon Micro Coil)을 이용하여 감지 물체의 상태를 감지할 수 있는 감지 장치에 관한 것이다.

근래에 들어 자동차가 대중화됨에 따라 다양한 계층과 연령대에 걸쳐 자동차의 보급이 급속도로 이루어지고 있으며, 이러한 자동차 산업의 기술적 동향은 엔진 등과 같은 종래의 기계적 관점에서 탈피하여 운전자의 편의를 위한 각 시스템의 전자화 및 지능화로 점차적으로 변모하고 있는 실정이다.

최근에는, 이러한 자동차의 전자화 및 지능화의 일환으로 차량용 와이퍼의 동작을 강우량에 따라 자동적으로 제어하고자 하는 차량용 레인센서에 관한 기술이 개발되어, 우천시 운전자가 와이퍼를 작동시키지 않더라도 상기 차량용 레인센서가 강우량을 감지하여 와이퍼의 동작을 자동으로 제어하도록 하고 있다.

종래의 차량용 레인센서는 자동차의 전면 유리 내부에 발광부와 수광부를 설치하고, 우적(rain drops)에 의한 빛의 굴절율 변화로 인해 발생되는 수광부의 빛의 세기 변화를 이용하여 강우량을 판단하는 광학전도 방식을 주로 사용하였다.

하지만, 종래의 광학전도 방식의 레인센서는 그 구조 및 설치가 복잡하고 부품비용이 고가이기 때문에 생산비용의 상승을 초래한다는 문제점과, 측정면적이 작고 오염물에 의한 영향을 많이 받기 때문에 측정 정밀도가 떨어진다는 문제점이 있었다.

따라서, 이를 해결하기 위하여 최근에는 자동차의 전면 유리 내측에 설치된 컨덴서의 정전용량 변화를 이용하여 강우량을 감지하는 정전용량식 레인센서가 개발되었으며, 이러한 정전용량식 센서를 이용한 레인센서의 구성 및 센싱 원리는 하기 [문헌1]에 상세히 개시되어 있다.

그러나, 상기 [문헌1]에 개시된 레인센서의 경우에도 차량이 무선 통신지역과 같은 고주파(RF) 환경에 노출되는 경우 상기 외부 고주파에 의해 발생되는 노이즈(이하, '고주파 노이즈'라 함.)의 영향으로 센싱 정밀도가 저하되는 문제점을 가지고 있다.

또한, 최근에는 [문헌 2]에서와 같이, 복수의 컨덴서를 이용하여 강우량, 고주파 노이즈 및 와이퍼 노이즈를 모두 검출하고 실제 강우량의 산출시 상기 검출된 강우량에서 상기 고주파 노이즈와 와이퍼 노이즈를 제거함으로써, 종래 기술에 따른 정전용량식 차량용 레인센서보다 현저히 안정적이고 정밀하게 강우량을 감지할 수 있는 차량용 레인센서가 개발되고 있다.

그러나, 상기와 같은 정전 용량식 센서는 감도가 낮아 그 활용처가 극히 제한적이며, 고온이나 외부 환경 오염 등에 취약한 문제점이 있다.

[문헌1] 대한민국 등록특허 제10-781744호(2007.12.04. 등록공고)

[문헌2] 대한민국 등록특허 제10-0943401호(2010.02.12. 등록공고)

본 발명에 따른 실시 예에서는, 다수의 어레이를 갖는 탄소 미세 코일을 포함한 감지 장치를 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에서는, 기존의 정전 방식을 대체 가능하면서, 기존의 압력 센서나 근접 센서로 이용 가능하고, 센서를 단일 혹은 복수의 어레이로 사용 가능할 수 있는 감지 장치를 제공한다.

제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시 예에 따른 감지 장치는 제 1 절연층; 상기 제 1 절연층 위에 제 1 방향으로 배치되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 위에 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 상기 제 1 전극과 이격되도록 배치되는 제 2 전극; 상기 제 1 및 2 전극을 덮으며 상기 제 1 절연층 위에 배치되고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 수직으로 중첩되는 중첩 영역을 개방하는 개구부를 갖는 제 2 절연층; 및 상기 개구부 내에 배치되며, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 포함한다.

또한, 상기 감지층의 상면은, 상기 제 2 절연층의 상면보다 낮게 배치된다.

또한, 상기 제 2 전극의 상면은, 상기 감지층의 상면보다 낮게 배치된다.

또한, 상기 제 2 전극은, 수직 방향으로 상기 제 1 전극과 중첩되는 제 1 부분과, 상기 중첩 영역을 제외한 제 2 부분을 포함하며, 상기 제 2 전극의 상기 제 1 부분은, 상기 감지층 내에 배치되고, 상기 제 2 전극의 상기 제 2 부분은, 상기 제 2 절연층 내에 배치된다.

또한, 상기 제 2 절연층은, 상기 제 1 전극 위에 배치되는 제 1 부분과, 상기 제 2 전극 아래에 배치되는 제 2 부분을 포함한다.

또한, 상기 제 1 전극은, 상기 제 1 절연층 위에 상기 제 1 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 제 1 전극을 포함하고, 상기 제 2 전극은, 상기 제 2 절연층의 상기 제 2 부분 위에 상기 제 2 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 제 2 전극을 포함한다.

또한, 상기 감지층은, 상기 중첩 영역 내에서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치된다.

또한, 상기 중첩 영역은, 상기 복수의 제 1 전극과 상기 복수의 전극 사이에 복수 개 형성되며, 상기 감지층은, 상기 복수의 중첩 영역 내에 각각 배치된다.

또한, 상기 복수의 중첩 영역 내에 배치되는 각각의 감지층은, 상호 물리적으로 분리된다.

또한, 상기 복수의 중첩 영역 내에 배치되는 각각의 감지층은, 서로 다른 저항 값을 가진다.

또한, 상기 복수의 중첩 영역 내에서의 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 거리는 서로 다르다.

한편, 실시 예에 따른 감지 장치는 제 1 절연층; 상기 제 1 절연층 위에 제 1 방향으로 배치되는 복수의 제 1 전극; 상기 제 1 전극 위에 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 상기 제 1 전극과 이격되도록 배치되는 복수의 제 2 전극; 상기 제 1 절연층 위에 상기 복수의 제 1 및 2 전극을 덮으며 배치되고, 상기 복수의 제 1 전극과 상기 복수의 제 2 전극이 수직으로 중첩되는 중첩 영역을 개방하는 복수의 개구부를 갖는 제 2 절연층; 및 상기 복수의 개구부 내에 각각 배치되며, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 포함하며, 상기 복수의 개구부 내에 배치되는 각각의 감지층은, 상호 물리적으로 분리되며, 상기 각각의 감지층 내에서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이의 거리는 서로 다르다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 서로 다른 평면 상에 제 1 전극과 제 2 전극을 배치함으로써, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 발생하는 신호 간섭을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 제 1 전극과 제 2 전극을 각각 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열함으로써, 동일 공간 내에서의 감지 영역을 최대화할 수 있으며, 이에 따른 감지 장치의 감지 정보의 정확도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 이용하여 감지 정보를 획득함으로써, 감지 물체에 의해 발생하는 압력을 감지할 수 있을뿐 아니라, 주위에 접근한 감지 물체와의 거리를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기와 같은 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열된 전극들 사이에서, 수직으로 중첩된 영역에 상호 물리적으로 분리되는 감지층을 형성함으로써, 상기 분리된 감지층을 단일 센서로 이용할 수 있을 뿐 아니라, 복수의 어레이로 활용 가능하다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 감지 장치를 A-A` 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 감지 장치를 B-B` 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 감지 장치를 C-C` 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 감지층 내에 포함된 탄소 미세 코일을 나타낸 도면이다.
도 6 및 7은 본 발명의 실시 예에 따른 감지장치의 감지 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 도 1에 도시된 전극들의 형상에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 16은 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 장치의 제조 방법을 공정 순으로 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 감지 장치를 A-A` 라인을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1의 감지 장치를 B-B` 라인을 따라 절단한 단면도이고, 도 4은 도 1의 감지 장치를 C-C` 라인을 따라 절단한 단면도이며, 도 5는 도 1에 도시된 감지층 내에 포함된 탄소 미세 코일을 나타낸 도면이며, 도 6 및 7은 본 발명의 실시 예에 따른 감지장치의 감지 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 감지 장치(100)는 제 1 절연층(110), 제 1 전극(120), 제 2 전극(130), 제 2 절연층(140) 및 감지층(150)을 포함한다.

