KR20070080406A - 정전 센서에 적용되는 ｅｌ 시트 및 그를 이용한 정전 센서일체형 ｅｌ시트 - Google Patents

정전 센서에 적용되는 ｅｌ 시트 및 그를 이용한 정전 센서일체형 ｅｌ시트 Download PDF

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Abstract

정전 센서에 적용되는 EL 시트에 관하여 개시한다. 본 발명의 장치는, 전면 전극층 및 후면 전극층은 전도성 폴리머로 이루어지고, 전면 전극 및 후면 전극이 각각의 정전 센서와 일대일 대응되도록 전면 전극층 및 후면 전극층은 패터닝되는 것을 특징으로 한다. 또는, 각각의 정전 센서와 일대일 대응되도록 배치된 복수 개의 EL 소자가 구비되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 정전 센서의 오동작이나 감도 저하 없이도 EL 시트를 투명한 정전 센서의 백라이트로 사용할 수 있으며, 정전 센서가 투명하지 않더라도 정전 센서의 전극층과 키패드 동작 부분 사이에 EL 시트를 위치시켜 백라이트로 사용할 수 있다. 그리고 정전 센서의 오동작 및 감도 저하가 방지됨으로써 공간적인 제약이 없어지고 EL 시트와 정전 센서가 결합된 형태로 형성할 수 있다.
EL 시트, 정전 센서, 전극층, 전도성 폴리머, 패터닝, 반사층

Description

정전 센서에 적용되는 ＥＬ 시트 및 그를 이용한 정전 센서 일체형 ＥＬ시트{EL sheet for capacitive sensor application and EL sheet united with capacitive sensor}
도 1은 종래의 EL 시트가 정전 센서가 사용되는 장치에서 백라이트용으로 사용되는 경우의 개략도;
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 EL 시트를 설명하기 위한 개략도들;
도 3은 도 2a 및 도 2b에 따른 EL 시트가 정전 센서가 사용되는 장치에서 백라이트용으로 사용되는 경우의 개략도; 및
도 4a 및 도 4b는 도 2a 및 도 2b에 따른 EL 시트의 적용 예를 나타낸 개략도들이다.
본 발명은 EL 시트에 관한 것으로서, 특히 정전 센서가 사용되는 장치에 백라이트용 또는 프론트 라이트용으로 사용할 수 있는 EL 시트 및 그를 이용한 정전 센서 일체형 EL시트에 관한 것이다.
일반적인 정전 센서는 사람의 손이 센서에 닿았을 때 정전 센서의 전극층과 사람의 손 사이에 전계(Electric Field)가 형성되어 캐패시턴스 값이 접지된 상태보다 0.5 ~ 5pF 정도로 증가하게 되면 그 값을 구동회로에서 읽어 냄으로써 동작한다.
도 1은 종래의 EL 시트가 정전 센서가 사용되는 장치에서 백라이트용으로 사용되는 경우의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 EL 시트(10)를 투명한 정전 센서(20)의 백라이트로 사용하게 되면 사용자가 키패드(30) 등에 접촉하였을 때 정전 센서(20) 내부의 전극층 외에 EL 시트(10)의 전극층이 또 하나의 전극층의 역할을 하므로 정전 센서(20)의 감도가 떨어지거나 오동작이 초래된다. 따라서 종래에는 이러한 현상을 방지하기 위하여 정전 센서의 백라이트로 EL 시트를 사용하지 않거나, 사용하더라도 내부 센서의 동작에 영향을 미치지 않도록 EL 시트와 센서간에 거리를 2mm 이상 이격시켜야만 했었다.
