KR20170055252A - Force touch sensor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 힘 터치 센서와 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a force-touch sensor and a method of manufacturing the same.
소정의 영상을 표시하는 표시 장치의 표면에 사용자가 손가락을 직접 접촉함으로써, 사용자가 신호를 입력할 수 있는 터치 기술이 널리 적용되고 있다. 이러한 기술은 노트북, 개인정보단말기(PDA), 게임기, 스마트폰, 네비게이션 등 다양한 전자/통신기기에 사용될 수 있으며, 사용자가 원하는 기능을 선택하거나 입력하는 데 이용될 수 있다. A touch technology in which a user can input a signal by touching a finger directly on the surface of a display device displaying a predetermined image is widely applied. Such a technology can be used in various electronic and communication devices such as a notebook computer, a personal digital assistant (PDA), a game machine, a smart phone, and a navigation system, and can be used to select or input functions desired by a user.
터치입력기술이 휴대폰에 사용되는 일례로 정전용량 방식을 따르는 것으로서, 유리기판의 상면과 하면에 전극이 형성되어 누름 지점의 위치만을 검출하게 되는 것이 있다. 그리고, 이러한 터치입력기술은 액정패널에서 발광되는 빛이 사용자에게 전달됨에 있어 장애가 되지 않아 깨끗한 화면을 제공할 수 있고, 휴대폰 등의 외관에 해가 되지 않는 장점이 있으나, 장갑을 끼고 터치입력을 하는 경우에는 정전용량의 변화가 생기지 않아 입력이 가해지지 않는 단점이 있다. An example of a touch input technology used in a cellular phone is a capacitive touch panel in which electrodes are formed on the upper and lower surfaces of a glass substrate to detect only the position of a touch point. Such a touch input technique is advantageous in that it can provide a clear screen because the light emitted from the liquid crystal panel is not an obstacle to the user and is not harmful to the appearance of a mobile phone. However, There is a disadvantage in that the capacitance is not changed and the input is not applied.
이러한 종래의 터치입력기술은 멀티터치의 위치만 획득할 수 있을 뿐, 누름 힘의 세기를 검출할 수 없는 한계가 있다. 따라서, 손가락의 터치에 대하여 높은 힘 센싱 감도를 나타내면서 빛 투과율이 좋은 터치 센서가 요구된다.Such a conventional touch input technique can only acquire the position of a multi-touch, but can not detect the intensity of the pressing force. Accordingly, a touch sensor which exhibits a high force sensing sensitivity to the finger touch and a good light transmittance is required.
이에 한국공개특허 제10-2010-0084487호는 시각적 표시장치의 디스플레이면과 평행하도록 소정의 거리만큼 이격되어 배치되며, 사용자의 손가락이 접촉하는 투명한 평판 형태의 터치 패널과; 상기 디스플레이면과 상기 터치 패널 사이에 위치하여 상기 디스플레이면과 상기 터치 패널을 상기 거리를 평행하게 유지하도록 이격시키고, 상기 터치 패널을 손가락이 누름에 따른 압력의 크기를 감지하여 압력 감지 신호를 출력하는 복수의 압력 감지 센서와; 출력된 복수의 상기 압력 감지 신호에 기초하여, 상기 압력 감지 센서의 각각에 작용하는 압력의 크기를 분석하고, 상기 분석된 각각의 압력의 크기에 기초하여 상기 터치 패널 상에 접촉한 손가락의 접촉 위치를 산출하는 제어 장치를 구비함으로써, 사용자 손가락의 접촉을 감지하기 위한 ITO와 같은 투명 소재의 복잡한 매트릭스 형태의 전극 패턴 구성을 사용하지 않은 저렴한 구성으로서, 시각적 표시 장치의 표면에 장착되어 사용자 손가락의 접촉 및 접촉 지점을 측정할 수 있는 기술을 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0084487 discloses a touch panel comprising: a transparent panel-shaped touch panel which is disposed at a predetermined distance in parallel with a display surface of a visual display device, The touch panel is positioned between the display surface and the touch panel so as to keep the distance between the display surface and the touch panel parallel to each other, A plurality of pressure sensing sensors; A controller for analyzing a magnitude of a pressure acting on each of the pressure sensors based on the plurality of pressure detection signals outputted and for detecting a contact position of a finger which is in contact with the touch panel on the basis of the magnitude of each of the analyzed pressures An inexpensive construction that does not use a complicated matrix electrode pattern structure of a transparent material such as ITO for sensing the touch of a user's finger is provided, And a technique for measuring a contact point.
