KR20080054187A - Capacitive type tactile sensor and method for manufacturing the same - Google Patents
Capacitive type tactile sensor and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080054187A KR20080054187A KR1020060126441A KR20060126441A KR20080054187A KR 20080054187 A KR20080054187 A KR 20080054187A KR 1020060126441 A KR1020060126441 A KR 1020060126441A KR 20060126441 A KR20060126441 A KR 20060126441A KR 20080054187 A KR20080054187 A KR 20080054187A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transparent electrode
- substrate
- tactile sensor
- electrode material
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
도 1은 일반적인 접촉식 정전용량 방식의 키 입력 장치를 설명하기 위한 설명도.1 is an explanatory diagram for explaining a general touch capacitive key input device.
도 2는 일반적인 압력식 저항막 방식의 키 입력장치를 설명하기 위한 설명도.2 is an explanatory diagram for explaining a key input device of a general pressure resistive film type.
도 3은 매트릭스 형태로 구성된 정전 용량 터치스크린의 개념도. 3 is a conceptual diagram of a capacitive touch screen configured in a matrix form.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서를 나타낸 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing a capacitive tactile sensor according to an embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서 제조 방법을 나타낸 순차적인 공정 단면도. 5a to 5f are sequential process cross-sectional views showing a capacitive tactile sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서를 나타낸 단면도. 6 is a cross-sectional view showing a capacitive tactile sensor according to another embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서 제조 방법을 나타낸 순차적인 공정 단면도. 7a to 7f are sequential process cross-sectional views showing a capacitive tactile sensor manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
도 8은 촉각센서 모듈의 일예를 보인 회로도.8 is a circuit diagram illustrating an example of a tactile sensor module.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
41 : 하부 기판41: lower substrate
42 : 하부 투명 전극42: lower transparent electrode
43 : 상부 기판43: upper substrate
44 : 상부 투명 전극44: upper transparent electrode
45 : 절연층45: insulation layer
46 : 스페이서46: spacer
47 : 접착제47: adhesive
48 : 에어 갭48: air gap
본 발명은 정전용량 방식 촉각 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상,하부 전극 사이의 정전 용량 변화를 검출하여 접촉 위치뿐만 아니라 접촉력을 동시에 측정함으로써 다양한 정보 입력이 가능하도록 하는 정전용량 방식 촉각 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitive tactile sensor and a manufacturing method thereof. More particularly, the present invention relates to a capacitive tactile sensor and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a tactile tactile sensor and a manufacturing method thereof.
일반적으로 휴대폰, 개인정보단말기(PDA), 노트북, 게임기, 내비게이션 등의 기기에서는 데이터 입력장치를 사용하여 원하는 기능을 선택, 입력하거나 데이터를 입력하게 된다. 특히, 데이터 입력 장치는 키를 손가락 등으로 눌러 해당 데이터를 입력하는 키패드 방식(키보드 포함)과 접촉 면을 가볍게 접촉함으로써 해당 데이터 를 인식하는 터치 패드와 같은 접촉식 입력장치로 대별된다.In general, a device such as a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a notebook computer, a game machine, a navigation device, or the like uses a data input device to select and input a desired function or to input data. In particular, a data input device is roughly classified into a keypad method (including a keyboard) for inputting corresponding data by pressing a key with a finger and a touch input device such as a touch pad that recognizes the data by lightly touching the contact surface.
그 중에서 접촉식 입력 장치(터치 패드)에 사용되고 있는 인식 방법을 살펴보면 다음과 같다.Among them, the recognition method used in the touch input device (touch pad) is as follows.