그리고 정전 센서가 투명하지 않을 경우, EL 시트가 정전 센서와 사람의 손이 닿는 동작 부분 사이에 위치해야 하는데, EL 시트의 전극층이 정전기 차폐 역할을 하여 정전 센서의 감도를 떨어뜨리며, 오동작을 초래하여 적용이 불가능하였다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 정전 센서의 감도 저하와 오동작을 방지함으로써 정전 센서가 있는 장치에 백라이트 또는 프론트 라이트용으로 사용할 수 있는 EL 시트 및 그를 이용한 정전 센서 일체형 EL시트를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일예에 따른 EL 시트는: 키패드와, 상기 키패드에 사람의 손이 접촉되면 동작하는 복수 개의 정전 센서를 포함하여 이루어지는 장치의 백라이트용 또는 프론트 라이트용으로 사용되도록,
후면 절연층과, 상기 후면 절연층 상에 형성된 후면 전극층과, 상기 후면 전극층 상에 형성된 유전층과, 상기 유전층 상에 형성된 형광층과, 상기 형광층 상에 형성된 전면 전극층과 상기 전면 전극층 상에 형성된 전면 절연층을 포함하여 이루어지되, 상기 전면 전극층 및 상기 후면 전극층은 전도성 폴리머로 이루어지고, 전면 전극 및 후면 전극이 각각의 상기 정전 센서와 일대일 대응되도록 상기 전면 전극층 및 후면 전극층은 패터닝되는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 예에 따른 EL 시트는: 키패드와, 상기 키패드에 사람의 손이 접촉되면 동작하는 복수 개의 정전 센서를 포함하여 이루어지는 장치의 백라이트용 또는 프론트 라이트용으로 사용되도록,
후면 절연층과, 상기 후면 절연층 상에 형성된 후면 전극층과, 상기 후면 전극층 상에 형성된 유전층과, 상기 유전층 상에 형성된 형광층과, 상기 형광층 상에 형성된 전면 전극층과 상기 전면 전극층 상에 형성된 전면 절연층을 포함하여 이루어지며 각각의 상기 정전 센서와 일대일 대응되도록 배치된 복수 개의 EL 소자가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상술한 각각의 예에서, 상기 전도성 폴리머의 면저항은 1,000 ~ 10,000 Ω/sq.인 것을 특징으로 한다.
또한 상술한 각각의 예에서, 상기 후면 전극들과 상기 후면 절연층 사이에 반사층이 개재되거나 또는 상기 후면 절연층의 하부에 위치되도록 반사층이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 반사층은 백색 또는 은색의 페이스트를 상기 후면 절연층에 인쇄함으로써 형성되거나 또는 상기 반사층은 백색 또는 은색의 필름을 상기 후면 절연층에 부착함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 각각의 예에 따른 EL 시트를 이용한 정전 센서 일체형 EL 시트는: 상기 EL 시트의 상기 전면 절연층 상에 각각의 상기 정전 센서의 하부 전극이 위치되는 것을 특징으로 한다.
나아가, 각각의 상기 정전 센서의 상부 전극 상에 보호층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 EL 시트를 설명하기 위한 개략도들이고, 도 3은 도 2a 및 도 2b에 따른 EL 시트가 정전 센서가 사용되는 장치에서 백라이트용으로 사용되는 경우의 개략도이다.
도 2a 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 EL 시트(100)는 통상적인 EL 시트와 같이 형광층(140), 유전층(130), 전면 전극층(150), 후면 전극층(120), 후면 절연층(110) 및 전면 절연층(160)을 포함하여 이루어진다. 하지만, 본 발명에 따른 EL 시트(100)는 키패드(30)와, 키패드에 사람의 손이 접촉되면 동작하는 복수 개의 정전 센서(20)를 포함하여 이루어지는 장치의 백라이트용으로 사용할 수 있도록 종래에 사용되지 않았던 재료를 이용하여 전극층을 형성하였고 구조적인 변화를 주었다.
즉, 본 발명에 따른 EL 시트(100)의 전면 전극층(150) 및 후면 전극층(120)은 종래에 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide)나 실버, 카본 등이 아닌 polyethhylenedioxythiophene(PEDOT: PSS)과 같은 전도성 폴리머를 이용하여 형성하였다. 이와 같이 전도성 폴리머를 이용하여 전극층(120, 150)을 형성하면 종래의 전극층으로 사용되는 물질보다 정전 센서(20)와의 간섭 현상이 적어서 EL 시트(100)를 정전 센서(20)에 밀착하여 백라이트로 사용할 수 있게 된다. 종래 정전 센서의 백라이트로 EL시트를 적용하기 어려운 가장 큰 이유는 EL 시트에 실버 페이스트나 그라파이트 페이스트를 이용하여 전, 후면 전극층을 형성하면, 각각의 EL 시트의 전극층이 전자기 차폐막 역할을 하게 되어 사람의 손이나 기구물이 정전 센서에 접촉할 때 발생되는 캐패시턴스 변화를 감지하지 못하게 되기 때문이다. 즉 종래의 EL 시트의 후면 전극층에 사용되는 그라파이트나 실버는 수백 ~ 수 Ω/sq.이하의 매우 낮은 면저항을 지니고 있어 정전 센서에서 캐패시턴스의 변화를 감지하지 못하도록 막아주는 차폐막 역할을 하게 되는 것이다. 특히 전자기 차폐막은 면 저항이 낮아서 전기 전도도가 높을수록 그 효과가 커지게 된다. 본 발명에서는 EL 시트의 전, 후면 전극층이 이러한 차폐막 역할을 하는 것을 최소화하기 위하여 약 1,000 ~ 10,000 Ω/sq.의 면저항을 지니는 전도성 폴리머를 사용한다. 이때 너무 높은 면저항의 전도성 폴리머나 그라파이트 등을 사용하게 되면 EL 시트 구동시 휘도저하 또는 불균일한 발광현상의 원인이 되므로 10,000Ω/sq. 이상의 면저항을 지니는 재료는 사용할 수 없다.
