KR20130047254A

KR20130047254A - 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널, 신축성 촉각센서 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20130047254A
Application number: KR1020110112170A
Authority: KR
Inventors: 김종호; 박연규; 김민석; 강대임
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2013-05-08
Also published as: KR101312550B1

Abstract

본 발명은 외력이 인가되고 유연성이 있는 상판; 외력이 인가되면 발생하는 정전용량으로부터 접촉위치 및 접촉힘을 감지하도록 구성되고, 신축성 있는 촉각센서; 외력에 의해 상판과 촉각센서가 어긋나지 않도록 상판의 저면을 상기 촉각센서의 상면에 고정시키는 접착부; 유연성이 있는 하판; 및 촉각센서와 하면을 고정하도록 촉각센서의 하면과 하판의 상면 사이에 구비되는 복수의 하중범프;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널을 구현하여 정확한 터치신호를 감지하고 접촉위치는 물론 접촉힘에 의한 다양한 터치입력에 따른 피드백이 가능한 효과가 있다.

Description

신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널, 신축성 촉각센서 및 그 제조방법{Flexible touch panel with elastic tactile sensor, elastic tactile sensor and method for manufacturing the same}

본 발명은 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널, 신축성 촉각센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다양한 유연성 터치패널에 적용 가능한 신축성 구조를 갖고 최소한의 작용힘만으로 정확한 접촉위치정보를 감지하고 접촉위치뿐 아니라 접촉힘에 따른 피드백을 제공하는 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널, 신축성 촉각센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.

지금까지 전자기기의 직관적이고 편리한 조작을 위해 입력 단추나 키보드와 같은 별도의 입력장치 대신 터치입력방식을 도입하기 위한 연구, 개발이 활발히 진행되어 왔다. 최근에는 터치입력방식이 도입된 휴대용 단말기나 디스플레이가 상용화되었으며 널리 보급되는 추세이다.

이렇게 터치입력방식이 차세대 입력방식으로 각광받으면서 좀더 다양한 전자기기에 터치입력방식을 도입하려는 시도들이 이루어지고 있으며, 따라서 다양한 환경에 적용할 수 있고 정확한 터치인식이 가능한 촉각센서에 대한 연구개발도 활발히 이루어지고 있다.

예를 들어, 터치 방식의 디스플레이를 갖는 전자기기의 경우 초경량, 저전력을 달성하고 휴대성이 향상된 초박막의 유연성 디스플레이가 차세대 디스플레이로 주목받으면서 이러한 디스플레이에 적용 가능한 촉각센서의 개발이 요구되어 왔다.

유연성 디스플레이란 특성의 손실 없이 휘거나 구부리거나 말 수 있는 유연한 기판상에 제작된 디스플레이를 의미하며, 유연성 LCD, 유연성 OLED, 및 전자종이와 같은 형태로 기술개발이 진행중에 있다.

이러한 유연성 디스플레이에 터치입력방식을 적용하기 위해서는 휘어짐 및 복원력이 우수하고 유연성 및 신축성이 뛰어난 촉각센서가 요구된다.

도 1은 종래의 정전용량 방식의 촉각센서가 구비된 터치스크린을 도시한 측면도이다. 정전용량 방식의 터치스크린(10)은 대략 절연층(11), 투명 전극(12), 및 기판(13)으로 구성된다. 기판(13)의 상면에는 투명전극(12)이 적층되고 투명전극(12) 상면에는 절연층(11)이 형성된다. 또한 기판(13)의 하면에도 투명전극(12)이 형성된다. 이렇게 구성된 정전용량 방식의 터치스크린(10)은 손가락(1)이 절연층(11)에 닿으면 투명전극(12) 위에 X, Y용 검출신호가 인가되며 이때의 정전용량 변화량을 계산하여 위치를 검출하게 된다.

도 2는 종래의 저항막 방식의 촉각센서가 구비된 터치스크린을 도시한 측면도이다. 저항막 방식의 터치스크린(20)은 대략 상부기판(23a), 하부기판(23b), 상부투명전극(22a), 하부투명전극(22b), 도트 스페이서(21)로 구성된다. 상부기판(23a) 하면에는 상부투명전극(22a)이 적층되며 하부기판(23b) 상면에는 하부투명전극(22b)이 적층된다. 상부기판(23a)과 하부기판(23b)은 상,하부투명전극(22a, 22b)이 서로 대향하도록 설치되며 상,하부투명전극(22a, 22b) 사이에는 도트 스페이서(21)가 서로 이격되어 다수개 설치된다. 이렇게 구성된 저항막 방식의 터치스크린(20)은 상,하부투명전극(22a, 22b) 위에 위치검출용 전기신호가 인가되며 손가락(1)으로 상부기판(23a)을 누르면 상부투명전극(22a)이 하부투명전극(22b)에 닿으면서 하부투명전극(22b)에서 전기적 신호를 검출한다. 이때 검출된 전기적 신호의 크기로 위치를 결정한다.

상술한 종래의 정전용량 방식의 터치스크린(10)이나 저항막 방식의 터치스크린(20)은 디스플레이가 딱딱한 형태인 경우 접촉여부에 따라 촉각센서에서 발생하는 신호에 문제가 없으나 유연성 디스플레이 형태인 경우 외부와의 접촉시 촉각센서가 왜곡된 신호를 갖는 문제점이 있었다. 즉 촉각센서를 구부리면 접촉과 상관없이 신호가 발생하는 문제점이 있었다. 그리고 촉각센서가 유연성 디스플레이 형태에 적합한 신축성 및 내구성이 부족한 문제점이 있었다.

또한 상술한 종래의 정전용량 방식의 터치스크린(10)이나 저항막 방식의 터치스크린(20)은 접촉위치정보만을 감지하고 접촉힘에 관한 정보는 감지하지 못하므로 사용자의 입장에서 접촉힘의 변화에 따른 피드백기능을 수행할 수 없는 문제점이 있었다. 예를 들어 접촉힘을 강하게 할 경우 펜의 농담이 더 증가하거나 굵기가 증가하는 등 다양한 입력정보에 맞춘 피드백기능을 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

또한 상술한 종래의 저항막 방식의 터치스크린(20)은 10g 이하의 작용힘으로 상부기판(23a)을 누를 경우 상,하부투명전극(22a, 22b)이 20㎛까지는 닿지 않으므로 10g 이상의 작용힘으로 눌러주어야 하는 문제점이 있었다. 또한 작은 작용힘에 대하여 접촉위치정보가 부정확한 문제점이 있었다.