1) 접촉식 정전용량 방식: 정전 용량 방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 필름, 플라스틱, 유리로 된 기판(11) 위에 증착된 투명전극(ITO Metal Layer)(12) 상에 X, Y 검출용 신호가 인가된 상태에서, 투명전극(12) 위에 형성된 절연층(13)에 펜 또는 손가락이 접촉되면 변화되는 정전용량의 크기를 계산하여 위치를 검출하는 방식이다.1) Contact Capacitive Method: As shown in FIG. 1, the capacitive method detects X and Y on an
2) 압력식 저항막 방식: 저항막 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 투명전극(21)(22)이 코팅되어 있는 필름, 플라스틱, 유리로 된 상부 기판(24) 및 하부 기판(23)을 도트 스페이서(Dot Spacer)(25)를 사이에 두고 투명 전극(21)(22)이 서로 마주보도록 합착시켜 형성한다. 이렇게 형성된 한쪽의 투명전극(21) 상에 위치 검출을 위한 전기 신호를 인가하고, 손가락 또는 펜에 의해 상부 기판(24)의 투명 전극(21)이 하부 기판(23)의 투명 전극(22)과 접촉되었을 때 반대쪽 투명전극(22)에서 전기적 신호를 검출한다. 이때 검출된 전기적 신호의 크기를 이용하여 위치를 결정하게 된다.2) Pressure resistive film method: As shown in FIG. 2, the
그러나, 모바일 폰이나, 각종 모니터에 사용되는 터치스크린의 경우 하나의 위치 정보만을 감지하여 접촉이 두 개 이상에서 동시에 이루어질 경우 위치 정보를 감지할 수 없거나, 휴대폰은 0 ~ 9, *, # 키를 이용하기 때문에 키의 개수가 한정되는 관계로 입력방법에 한계성이 있어 다양한 정보 입력시에는 복잡한 키 입력 동 작을 용구하는 단점이 있다.However, in case of a touch screen used in a mobile phone or various monitors, only one location information is detected and the contact information cannot be detected when two or more contacts are made at the same time. Due to the limited number of keys, the input method has limitations, and there is a disadvantage in that a complicated key input operation is required for various information input.
특히, 압력식 저항 막을 이용한 터치 패드일 경우에는, 접촉 위치 정보와 압력 감지(선 굵기, 3차원 표현, 원근, 색의 개조, 깊이 변화)가 가능하나, 공간 분해능이 떨어져 접촉면적의 크기와는 무관하게 하나의 위치 정보와 압력 정보 값만을 감지한다는 단점이 있다. 또한, 접촉이 두 개 이상에서 동시에 이루어질 경우 위치 정보와 압력 정보를 감지할 수 없는 단점이 있다.In particular, in the case of a touch pad using a pressure resistive membrane, contact position information and pressure sensing (line thickness, three-dimensional representation, perspective, color change, depth change) are possible, but the spatial resolution is lowered and the contact area There is a disadvantage in that only one position information and pressure information value are detected regardless. In addition, when the contact is made in two or more at the same time there is a disadvantage that can not detect the position information and pressure information.
이에 최근에는 접촉이 두 개 이상에서 동시에 이루어질 경우 위치 정보를 감지하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 정전 용량 터치스크린을 제작하여 이용하고 있다.Recently, in order to detect location information when two or more contacts are made simultaneously, a capacitive touch screen is manufactured and used in a matrix form as shown in FIG. 3.
그러나, 단위 센서는 접촉 여부에 따라 정전 용량과 관련된 신호가 변하므로 접촉력의 범위가 거의 없어, 접촉 여부만 관계되는 ON/OFF 스위치로 이용되어 접촉 위치만을 인식할 뿐 힘 측정이 이루어지지 못하여 다양한 입력 정보를 요구하는 데에는 한계성이 있는 단점이 있다. However, since the unit sensor changes the signal related to the capacitance depending on the contact, there is almost no range of contact force, and it is used as an ON / OFF switch only for contact. There is a limitation in requesting information.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기판 상에 에어 갭(air gap)을 사이에 두고 상호 접촉되지 않으며 대향하도록 각각의 투명 전극을 형성하고, 정현파를 인가한 후 접촉에 따라 변화되는 진폭을 검출하여 이로부터 정전 용량 변화를 측정하여 접촉 위치뿐만 아니라 접촉력을 동시에 측정하도록 함으로써, 다양한 정보 입력이 가능하도록 하는 정전용량 방식 촉각 센서 및 그 제조 방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the problems according to the prior art is to form each transparent electrode so as not to be in contact with each other with an air gap therebetween on the substrate, and to face each other after applying a sine wave The present invention provides a capacitive tactile sensor and a method of manufacturing the same, by detecting a change in amplitude and measuring capacitance change therefrom to simultaneously measure contact force as well as contact force.