상기 제 1 절연층(110)은 상기 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)이 배치되는 베이스 절연층이다. 상기 제 1 절연층(110)은 플렉서블(Flexible)할 수 있다.

이를 위해, 상기 제 1 절연층(110)은 플라스틱을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 절연층(110)은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 연성 플라스틱을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 절연층(110)은 부분적으로 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 즉, 상기 제 1 절연층(110)은 부분적으로는 평면을 가지고, 부분적으로는 곡면을 가지면서 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 절연층(110)의 끝단이 곡면을 가지면서 휘어지거나 랜덤(Random)한 곡률을 포함한 표면을 가지며 휘어지거나 구부러질 수 있다.

또한, 상기 제 1 절연층(110)은 유연한 특성을 가지는 플렉서블(flexible) 절연층일 수 있다. 또한, 상기 제 1 절연층(110)은 커브드(curved) 또는 벤디드(bended) 절연층일 수 있다. 즉, 상기 절연층을 포함하는 제품은, 플렉서블, 커브드 또는 벤디드 특성을 가질 수 있다. 이로 인해, 실시 예에 따른 상기 제 1 절연층(110)을 포함하는 제품은 다양한 디자인으로 변경 가능할 수 있다.

또한, 상기 제 1 절연층(110)은 플렉서블한 절연 필름일 수 있다.

상기 제 1 절연층(110) 위에는 제 1 전극(120)이 배치된다. 상기 제 1 전극(120)은 복수의 전극 패턴을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 전극(120)은 상기 제 1 절연층(110) 위에 제 1 방향으로 배열된다. 상기 제 1 전극(120)은 상기 제 1 절연층(110) 위에 일정 간격 이격되며 행 방향으로 배열되는 복수의 전극 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 방향은 행 방향 또는 가로 방향일 수 있다.

상기 제 1 전극(120)은 상기 제 1 방향으로 이격되는 복수 개의 전극 패턴을 포함하며, 바람직하게, 상기 제 1 절연층(110) 위에 상호 일정 간격 이격되며 제 1 방향으로 배치된 제 1-1 전극(121), 제 1-2 전극(122), 제 1-3 전극(123) 및 제 1-4 전극(124)을 포함할 수 있다.

이때, 도면 상에는 상기 제 1 전극(120)이 4행으로 배열된다고 도시하였지만, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 제 1 전극(120)의 배열 수는 더 늘어나거나 줄어들 수 있을 것이다.

상기 제 2 전극(130)은 상기 제 1 전극(120) 상에 상기 제 1 전극(120)과 일정 간격 이격된 위치에 배치된다. 이에 따라, 상기 제 2 전극(130)는 상기 제 1 전극(120) 위에 배치되며, 그에 따라 상기 제 1 전극(120)과 서로 직접 접촉하지 않도록 서로 다른 평면 상에 위치한다. 다시 말해서, 상기 제 2 전극(130)의 하면은 상기 제 1 전극(120)의 상면보다 높게 위치한다.

상기 제 2 전극(130)은 복수의 전극 패턴을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 2 전극(130)은 상기 제 1 전극(120) 상에 제 2 방향으로 배열된다. 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 교차하는 방향이며, 바람직하게 상기 제 1 방향에 대해 직교하는 방향일 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 방향은 X축 방향일 수 있고, 상기 제 2 방향은 Y축 방향일 수 있다.

상기 제 2 전극(130)은 상기 제 1 전극(120) 상에 일정 간격 이격되며 상기 제2 방향에 대응하는 열 방향으로 배열되는 복수의 전극 패턴을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 방향은 열 방향 또는 세로 방향일 수 있다.

상기 제 2 전극(130)은 상기 제 2 방향으로 이격되는 복수 개의 전극 패턴을 포함하며, 바람직하게, 상기 제 1 전극(120) 상에 상호 일정 간격 이격되며 제 2 방향으로 배치된 제 2-1 전극(131), 제 2-2 전극(132), 제 2-3 전극(133) 및 제 2-4 전극(134)을 포함할 수 있다.

이때, 도면 상에는 상기 제 2 전극(130)이 4열로 배열된다고 도시하였지만, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐, 상기 제 2 전극(130)의 배열 수는 더 늘어나거나 줄어들 수 있을 것이다.

상기 제 1 전극(120) 및 상기 제 2 전극(130)은 추후 설명할 감지층(150)의 주위로 감지 물체가 접근 또는 접촉함에 따라 발생하는 커패시턴스 값의 변화량을 감지한다.

상기 제 1 전극(120)은 포지티브 극성을 갖는 급전 전극일 수 있고, 상기 제 2 전극(130)은 네거티브 극성을 갖는 급전 전극일 수 있다. 그러나, 이는 일 실시 예에 불과하며, 상기 제 1 전극(120)이 네거티브 극성을 갖는 급전 전극이고, 상기 제 2 전극(130)이 포지티브 극성을 갖는 급전 전극일 수 있다.

상기 제 1 전극(120)과 상기 제 2 전극(130) 사이에는 제 2 절연층(140) 또는 감지층(150)이 배치된다. 바람직하게, 상기 제 2 절연층(140)은 상기 제 1 절연층(110)의 표면, 상기 제 1 전극(120)의 표면 및 상기 제 2 전극(130)의 표면을 보호하기 위해, 상기 제 1 절연층(110), 상기 제 1 전극(120) 및 상기 제 2 전극(130) 위에 선택적으로 배치된다.

이때, 상기 제 1 전극(120)과 상기 제 2 전극(130)은 수직 방향으로 적어도 일부가 중첩되는 중첩 영역(OR, Overlapping region)을 포함한다.

그리고, 상기 제 2 절연층(140)은 상기 제 1 절연층(110)의 상부 영역 중 상기 중첩 영역(OR)을 제외한 나머지 영역(비중첩 영역이라고도 할 수 있음)에 배치된다.

다시 말해서, 상기 제 1 절연층(110)의 상부 영역은 상기 제 1 전극(120)과 상기 제 2 전극(130)을 기준으로 상기 중첩 영역(OR)과 상기 비중첩 영역을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 비중첩 영역은, 제 1 절연층(110)의 상부에 상기 제 1 전극(120)과 제 2 전극(130)이 모두 배치되지 않은 제 1 영역, 상기 제 1 절연층(110)의 상부에 상기 제 1 전극(120)만이 배치된 제 2 영역, 그리고 상기 제 1 절연층(110)의 상부에 상기 제 2 전극(130)만이 배치된 제 3 영역을 포함한다.

그리고, 상기 제 2 절연층(140)은 상기 비중첩 영역에 해당하는 상기 제 1 내지 3 영역에 각각 배치된다.

상기 제 2 절연층(140)은 상기 제 1 절연층(110)과 동일한 절연 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 2 절연층(140)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 절연층(110)의 상부 영역 중 상기 중첩 영역(OR)에는 감지층(150)이 배치된다. 상기 감지층(150)은 상기 중첩 영역(OR) 내에 배치된 상기 제 1 전극(120)의 일부 및 상기 제 2 전극(130)의 일부를 둘러싸며 배치될 수 있다. 상기 감지층(150)은 상기 중첩 영역(OR) 내에 배치된 상기 제 1 전극(120)의 일부 및 상기 제 2 전극(130)의 일부의 상면, 측면 및 하면을 덮을 수 있다. 따라서, 상기 중첩 영역(OR) 내에 배치되는 상기 제 1 전극(120)의 일부 및 상기 제 2 전극(130)는 상기 감지층(150) 내에 매립 배치될 수 있다.