도 3은 한국등록특허 제933710호의 촉각센서를 장착한 디스플레이 일체형 플렉시블 터치스크린의 측단면도이다. 촉각센서를 장착한 디스플레이 일체형 플렉시블 터치스크린(30)은 대략 하부기판(31), 플렉시블 디스플레이(32), 촉각센서부(33), 및 하중범프(34)로 구성된다. 하판(31)의 상면에는 다수의 촉각센서를 구비한 촉각센서부(33)가 형성된다. 촉각센서부(33)의 상면에는 상호 소정간격 이격된 하중범프(34)가 다수개 배치되고 하중범프(34) 위에 플렉시블 디스플레이(32)가 설치된다.

상술한 플렉시블 터치스크린(30)은 하중범프(34)의 접착력이 약할 경우 손가락(1)으로 플렉시블 디스플레이(32)를 터치시 플렉시블 디스플레이(32)가 흔들려 촉각센서부(33)의 감도가 달라져 접촉위치정보의 오차가 크게 발생하는 문제점이 있었다. 또한 촉각센서부(33)가 다양한 유연성 터치패널에 적용하기 충분한 정도의 신축성 있는 구조를 갖지 않는 문제점이 있었다.

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0933710

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본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 신축성 구조를 갖고 최소한의 작용힘만으로 정확한 접촉위치 정보를 감지하고 접촉위치 뿐 아니라 접촉힘에 따른 피드백을 제공하는 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널, 신축성 촉각센서 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련하여 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 외력이 인가되고 유연성이 있는 상판; 외력이 인가되면 발생하는 정전용량으로부터 접촉위치 및 접촉힘을 감지하도록 구성되고, 신축성 있는 촉각센서; 외력에 의해 상판과 촉각센서가 어긋나지 않도록 상판의 저면을 상기 촉각센서의 상면에 고정시키는 접착부; 유연성이 있는 하판; 및 촉각센서와 하면을 고정하도록 촉각센서의 하면과 하판의 상면 사이에 구비되는 복수의 하중범프;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널에 의해 달성될 수 있다.

그리고 상판은 플렉시블 유리기판, 메탈 기판, 플라스틱 필름, LCD, OLED, 전자종이 및 EL 시트 중 적어도 하나를 포함한다.

그리고 하판은 플렉시블 유리기판, 메탈 기판 및 플라스틱 필름 중 적어도 하나를 포함한다.

그리고 접착부는 열접착 잉크, 열접착 테이프, 양면 테이프 및 폼 테이프 중 적어도 하나로 이루어진다.

그리고 하판의 저면에는 촉각 피드백 장치가 더 구비된다.

또한 촉각 피드백 장치는 클릭 돔, 폴리머 액추에이터 및 모터 중 적어도 하나로 구동된다.

그리고 하중범프와 촉각센서는 UV, 열접착 잉크 및 열접착 테이프 중 적어도 하나로 접착되고. 하중범프와 하판은 UV, 열접착 잉크 및 열접착 테이프 중 적어도 하나로 접착된다.

그리고 하중범프는 고분자 소재로 이루어진다.

한편 상기와 같은 본 발명의 목적은 신축성이 있는 제1베이스층; 제1베이스층의 적어도 일부분에 형성된 제1전극층; 접촉위치 및 접촉힘에 관한 신호를 전달하도록 제1전극층의 일측에 연결되어 제1베이스층에 형성되고 적어도 일부분이 만곡된 제1신호선; 및 적어도 제1전극층을 덮도록 형성된 절연층;을 포함하는 제1센서부; 신축성이 있는 제2베이스층; 제2베이스층의 적어도 일부분에 형성된 제2전극층; 및 접촉위치 및 접촉힘에 관한 신호를 전달하도록 제2전극층의 일측에 연결되어 제2베이스층에 형성되고 적어도 일부분이 만곡되는 제2신호선;을 포함하고, 제1신호선과 제2신호선이 서로 어긋나도록 배치되는 제2센서부; 및 제1전극층과 제2전극층이 소정간격 이격되도록 제1센서부와 제2센서부 사이에 구비되는 스페이서;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서에 의해 달성될 수 있다.

그리고 제1전극층 및 제2전극층은 평면형상이 원형 또는 정다각형이다.

그리고 절연층은 제1전극층의 평면보다 더 넓게 형성된다.

그리고 제1베이스층 및 제2베이스층은 플렉시블 유리(flexible glass), 메탈 호일 및 플라스틱 필름 중 적어도 하나를 포함하여 구성된다.

그리고 제1센서부와 제2센서부를 연결하도록 일면이 스페이서에 부착되고 타면이 절연층에 부착되는 접착층을 더 포함한다.

그리고 접착층은 타면이 절연층에 부착된다.

그리고 접착층은 평면 형상이 원형 또는 다각형의 고리로 형성된다.

그리고 제1신호선 및 제2신호선은 구리, 그래핀 소재 및 CNT 소재 중 적어도 하나를 포함하여 구성된다.

그리고 제1신호선과 제2신호선은 서로 수직을 이루도록 연장된다.

그리고 제1신호선 및 제2신호선은 신축성이 향상되도록 중앙부에 곡선이 형성된다.

그리고 제1베이스층은 신축성이 향상되도록 제1신호선이 형성된 부분이 제1신호선의 외곽형상을 따라 연장하여 형성되고, 제2베이스층은 신축성이 향상되도록 제2신호선이 형성된 부분이 제2신호선의 외곽 형상을 따라 연장하여 형성된다.

그리고 제1전극층과 제2전극층의 중심축이 일치하도록 제1센서부와 제2센서부가 배치된다.

그리고 제1센서부는 제1신호선이 연장되는 방향으로 일렬로 복수개 연결되고 연결된 제1센서부가 서로 나란하게 복수개 배열되며, 제2센서부는 제2신호선이 연장되는 방향으로 일렬로 복수개 연결되고 연결된 제2센서부가 서로 나란하게 복수개 배열된다.

그리고 촉각센서는 제9항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 따른 신축성 촉각센서이다.

또한 촉각센서는 제1베이스층이 촉각센서의 하면을 이루고 제2베이스층이 촉각센서의 상면을 이룬다.