이 때, 본 발명에 따른 EL 시트(100)는 상술한 전도성 폴리머를 전극층(120, 150)으로 사용하더라도 정전 센서(20)가 캐패시턴스 값의 변화를 인식하는 것이기 때문에, 비록 종래의 EL 시트를 사용하는 경우보다 간섭 현상이 적어진다 하더라도, 정전 센서(20)의 민감도가 떨어지거나 오작동을 원천적으로 방지하지는 못한다. 따라서 본 발명에서는 EL 시트(100) 전체가 발광하는 것이 아니라 EL 시트의 전극층(120, 150)이 낱개의 전극(121, 151)들로 이루어지도록 패터닝하여 백라이트가 필요한 부분에서만 발광하고 정전 센서(20)의 전극층과 최소한으로만 겹치도록 하였다. 즉, 전면 전극(151) 및 후면 전극(121)이 각각의 정전 센서와 일대일 대응되도록 전면 전극층(150) 및 후면 전극층(120)을 패터닝하였다.
따라서 전도성 폴리머를 사용하여 전극층을 형성하고 정전 센서와 최소한으로 겹치도록 전극층을 패터닝함으로써 EL 시트에 의한 정전 센서의 오작동 및 감도 저하를 최소로 하였으므로 EL 시트를 백라이트로 적용할 수 있고, 정전 센서에 EL 시트를 적용함에 있어서 그들 사이의 공간을 최소한으로 할 수 있다.
도 2b는 EL 시트가 형광층(141)과 유전층(131)과 전도성 폴리머로 이루어진 전면 전극(151) 및 후면 전극(121)과, 후면 절연층(111) 및 전면 절연층(161)을 포함하여 이루어지는 복수 개의 EL 소자들로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 각각의 전면 전극(151) 및 후면 전극(121)은 상술한 전도성 폴리머를 이용하여 형성되며, 각각의 EL 소자는 정전 센서(20)와 일대일 대응되도록 배치된다.
한편 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 후면 전극층이 전도성 고분자이기 때문에 일부 빛이 후면으로 투과하는 것을 반사시켜 발광 효율을 향상시키기 위하여 각각의 후면 전극(121)들과 후면 절연층(110 또는 111) 사이에는 반사층(170 또는 171)이 개재되어 있다. 반사체로는 일반적으로 사용되는 금속이 아니고 반사 특성이 우수한 폴리머나 종이 등 전도성을 띄지 않아서 정전 센서의 오작동을 일으키지 않는 물질을 사용한다. 따라서 반사층(170 또는 171)은 빛을 반사시키는 필름을 후면 절연층(110 또는 111)에 접착시키거나 후면 절연층(110 또는 111)에 백색 또는 은색의 페이스트를 인쇄함으로써 형성된다. 반사층(170 또는 171)은 후면 절연층(110 또는 111)의 하부에 위치되어도 좋다. 이러한 반사층은 EL 시트의 발광 효율을 증가시키는 것이므로 해당 부위에 부착 또는 인쇄하지 않더라도 정전 센서에 적용되는 EL 시트의 특성은 동일하다.
도 4a 및 도 4b는 도 2a 및 도 2b에 따른 EL 시트의 적용 예를 나타낸 개략도들이다.
도 4a를 참조하면, 종래 정전 센서 전극층의 구현의 편의성 및 양산성 등을 고려하여 투명한 재질이 아닌 정전 센서 전극층(21)을 기존의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board - PCB)이나 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board - FPCB, 40) 등을 사용하여 제작하는 경우가 많이 있었다. 이 경우에 EL 시트가 정전 센서 전극층의 후면에 위치하게 되면 정전 센서의 전극층이 투명하지 않으므로 EL 시트의 빛이 투과하지 못하게 된다. 따라서 EL 시트(100)는 필연적으로 정전 센서 전극층과 사람의 손이 닿는 키패드(30) 등의 사이에 위치해야 한다. 이렇게 되면 정전 센서의 전극층 상부에 EL 시트가 위치하고 그 위에 사람의 손이 닿게 되므로 EL 시트의 전, 후면 전극층이 전자기 차폐막으로 작용하여 캐패시턴스 값의 변화를 읽어서 동작하는 정전 센서의 감도가 현저하게 떨어지며 EL 시트의 전극층에 의해서 오동작을 초래하게 된다. 하지만, 본 발명에 따른 EL 시트를 사용하게 되면 인쇄회로기판 또는 연성인쇄회로기판(40)에 형성된 정전 센서의 전극층과 사람이 터치하는 키패드(30) 사이에 EL 시트(100)가 위치하더라도 정전 센서의 작동에 문제가 없게 된다.