그러나 이러한 기술에 의하더라도 센서에게 요구되는 빛의 투과율 및 힘의 감도가 향상되는데 한계가 있을 수 있다.However, even with such a technique, there may be a limit in improving the transmittance and sensitivity of light required for the sensor.
본 발명은 나노 크기 수준의 도전성 나노 격벽 패턴을 포함함으로써, 빛의 투과율 및 힘의 감도가 향상된 터치 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch sensor in which the transmittance of light and the sensitivity of force are improved by including a conductive nano barrier rib pattern having a nano size level.
또한, 본 발명은 빛의 투과율 및 힘의 감도가 향상된 힘 터치 센서를 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a manufacturing method capable of manufacturing a force touch sensor with improved light transmittance and sensitivity.
1. 대향하는 한 쌍의 기판;1. A plasma display panel comprising: a pair of opposed substrates;
상기 한 쌍의 기판 사이에 포함되는 유전체층; 및A dielectric layer included between the pair of substrates; And
상기 한 쌍의 기판의 대향하는 면으로부터 각각 돌출된 도전성 나노 격벽을 포함하는, 힘 터치 센서.And a conductive nano barrier wall protruding from an opposing surface of the pair of substrates, respectively.
2. 위 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽의 두께는 5 내지 200 nm인, 힘 터치 센서.2. The force touch sensor according to 1 above, wherein the conductive nano barrier wall has a thickness of 5 to 200 nm.
3. 위 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽의 높이는 500 내지 2,000 nm인, 힘 터치 센서.3. The force touch sensor of claim 1, wherein the height of the conductive nano barrier is 500 to 2,000 nm.
4. 위 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽은 소정의 패턴을 이루는, 힘 터치 센서.4. The force touch sensor of 1 above, wherein the conductive nano barrier wall has a predetermined pattern.
5. 위 4에 있어서, 상기 패턴은 선형 패턴; 격자형 패턴; 또는 개구부가 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 또는 이들이 결합된 도형 형상을 갖는 개구 패턴인, 힘 터치 센서.5. The method of claim 4, wherein the pattern is a linear pattern; Lattice pattern; Or the opening is an opening pattern having a circular shape, an elliptical shape, a triangular shape, a square shape, a pentagon shape, a hexagonal shape, an octagonal shape, or a shape of a combined shape thereof.
6. 위 4에 있어서, 상기 한 쌍의 기판의 상기 패턴은 서로 마주보지 않고 어긋나도록 배치된, 힘 터치 센서.6. The force touch sensor according to claim 4, wherein the patterns of the pair of substrates are arranged so as to be shifted without facing each other.
7. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽은 격벽 사이 중 적어도 일부가 상기 기판 상에서 서로 이어진 것인, 힘 터치 센서.7. The force touch sensor as in 1 above, wherein said nano barrier wall is at least partly between said partitions on the substrate.
8. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽 사이 중 적어도 일부에 고분자 패턴을 더 포함하는, 힘 터치 센서.8. The force touch sensor of claim 1, further comprising a polymer pattern at least in part between the nano barrier walls.
9. 위 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽 사이의 상기 기판 상에 스페이서를 더 포함하는, 힘 터치 센서.9. The force touch sensor of claim 1, further comprising a spacer on the substrate between the conductive nano barrier walls.
10. 제1 기판 및 제2 기판 상에 도전층을 형성하는 단계;10. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a conductive layer on a first substrate and a second substrate;
상기 도전층 상에 고분자 패턴을 형성하는 단계;Forming a polymer pattern on the conductive layer;
노출된 상기 도전층을 이온 밀링법으로 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계; Etching the exposed conductive layer by ion milling and forming a nano-thick coating layer on the side of the polymer pattern to form a nano barrier wall;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 도전성 나노 격벽이 형성된 면이 대향하도록 부착하는 단계; 및Attaching the first substrate and the second substrate such that the surfaces on which the conductive nano barrier walls are formed face each other; And
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 유전체층을 형성하는 단계;를 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.And forming a dielectric layer between the first substrate and the second substrate.