한편 상기와 같은 본 발명의 목적은 제1기판에 다수의 제1전극층을 형성하고, 인접한 제1전극층 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제1신호선을 형성하고, 상기 다수의 제1전극층의 표면에 절연층을 형성하는 제1센서부 형성단계; 제2기판에 다수의 제2전극층을 형성하고, 인접한 제2전극층 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제2신호선을 형성하는 제2센서부 형성단계; 제2전극층에 소정간격 이격되도록 제2기판상에 다수의 스페이서를 형성하는 단계; 접착층을 형성하여 제1신호선과 제2신호선이 서로 어긋나도록 상기 절연층의 표면과 스페이서를 접착하는 단계; 및 제1베이스층 및 제2베이스층이 형성되도록 상기 제1기판과 제2기판의 적어도 일부분을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

한편 본 발명의 목적은 제2기판에 다수의 제2전극층을 형성하고, 인접한 제2전극층 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제2신호선을 형성하는 제2센서부 형성단계; 제2전극층에 소정간격 이격되도록 제2기판상에 다수의 스페이서를 형성하는 단계; 제1기판에 다수의 제1전극층을 형성하고, 인접한 제1전극층 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제1신호선을 형성하고, 다수의 제1전극층의 표면에 절연층을 형성하는 제1센서부 형성단계; 접착층을 형성하여 제1신호선과 제2신호선이 서로 어긋나도록 절연층의 표면과 스페이서를 접착하는 단계; 및 제1베이스층 및 제2베이스층이 형성되도록 제1기판과 제2기판의 적어도 일부분을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법으로 달성될 수 있다.

한편 본 발명의 목적은 제2기판에 다수의 제2전극층을 형성하고, 인접한 제2전극층 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제2신호선을 형성하는 제2센서부 형성단계; 제1기판에 다수의 제1전극층을 형성하고, 인접한 제1전극층 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제1신호선을 형성하고, 다수의 제1전극층의 표면에 절연층을 형성하는 제1센서부 형성단계; 제2전극층에 소정간격 이격되도록 제2기판상에 다수의 스페이서를 형성하는 단계; 접착층을 형성하여 제1신호선과 제2신호선이 서로 어긋나도록 절연층의 표면과 스페이서를 접착하는 단계; 및 제1베이스층 및 제2베이스층이 형성되도록 제1기판과 제2기판의 적어도 일부분을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법으로 달성될 수 있다.

그리고 제1센서부 형성단계에서는 복수의 제1전극층은 제1기판상에 매트릭스 배열하고 제1신호선은 같은 열의 인접한 두 개의 제1전극층을 연결하도록 형성하고, 제2센서부 형성단계에서는 복수의 제2전극층은 제2기판상에 매트릭스 배열하고 제2신호선은 같은 열의 인접한 두 개의 제2전극층을 연결하도록 형성한다.

그리고 접착단계에서는 스페이서에 접착층의 일면을 접착하고 제1신호선과 제2신호선이 직각을 이루도록 접착층의 타면에 절연층을 접착한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서에 의하면 제1신호선과 제2신호선이 일부 만곡되어 형성되므로 다양한 유연터치패널에 사용하기 적합한 신축성을 갖는 효과가 있다. 또한 전극층이 매트릭스 배열되고 각 전극층을 중심으로 대칭적으로 신호선이 연결되어 장력 등의 외부힘에 의한 하중이 고루 분산되는 효과가 있다. 또한 2개의 전극층이 절연된 상태에서 공간을 갖고 구비되므로 접촉위치는 물론 접촉힘에 관한 신호를 발생시켜 다양한 터치입력에 따른 피드백이 가능하며 작은 접촉힘에 대해서도 정확한 접촉위치를 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널에 의하면 상판과 촉각센서 사이에 접촉부를 구비하여 정확한 터치신호를 감지할 수 있는 효과가 있다. 또한 접촉센서는 2개의 전극층이 절연된 상태에서 공간을 갖고 구비되므로 접촉위치는 물론 접촉힘에 관한 신호를 발생시켜 다양한 터치입력에 따른 피드백이 가능한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 정전용량 방식의 촉각센서가 구비된 터치스크린을 도시한 측면도,
도 2는 종래의 저항방식의 촉각센서가 구비된 터치스크린을 도시한 측면도,
도 3은 한국등록특허 제933710호의 촉각센서를 장착한 디스플레이 일체형 플렉시블 터치스크린의 측단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구성하는 제1 센서부의 일부구성을 도시한 평면도,
도 5는 도 4의 B-B선을 따라 절개한 단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구성하는 제2센서부에 스페이서가 결합한 구성을 도시한 평면도,
도 7은 도 6의 C-C선을 따라 절개한 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 평면도,
도 9는 도 8에 도시된 신축성 촉각센서의 일부분 분해사시도,
도 10은 도 9의 D-D선을 따라 절개한 단면도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서가 장력에 의해 늘어난 모습을 도시한 평면도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 제조방법을 나타낸 흐름도,
도 13a 내지 도 13g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 제조방법을 순차적으로 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널의 일부를 도시한 평면도,
도 15는 도 14의 A-A 선을 따라 절개한 단면도,
도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널의 신축성 일방향을 도시한 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

<신축성 촉각센서의 구성 및 기능>

도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 구성 및 기능을 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서는 대략 제1센서부(110), 제2센서부(120), 스페이서(130), 및 접착층(140)을 포함하여 구성된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구성하는 제1 센서부의 일부구성을 도시한 평면도이고, 도 5는 도 4의 B-B선을 따라 절개한 단면도이다. 도 4 내지 도 5를 참조하여 제1센서부(110)에 대해 상세히 설명한다.

제1센서부(110)는 대략 제1베이스층(111), 제1전극층(112), 제1신호선(113), 및 절연층(114)을 포함한다. 먼저 제1베이스층(111)은 일면상에 제1전극층(112) 및 제1신호선(113)이 형성되는 박판이며 촉각센서의 신축성 향상을 위해 곡선의 외곽형상을 갖는다. 구체적으로 제1베이스층(111)은 제1전극층(112)이 증착되는 부분인 제1전극베이스층(111a)과 제1신호선(113)이 증착되는 부분인 제1신호베이스층(111b)으로 구성된다. 이때 제1전극베이스층(111a)은 외곽형상이 도 4에 도시된 바와 같이 제1전극층(112)의 외곽형상에 비례하고 제1전극층(112)보다 평면넓이가 좀 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 제1전극층(112)과 같이 원형의 평면형상을 갖고 원의 직경은 제1전극층(112)의 직경보다 좀 더 큰 것이 바람직하다. 이때 제1전극베이스층(111a)의 직경은 3mm일 수 있다. 제1전극층(112)의 제1신호베이스층(111b)은 외곽형상이 도 4에 도시된 바와 같이 제1신호선(113)의 테두리를 따라 연장되어 형성되고 제1신호선(113)보다 폭이 좀 더 넓은 것이 바람직하다. 예를 들어 제1신호베이스층(111b)은 길이는 2mm 내지 3mm이고 폭은 0.1mm 내지 0.3mm인 선 형상이며 선의 중앙부는 반경이 0.5mm인 반원 형상으로 만곡된 형상이다.