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 정전용량 방식 촉각 센서는 상, 하부 기판과, 상기 하부 기판의 상부에 패터닝된 다수의 하부 투명 전극과, 상기 하부 기판 상에 상기 하부 투명 전극의 주변에 형성되는 돔 형태의 스페이서와, 상기 상부 기판의 하부에 상기 하부 투명 전극과 대응되도록 패터닝된 상부 투명 전극과, 상기 하부 투명 전극과 상부 투면 전극이 전기적으로 접촉되지 않도록 상기 하부 투명 전극 상부 또는 상기 상부 투명 전극 하부에 형성된 절연층을 포함하여 이루어지되, 상기 상부 기판과 상부 기판은 상기 상부 투명 전극과 하부 투명 전극이 상호 대향하고 일정 거리 이격되게 에어 갭을 유지하도록 접착제에 의해 합착되어, 상기 하부 투명 전극과 상부 투명 전극 사이의 정전 용량 변화에 따라 접촉 위치 및 접촉력을 감지하도록 구성된다. The capacitive tactile sensor according to an aspect of the present invention for solving the technical problem is an upper, lower substrate, a plurality of lower transparent electrodes patterned on the lower substrate, and the lower transparent electrode on the lower substrate A dome-shaped spacer formed around the upper substrate, an upper transparent electrode patterned on the lower portion of the upper substrate to correspond to the lower transparent electrode, and an upper portion of the lower transparent electrode so that the lower transparent electrode and the upper projection electrode are not electrically contacted Or an insulating layer formed below the upper transparent electrode, wherein the upper substrate and the upper substrate are bonded by an adhesive to maintain the air gap so that the upper transparent electrode and the lower transparent electrode face each other and are spaced a predetermined distance apart. A contact position according to a change in capacitance between the lower transparent electrode and the upper transparent electrode; Configured to sense contact force.
또한, 상기 본 발명의 일양상에 따른 정전용량 방식 촉각 센서 제조 방법은 상부 기판에 투명 전극 물질을 증착하는 단계와, 상기 투명 전극 물질을 패터닝하여 다수의 상부 투명 전극을 형성하는 단계와, 하부 기판에 투명 전극 물질을 증착하는 단계와, 상기 투명 전극 물질을 패터닝 하여 상기 상부 투명 전극과 대응되도록 다수의 하부 투명 전극을 형성하는 단계와, 상기 상부 투명 전극 또는 하부 투명 전극의 표면에 선택적으로 절연층을 형성하는 단계와, 상기 하부 기판의 상기 하부 투명 전극 주변에 돔 형태의 다수의 스페이서를 형성하는 단계와, 상기 상부 투명 전극과 하부 투명 전극이 상호 대향되며 일정 거리 이격되어 에어 갭을 유지하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 접착제를 통해 합착하는 단계를 포함하 는 것이다. In addition, the capacitive tactile sensor manufacturing method according to an aspect of the present invention comprises the steps of depositing a transparent electrode material on the upper substrate, patterning the transparent electrode material to form a plurality of upper transparent electrodes, the lower substrate Depositing a transparent electrode material on the substrate, patterning the transparent electrode material to form a plurality of lower transparent electrodes so as to correspond to the upper transparent electrodes, and selectively insulating layers on a surface of the upper transparent electrode or the lower transparent electrode Forming a plurality of spacers having a dome shape around the lower transparent electrode of the lower substrate, and the upper transparent electrode and the lower transparent electrode are opposed to each other and spaced apart by a predetermined distance to maintain the air gap. And bonding the upper substrate and the lower substrate through an adhesive.
본 발명의 다른 양상에 따른 정전용량 방식 촉각 센서는 상,하부 기판과, 상기 하부 기판 상에 일정 간격을 두고 패터닝된 다수의 하부 투명 전극과, 상기 하부 기판 상에 접착제를 통해 합착되며 상기 하부 투명 전극이 수용되고 상기 하부 기판과의 사이에 에어 갭을 형성하도록 그 하부면에 트렌치가 형성된 상부 기판과, 상기 하부 투명 전극과 대응되도록 상기 상부 기판 표면에 패터닝된 상부 투명 전극을 포함하여, 상기 하부 투명 전극과 상부 투명 전극 사이의 정전 용량 변화에 따라 접촉 위치 및 접촉력을 감지하도록 구성된다. According to another aspect of the present invention, a capacitive tactile sensor includes an upper and a lower substrate, a plurality of lower transparent electrodes patterned at regular intervals on the lower substrate, and an adhesive on the lower substrate and bonded to the lower substrate. The lower substrate including an upper substrate having a trench formed on a lower surface thereof to receive an air gap between the lower substrate and an upper transparent electrode patterned on the surface of the upper substrate so as to correspond to the lower transparent electrode; It is configured to detect the contact position and the contact force according to the change in capacitance between the transparent electrode and the upper transparent electrode.