11. 제1 기판 및 제2 기판 상에 고분자 패턴을 형성하는 단계;11. A method comprising: forming a polymer pattern on a first substrate and a second substrate;
상기 고분자 패턴이 형성된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 상에 도전층을 형성하는 단계;Forming a conductive layer on the first substrate and the second substrate on which the polymer pattern is formed;
상기 도전층을 이온 밀링법으로 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계;Etching the conductive layer by an ion milling method and forming a nano-thick coating layer on a side surface of the polymer pattern to form a nano barrier wall;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 도전성 나노 격벽이 형성된 면이 대향하도록 부착하는 단계; 및Attaching the first substrate and the second substrate such that the surfaces on which the conductive nano barrier walls are formed face each other; And
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 유전체층을 형성하는 단계;를 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.And forming a dielectric layer between the first substrate and the second substrate.
12. 위 10 또는 11에 있어서, 상기 고분자 패턴은 선형 패턴; 격자형 패턴; 또는 개구부가 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 또는 이들이 결합된 도형 형상을 갖는 개구 패턴인, 힘 터치 센서의 제조 방법.12. The polymer of claim 10 or 11, wherein the polymer pattern is a linear pattern; Lattice pattern; Or an opening pattern having a circular shape, an elliptical shape, a triangular shape, a square shape, a pentagon shape, a hexagonal shape, an octagonal shape, or a shape of a figure in which these shapes are combined.
13. 위 10 또는 11에 있어서, 양 기판의 도전성 나노 격벽은 소정의 패턴을 이루며, 제1 기판과 제2 기판의 나노 격벽 패턴은 서로 마주보지 않고 어긋나도록 형성되는, 힘 터치 센서의 제조 방법.13. The method of manufacturing a force touch sensor according to claim 10 or 11, wherein the conductive nano barrier walls of both substrates have a predetermined pattern, and the nano barrier rib patterns of the first substrate and the second substrate are formed to be shifted without facing each other.
14. 위 10 또는 11에 있어서, 상기 이온 밀링법은 10- 5Torr 내지 10- 3Torr의 압력 하에서 플라즈마를 100ev 내지 1500eV로 가속화하여 수행되는 것인, 힘 터치 센서의 제조 방법.14 according to the above 10 or 11, wherein the ion milling method is 10- 5 Torr to 10 - The method of producing a force touch sensor to a plasma under a pressure of 3 Torr is performed by accelerated 100ev to 1500eV.
15. 위 10 또는 11에 있어서, 상기 코팅층은 상기 이온 밀링법에 의해 도전층으로부터 분리된 도전성 입자가 상기 고분자 패턴의 측면에 부착되어 형성되는, 힘 터치 센서의 제조 방법.15. The manufacturing method of a force touch sensor according to claim 10 or 11, wherein the coating layer is formed by attaching conductive particles separated from the conductive layer by the ion milling method to a side surface of the polymer pattern.
16. 위 10 또는 11에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽의 두께는 5 내지 200 nm인, 힘 터치 센서의 제조 방법.16. The method of manufacturing a force touch sensor according to claim 10 or 11, wherein the conductive nano barrier wall has a thickness of 5 to 200 nm.
17. 위 10 또는 11에 있어서, 상기 격벽의 높이는 50 내지 2,000nm인, 힘 터치 센서의 제조 방법.17. The method of manufacturing a force touch sensor according to claim 10 or 11, wherein the height of the partition is 50 to 2,000 nm.
18. 위 10 또는 11에 있어서, 상기 고분자 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.18. The method of manufacturing a force touch sensor according to claim 10 or 11, further comprising removing the polymer pattern.
19. 위 10에 있어서, 상기 도전층의 형성 전에 상기 기판 상에 투명 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.19. The method of claim 10, further comprising forming a transparent conductive layer on the substrate prior to forming the conductive layer.
20. 위 11에 있어서, 상기 고분자 패턴의 형성 전에 상기 기판 상에 투명 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.20. The method of manufacturing a force touch sensor according to claim 11, further comprising forming a transparent conductive layer on the substrate before forming the polymer pattern.