이러한 제1베이스층(111)은 낮은 열팽창계수와 높은 내열성을 갖고 복원력이 우수하며 휘어짐이 좋은 소재를 포함하여 구성되며, 예를 들어 플렉시블 유리, 메탈 호일, 플라스틱 필름과 같은 소재를 포함하여 구성된다. 플렉시블 유리는 기존 유리를 박형(50㎛~200㎛)화한 다음 고분자를 라미네이팅 시켜 유리의 특성은 유지하면서 유연성을 부여한 물질이다. 메탈 호일은 내충격성을 확보하면서 유리에 가까운 물성을 나타내는 물질이다. 플라스틱 필름에는 PC, PET, PEN, COC, PAR, PEEK, PES, LCP, PI 등이 있다. 그 외에도 PDMS 소재, 고무 소재 실리콘 소재, 폴리우레탄 등의 각종 고분자 재료를 증착하여 형성할 수도 있다.

제1전극층(112)은 외부힘이 가해지면 접촉위치, 접촉력 등에 대한 신호를 발생시킨다. 제1전극층(112)은 도 4에 도시된 바와 같이 원형으로 형성되는 것이 바람직하며 정사각형과 같은 정다각형으로 형성될 수도 있다. 예를 들어 제1전극층(112)은 직경이 3mm 미만인 원형으로 형성될 수 있다. 제1전극층(112)은 구리, 은과 같은 금속재질이나 그래핀(Graphene)소재, 또는 탄소나노튜브(CNT)소재를 포함하여 구성될 수 있다.

제1신호선(113)은 제1전극층(112)의 일측에 연결되어 제1전극층(112)에서 발생한 신호를 전달하는 통로이다. 제1신호선(113)은 길이가 2mm 내지 3mm인 선이며 선의 중앙부가 만곡되어 형성된 것이 바람직하다. 예를 들어 선의 중앙부는 반경이 0.5mm보다 큰 반원 형상으로 만곡되어 형성될 수 있다. 제1신호선(113)은 구리, 은과 같은 금속재질이나 그래핀(Graphene)소재, 또는 탄소나노튜브(CNT)소재를 포함하여 구성될 수 있다.

절연층(114)은 제1전극층(112)의 일면과 제1전극베이스층(111a)의 일부에 증착되어 제1전극층(112)과 후술할 제2전극층(122)을 절연한다. 이때 절연층(114)은 제1전극베이스층(111a)과 동일한 형상 및 넓이로 형성되는 것이 바람직하다. 절연층(114)은 불투명 고분자 또는 카본 입자인 불투명 저항체를 이용하여 증착 형성할 수도 있고, 투명 고분자 또는 투명 저항입자인 투명 저항체를 이용하여 증착 형성할 수도 있다. 예를 들어, 투명 고분자는 PDMS소재, 고무소재, 실리콘 소재일 수 있고, 투명 저항입자는 ITO, 산화아연(Zinc oxide), 산화주석(Tin oxide), 또는 CNT소재를 포함하여 이루어질 수 있다.

상술한 구성으로 이루어진 제1센서부(110)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1베이스층(111)의 일부분인 제1전극베이스층(111a)에 제1전극층(112)이 증착된다. 제1신호선(113)은 제1전극층(112)에 연결되도록 제1신호베이스층(111b)에 증착되고 제1전극층(112)을 중심으로 방사상으로 외측으로 연장된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 제1전극층(112)에 연결되지 않은 제1신호선(113)의 끝단에는 다시 제1전극층(112)이 대칭적으로 연결되며 그 제1전극층(112)에는 다시 대칭적으로 제1신호선(113)이 연결되는 방식으로 다수의 제1전극층(112)과 다수의 제1신호선(113)이 교번하여 일렬로 연결되는 것이 바람직하다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이 일렬로 연결된 제1전극층(112)과 제1신호선(113)이 서로 나란하게 횡으로 다수개 배열되는 것이 바람직하다. 절연층(114)은 각각의 제1전극층(112) 및 제1전극베이스층(111a) 위에 증착되어 형성된다.

제2센서부(120)는 대략 제2베이스층(121), 제2전극층(122), 및 제2신호선(123)을 포함하여 구성된다. 제2베이스층(121)은 일면상에 제2전극층(122) 및 제2신호선(123)이 형성되는 박판이며 구체적으로 제2전극층(122)이 증착되는 제2전극베이스층(121a)과 제2신호선(123)이 증착되는 제2신호베이스층(121b)을 포함하여 이루어진다. 제2전극베이스층(121a), 제2신호베이스층(121b), 제2전극층(122), 및 제2신호선(123)은 각각 상술한 제1전극베이스층(111a), 제1신호베이스층(111b), 제1전극층(112), 및 제1신호선(113)과 구성 및 소재가 동일하다. 다만, 제2전극층(122)은 제1전극층(112)보다 직경이 더 작게 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구성하는 제2센서부에 스페이서가 결합한 구성을 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6의 C-C선을 따라 절개한 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하여 제2센서부(120)의 구성 및 스페이서(130)의 구성을 상세하게 설명한다.

상술한 구성으로 이루어진 제2센서부(120)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제2전극베이스층(121a) 위에 제2전극층(122)이 증착되어 형성된다. 또한 제2신호선(123)이 제2전극층(122)에 연결되어 제2신호베이스층(121b) 위에 증착되며 제2전극층(122)의 방사상으로 외측 방향으로 연장된다. 이러한 제2센서부(120)는 상술한 제1센서부(110)에서와 같은 방식으로 제2전극층(122)과 제2신호선(123)이 일렬로 연결된다. 다만 제1센서부(110)에서 종방향으로 일렬로 연결되었다면 제2센서부(120)에서는 횡방향으로 일렬로 연결된다. 이렇게 일렬로 연결된 제2전극층(122)과 제2신호선(123)은 종방향으로 서로 나란하게 다수개 배열된다.