다시 말해서, 상기 제 2 전극(130)의 상면은 상기 감지층(150)의 상면보다 낮게 배치된다. 이에 따라, 상기 제 2 전극(130)의 전체 영역 중 상기 제 1 전극과 수직 방향으로 중첩 영역들은 상기 감지층 내에 매립된다. 그리고, 상기 복수의 감지층은 상호 물리적으로 분리되며, 그에 따라 상기 제 2 전극의 중첩영역들도 상기 감지층 및 상기 제 2 절연층을 통해 분리된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 제 2 전극의 중첩 영역들이 상기 물리적으로 분리된 감지층 내에 배치되도록 함으로써, 상기 제 2 전극의 중첩 영역들 사이에서 발생하는 신호 간섭을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 복수의 감지층 및 상기 제 2 절연층은 상기 제 2 전극의 중첩 영역들의 상호 신호 간섭을 방지하는 격벽 역할을 하게 되며, 그에 따라 상기 제 2 전극의 중첩 영역들 사이를 구분하는 별도의 격벽의 구성을 생략할 수 있다.

한편, 상기 제 1 절연층(110)의 상부에는 상기 중첩 영역(OR)이 복수 개 존재한다. 다시 말해서, 상기 제 1-1전극(121)과 상기 제 2-1 내지 2-4 전극(131, 132, 133, 134)를 기준으로 상기 중첩 영역(OR)은 제 1 중첩 영역(OR1), 제 2 중첩 영역(OR2), 제 3 중첩 영역(OR3) 및 제 4 중첩 영역(OR4)을 포함할 수 있다.

상기 제 1 중첩 영역(OR1)은, 상기 제1-1전극(121)의 일부와, 상기 제 2-1 전극(131)의 일부가 수직 방향 내에서 중첩되는 영역을 의미한다.

상기 제 2 중첩 영역(OR2)은, 상기 제1-1전극(121)의 일부와, 상기 제 2-2 전극(132)의 일부가 수직 방향 내에서 중첩되는 영역을 의미한다.

상기 제 3 중첩 영역(OR3)은, 상기 제1-1전극(121)의 일부와, 상기 제 2-3 전극(133)의 일부가 수직 방향 내에서 중첩되는 영역을 의미한다.

상기 제 4 중첩 영역(OR4)은, 상기 제1-1전극(121)의 일부와, 상기 제 2-4 전극(134)의 일부가 수직 방향 내에서 중첩되는 영역을 의미한다.

그리고, 상기 감지층(150)은 상기 각각의 중첩 영역(OR1, OR2, OR3, OR4) 내에 배치된다. 이때, 각각의 중첩 영역(OR1, OR2, OR3, OR4) 내에 배치되는 상기 감지층(150)은 상호 물리적으로 분리되어 있다. 다시 말해서, 상기 제 1 중첩 영역(OR1)과 상기 제 2 중첩 영역(OR2)은 서로 이웃하며 위치한다. 이때, 상기 제 1 중첩 영역(OR1) 내에 배치되는 감지층(150)과, 상기 제 2 중첩 영역(OR2) 내에 배치되는 감지층(150)은 서로 물리적으로 분리되어 있다. 바람직하게, 상기 제 1 중첩 영역(OR1) 내에 배치되는 감지층(150)과, 상기 제 2 중첩 영역(OR2) 내에 배치되는 감지층(150) 사이에는 상기 제 2 절연층(140)이 위치하며, 그에 따라 상호 절연될 수 있다.

즉, 상기 감지층(150)이 배치되는 영역은 상기 중첩 영역(OR)이며, 상기 중첩 영역(OR)은 감지 물체를 감지하는 감지 영역으로 정의될 수 있다. 이에 따라, 상기 감지 영역은 상기 제 1 전극(120)의 배열 수 및 상기 제 2 전극(130)의 배열 수에 따른 중첩 영역(OR)의 개수에 대응하게 복수의 영역으로 구분될 수 있다.

한편, 상기 제 1 전극(120) 및 상기 제 2 전극(130)은 금속 물질로 형성될 수 있으며, 상기 금속 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd) 중에서 선택되는 어느 하나의 물질일 수 있다.

상기 중첩 영역(OR) 별로 분리된 각각의 감지층(150) 내에는 다수의 탄소 미세 코일이 분산되어 있다. 이에 따라, 상기 감지층(150)은 상기 탄소 미세 코일이 가지는 고유의 커패시턴스 값을 가진다. 그리고, 상기 감지층(150)의 주위로 접근하는 감지 물체에 의해 가해지는 힘이나 유전율 변화에 의해 상기 탄소 미세 코일 간의 거리는 변화한다. 또한, 상기 탄소 미세 코일의 커패시턴스 값은 상기 거리의 변화에 따라 그에 따른 커패시턴스 값의 특성이 변하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 감지층(150)에 의해 변화하는 커패시턴스 값의 변화량을 토대로 상기 감지 물체와의 거리, 압력 및 질량을 감지한다.

상기 감지층(150)은 유리 프릿이나 레진 등과 같은 부재 내에 탄소 미세 코일 분말을 혼합하여 형성할 수 있다.

상기 탄소 미세 코일 분말은 직선 모양이 아닌 돼지 꼬리처럼 말려져 있는 탄소 미세 코일을 포함하며, 섬유 소재가 가질 수 없는 독특한 구조를 지닌 비정질 탄소 섬유이다. 또한, 상기 탄소 미세 코일을 원래 코일 길이의 10배 이상의 길이로 늘어나는 초탄력성을 가진다.

상기 탄소 미세 코일의 모폴로지(Morphology)는 3D- 헬리컬(helical)/스파이럴(spiral) 구조를 가지며, 크리스털 구조는 비결정질(amorphous)이다.

다시 말해서, 상기와 같은 탄소 미세 코일은 탄소 섬유를 코일 모양으로 성장시키는 것에 의해 형성되며, 이에 따라 탄소 섬유를 코일 모양으로 성장시킨 형태의 단면 구조를 가진다.

여기에서, 상기 탄소 미세 코일은 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube)와는 다른 성질을 가진다. 즉, 상기 탄소 나노 튜브는, 나노 튜브의 형태를 가지는 육각형의 탄소가 연결된 구조를 가진다.

반면에, 본 발명에서의 탄소 미세 코일은 탄소끼리의 구조 형태가 아닌 촉매를 이용하여 탄소를 마이크로 단위의 코일로 성장시킨 형태를 가진다.

즉, 상기와 같은 탄소 나노 튜브는 원소 자체의 결합의 형태에 따른 도체와 부도체가 되는 특성을 이용해 도체에서 부도체로 임피던스가 변하는 것을 이용해 측정 값을 획득하게 된다.

반면에, 본 발명의 실시 예에 따른 탄소 미세 코일은, 마이크로단위의 탄소로 제작된 코일의 형태로, 힘이나 유전율 변화에 의해 코일이 늘어나고 수축함에 따라 달라지는 L의 특성 및 각각의 탄소 미세 코일 간의 거리에 의한 C의 특성 등에 의해, 상기 탄소 미세 코일 간의 상호 작용에 따라 임피던스가 변하는 특성을 갖는다.

즉, 탄소 미세 코일 자체는 도체의 성질을 가지지만, 상기 경화제나 에폭시 레진 등은 부도체의 특성을 가진다. 상기와 같은 특성에 의해 탄소 미세 코일은 내부적으로 고유의 커패시턴스 값을 가진다. 또한, 상기 감지 대상물에 의한 힘이나 유전율 변화에 의해 상기 탄소 미세 코일 간의 거리가 변할 경우, 상기 탄소 미세 코일의 커패시턴스 값의 특성은 변하게 된다.

다시 말해서, 상기 탄소 미세 코일은 L-C-R의 특성을 가지며, 이에 따라, 주파수 흡수 특성, 일정 조건 만족 시에 발열 특성, 근접 센싱 특성 및 온도 특성을 가진다. 상기 탄소 미세 코일은 상기 감지층(150) 내에서 다수의 커패시터가 서로 직렬로 연결된 직렬 커패시터 역할을 수행할 수 있다. 또한 이와 다르게, 상기 탄소 미세 코일은 상기 감지층(150) 내에서 다수의 커패시터가 상호 병렬로 연결된 병렬 커패시터 역할을 수행할 수도 있다.