21. 위 10 또는 11에 있어서, 상기 유전체층의 형성 전에 상기 도전성 나노 격벽 사이의 상기 기판 상에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.21. The method of claim 10 or 11, further comprising forming spacers on the substrate between the conductive nano barrier walls prior to formation of the dielectric layer.
22. 위 1 내지 9 중 어느 한 항의 힘 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.22. An image display device comprising a force touch sensor according to any one of items 1 to 9 above.
본 발명에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법에 의해 제조된 힘 터치 센서는 빛 투과율 및 힘 센싱 감도가 우수할 수 있다.The force touch sensor manufactured by the method of manufacturing a force touch sensor according to the present invention can have excellent light transmittance and force sensing sensitivity.
본 발명의 힘 터치 센서는 나노 크기 수준의 도전성 나노 격벽 패턴을 포함함으로써, 터치되는 지점 주변 범위가 작을 수 있고, 기기 상의 터치되는 지점이 정밀하게 파악될 수 있다.Since the force touch sensor of the present invention includes a conductive nano barrier wall pattern having a nano size level, a range around a touched point can be small, and a touched point on the device can be grasped precisely.
본 발명의 힘 터치 센서는 나노 크기 수준의 도전성 나노 격벽 패턴을 포함함으로써, 터치 지점 인식에 있어 간섭이 적을 수 있다.The force touch sensor of the present invention includes a conductive nano barrier wall pattern having a nano-sized level, so that interference in touch point recognition may be small.
본 발명의 힘 터치 센서는 나노 크기 수준의 도전성 나노 격벽 패턴을 포함함으로써, 빛 투과성 저하를 최소화할 수 있다.The force touch sensor of the present invention includes a conductive nano barrier wall pattern having a nano-sized level, thereby minimizing a decrease in light transmittance.
본 발명 따른 힘 터치 센서의 제조 방법에 의해 제조된 힘 터치 센서는 빛 투과율 및 힘 센싱 감도가 우수할 수 있다.The force touch sensor manufactured by the method of manufacturing a force touch sensor according to the present invention can have excellent light transmittance and force sensing sensitivity.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서에서 나노 격벽이 형성된 기판을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서에서 나노 격벽이 형성된 기판을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서에서 나노 격벽이 형성된 기판을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법 중 기판 상에 나노 격벽을 형성하는 방법을 나타낸 개략적인 공정도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법 중 기판 상에 나노 격벽을 형성하는 방법을 나타낸 개략적인 공정도이다.
도 6(a)는 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 개략적인 종단면도이다.
도 6(b)는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 개략적인 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 개략적인 종단면도이다.1 is a schematic perspective view illustrating a substrate having a nano barrier wall formed in a force touch sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view illustrating a substrate on which a nano barrier wall is formed in a force touch sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic perspective view illustrating a substrate on which a nano barrier wall is formed in a force touch sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic process diagram illustrating a method of forming a nano barrier on a substrate in a method of manufacturing a force touch sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic process diagram illustrating a method of forming a nano barrier wall on a substrate in a method of manufacturing a force-touch sensor according to another embodiment of the present invention.
6 (a) is a schematic vertical cross-sectional view of a force touch sensor according to an embodiment of the present invention.
6 (b) is a schematic vertical cross-sectional view of a force touch sensor according to another embodiment of the present invention.