상기 본 발명의 다른 양상에 따른 정전용량 방식 촉각 센서 제조 방법은 하부 기판에 투명 전극 물질을 증착하는 단계와, 상기 투명 전극 물질을 패터닝하여 다수의 하부 투명 전극을 형성하는 단계와, 상부 기판에 투명 전극 물질을 증착하는 단계와, 상기 투명 전극 물질을 패터닝하여 상기 하부 투명 전극과 대응되는 다수의 상부 투명 전극을 형성하는 단계와, 상기 상부 투명 전극이 형성된 영역의 상기 상부 기판의 하부면을 식각하여 다수의 트렌치를 형성하는 단계와, 상기 하부 투명 전극이 상기 트렌치에 수용되어 상기 상부 투명 전극과 대응되도록 상기 하부 기판과 상기 상부 기판을 접착제를 통해 합착함으로써 트렌치에 의해 에어 갭(air gap)을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a capacitive tactile sensor, depositing a transparent electrode material on a lower substrate, patterning the transparent electrode material to form a plurality of lower transparent electrodes, and transparent to an upper substrate. Depositing an electrode material, patterning the transparent electrode material to form a plurality of upper transparent electrodes corresponding to the lower transparent electrodes, and etching the lower surface of the upper substrate in the region where the upper transparent electrodes are formed Forming a plurality of trenches, and forming an air gap by the trench by bonding the lower substrate and the upper substrate through an adhesive so that the lower transparent electrode is accommodated in the trench and corresponds to the upper transparent electrode. It comprises a step.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다. The invention will become more apparent through the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through embodiments of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서를 도시한 단면도로, 상, 하부 기판(63, 61)과 상기 하부 기판(61)의 상부에 패터닝된 다수의 하부 투명 전극(62)과, 상기 하부 기판(61) 상의 상기 하부 투명 전극(62)의 주변에 형성되는 돔 형태의 스페이서(66)와, 상기 상부 기판(63)의 하부에 상기 하부 투명 전극(62)과 대응되도록 패터닝된 상부 투명 전극(64)과, 상기 하부 투명 전극(62)과 상부 투면 전극(64)이 전기적으로 접촉되지 않도록 상기 하부 투명 전극(62) 상부 또는 상기 상부 투명 전극(64) 하부에 형성된 절연층(65)을 포함하여 이루어진다.4 is a cross-sectional view illustrating a capacitive tactile sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the
본 발명의 특징적인 양상에 따라, 상기 상부 기판(63)과 하부 기판(61)은 상기 상부 투명 전극(64)과 하부 투명 전극(62)이 상호 대향하고 일정 거리 이격되게 에어 갭(68)을 유지하도록 접착제(67)에 의해 합착되어, 상기 하부 투명 전극(62)과 상부 투명 전극(64) 사이의 정전 용량 변화에 따라 접촉 위치 및 접촉력을 측정하도록 구성된다. According to a characteristic aspect of the present invention, the
상기 상부 기판(63) 및 하부 기판(61)은 고분자 필름(폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름) 또는 글래스(glass) 기판을 사용하는 것이 바람직하며, 고분자 필름인 폴리이미드 필름을 기판으로 사용한 이유는 유연성을 가지면서 우수한 전기적, 열적, 기계적, 물리/화학적 특성이 있기 때문이다.The
또한, 상기 하부 투명 전극(62) 및 상부 투명 전극(64)은 인듐주석 산화물(ITO : Induim Tin Oxide) 또는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nanotube)로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 CNT(Carbon Nanotube)로 이루어진다. In addition, the lower
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서 제조 방법을 순차로 나타낸 공정 단면도이다.5A through 5F are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a capacitive tactile sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, 도 5a에 도시된 바와 같이 상부 기판(71)에 투명 전극 물질(72)을 증착하고, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 투명 전극 물질(72)을 패터닝하여 다수의 상부 투명 전극(72a)을 형성한다.First, as illustrated in FIG. 5A, a