결론적으로, 상기 감지층(150)은 탄소 미세 코일과 같은 전도성 물질을 포함하며, 외부의 물질에 의해 발생하는 자기장, 힘 및 유전율의 변화에 따라 커패시턴스 값이 변화하는 성질을 가진다.

예를 들어, 상기 감지 장치(100)은 레인 센서로 활용 가능하며, 그에 따라 상기 감지 장치(100)가 자동차의 전면 유리에 장착되는 경우, 상기 전면 유리의 표면에 특정 감지물이 접촉함에 따라 가해지는 힘이나, 상기 특정 물질의 유전율에 의해 상기 탄소 미세 코일들 사이의 거리나, 각각의 탄소 미세 코일의 길이가 변화하게 된다. 따라서, 상기 제 1 전극(120) 및 상기 제 2 전극(130)은 상기 탄소 미세 코일의 변화에 따른 커패시턴스 값의 변화를 감지하게 된다.

한편, 중첩 영역(OR)을 토대로 분리된 각각의 상기 감지층(140) 내의 특성은 서로 다르다. 다시 말해서, 상기 감지층(150)은 상기 중첩 영역(OR)에 대응하여 분리되어 있다. 그리고 상기 분리된 각각의 감지층(150) 내의 저항 값은 서로 다르다. 이는, 상기 각각의 감지층(150) 내에서 탄소 미세 코일이 차지하는 부피가 서로 다르기 때문이다.

즉, 상기 각각의 감지층(150)은 별도의 공정에 의해 각각 형성될 수 있다. 이때, 상기 각각의 감지층(150)은 유리 프릿이나 레진 등과 같은 부재 내에 탄소 미세 코일 분말을 혼합한 조성물로 형성된다. 그리고, 각각의 중첩 영역(OR) 내에 배치되는 감지층(150)의 조성물은 서로 다른 혼합비를 갖는다. 다시 말해서, 상기 각각의 감지층(150)을 구성하는 조성물 내에 포함된 탄소 미세 코일 분말의 농도는 서로 다르다. 따라서, 상기 탄소 미세 코일 분말의 농도에 따라 상기 각각의 감지층(150) 내에서 저항 값은 변하게 된다.

결론적으로, 본 발명에서의 감지층(150)은 상기 중첩 영역(OR)에 따른 감지 영역별로 분리되어 있으며, 상기 분리된 감지층(150) 각각은 서로 다른 감지 특성을 갖는다. 따라서, 본 발명에서는 상기 서로 다른 감지 특성을 갖는 감지층(150)의 전체를 조합하여 다양한 크기나 다양한 물체를 보다 정확히 감지할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기 서로 다른 감지 특성을 갖는 감지층(150)의 각각을 이용하여 감지 물체의 종류나 크기에 따라 다수의 어레이로 구분하여 사용할 수도 있다.

한편, 상기 제 1 절연층(110)의 하면에는 상기 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)과 연결되는 처리 소자(도시하지 않음)가 배치될 수도 있다. 상기 처리 소자는 상기 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)을 통해 전달되는 감지 신호를 토대로 감지 물체와의 거리, 압력 및 양을 감지할 수 있다.

즉, 일반적으로 임피던스의 REAL TERM은 저항, POSITIVE IMAGINARY TERM은 인덕턴스, 그리고 NEGATIVE IMAGINARY TERM은 커패시턴스로 이루어지며, 상기 저항, 인덕턴스 및 커패시턴스의 합산으로 이루어진다.

따라서, 일반적인 저항, 인덕터 및 커패시터와 같이 상기 감지 장치(100)도 상기 감지층(150)에서 발생하는 커패시턴스 값의 변화를 감지하기 위해 한 쌍의 전극(120, 130)이 필요하다. 즉, 상기 제 1 전극(120) 및 상기 제 2 전극(130)은 상기 감지층(150)의 감지 특성을 최적화시키면서, 상기 감지층(150)과 상기 처리 소자 사이를 연결하는 역할을 한다.

도 6을 참조하면, 상기 감지 장치 주위로 감지 물체가 접근하여 특정 힘이 가해지거나, 특정 유전율을 가지는 감지 물체가 접촉하는 경우, 상기 감지층(150)의 커패시턴스 값은 감소하게 되며, 이에 따라 저항값과 인덕턴스 값은 상기 커패시턴스 값과 반대로 증가하게 된다.

이때, 상기 감지되는 임피던스 값은 상기 저항값, 인덕턴스값 및 커패시턴스 값을 모두 합한 값이 되며, 이에 따라 표면에 가해지는 힘이나 유전율의 정도에 따라 상기 임피던스 값은 선형적으로 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 저항값, 인덕턴스값, 커패시턴스 값 및 이의 합인 임피던스 값 중 어느 하나의 값을 이용하여 상기 감지 물체의 상태를 감지할 수 있다. 즉, 상기 임피던스는 실수(real)부와 허수(reactace)부로 구성되며, 허수부는 양의 허수부(inductive)와 음의 허수부 (capacitive)로 구성되는데, 이때 상기 탄소 미세 코일을 포함하는 감지 장치(100)는 상기 양의 허수부(inductive)와 음의 허수부(capacitive)의 두 가지 특성 변화를 이용하여 감지 물체의 상태를 측정할 수 있다.

또한, 도 7을 참조하면, 감지층(150)에 접근한 감지 물체에 의해 특정 압력이 가해지는 경우, 상기 압력이 가해지기 전에서의 상기 중첩 영역(OR) 내의 제 1 전극(120)과 제 2 전극(130) 사이의 거리(A1)는, 압력이 가해진 이후에서의 상기 중첩 영역(OR) 내의 상기 제 1 전극(120)과 제 2 전극(130) 사이의 거리(A2)와 다르다. 다시 말해서, 상기 감지 물체에 의해 가해지는 압력에 따라 상기 전극 간의 거리나, 상기 감지층(150) 내에 배치된 탄소 미세 코일의 배열 형태 변화로 상기 임피던스 값을 결정하는 다양한 값들이 변화하게 되며, 상기 변화하는 값들을 이용하여 감지 정보를 획득할 수 있다.

한편, 상기 감지층(150)의 특성은 상기 감지 물체가 접촉하기 전까지의 변화 특성과, 접촉된 이후의 변화 특성이 다르다. 즉, 감지 장치를 근접 센서로 활용하는 경우, 상기 감지층(150) 주위로 인체가 접근하는 경우, 상기 커패시턴스 값의 하락에 따른 임피던스 값이 상승하게 된다. 그리고, 상기 감지 장치를 터치 센서나 압력 센서로 활용하는 경우, 상기 감지층(150)에 상기 인체가 접촉함에 따라 상기 접촉에 따라 가해지는 압력에 의해 상기 커패시턴스 값이 상승하게 되며, 이에 따른 저항 값이 하락하게 되며, 최종적인 임피던스 값도 하락하게 된다. 따라서, 본 발명에서의 감지 장치는 근접 센서로 활용 가능할 뿐 아니라, 압력 센서와 같은 촉각 센서로도 활용 가능하다.

상기와 같이, 상기 감지 장치는, 서로 다른 평면 상에 제 1 전극과 제 2 전극을 배치함으로써, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 발생하는 신호 간섭을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 감지 장치는, 제 1 전극과 제 2 전극을 각각 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열함으로써, 동일 공간 내에서의 감지 영역을 최대화할 수 있으며, 이에 따른 감지 장치의 감지 정보의 정확도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 이용하여 감지 정보를 획득함으로써, 감지 물체에 의해 발생하는 압력을 감지할 수 있을뿐 아니라, 주위에 접근한 감지 물체와의 거리를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기와 같은 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열된 전극들 사이에서, 수직으로 중첩된 영역에 상호 물리적으로 분리되는 감지층을 형성함으로써, 상기 분리된 감지층을 단일 센서로 이용할 수 있을 뿐 아니라, 복수의 어레이로 활용 가능하다.