스페이서(130)는 제1전극층(112)과 제2전극층(122) 사이에 공간을 형성하기 위해 구비된다. 스페이서(130)는 제2전극베이스층(121a)의 테두리 일부분과 동일한 형상일 수 있다. 예를 들어 스페이서(130)는 제2전극베이스층(121a)의 직경과 동일한 외경 및 제2전극층(122)의 직경보다 큰 내경을 갖고 소정 폭으로 형성된 원형 링의 한 조각일 수 있다. 스페이서(130)의 두께는 제2전극층(122)의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다. 스페이서(130)는 구리와 같은 금속재질로 이루어질 수도 있고, PI, PE와 같은 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다.

이러한 스페이서(130)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제2전극층(122)의 둘레를 소정 간격 이격되어 감싸도록 대칭적으로 두 개가 형성될 수 있다. 그리고 스페이서(130)는 제2전극베이스층(121a)의 테두리에 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 평면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 신축성 촉각센서의 일부분 분해사시도이고, 도 10은 도 9의 D-D선을 따라 절개한 단면도이다. 도 8 내지 도 10을 참조하여 접착층(140) 및 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 결합관계를 상세하게 설명한다.

접착층(140)은 제1센서부(110)와 제2센서부(120)를 접착시키기 위해 구비되며 제1전극베이스층(111a) 또는 제2전극베이스층(121a)과 형상이 동일한 접착성 박판이다. 예를 들어 접착층(140)은 제1전극베이스층(111a)과 동일한 원형이며 외경은 3mm인 고리 형상이다. 이때 접착층(140)의 폭은 스페이서(130)의 폭과 동일할 수 있다. 접착층(140)은 열접착 잉크, 열접착 테이프, 양면 테이프, 폼 테이프 등을 이용하여 형성할 수 있다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서는 도 8에 도시된 바와 같이 제1센서부(110)와 제2센서부(120)가 서로 직교하도록 결합하여 형성된다. 또한 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 제1센서부(110)의 절연층(114)이 제2센서부(120)의 제2전극층(122)과 대향하고 제1전극층(112)과 제2전극층(122)의 중심이 일치하도록 결합한다. 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이 제1전극층(112)의 일면에 증착되는 절연층(114)이 제2전극베이스층(121a)의 테두리에 형성된 스페이서(130)의 일면과 접착층(140)에 의해 접착된다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서가 장력에 의해 늘어난 모습을 도시한 평면도이다. 상술한 구성으로 이루어진 신축성 촉각센서는 제1신호베이스층(111b)과 제2신호베이스층(121b)이 유연한 박판 소재로 구성되고 제1신호선(113), 제1신호베이스층(111b), 제2신호선(123), 및 제2신호베이스층(121b)의 중앙부가 반원으로 만곡되어 형성되므로 신축성이 뛰어난 구조를 갖는다. 또한 제1신호선(113) 및 제1신호베이스층(111b)과 제2신호선(123) 및 제2신호베이스층(121b)이 서로 수직하도록 배치되고 제1전극층(112)을 기준으로 대칭적으로 배치되므로 힘이 분산되어 신축성이 뛰어나다. 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이 횡방향으로 장력(T)을 가하면 각 제2신호베이스층(121b)에 고루 힘이 분산되고 만곡부가 탄력적으로 늘어난다. 반면 장력(T)이 제거되면 신축성 촉각센서는 다시 원형으로 복원된다.

<신축성 촉각센서의 제조방법>

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 제조방법을 나타낸 흐름도이고 도 13a 내지 도 13g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 제조방법을 순차적으로 도시한 도면이다. 도 12 내지 도 13g를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 제조방법을 자세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 제조방법은 대략 제1센서부 형성단계(S100), 제2센서부 형성단계(S200), 스페이서 형성단계(S300), 접착단계(S400), 및 펀칭단계(S500)를 포함한다.

도 13a는 제1기판에 제1전극층 및 제1신호선이 형성된 상태의 사시도이고, 도 13b는 도 13a의 기판에 절연층이 더 형성된 상태의 사시도이다. 도 12, 도 13a 및 도 13b를 참조하여 제1센서부 형성단계(S100)를 상세하게 설명한다.

먼저 제1센서부 형성단계(S100)는 제1전극층 형성단계(S110), 제1신호선 형성단계(S120), 및 절연층 형성단계(S130)를 포함하여 이루어진다. 제1전극층 형성단계(S110)에서는 도 13a에 도시된 바와 같이 제1기판(115)에 제1전극층(112)을 매트릭스 배열한다. 제1전극층(112) 사이의 간격은 2mm 내지 3mm의 범위 내에서 결정되는 것이 바람직하다. 제1기판(115)은 마지막 단계에서 펀칭에 의해 제1베이스층(111)이 되므로 제1베이스층(111)의 소재와 동일한 박판 소재를 이용한다. 제1신호선 형성단계(S120)에서는 도 13a에 도시된 바와 같이 종방향으로 인접한 제1전극층(112) 사이를 연결하는 제1신호선(113)을 다수개 형성한다. 절연층 형성단계(S130)는 도 13b에 도시된 바와 같이 각각의 제1전극층(112)의 표면에 원형의 절연층(114)을 증착하여 형성한다. 이때 절연층(114)은 제1전극층(112)의 넓이보다 더 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

도 13c는 제2기판에 제2전극층 및 제2신호선이 형성된 상태의 사시도이다. 도 12 및 도 13c를 참조하여 제2센서부 형성단계(S200)를 상세하게 설명한다.

제2센서부 형성단계(S200)는 제2전극층 형성단계(S210), 및 제2신호선 형성단계(S220)를 포함한다. 먼저 제2전극층 형성단계(S210)에서는 제2기판(125)상에 다수의 제2전극층(122)을 매트릭스 배열로 증착 형성한다. 이때 제2기판(125)상의 제2전극층(122) 각각의 위치는 제1기판(115)상의 제1전극층(112)의 각각의 위치에 대응되도록 일정한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 제2기판(125)은 마지막 단계에서 펀칭에 의해 제2베이스층(121)이 되므로 제2베이스층(121)의 소재와 동일한 박판 소재를 이용한다. 제2신호선 형성단계(S220)에서는 도 13c에 도시된 바와 같이 횡방향으로 인접한 제2전극층(122) 사이를 연결하는 제2신호선(123)을 다수개 형성한다.