상기 투명 전극 물질(72)을 증착하는 방식은 스퍼터링 방식이 이용될 수 있으며, 상부 투명 전극 물질(72)로를 인듐주석 산화물(ITO : Induim Tin Oxide) 또는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nanotube)를 이용할 수 있으나, 바람직하게는 ITO 보다 접착력이 우수하고 비용이 저렴한 CNT(Carbon Nanotube)를 이용한다. Sputtering may be used as a method of depositing the
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이 하부 기판(73)에 투명 전극 물질(74)을 증착하고, 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 투명 전극 물질(74)을 패터닝 하여 상기 상부 투명 전극과 대응되도록 다수의 하부 투명 전극(74a)을 형성한다. Subsequently, the
그런 다음 도 5e에 도시된 바와 같이 상기 하부 투명 전극(74a)의 표면에 선택적으로 절연층(75)을 형성한 후 상기 하부 기판(73)의 상기 하부 투명 전극(74a) 주변에 돔 형태의 다수의 스페이서(76)를 형성한다.Then, as illustrated in FIG. 5E, the insulating
이때, 본 발명의 일실시예에서는 상기 하부 투명 전극(74a) 상에 절연층(75)을 형성하였으나, 다른 실시예를 통해 상부 전극(71)의 표면에 절연층을 형성하도록 변경할 수 있다. At this time, in one embodiment of the present invention, but the insulating
이후, 상기 상부 투명 전극(72a)과 하부 투명 전극(74a)이 상호 대향되며 일정 거리 이격되어 에어 갭(78)을 유지하도록 상기 기판(71)과 상기 하부 기판(73) 을 접착제(77)를 통해 합착한다. Subsequently, the upper surface of the
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 정전용량 방식 촉각 센서에 따르면 상,하부 전극이 절연층에 의해 전기적으로 분리된 상태가 되고, 각 전극 사이의 거리 변화에 따라 정전 용량이 변화하게 된다.As described above, according to the capacitive tactile sensor manufactured according to the exemplary embodiment of the present invention, the upper and lower electrodes are electrically separated by an insulating layer, and the capacitance changes as the distance between the electrodes changes. .
즉, 상부 기판을 누르는 힘에 의해 각 전극 사이의 정전 용량이 변화하게 되는데 이를 검출하기 위하여 각 전극에 정현파를 인가한 후 진폭 변화를 측정하여 전극 사이의 정전 용량 변화를 검출함으로써 기판을 접촉 위치뿐만 아니라, 접촉력을 동시에 측정할 수 있는 것이다. That is, the capacitance between the electrodes changes due to the pressing force on the upper substrate. To detect this, a sine wave is applied to each electrode, and then the amplitude change is measured to detect the capacitance change between the electrodes. Rather, the contact force can be measured simultaneously.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서를 도시한 단면도로, 하부 기판(81)과, 상기 하부 기판(81) 상에 일정 간격을 두고 패터닝된 다수의 하부 투명 전극(82)과, 상기 하부 기판(81) 상에 접착제(87)를 통해 합착되며 상기 하부 투명 전극(82)이 수용되고 상기 하부 기판(82)과의 사이에 에어 갭(86)을 형성하도록 그 하부면에 트렌치(85)가 형성된 상부 기판(83)과, 상기 하부 투명 전극(81)과 대응되도록 상기 상부 기판(83) 표면에 패터닝된 상부 투명 전극(84)을 포함하여 이루어져, 상기 하부 투명 전극(82)과 상부 투명 전극(84) 사이의 정전 용량 변화에 따라 접촉 위치 및 접촉력을 측정하도록 구성된 것이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a capacitive tactile sensor according to another embodiment of the present invention, and includes a lower substrate 81 and a plurality of lower transparent electrodes 82 patterned on the lower substrate 81 at predetermined intervals. ) And a lower surface of the lower substrate 81 to be adhered to the lower substrate 81 through an adhesive 87 and to receive the lower transparent electrode 82 and form an air gap 86 therebetween. An upper substrate 83 having a trench 85 formed therein and an upper transparent electrode 84 patterned on a surface of the upper substrate 83 to correspond to the lower transparent electrode 81. 82) and the contact position and the contact force according to the change in capacitance between the upper transparent electrode 84.