도 8 내지 도 10은 도 1에 도시된 전극들의 형상에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 1에서는 상기 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)이 상기 제 1 절연층(110) 상에 행(가로) 방향 및 열(세로) 방향으로 각각 배열되었다.

이와 다르게, 도 8의 (a)에서와 같이, 상기 제 1 전극(120A)은 상기 행 방향이 아닌 일정 경사각을 가지는 사선으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(120A)은 상기 제 1 절연층(110) 위에 상호 일정 간격 이격된 위치에서 제 1 사선 방향으로 배열되는 제 1-1전극(121a)과, 제 1-2 전극(121b)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제 2 전극(130A)은 상기 열 방향이 아닌 일정 경사각을 가지는 사선 방향으로 배열될 수 있다. 상기 제 2 전극(130A)은 상기 제 1 전극(120) 상에 상호 일정 간격 이격된 위치에서 제 2 사선 방향으로 배열되는 제 2-1전극(131a)과, 제 2-2 전극(131b)을 포함할 수 있다.

한편, 도면 상에서는 상기 제 1 전극(120A)과 제 2 전극(130A)이 상호 직교하는 사선 방향으로 배열된다고 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과할 뿐 상기 제 1 전극(120A)과 제 2 전극(130A) 사이의 내각은 90도가 아닌 둔각 또는 예각을 가질 수 있다.

도 8의 (b)에서와 같이, 상기 제 1 전극(120B)은 상기 행 방향으로 배열될 수 있으며, 이때 도 1에서와 같은 일자 형상이 아닌 적어도 1회 이상 절곡되는 절곡부를 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(120B)은 상기 제 1 절연층(110) 위에 상호 일정 간격 이격된 위치에서 행 방향으로 배열되는 제 1-1전극(122a)과, 제 1-2 전극(122b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1-1전극(122a) 및 제 1-2 전극(122b) 각각은, 제 1 사선 방향으로 배열되는 제 1 패턴과, 상기 제 1 패턴으로부터 연장되어 상기 제 1 사선 방향과 다른 제 2 사선 방향으로 절곡되는 제 2 패턴을 포함할 수 있다.

상기 제 2 전극(130B)은 상기 열 방향으로 배열될 수 있으며, 이때 도 1에서와 같은 일자 형상이 아닌 적어도 1회 이상 절곡되는 절곡부를 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(130B)은 상기 제 1 전극(120B) 상에 상호 일정 간격 이격된 위치에서 행 방향으로 배열되는 제 2-1전극(132a)과, 제 2-2 전극(132b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2-1전극(132a) 및 제 2-2 전극(132b) 각각은, 제 2 사선 방향으로 배열되는 제 1 패턴과, 상기 제 1 패턴으로부터 연장되어 상기 제 2 사선 방향과 다른 제 1 사선 방향으로 절곡되는 제 2 패턴을 포함할 수 있다.

한편, 상기 도 8의 (b)에서는 상기 제 1 전극(120B) 및 상기 제 2 전극(130B)이 각각 동일한 복수의 패턴을 포함하고 있었다.

이와 다르게, 도 9의 (a)에서와 같이, 제 1 전극(120C)은 제 1-1전극(123a)과, 제 1-2 전극(123b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1-1전극(123a) 및 제 1-2 전극(123b)은 서로 동일한 형상이 아니라, 상호 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 다시 말해서, 상기 제 1-1전극(123a)은 제 1 사선 방향으로 배열되는 제 1 패턴과, 상기 제 1 패턴으로부터 연장되어 상기 제 1 사선 방향과 다른 제 2 사선 방향으로 절곡되는 제 2 패턴을 포함할 수 있다. 그리고, 제 1-2 전극(123b)은 상기 제 1 패턴과 대칭되며 상기 제 2 사선 방향으로 배열되는 제 3 패턴과, 상기 제 2 패턴과 대칭되며, 제 1 사선 방향으로 배열되는 제 4 패턴을 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 제 1 전극(120C)은 영역별로 각각의 전극 사이의 거리가 서로 다르게 나타날 수 있다. 즉, 상기 제 1-1전극(123a)과, 제 1-2 전극(123b) 사이의 영역 중 제 1 영역은 제 1 거리(B1)만큼 상호 이격되게 배치되는 반면에, 제 2 영역은 상기 제 1 거리(B1)보다 짧은 제 2 거리(B2)만큼 상호 이격되어 배치되게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 제 1 전극(120C) 내에서의 이격 거리의 변화를 토대로 다양한 조건에서의 최적의 감지 성능을 확보할 수 있다.

또한, 도 9의 (b)에서와 같이, 제 2 전극(130C)은 제 2-1전극(133a)과, 제 2-2 전극(133b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2-1전극(133a) 및 제 2-2 전극(133b)은 서로 동일한 형상이 아니라, 상호 대칭되는 형상을 가질 수 있다. 다시 말해서, 상기 제 2-1전극(133a)은 제 2 사선 방향으로 배열되는 제 1 패턴과, 상기 제 1 패턴으로부터 연장되어 상기 제 2 사선 방향과 다른 제 1 사선 방향으로 절곡되는 제 2 패턴을 포함할 수 있다. 그리고, 제 2-2 전극(133b)은 상기 제 1 패턴과 대칭되며 상기 제 1 사선 방향으로 배열되는 제 3 패턴과, 상기 제 2 패턴과 대칭되며 제 2 사선 방향으로 배열되는 제 4 패턴을 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 제 2 전극(130C)은 영역별로 각각의 전극 사이의 거리가 서로 다르게 나타날 수 있다. 즉, 상기 제 2-1전극(133a)과, 제 2-2 전극(133b) 사이의 영역 중 제 3 영역은 제 3 거리(C1)만큼 상호 이격되게 배치되는 반면에, 제 4 영역은 상기 제 3 거리(C1)보다 짧은 제 4 거리(C2)만큼 상호 이격되어 배치되게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 제 2 전극(130C) 내에서의 이격 거리의 변화를 토대로 다양한 조건에서의 최적의 감지 성능을 확보할 수 있다.

또한, 도 10의 (a)에서와 같이, 상기 제 1 전극(120D)은 상기 행 방향으로 배열될 수 있으며, 이때 도 1에서와 같은 일자 형상이 아닌 적어도 1회 이상 절곡됨에 따라 곡률을 가지는 곡률부 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 전극(120D)은 상기 제 1 절연층(110) 위에 상호 일정 간격 이격된 위치에서 행 방향으로 배열되는 제 1-1전극(124a)과, 제 1-2 전극(124b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1-1전극(124a) 및 제 1-2 전극(124b) 각각은, 물결 모양으로 곡률을 가지며 상기 제 1 절연층(110) 상에 배치될 수 있다.

상기 제 2 전극(130D)은 상기 열 방향으로 배열될 수 있으며, 이때 도 1에서와 같은 일자 형상이 아닌 적어도 1회 이상 절곡됨에 따라 곡률을 가지는 곡률부를 가질 수 있다. 즉, 상기 제 2 전극(130D)은 상기 제 1 전극(120D) 상에 상호 일정 간격 이격된 위치에서 행 방향으로 배열되는 제 2-1전극(134a)과, 제 2-2 전극(134b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2-1전극(134a) 및 제 2-2 전극(134b) 각각은, 물결 모양의 곡률을 가지며 상기 제 1 전극 상에 배치될 수 있다.

또한, 도 10의 (b)에서와 같이, 상기 제 1 전극(120E)은 상기 물결 모양의 곡률부를 가지면서, 상호 대칭되는 형상을 가지는 제 1-1 전극(125a) 및 제 1-2 전극(125b)을 포함할 수 있다. 또한, 이와 마찬가지로, 상기 제 2 전극(130E)은 상기 물결 모양의 곡률부를 가지면서, 상호 대칭되는 형상을 가지는 제 2-1 전극(135a) 및 제 2-2 전극(135b)을 포함할 수 있다.

상기와 같이, 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130)은 다양한 형태로 변형 가능하며, 이에 따라 감지 물체의 종류 및 크기에 따른 최적의 형태를 채택하여 적용할 수 있다.