도 13d는 제2기판에 스페이서가 더 결합된 상태의 사시도이다. 도 12 및 도 13d를 참조하여 스페이서 형성단계(S300)를 자세하게 설명한다.

스페이서 형성단계(S300)에서는 제2기판(125)에 스페이서(130)가 더 형성된다. 스페이서(130)는 제2신호선(123) 및 제2전극층(122)을 사이에 두고 2 개가 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다. 또한 스페이서(130)는 제2전극층(122)과 소정간격 이격되고 스페이서(130)의 오목하게 굽은 부분이 제2전극층(122)을 향하도록 배치된다. 이러한 스페이서(130)는 제2기판(125)에 열접착 테이프 등을 이용해 접착된다.

도 13e는 스페이서에 접착층이 부착된 상태의 제2기판과 제1기판이 접착되기 위해 겹쳐지는 상태를 도시한 사시도이다. 도 12 및 도 13e를 참조하여 접착단계(S400)를 자세하게 설명한다.

접착단계(S400)에서는 먼저 접착층(140)을 형성하여 도 13e에 도시된 바와 같이 접착층(140)의 일면을 스페이서(130)에 부착한다. 그리고 접착층(140)의 타면을 절연층(114)에 부착한다. 즉, 제2전극층(122)과 절연층(114)이 대향하도록 접착층(140)을 절연층(114)에 부착한다. 또한, 도 13e에 도시된 바와 같이 서로 연결된 제1전극층(112) 및 제1신호선(113)이 이루는 열과 제2전극층(122) 및 제2신호선(123)이 이루는 열이 서로 직교하고 제1전극층(112)과 제2전극층(122)의 중심이 일치하도록 접착된다. 다만 도시된 바와 달리 접착층(140)의 일면을 절연층(114)에 먼저 부착한 후 접착층(140)의 타면을 스페이서(130)에 부착할 수도 있다.

도 13f는 접착층에 의해 스페이서와 절연층이 접착된 상태의 평면도이고, 도 13g는 제1기판과 제2기판의 일부분이 제거된 상태의 사시도이다. 도 12, 도 13f, 및 도 13g를 참조하여 펀칭단계(S500)를 자세하게 설명한다.

펀칭단계(S500)에서는 제1베이스층(111) 및 제2베이스층(121)을 형성하기 위해 제1기판(115) 및 제2기판(125)의 일부분을 펀칭으로 제거한다. 구체적으로 제1기판(115) 및 제2기판(125)에서 스페이서(130)의 외경 테두리를 이루는 원, 제1신호선(113) 및 제2신호선(123)으로 둘러싸인 부분을 펀칭으로 제거한다. 이때 제1신호선(113) 및 제2신호선(123)으로부터 소정간격 이격되어 약간의 여유가 있게 펀칭하는 것이 바람직하다.

도 12에 도시된 순서와 다르게 신축성 촉각센서의 제조방법은 제1센서부 형성단계(S100)가 스페이서 형성단계(S300)와 접착단계(S400) 사이에 행해질 수 있다. 즉, 다른 실시예로서 신축성 촉각센서의 제조방법은 제2센서부 형성단계(S200), 스페이서 형성단계(S300), 제1센서부 형성단계(S100), 접착단계(S400), 및 펀칭단계(S500)의 순서로 진행할 수 있다. 각 단계에 따른 구체적인 제조방법은 상술한 바와 같다.

또한 도 12에 도시된 순서와 다르게 신축성 촉각센서의 제조방법은 제2센서부 형성단계(S200)가 제1센서부 형성단계(S100)보다 먼저 진행할 수 있다. 즉 또다른 실시예로서 신축성 촉각센서의 제조방법은 제2센서부 형성단계(S200), 제1센서부 형성단계(S100), 스페이서 형성단계(S300), 접착단계(S400), 및 펀칭단계(S500)의 순서로 진행할 수 있다. 각 단계에 따른 구체적인 제조방법은 상술한 바와 같다.

<신축성 촉각센서를 구비한 유연터치패널의 구성 및 기능>

도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널의 일부를 도시한 평면도이고 도 15는 도 14의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다. 도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널의 구성 및 연결관계를 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널은 대략 상판(200), 촉각센서(100), 하판(300), 접착부(400) 및 하중범프(500)로 구성된다.

상판(200)은 작용힘(Fin)에 의해 터치입력이 이루어지고 유연성이 있는 박판이다. 상판(200)은 플렉시블 유리, 메탈 호일, 플라스틱 필름, 각종 디스플레이 중 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 플렉시블 유리는 기존 유리를 박형(50㎛~200㎛)화한 다음 고분자를 라미네이팅 시켜 유리의 특성은 유지하면서 유연성을 부여한 물질이다. 메탈 호일은 내충격성을 확보하면서 유리에 가까운 물성을 나타내는 물질이다. 플라스틱 필름에는 PC, PET, PEN, COC, PAR, PEEK, PES, LCP, PI 등이 있다. 디스플레이는 유연성 소재로 구성되며 예를 들어 LCD, OLED, 전자종이, EL 시트일 수 있다.

촉각센서(100)는 상판(200)에서 전달된 작용힘(Fin)의 접촉위치 및 접촉힘을 감지하는 센서로 전극부(101) 및 신호부(102)로 이루어진다. 전극부(101)는 작용힘(Fin)으로부터 정전용량 변화에 따른 접촉위치 및 접촉힘에 관한 신호를 발생시킨다. 신호부(102)는 전극부(101)에서 발생한 신호를 전달한다.

이러한 촉각센서(100)는 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 전극부(101)는 도 10에 도시된 바와 같이 대략 제1전극베이스층(111a), 제1전극층(112), 절연층(114), 접착층(140), 스페이서(130), 제2전극층(122), 및 제2전극베이스층(121a)을 포함한다. 전극부(101)의 구성은 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 대응되는 구성과 동일하다. 또한 신호부(102)는 제2신호베이스층(121b)과 제2신호선(123)을 포함하여 형성될 수 있으며 상세한 구성은 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서의 대응되는 구성과 동일하다. 그리고 제2베이스층(121)이 촉각센서(100)의 상면이 되고 제1베이스층(111)이 촉각센서(100)의 하면이 되는 것이 바람직하다.