상기 상부 기판(83) 및 하부 기판(81)은 고분자 필름(폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름) 또는 글래스(glass) 기판을 사용하는 것이 바람직하며, 고분자 필름인 폴리이미드 필름을 기판으로 사용한 이유는 유연성을 가지면서 우수한 전기적, 열적, 기계적, 물리/화학적 특성이 있기 때문이다.The upper substrate 83 and the lower substrate 81 preferably use a polymer film (polyimide film, polyester film) or glass (glass) substrate, and the reason for using the polymer film polyimide film as a substrate is flexible. This is because it has excellent electrical, thermal, mechanical and physical / chemical properties.
또한, 상기 하부 투명 전극(82) 및 상부 투명 전극(84)은 인듐주석 산화물(ITO : Induim Tin Oxide) 또는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nanotube)로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 CNT(Carbon Nanotube)로 이루어진다. In addition, the lower transparent electrode 82 and the upper transparent electrode 84 may be made of indium tin oxide (ITO) or carbon nanotube (CNT), but preferably CNT (carbon nanotube). Is done.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 방식 촉각 센서 제조 방법을 도시한 순차적인 공정 단면도이다. 7A to 7F are sequential process cross-sectional views illustrating a capacitive tactile sensor manufacturing method according to another exemplary embodiment of the present invention.
우선, 도 7a에 도시된 바와 같이 하부 기판(91)에 투명 전극 물질(92)을 증착하고, 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 투명 전극 물질(92)을 패터닝하여 다수의 하부 투명 전극(92a)을 형성한다. First, as illustrated in FIG. 7A, a transparent electrode material 92 is deposited on the lower substrate 91, and the transparent electrode material 92 is patterned as shown in FIG. 7B to form a plurality of lower transparent electrodes 92a. To form.
이어서, 도 7c에 도시된 바와 같이 상부 기판(93)에 투명 전극 물질(94)을 증착하고, 도 7d에 도시된 바와 같이 상기 투명 전극 물질(94)을 패터닝하여 상기 하부 투명 전극(92a)과 대응되는 다수의 상부 투명 전극(94a)을 형성한다. Subsequently, a transparent electrode material 94 is deposited on the upper substrate 93 as shown in FIG. 7C, and the transparent electrode material 94 is patterned as shown in FIG. 7D to form the lower transparent electrode 92a. A plurality of corresponding upper transparent electrodes 94a is formed.
그런 다음, 도 7f에 도시된 바와 같이 상기 상부 투명 전극(94a)이 형성된 영역의 상기 상부 기판(93)의 하부면을 식각하여 다수의 트렌치(95)를 형성한다. Then, as illustrated in FIG. 7F, a plurality of trenches 95 are formed by etching the lower surface of the upper substrate 93 in the region where the upper transparent electrode 94a is formed.
상기 상부 기판(93)의 하부면을 식각하여 다수의 트렌치(95)를 형성하는 단계는 수산화 칼륨(KOH) 수용액을 이용한 습식 식각으로 실시한다. The etching of the lower surface of the upper substrate 93 to form a plurality of trenches 95 may be performed by wet etching using potassium hydroxide (KOH) aqueous solution.
이후, 상기 하부 투명 전극(92a)이 상기 트렌치(95)에 수용되어 상기 상부 투명 전극(94a)과 대응되도록 상기 하부 기판(91)과 상기 상부 기판(93)을 접착제(96)를 통해 합착함으로써 트렌치(95)에 의해 에어 갭(air gap, 97)을 형성한다. Thereafter, the lower transparent electrode 92a is accommodated in the trench 95 to bond the lower substrate 91 and the upper substrate 93 through the adhesive 96 so as to correspond to the upper transparent electrode 94a. An air gap 97 is formed by the trench 95.
상기 상부 투명 전극 물질(94) 및 하부 투명 전극 물질(92)을 증착하는 방식은 스퍼터링 방식이 이용될 수 있으며, 상부 투명 전극 물질(94) 및 하부 투명 전 극 물질(92)로 인듐주석 산화물(ITO : Induim Tin Oxide) 또는 탄소나노튜브(CNT : Carbon Nano tube)를 이용할 수 있으나, 바람직하게는 ITO 보다 접착력이 우수하고 비용이 저렴한 CNT(Carbon Nano tube)를 이용한다. Sputtering may be used as the method of depositing the upper transparent electrode material 94 and the lower transparent electrode material 92, and the indium tin oxide may be used as the upper transparent electrode material 94 and the lower transparent electrode material 92. ITO: Induim Tin Oxide (CTO) or carbon nanotubes (CNT: Carbon Nanotubes) may be used, but preferably, CNTs (Carbon Nanotubes) having better adhesion and lower cost than ITO are used.