이하에서는 도 1에 도시된 감지 장치(100)의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 11 내지 도 16은 도 1에 도시된 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 감지 장치의 제조 방법을 공정 순으로 나타낸 도면이다.

먼저, 도 11을 참조하면, 제 1 절연층(110)을 준비하고, 상기 준비한 제 1 절연층(110) 위에 상호 일정 간격 이격되는 복수의 제 1 전극(120)을 형성한다.

도 11의 (a)는 제 1 절연층(110) 위에 복수의 제 1 전극(120)이 배치된 상태에서의 단면도를 나타낸 것이고, 도 11의 (b)는 도 11의 (a)의 평면도를 나타낸 것이다.

상기 제 1 전극(120)은 상기 제 1 절연층(110) 위에 행 방향으로 일정 간격 이격되며 배치된다. 즉, 상기 제 1 전극(120)은 상기 제 1 절연층(110) 위에 행 방향으로 이격되어 배치되는 제 1-1 전극(121), 제 1-2전극(122), 제 1-3전극(123) 및 제1-4 전극(124)을 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극(120)은, 상기 제 1 절연층(110) 위에 동박층(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 형성된 동박층을 식각하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 동박층은 상기 제 1 절연층(110) 위에 구리를 포함하는 금속을 무전해 도금하여 형성할 수 있다.

또한, 상기 동박층은 상기 제 1 절연층(110)의 표면에 무전해 도금하여 형성하는 것과는 달리 일반적인 CCL(Copper Clad Laminate)를 사용할 수 있다. 이때, 상기 동박층을 무전해 도금하는 경우, 탈지과정, 소프트 부식과정, 예비 촉매 처리 과정, 촉매 처리 과정, 활성화 과정, 무전해 도금 과정 및 산화 방지 처리 과정의 순서로 처리하여 진행하여 무전해 도금할 수 있다.

또한, 상기 동박층은 도금이 아닌 플라즈마를 이용하여 금속 입자를 상기 제 1 절연층(110)의 표면에 스퍼터링함으로써 형성할 수도 있을 것이다.

그리고, 상기 제 1 전극(120)은 통상적인 인쇄회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 도 12에서와 같이 상기 제 1 절연층(110) 위에 제 2-1 절연층(141)을 형성한다. 상기 제 2-1 절연층(141)의 상기 제 2 절연층(140)의 일부를 구성하며, 그에 따라 상기 제 1 절연층(110) 위에 상기 제 1 전극(120)을 덮으며 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2-1 절연층(141)의 두께는 상기 제 1 전극(120)의 두께보다 두꺼울 수 있다.

상기 제 2-1 절연층(141)은 상기 제 1 절연층(110)과 동일한 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2-1 절연층(141)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.

다음으로, 도 13에서와 같이 상기 제 2-1 절연층(141) 위에 열 방향으로 일정 간격 이격되는 복수의 제 2 전극(130)을 형성한다. 바람직하게, 상기 제 2 전극(130)은 제2-1전극(131), 제 2-2 전극(132), 제 2-3 전극(133) 및 제 2-4 전극(134)을 포함할 수 있다.

다음으로, 도 14에서와 같이 상기 제 2 전극(130) 위에 상기 제 2 전극(130)을 덮는 제 2-2 절연층(142)을 형성한다.

상기 제 2-2 절연층(142)은 상기 제 2-1 절연층과 동일한 절연 물질을 포함할 수 있다.

다음으로, 도 15의 (a)에서와 같이, 상기 제 2-1 절연층(141) 및 상기 2-2 절연층(142)에 상기 감지층(150)이 형성될 부분을 노출하는 개구부를 형성한다. 이때, 상기 개구부는 상기 제 1 전극(120)과 제 2 전극(130)의 형성 위치에 따라 결정될 수 있다. 바람직하게, 상기 개구부는 상기 제 1 전극(120)과 상기 제 2 전극(130)이 배치된 영역 중 수직으로 상호 중첩되는 중첩 영역(OR)을 개방한다. 이때, 상기 개구부는 상기 중첩 영역(OR)보다 큰 폭을 가지며 형성될 수 있다. 따라서, 상기 개구부는 상기 제 1 전극(120)의 양단부의 측면을 노출할 수 있다.

바람직하게, 상기 중첩 영역(OR)은 상기 설명한 바와 같이, 상기 제 1 전극(120) 중 제 1-1 전극(121)을 기준으로 제 1 중첩 영역(OR1), 제 2 중첩 영역(OR2), 제 3 중첩 영역(OR3) 및 제 4 중첩 영역(OR4)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 개구부는 상기 제 1-1 전극(121)을 기준으로, 제 1 개구부(O1), 제 2 개구부(O2), 제 3 개구부(O3) 및 제 4 개구부(O4)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 중첩 영역(OR)에서의 상기 제 2 전극(130)은 상기 제 1 전극(120) 위에 부유(floating)하는 형태로 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제 2 전극(130)의 상기 중첩 영역을 제외한 나머지 영역의 하부에는 상기 제 2-1 절연층(141)이 그대로 잔존한다. 따라서, 상기 제 2 전극(130) 중 상기 제 1 전극(120)과 중첩되는 영역은 상기 비중첩 영역 아래에 배치된 제 2-1 절연층(141)에 의해 지지되어 상기 제 1 전극(120) 위에 부유하게 된다.

다음으로, 도 16에서와 같이, 상기 개구부 내에 상기 감지층(150)을 형성한다. 상기 감지층(150)은 상기 개구부 내에 각각 형성된다. 이때, 상기 개구부 내에 형성되는 각각의 감지층(150)은 서로 다른 농도의 탄소 미세 코일 파우더를 포함하며, 이에 따라 상기 각각의 감지층(150)에서 나타나는 저항 값은 서로 다르게 된다.

이를 위해, 상기 감지층(150)은 복수의 공정으로 구분되어 형성될 수 있다. 즉, 제 1 농도를 가지는 조성물을 상기 복수의 개구부 중 적어도 하나의 개구부 내에 형성한다. 그리고, 이후 제 2 농도를 가지는 조성물을 상기 복수의 개구부 중 적어도 다른 하나의 개구부 내에 형성한다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 서로 다른 평면 상에 제 1 전극과 제 2 전극을 배치함으로써, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 발생하는 신호 간섭을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 제 1 전극과 제 2 전극을 각각 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열함으로써, 동일 공간 내에서의 감지 영역을 최대화할 수 있으며, 이에 따른 감지 장치의 감지 정보의 정확도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 이용하여 감지 정보를 획득함으로써, 감지 물체에 의해 발생하는 압력을 감지할 수 있을뿐 아니라, 주위에 접근한 감지 물체와의 거리를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기와 같은 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열된 전극들 사이에서, 수직으로 중첩된 영역에 상호 물리적으로 분리되는 감지층을 형성함으로써, 상기 분리된 감지층을 단일 센서로 이용할 수 있을 뿐 아니라, 복수의 어레이로 활용 가능하다.

한편, 본 발명의 제 1 실시 예에서는 상기 중첩 영역(OR) 상에 형성되는 감지층(150)을 복수의 어레이로 활용하기 위해, 상기 각각의 감지층(150)이 가지는 저항 값을 서로 다르게 하였다.

이와 다르게, 아래의 다른 실시 예에서는 하나의 조성물을 이용하여 상기 각각의 중첩 영역(OR) 내에 배치되는 감지층(150)을 모두 공통 형성한다. 이때, 상기 각각의 감지층(150) 내에서의 감지 특성에 변화를 주기 위하여, 상기 중첩 영역(OR) 내에서의 상기 제 1 전극(120)과 제 2 전극(130) 사이의 거리에 변화를 주었다.

이하에서는, 도 17 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 감지 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 17은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.

도 17을 참조하면, 감지 장치(200)는 제 1 절연층(210), 제 1 전극(220), 제 2 전극(230), 제 2 절연층(240) 및 감지층(250)을 포함한다.

이때, 이하의 도 17의 설명에서, 도 1의 설명과 중복되는 부분에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

감지 장치(200)는 도 1의 감지 장치(100)와 비교하여, 상기 제 1 절연층(210)과 상기 제 1 전극(220)의 구조가 상이하다.