하판(300)은 유연성 있는 박판으로 플렉시블 유리, 메탈 호일, 플라스틱 필름 중 하나를 포함하여 이루어질 수 있다. 플렉시블 유리, 메탈 호일, 플라스틱 필름은 상술한 바와 같다.

접착부(400)는 상판(200)에 외력이 인가되었을 때 상판(200)과 촉각센서(100)가 어긋나 접촉위치 등의 신호에 오차가 발생하는 것을 방지하기 위해 구비된다. 접착부(400)는 복수개일 수 있으며 열접착 잉크, 열접착 테이프, 양면 테이프, 폼 테이프 중 적어도 하나를 사용하여 형성된다.

하중범프(500)는 무게로 인한 충격을 흡수하여 하판(300)을 보호하기 위해 구비된다. 하중범프(500)는 복수개일 수 있으며 실리콘, UV, 폴리우레탄, PI와 같은 고분자 소재로 이루어진다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촉각센서를 구비한 유연 터치패널은 하판(300)의 상면에 복수개의 하중범프(500)가 일정 간격으로 접착고정된다. 이때 하중범프(500)와 하판(300)은 UV, 열접착 잉크, 열접착 테이프 등을 이용하여 접착된다. 하중범프(500)의 위에는 신축성 촉각센서(100)가 접착고정된다. 신축성 촉각센서(100)는 UV, 열접착 잉크, 열접착 테이프 등을 이용하여 하중범프(500)에 접착된다. 이때 신축성 촉각센서(100)는 제1베이스층(111)이 하중범프(500)와 접촉고정되도록 배치된다. 그리고 신축성 촉각센서(100)의 상면에는 상판(200)이 고정된다. 이때 신축성 촉각센서(100)의 상면과 상판(200)의 저면은 접착부(400)로 고정된다. 접착부(400)는 전극부(101)에 대응되는 위치마다 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 하판(300)의 저면에는 촉각피드백 장치가 더 구비되는 것이 바람직하다.

도 16은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널의 신축성 일방향을 도시한 단면도이다. 상술한 구성으로 이루어진 바람직한 실시예에 따른 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널은 도시된 화살표 방향으로 신축성이 있어 외력에 의해 유연하게 구부러진다. 또한 외력(Fin)이 제거되면 원상태로 복원된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 손가락 10 : 정전용량 방식의 터치스크린
11 : 절연층 12 : 투명 전극
13 : 기판 20 : 저항막 방식의 터치스크린
21 : 도트 스페이서 22a : 상부투명전극
22b : 하부투명전극 23a : 상부기판
23b : 하부기판
30 : 촉각센서를 장착한 터치스크린 일체형 플렉시블 디스플레이
31 : 하부기판 32 : 플렉시블 디스플레이
33 : 촉각센서부 34 : 하중범프
100 : 신축성 촉각센서 101 : 전극부
102 : 신호부 110 : 제1센서부
111 : 제1베이스층 111a : 제1전극베이스층
111b : 제1신호베이스층 112 : 제1전극층
113 : 제1신호선 114 : 절연층
115, 125 : 제1,2기판
120 : 제2센서부 121 : 제2베이스층
121a : 제2전극베이스층 121b : 제2신호베이스층
122 : 제2전극층 123 : 제2신호선
130 : 스페이서 140 : 접착층
200 : 상판 300 : 하판
400 : 접착부 500 : 하중범프