도 8은 본 발명에 따른 촉각센서 모듈의 일예를 보인 회로도로서, 매트릭스 형태의 상,하부 전극에 각각 입력 단자 또는 출력 단자가 연결되되, 입력 단자에는 정현파의 전압이 인가되고, 출력 단자의 출력은 아날로그 증폭기(OPAMP)의 부(-) 입력 단자에 연결되고, 아날로그 증폭기(OPAMP)의 정(+) 입력 단자는 접지되며, 아날로그 증폭기(OPAMP)의 출력단에는 출력 전압의 진폭 피크치를 검출하는 피크 검출기(100)가 연결된다. Figure 8 is a circuit diagram showing an example of the tactile sensor module according to the present invention, the input terminal or output terminal is connected to the upper and lower electrodes of the matrix form, respectively, the voltage of the sine wave is applied to the input terminal, the output of the output terminal A peak detector connected to the negative input terminal of the analog amplifier OPAMP, the positive input terminal of the analog amplifier OPAMP is grounded, and a peak detector for detecting the amplitude peak value of the output voltage at the output terminal of the analog amplifier OPAMP. 100 is connected.
아날로그 증폭기(OPAMP)의 출력(Vout) 값은 아래의 [수학식1]과 같다.The output Vout value of the analog amplifier OPAMP is shown in Equation 1 below.
이에 따라, 입력단에 정현파를 인가하면 각각의 상,하부 전극 사이의 정전 용량에 따라 변화된 진폭이 출력단의 아날로그 증폭기(OPAMP)에 의해서 소정 레벨로 증폭되고, 이렇게 증폭된 신호가 피크 검출기(100)를 통해 검출되므로, 상하부 사이에서 변화되는 정전 용량을 진폭 피크치로부터 검출함으로써 센서의 터치(접촉) 위치뿐만 아니라 힘(접촉력)을 검출할 수 있는 것이다. Accordingly, when a sine wave is applied to the input terminal, the amplitude changed according to the capacitance between each of the upper and lower electrodes is amplified to a predetermined level by an analog amplifier (OPAMP) of the output terminal, and the amplified signal causes the
상술한 바와 같이 본 발명은 상부 및 하부 기판 상에 상호 전기적으로 접촉 되지 않도록 투명 전극을 패터닝 하고, 상,하부 기판의 투명 전극이 상호 대향하여 에어 갭을 형성하도록 합착하여, 각각의 투명 전극 사이에 정현파를 인가하여 검출되는 진폭의 피크치로부터 정전 용량 변화를 검출하여, 접촉 위치뿐만 아니라 접촉력을 동시에 측정하도록 함으로써, 다양한 정보 입력이 가능하도록 할 수 있다.As described above, according to the present invention, the transparent electrodes are patterned so as not to be in electrical contact with each other on the upper and lower substrates, and the transparent electrodes of the upper and lower substrates are bonded to each other so as to form an air gap therebetween. By applying a sinusoidal wave to detect the change in capacitance from the peak value of the amplitude detected to measure the contact force as well as the contact position, it is possible to enable various information input.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many different and obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include many such variations.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060126441A KR20080054187A (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Capacitive type tactile sensor and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060126441A KR20080054187A (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Capacitive type tactile sensor and method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20080054187A true KR20080054187A (en) | 2008-06-17 |
Family
ID=39801240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060126441A KR20080054187A (en) | 2006-12-12 | 2006-12-12 | Capacitive type tactile sensor and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20080054187A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010024495A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Capacitive type structure of multi-touch input for acquiring location and intensity of force, input device and making method thereof |
KR100959656B1 (en) * | 2008-03-05 | 2010-05-26 | 성균관대학교산학협력단 | Skin Sensor for Robotic Applications and Sensing Method therof |
KR100985405B1 (en) * | 2008-04-08 | 2010-10-06 | 한국터치스크린(주) | Capacitive overlay touch panel |
KR101115419B1 (en) * | 2009-09-08 | 2012-02-15 | 한국표준과학연구원 | Method for manufacturing capacitive type force sensor using thermal tape |
KR101138627B1 (en) * | 2009-04-22 | 2012-05-16 | 파나소닉 액정 디스플레이 주식회사 | Input device and display device having the same |
KR20140114918A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-30 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for sensing tactile |
KR20170030731A (en) | 2015-09-09 | 2017-03-20 | 성균관대학교산학협력단 | Tactile sensor |