상기 제 1 절연층(210)의 상면에는 적어도 하나의 매립 홈(260)이 형성된다. 상기 매립 홈(260) 내에는 상기 제 1 절연층(210) 위에 배치되는 제 1 전극(220) 중 적어도 일부가 배치된다.

상기 제 1 전극(220)은 상기 제 1 절연층(210) 위에 행 방향으로 배열된다. 이때, 상기 제 1 전극(220)의 일부는 상기 제 1 절연층(210)의 상면 위에 배치될 수 있으며, 다른 일부는 상기 제 1 절연층(210)의 상면에 형성된 매립 홈(260) 내에 배치될 수 있다.

즉, 상기 제 1 전극(220)은 상기 제 1 절연층(210)의 상면 위에 배치되는 제 1 부분(220a)과, 상기 제 1 절연층(210)의 상면에 형성된 매립 홈(260) 내에 배치되는 제 2 부분(220b)을 포함할 수 있다.

따라서, 상기 제 1 전극(220)의 하면은 영역별로 서로 다른 평면 상에 위치하게 된다.

그리고, 제 2 전극(230)은 상기 제 1 전극(220) 상에 배치된다. 이때, 상기 제 2 전극(230)은 영역별로 상기 제 1 전극(220)과의 거리가 다르다. 다시 말해서, 상기 제 1 부분(220a)과 중첩되는 제 2 전극(230)은 상기 제 1 전극(220)과 제 1 거리(C1)만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 2 부분(220b)과 중첩되는 제 2 전극(230)은 상기 제 1 전극(120)과 상기 제 1 거리(C1)보다 먼 제 2 거리(C2) 만큼 이격된다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에서는 제 1 절연층(210)에 형성되는 매립 홈(260)을 통해, 중첩 영역(OR) 별로 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 거리를 변화시킨다.

도 18은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.

도 18을 참조하면, 감지 장치(300)는 제 1 절연층(310), 제 1 전극(320), 제 2 전극(330), 제 2 절연층(340) 및 감지층(350)을 포함한다.

이때, 이하의 도 18의 설명에서, 도 1의 설명과 중복되는 부분에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

감지 장치(300)는 도 1의 감지 장치(100)와 비교하여, 상기 제 1 전극(320)의 구조가 상이하다.

상기 제 1 전극(320)은 상기 제 1 절연층(310) 위에 배치된다. 이때, 상기 제 1 전극(320)의 상면에는 적어도 하나 이상의 홈이 형성된다. 상기 홈은, 상기 제 1 전극(320)을 형성한 후에 상기 제 1 전극의 전체 영역 중 적어도 일부 영역을 제거하여 형성할 수 있다. 상기 홈은 상기 제 1 전극(320) 상부에 배치되는 제 2 전극의 위치에 따라 결정될 수 있다. 바람직하게, 상기 홈은 상기 제 1 전극(320)의 상면 중 상기 제 2 전극과 중첩되는 중첩 영역 상에 형성될 수 있다.

따라서, 상기 홈이 형성된 중첩 영역에서의 제1전극과 제2전극 사이의 거리는, 상기 홈이 형성되지 않은 중첩 영역에서의 상기 제 1전극과 제 2 전극 사이의 거리와 다르다.

바람직하게, 상기 제1 전극(120)은 상기 홈을 포함하지 않는 제 1 부분(320a)과, 상기 홈을 포함하는 제 2 부분(320b)을 포함할 수 있다.

따라서, 상기 제 1 전극(320)의 상면은 영역별로 서로 다른 평면 상에 위치하게 된다.

그리고, 제 2 전극(330)은 상기 제 1 전극(320) 상에 배치된다. 이때, 상기 제 1 부분(320a)과 중첩되는 제 2 전극(330)은 상기 제 1 전극(320)과 제 1 거리(D1)만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 2 부분(320b)과 중첩되는 제 2 전극(330)은 상기 제 1 전극(320)과 상기 제 1 거리(D1)보다 먼 제 2 거리(D2) 만큼 이격된다.

도 19는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.

도 19를 참조하면, 감지 장치(400)는 제 1 절연층(410), 제 1 전극(420), 제 2 전극(430), 제 2 절연층(440) 및 감지층(450)을 포함한다.

이때, 이하의 도 19의 설명에서, 도 1 및 도 18의 설명과 중복되는 부분에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

감지 장치(400)는 도 1의 감지 장치(100)와 비교하여, 상기 제 1 전극(420)의 구조가 상이하다.

상기 제 1 전극(420)은 상기 제 1 절연층(410) 위에 배치된다. 이때, 상기 제 1 전극(420)의 상면에는 서로 다른 깊이를 가지는 복수의 홈이 형성된다. 상기 서로 다른 깊이의 복수의 홈은, 상기 제 1 전극(420)을 형성한 후에 상기 제 1 전극의 전체 영역 중 적어도 일부 영역을 순차적으로 제거하여 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 제 1 전극(420)은 계단 형상을 가질 수 있다.

따라서, 상기 제 1 전극(420)은 제 1 높이를 가지는 제 1 부분(420a)과, 제 2 높이를 가지는 제 2 부분(420b)과, 제 3 높이를 가지는 제 3 부분(420c)과, 제 4 높이를 가지는 제 4 부분(420d)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 상기 제 1 내지 4 높이는 아래의 조건을 만족할 수 있다.

제 1 높이 < 제 2 높이 < 제 3 높이 < 제 4 높이

따라서, 상기 제 1 전극(420)의 상면은 영역별로 서로 다른 평면 상에 위치하게 된다.

그리고, 제 2 전극(430)은 상기 제 1 전극(420) 상에 배치된다. 이때, 상기 제 1 부분(420a)과 중첩되는 제 2 전극(430)은 상기 제 1 전극(420)과 제 1 거리(E1)만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 2 부분(420b)과 중첩되는 제 2 전극(430)은 상기 제 1 전극(420)과 상기 제 1 거리(E1)보다 가까운 제 2 거리(E2) 만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 3 부분(420c)과 중첩되는 제 2 전극(430)은 상기 제 1 전극(420)과 상기 제 2 거리(E2)보다 가까운 제 3 거리(E3) 만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 4 부분(420d)과 중첩되는 제 2 전극(430)은 상기 제 1 전극(420)과 상기 제 3 거리(E3)보다 가까운 제 4 거리(E4) 만큼 이격된다.

도 20은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.

도 20을 참조하면, 감지 장치(500)는 제 1 절연층(510), 제 1 전극(520), 제 2 전극(530), 제 2 절연층(540) 및 감지층(550)을 포함한다.

이때, 이하의 도 20의 설명에서, 도 1 및 도 18의 설명과 중복되는 부분에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

감지 장치(500)는 도 1의 감지 장치(100)와 비교하여, 상기 제 1 절연층(510) 및 상기 제 1 전극(520)의 구조가 상이하다.

상기 제 1 절연층(510)의 상면에는 서로 다른 깊이를 가지는 복수의 매립 홈(560, 570, 580)이 형성된다. 상기 매립 홈(560, 570, 580) 내에는 상기 제 1 절연층(510) 위에 배치되는 제 1 전극(520)이 배치된다.

상기 제 1 전극(520)은 상기 제 1 절연층(510) 위에 행 방향으로 배열된다. 이때, 상기 제 1 전극(520)의 일부는 상기 제 1 절연층(510)의 상면 위에 배치될 수 있으며, 다른 일부는 상기 제 1 절연층(510)의 상면에 형성된 매립 홈(560, 570, 580) 내에 각각 배치될 수 있다.

즉, 상기 제 1 전극(520)은 상기 제 1 절연층(510)의 상면 위에 배치되는 제 1 부분(520a)과, 상기 제 1 절연층(510)의 상면에 형성된 제 1 깊이의 매립 홈(560) 내에 배치되는 제 2 부분(520b)과, 상기 제 1 절연층(510)의 상면에 형성된 제 2 깊이의 매립 홈(570) 내에 배치되는 제 3 부분(520c)과, 상기 제 1 절연층(510)의 상면에 형성된 제 3 깊이의 매립 홈(580) 내에 배치되는 제 4 부분(520d)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 3 깊이는 아래의 조건을 만족할 수 있다.