Claims

외력(Fin)이 인가되고 유연성이 있는 상판(200);
상기 외력(Fin)이 인가되면 발생하는 정전용량으로부터 접촉위치 및 접촉힘을 감지하도록 구성되고, 신축성 있는 촉각센서(100);
상기 외력(Fin)에 의해 상기 상판(200)과 상기 촉각센서(100)가 어긋나지 않도록 상기 상판(200)을 상기 촉각센서(100)의 상면에 고정시키는 접착부(400);
유연성이 있는 하판(300); 및
상기 촉각센서(100)와 상기 하판(300)을 고정하도록 상기 촉각센서(100)의 하면과 상기 하판(300)의 상면 사이에 구비되는 복수의 하중범프(500);를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 1항에 있어서,
상기 상판(200)은 플렉시블 유리기판, 메탈 기판, 플라스틱 필름, LCD, OLED, 전자종이 및 EL 시트 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 1항에 있어서,
상기 하판(300)은 플렉시블 유리기판, 메탈 기판 및 플라스틱 필름 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 1항에 있어서,
상기 접착부(400)는 열접착 잉크, 열접착 테이프, 양면 테이프 및 폼 테이프 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 1항에 있어서,
상기 하판(300)에는 촉각 피드백 장치가 더 구비되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 5항에 있어서,
상기 촉각 피드백 장치는 클릭 돔, 폴리머 액추에이터 및 모터 중 적어도 하나로 구동되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 1항에 있어서,
상기 하중범프(500)와 상기 촉각센서(100)는 UV, 열접착 잉크 및 열접착 테이프 중 적어도 하나로 접착되고,
상기 하중범프(500)와 상기 하판(300)은 UV, 열접착 잉크 및 열접착 테이프 중 적어도 하나로 접착되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 1항에 있어서,
상기 하중범프(500)는 고분자 소재로 이루어진 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
신축성이 있는 제1베이스층(111);
상기 제1베이스층(111)의 적어도 일부분에 형성된 제1전극층(112);
접촉위치 및 접촉힘에 관한 신호를 전달하도록 상기 제1전극층(112)의 일측에 연결되어 상기 제1베이스층(111)에 형성되고 적어도 일부분이 만곡된 제1신호선(113); 및
적어도 상기 제1전극층(112)을 덮도록 형성된 절연층(114);을 포함하는 제1센서부(110);
신축성이 있는 제2베이스층(121);
상기 제2베이스층(121)의 적어도 일부분에 형성된 제2전극층(122); 및
접촉위치 및 접촉힘에 관한 신호를 전달하도록 상기 제2전극층(122)의 일측에 연결되어 상기 제2베이스층(121)에 형성되고 적어도 일부분이 만곡되는 제2신호선(123);을 포함하고, 상기 제1신호선(113)과 상기 제2신호선(123)이 서로 어긋나도록 배치되는 제2센서부(120); 및
상기 제1전극층(112)과 상기 제2전극층(122)이 소정간격 이격되도록 상기 제1센서부(110)와 상기 제2센서부(120) 사이에 구비되는 스페이서(130);를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1전극층(112) 및 상기 제2전극층(122)은 평면형상이 원형 또는 정다각형인 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 절연층(114)은 상기 제1전극층(112)의 평면보다 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1베이스층(111) 및 상기 제2베이스층(121)은 플렉시블 유리(flexible glass), 메탈 호일 및 플라스틱 필름 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 스페이서(130)는 상기 제2전극층(122)과 소정간격 이격되어 상기 제2베이스층(121) 테두리의 적어도 일부분에 구비되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 13항에 있어서,
상기 제1센서부(110)와 상기 제2센서부(120)를 연결하도록 일면이 상기 스페이서(130)에 부착되고 타면이 상기 절연층(114)에 부착되는 접착층(140);을 더 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 접착층(140)은 평면 형상이 원형 또는 다각형의 고리로 형성된 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1신호선(113) 및 상기 제2신호선(123)은 구리, 그래핀 소재 및 CNT 소재 중 적어도 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1신호선(113)과 상기 제2신호선(123)은 서로 수직을 이루도록 연장되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1신호선(113) 및 상기 제2신호선(123)은 신축성이 향상되도록 중앙부에 곡선이 형성된 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1베이스층(111)은 신축성이 향상되도록 상기 제1신호선(113)이 형성된 부분이 상기 제1신호선(113)의 외곽형상을 따라 연장하여 형성되고,
상기 제2베이스층(121)은 신축성이 향상되도록 상기 제2신호선(123)이 형성된 부분이 상기 제2신호선(123)의 외곽 형상을 따라 연장하여 형성되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1전극층(112)과 상기 제2전극층(122)의 중심축이 일치하도록 상기 제1센서부(110)와 상기 제2센서부(120)가 배치되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 9항에 있어서,
상기 제1센서부(110)는 상기 제1신호선(113)이 연장되는 방향으로 일렬로 복수개 연결되고 연결된 상기 제1센서부(110)가 서로 나란하게 복수개 배열되며,
상기 제2센서부(120)는 상기 제2신호선(123)이 연장되는 방향으로 일렬로 복수개 연결되고 연결된 상기 제2센서부(120)가 서로 나란하게 복수개 배열되는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서.
제 1항에 있어서,
상기 촉각센서(100)는 제9항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 따른 신축성 촉각센서인 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제 22항에 있어서,
상기 촉각센서(100)는 상기 제1베이스층(111)이 상기 촉각센서(100)의 하면을 이루고 상기 제2베이스층(121)이 상기 촉각센서(100)의 상면을 이루는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서를 구비한 유연 터치패널.
제1기판(115)에 다수의 제1전극층(112)을 형성하고, 인접한 상기 제1전극층(112) 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제1신호선(113)을 형성하고, 상기 다수의 제1전극층(112)의 표면에 절연층(114)을 형성하는 제1센서부 형성단계;
제2기판(125)에 다수의 제2전극층(122)을 형성하고, 인접한 상기 제2전극층(122) 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제2신호선(123)을 형성하는 제2센서부 형성단계;
상기 제2전극층(122)에 소정간격 이격되도록 상기 제2기판(125)상에 다수의 스페이서(130)를 형성하는 단계;
접착층(140)을 형성하여 상기 제1신호선(113)과 상기 제2신호선(123)이 서로 어긋나도록 상기 절연층(114)의 표면과 상기 스페이서(130)를 접착하는 단계; 및
제1베이스층(111) 및 제2베이스층(121)이 형성되도록 상기 제1기판(115)과 상기 제2기판(125)의 적어도 일부분을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법.
제2기판(125)에 다수의 제2전극층(122)을 형성하고, 인접한 상기 제2전극층(122) 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제2신호선(123)을 형성하는 제2센서부 형성단계;
상기 제2전극층(122)에 소정간격 이격되도록 상기 제2기판(125)상에 다수의 스페이서(130)를 형성하는 단계;
제1기판(115)에 다수의 제1전극층(112)을 형성하고, 인접한 상기 제1전극층(112) 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제1신호선(113)을 형성하고, 상기 다수의 제1전극층(112)의 표면에 절연층(114)을 형성하는 제1센서부 형성단계;
접착층(140)을 형성하여 상기 제1신호선(113)과 상기 제2신호선(122)이 서로 어긋나도록 상기 절연층(114)의 표면과 상기 스페이서(130)를 접착하는 단계; 및
제1베이스층(111) 및 제2베이스층(121)이 형성되도록 상기 제1기판(115)과 상기 제2기판(125)의 적어도 일부분을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법.
제2기판(125)에 다수의 제2전극층(122)을 형성하고, 인접한 상기 제2전극층(122) 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제2신호선(123)을 형성하는 제2센서부 형성단계;
제1기판(115)에 다수의 제1전극층(112)을 형성하고, 인접한 상기 제1전극층(112) 사이에 적어도 일부가 만곡되도록 제1신호선(113)을 형성하고, 상기 다수의 제1전극층(112)의 표면에 절연층(114)을 형성하는 제1센서부 형성단계;
상기 제2전극층(122)에 소정간격 이격되도록 상기 제2기판(125)상에 다수의 스페이서(130)를 형성하는 단계;
접착층(140)을 형성하여 상기 제1신호선(113)과 상기 제2신호선(123)이 서로 어긋나도록 상기 절연층(114)의 표면과 상기 스페이서(130)를 접착하는 단계; 및
제1베이스층(111) 및 제2베이스층(121)이 형성되도록 상기 제1기판(115)과 상기 제2기판(125)의 적어도 일부분을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법.
제 24항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1센서부 형성단계에서는 상기 복수의 제1전극층(112)은 상기 제1기판(115)상에 매트릭스 배열하고 상기 제1신호선(113)은 같은 열의 인접한 두 개의 제1전극층(112)을 연결하도록 형성하고,
상기 제2센서부 형성단계에서는 상기 복수의 제2전극층(122)은 상기 제2기판(125)상에 매트릭스 배열하고 상기 제2신호선(123)은 같은 열의 인접한 두 개의 제2전극층(122)을 연결하도록 형성하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법.
제 24항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접착단계에서는 상기 스페이서(130)에 상기 접착층(140)의 일면을 접착하고 상기 제1신호선(113)과 상기 제2신호선(123)이 직각을 이루도록 상기 접착층(140)의 타면에 상기 절연층(114)을 접착하는 것을 특징으로 한 신축성 촉각센서의 제조방법.