KR20230153222A (en) | 2022-04-28 | 2023-11-06 | 고려대학교 산학협력단 | Tactile sensor using triboelectric field propagation and tactile sensing method using the same |
-
2006
- 2006-12-12 KR KR1020060126441A patent/KR20080054187A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100959656B1 (en) * | 2008-03-05 | 2010-05-26 | 성균관대학교산학협력단 | Skin Sensor for Robotic Applications and Sensing Method therof |
KR100985405B1 (en) * | 2008-04-08 | 2010-10-06 | 한국터치스크린(주) | Capacitive overlay touch panel |
WO2010024495A1 (en) * | 2008-08-27 | 2010-03-04 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Capacitive type structure of multi-touch input for acquiring location and intensity of force, input device and making method thereof |
KR101138627B1 (en) * | 2009-04-22 | 2012-05-16 | 파나소닉 액정 디스플레이 주식회사 | Input device and display device having the same |
KR101115419B1 (en) * | 2009-09-08 | 2012-02-15 | 한국표준과학연구원 | Method for manufacturing capacitive type force sensor using thermal tape |
KR20140114918A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-30 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for sensing tactile |
KR20170030731A (en) | 2015-09-09 | 2017-03-20 | 성균관대학교산학협력단 | Tactile sensor |
KR20230153222A (en) | 2022-04-28 | 2023-11-06 | 고려대학교 산학협력단 | Tactile sensor using triboelectric field propagation and tactile sensing method using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108415634B (en) | Touch device | |
US8680876B2 (en) | Dynamic quantity detecting member and dynamic quantity detecting apparatus | |
KR101459307B1 (en) | Touch sensor sensing position and pressure using graphene | |
EP2307947B1 (en) | Single sided capacitive force sensor for electronic devices | |
CN101341605B (en) | Cost efficient element for combined piezo sensor and actuator in robust and small touch screen realization and method for operation thereof | |
US8519974B2 (en) | Touch sensing device, touch screen device comprising the touch sensing device, mobile device, method for sensing a touch and method for manufacturing a touch sensing device | |
JP4545168B2 (en) | Force imaging input devices and systems | |
KR20080054187A (en) | Capacitive type tactile sensor and method for manufacturing the same | |
KR100942720B1 (en) | Touch screen using the resistive tactile sensor and method for manufacturing the same and method for embodiment of the same | |
KR100933710B1 (en) | Display integrated flexible touch screen with tactile sensor and method for implementing recognition algorithm | |
US20090002199A1 (en) | Piezoelectric sensing as user input means | |
US9582108B2 (en) | Touch input device and touch detecting method | |
US20100013775A1 (en) | Electronic device housing with integrated user input capability | |
KR101230400B1 (en) | Touch panel | |
KR101312550B1 (en) | Flexible touch panel with elastic tactile sensor, elastic tactile sensor and method for manufacturing the same | |
KR20100022747A (en) | Touch sensor comprising piezorisistive layer and input device comprising the same, and input detection method thereof | |
KR100932428B1 (en) | touch screen using the tactile sensor and method for manufacturing the same | |
KR20100004485U (en) | Touch Window | |
KR101106278B1 (en) | Complex-type input device with touch sensing features | |
JP2012003522A (en) | Touch panel | |
KR20100022746A (en) | Switch type touch sensor and input device comprising the same, and input detection method thereof | |
KR101133141B1 (en) | Touch panel | |
CN114115592A (en) | Pressure sensor and display device | |
KR101336252B1 (en) | Touch input structure for acquiring touch location and intensity of force, and method for manufacturing the same | |
JPH06195176A (en) | Transparent touch panel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
AMND | Amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
B601 | Maintenance of original decision after re-examination before a trial | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20080529 Effective date: 20090528 |