제 1 깊이 < 제 2 깊이 < 제 3 깊이

따라서, 상기 제 1 전극(520)의 상면은 영역별로 서로 다른 평면 상에 위치하게 된다.

그리고, 제 2 전극(530)은 상기 제 1 전극(520) 상에 배치된다. 이때, 상기 제 1 부분(520a)과 중첩되는 제 2 전극(530)은 상기 제 1 전극(520)과 제 1 거리(F1)만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 2 부분(520b)과 중첩되는 제 2 전극(530)은 상기 제 1 전극(520)과 상기 제 1 거리(F1)보다 먼 제 2 거리(F2) 만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 3 부분(520c)과 중첩되는 제 2 전극(530)은 상기 제 1 전극(520)과 상기 제 2 거리(F2)보다 먼 제 3 거리(F3) 만큼 이격된다. 그리고, 상기 제 4 부분(520d)과 중첩되는 제 2 전극(530)은 상기 제 1 전극(520)과 상기 제 3 거리(F3)보다 먼 제 4 거리(F4) 만큼 이격된다.

도 21은 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 감지 장치를 나타낸 도면이다.

도 21을 참조하면, 감지 장치(600)는 제 1 절연층(610), 제 1 전극(620), 제 2 전극(630), 제 2 절연층(640) 및 감지층(650)을 포함한다. 그리고, 상기 제 2 절연층(640)은 제 2-1 절연층(641)과 제 2-2 절연층(642)을 포함할 수 있다.

도 21에 도시된 감지 장치(600)는 도 2에 도시된 감지 장치(100)와 실질적으로 동일하며, 다만 감지층(650)의 구조만이 상이하다.

따라서, 이하에서는 상기 감지층(650)의 구조에 대해서만 설명하기로 한다.

상기 감지층(650)은 상기 제 1 전극(620)과 상기 제 2 전극(630)이 수직 방향으로 상호 중첩되는 영역 내에 배치된다. 이때, 상기 감지 장치(650) 내에는 상기 제 1 전극(620)과 상기 제 2 전극(630)이 중첩되는 중첩 영역이 복수 개 존재한다. 이에 따라, 상기 감지층(650)은 상기 복수 개의 중첩 영역 상에 상호 물리적으로 분리된 상태로 각각 배치된다.

이때, 상기 각각의 중첩 영역 상에 배치된 감지층(650)의 상면은 상기 제 2 절연층(640)의 상면보다 낮게 배치된다. 바람직하게, 상기 각각의 중첩 영역 상에 배치된 감지층(650)의 상면은 상기 제 2-1 절연층(642)의 상면보다 낮게 배치된다.

즉, 상기 감지층(650)은 상기 제 2-1 절연층(642) 상에 형성된 개구부의 전체 영역을 채우며 형성되는 것이 아니라, 상기 개구부의 일부만을 채우며 형성되고, 이에 따라 상기 제 2-1 절연층(642)보다 낮은 위치에 배치된다. 즉, 상기 감지층(650)의 상면은 상기 제 2-1 절연층(642)의 상면을 중심으로 아래 방향으로 오목한 오목부를 가진다.

본 발명의 제 6 실시 예에 따르면, 상기 감지층(650)이 상기 제 2-1 절연층(642)보다 낮게 위치하도록 함으로써, 상기 제 2-1 절연층(642)이 상기 감지층(650)의 격벽 역할을 하도록 하며, 이에 따른 신호 간섭을 최소화한다.

또한, 상기 감지층(650)의 상면이 상기 제 2-1 절연층(642)의 상면보다 낮게 위치함에 따라 외부의 요인으로부터 상기 감지층(650)의 표면을 보호할 수 있다. 또한, 상기 감지층(650)의 상면은 감지 영역을 형성하는데, 상기 감지 영역이 상기 제 2-1 절연층(642)을 중심으로 오목 영역 내에 배치됨에 따라 각각의 감지 영역의 구분이 용이하며, 이에 따른 감지 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 서로 다른 평면 상에 제 1 전극과 제 2 전극을 배치함으로써, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 발생하는 신호 간섭을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 제 1 전극과 제 2 전극을 각각 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열함으로써, 동일 공간 내에서의 감지 영역을 최대화할 수 있으며, 이에 따른 감지 장치의 감지 정보의 정확도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 이용하여 감지 정보를 획득함으로써, 감지 물체에 의해 발생하는 압력을 감지할 수 있을뿐 아니라, 주위에 접근한 감지 물체와의 거리를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시 예에 의하면, 상기와 같은 행과 열의 격자 무늬 형태로 배열된 전극들 사이에서, 수직으로 중첩된 영역에 상호 물리적으로 분리되는 감지층을 형성함으로써, 상기 분리된 감지층을 단일 센서로 이용할 수 있을 뿐 아니라, 복수의 어레이로 활용 가능하다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200, 300, 400, 500, 600: 감지 장치
110, 210, 310, 410, 510, 610: 제 1 절연층
120, 220, 320, 420, 520, 620: 제 1 전극
130, 230, 330, 430, 530, 630: 제 2 전극
140, 240, 340, 440, 540, 640: 제 2 절연층
150, 250, 350, 450, 550, 650: 감지층

Claims (12)

1. 제 1 절연층;
   상기 제 1 절연층 위에 제 1 방향으로 배치되는 복수의 제 1 전극;
   상기 제 1 전극 위에 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 상기 제 1 전극과 이격되도록 배치되는 복수의 제 2 전극;
   상기 제 1 및 2 전극을 덮으며 상기 제 1 절연층 위에 배치되고, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극이 수직으로 중첩되는 중첩 영역을 개방하는 개구부를 갖는 제 2 절연층; 및
   상기 개구부 내에 배치되며, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 포함하고,
   상기 중첩 영역은 복수 개이고,
   상기 감지층은 상기 복수 개의 중첩 영역에 각각 배치되고, 상호 물리적으로 분리되는 복수의 감지층을 포함하는
   감지 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 감지층의 상면은,
   상기 제 2 절연층의 상면보다 낮게 배치되는
   감지 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2 전극의 상면은,
   상기 감지층의 상면보다 낮게 배치되는
   감지 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제 2 전극은,
   수직 방향으로 상기 제 1 전극과 중첩되는 제 1 부분과,
   상기 중첩 영역을 제외한 제 2 부분을 포함하며,
   상기 제 2 전극의 상기 제 1 부분은,
   상기 감지층 내에 배치되고,
   상기 제 2 전극의 상기 제 2 부분은,
   상기 제 2 절연층 내에 배치되는,
   감지 장치.
5. 제 1항 있어서,
   상기 제 2 절연층은,
   상기 제 1 전극 위에 배치되는 제 1 부분과,
   상기 제 2 전극 아래에 배치되는 제 2 부분을 포함하는
   감지 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는,
   감지 장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 감지층은,
   상기 중첩 영역 내에서 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는
   감지 장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 중첩 영역 내에 배치되는 각각의 감지층은,
   서로 다른 저항 값을 가지는
   감지 장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 중첩 영역 내에서의 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 거리는 서로 다른
   감지 장치.
10. 제 1 절연층;
    상기 제 1 절연층 위에 제 1 방향으로 배치되는 복수의 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 위에 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향으로 상기 제 1 전극과 이격되도록 배치되는 복수의 제 2 전극;
    상기 제 1 절연층 위에 상기 복수의 제 1 및 2 전극을 덮으며 배치되고, 상기 복수의 제 1 전극과 상기 복수의 제 2 전극이 수직으로 중첩되는 복수의 중첩 영역을 각각 개방하는 복수의 개구부를 갖는 제 2 절연층; 및
    상기 복수의 개구부 내에 각각 배치되며, 탄소 미세 코일을 포함하는 감지층을 포함하며,
    상기 복수의 개구부 내에 배치되는 각각의 감지층은,
    서로 다른 탄소 미세 코일의 농도를 가지며, 상호 물리적으로 분리된
    감지 장치.
11. 삭제
12. 삭제

Images