도 4b를 참조하면, 키패드(30)와 EL 시트(100) 사이에 각각의 정전 센서(20)가 위치되어 있다. 이 때, 정전 센서(20)의 전극층은 이미 제조가 완료된 EL 시트의 상면, 즉 전면 절연층의 상부에 투명 전도성 잉크로 인쇄함으로써 별도의 조립 공정 없이 EL 시트와 정전 센서의 전극층이 일체화 되도록 함으로써 EL 시트와 정전 센서를 일체형으로 형성할 수 있다. 그리고 필요하면 정전 센서의 상부 전극층 을 수분이나 외부 먼지로 부터 보호하기 위하여 정전 센서의 상부 전극층 상에 보호층을 추가로 형성하여도 좋다. 종래에는 정전 센서의 오작동 문제 및 감도 저하 문제를 해결하기 위하여 정전 센서의 전극층과 EL 시트 사이에 어느 정도 간격이 필요하였으므로 정전 센서가 결합된 EL 시트의 제조가 불가능하였다. 하지만, 도 2a 및 도 2b와 같이 정전 센서의 오동작 문제 및 감도 저하 문제를 해결한 본 발명에 따른 EL 시트를 사용함으로써 EL 시트와 정전 센서의 전극층이 결합된 형태의 EL 시트 제조가 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정전 센서의 오동작이나 감도 저하 없이도 EL 시트를 투명한 정전 센서의 백라이트로 사용할 수 있으며, 정전 센서가 투명하지 않더라도 정전 센서의 전극층과 키패드 동작 부분 사이에 EL 시트를 위치시켜 백라이트로 사용할 수 있다.
또한, 정전 센서의 오동작 및 감도 저하가 방지됨으로써 공간적인 제약이 없어지고 EL 시트와 정전 센서가 결합된 형태로 형성할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (8)

  1. 키패드와, 상기 키패드에 사람의 손이 접촉되면 동작하는 복수 개의 정전 센서를 포함하여 이루어지는 장치의 백라이트용 또는 프론트 라이트용으로 사용되도록,
    후면 절연층과, 상기 후면 절연층 상에 형성된 후면 전극층과, 상기 후면 전극층 상에 형성된 유전층과, 상기 유전층 상에 형성된 형광층과, 상기 형광층 상에 형성된 전면 전극층과 상기 전면 전극층 상에 형성된 전면 절연층을 포함하여 이루어지되, 상기 전면 전극층 및 상기 후면 전극층은 전도성 폴리머로 이루어지고, 전면 전극 및 후면 전극이 각각의 상기 정전 센서와 일대일 대응되도록 상기 전면 전극층 및 후면 전극층은 패터닝되는 것을 특징으로 하는 EL 시트.
  2. 키패드와, 상기 키패드에 사람의 손이 접촉되면 동작하는 복수 개의 정전 센서를 포함하여 이루어지는 장치의 백라이트용 또는 프론트 라이트용으로 사용되도록,
    후면 절연층과, 상기 후면 절연층 상에 형성된 후면 전극층과, 상기 후면 전극층 상에 형성된 유전층과, 상기 유전층 상에 형성된 형광층과, 상기 형광층 상에 형성된 전면 전극층과 상기 전면 전극층 상에 형성된 전면 절연층을 포함하여 이루어지며 각각의 상기 정전 센서와 일대일 대응되도록 배치된 복수 개의 EL 소자가 구비되는 EL 시트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전도성 폴리머의 면저항은 1,000 ~ 10,000 Ω/sq.인 것을 특징으로 하는 EL 시트.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 후면 전극들과 상기 후면 절연층 사이에 반사층이 개재되거나 또는 상기 후면 절연층의 하부에 위치되도록 반사층이 형성되는 것을 특징으로 하는 EL 시트.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 반사층은 백색 또는 은색의 페이스트를 상기 후면 절연층에 인쇄함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 EL 시트.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 반사층은 백색 또는 은색의 필름을 상기 후면 절연층에 부착함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 EL 시트.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 따른 EL 시트의 상기 전면 절연층 상에 각각의 상기 정전 센서의 하부 전극이 위치되는 것을 특징으로 하는 정전 센서 일체형 EL 시트.
  8. 제 7항에 있어서, 각각의 상기 정전 센서의 상부 전극 상에 보호층이 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 센서 일체형 EL 시트.
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