7 is a schematic vertical cross-sectional view of a force touch sensor according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시형태는 대향하는 한 쌍의 기판; 상기 한 쌍의 기판 사이에 포함되는 유전체층; 및 상기 한 쌍의 기판의 대향하는 면으로부터 각각 돌출된 도전성 나노 격벽을 포함함으로써, 빛 투과율 및 힘 센싱 감도가 우수한 힘 터치 센서에 관한 것이다.One embodiment of the present invention is a semiconductor device comprising: a pair of opposing substrates; A dielectric layer included between the pair of substrates; And a conductive nano barrier wall protruding from an opposing surface of the pair of substrates, respectively, thereby providing a force touch sensor having excellent light transmittance and force sensing sensitivity.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 힘 터치 센서는 대향하는 한 쌍의 기판(100); 상기 한 쌍의 기판(100) 사이에 포함되는 유전체층(500); 및 상기 한 쌍의 기판(100)의 대향하는 면으로부터 각각 돌출된 도전성 나노 격벽(200)을 포함한다.The force touch sensor of the present invention comprises a pair of
지지 기판(100)은 투명성 및 적정 강도를 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 실리콘, 석영, 유리, 고분자, 금속, 금속 산화물, 비금속 산화물, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스 또는 아세틸프로피오닐셀룰로오스 등에서 선택되는 셀룰로오스, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 등의 소재를 포함하는 기판(100)일 수 있다. 이들 소재는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The supporting
지지 기판(100)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10㎛ 내지 500㎛일 수 있다.The thickness of the
도 1에 예시된 바와 같이, 도전성 나노 격벽(200)은 기판(100) 상에 위치한다.As illustrated in FIG. 1, the conductive
도전성 나노 격벽(200)은 도전성 재료로 제조된 것으로서, 예를 들면 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속; 또는 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물류 등을 사용할 수 있다.The conductive
도전성 나노 격벽(200)의 두께는 상기 전기 전도도 개선, 빛 투과율 저하 최소화 및 힘 센싱 감도 개선 효과를 달성할 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 두께가 5 내지 200nm일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 100nm, 보다 바람직하게는 5 내지 50nm, 가장 바람직하게는 10 내지 30nm일 수 있다. 두께가 5nm 미만이면 전도성 및 내구성에 문제가 있을 수 있고, 200nm 초과이면 투과율이 저하될 수 있다.The thickness of the conductive
도전성 나노 격벽(200)의 높이는 충분한 전기 전도도 및 힘 센싱 감도 개선을 나타낼 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 500nm 내지 2,000nm일 수 있다. 높이가 500nm 미만이면 힘 센싱 감도가 저하될 수 있고, 2,000nm 초과이면 내구성 저하, 단락, 패턴의 시인성 증가 등의 문제가 발생할 수 있다.The height of the conductive
나노 격벽(200)은 단독으로 또는 복수개의 벽으로서 위치할 수 있다.The
복수개의 벽은 병렬하지 않고, 서로 만나거나, 그 연장선이 서로 만나도록 위치할 수도 있다.The plurality of walls may not be in parallel, but may be positioned so that they meet each other or their extension lines meet each other.
도전성 나노 격벽(200)은 도 2에 예시된 바와 같이 격벽 사이 중 적어도 일부가 기판(100) 상에서 서로 이어진 것일 수 있다. 그러한 경우에 전기 전도도가 보다 개선될 수 있다. 도 4 (f)에도 육각형 개구부의 개구 패턴을 이룬 도전성 나노 격벽(200)의 사이 중 적어도 일부가 기판(100) 상에서 서로 이어진 경우가 도시되어 있다.The conductive
도전성 나노 격벽(200)은 소정의 패턴을 이룰 수 있다. 예를 들면 개구 패턴으로서, 개구부가 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형 또는 이들이 결합된 도형 형상을 가질 수도 있고, 선형 패턴, 메쉬 패턴, 지그재그, 나선형, 방사선형, 불규칙한 단일 폐곡선 등의 형상을 가질 수도 있다. 도 3에는 육각형의 개구부를 갖는 개구 패턴인 경우가 예시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The conductive
개구 패턴은 나노 격벽들로 둘러싸이면서 개구부를 갖는 패턴으로서, 개구 패턴은 단독 또는 복수개로 위치할 수 있다.The opening pattern is a pattern having an opening portion surrounded by the nano barrier walls, and the opening pattern may be positioned singly or in plurality.
복수개의 개구 패턴이 위치하는 경우, 각 개구 패턴은 규칙적 또는 불규칙적인 간격으로 위치할 수 있다. 또한, 복수개의 개구 패턴은 서로 연결되거나 이격되어 위치할 수 있으며, 선대칭, 점대칭 또는 불규칙하게 위치할 수 있다.When a plurality of opening patterns are located, each opening pattern may be located at regular or irregular intervals. Further, the plurality of opening patterns may be connected to each other or spaced apart from each other, and may be linearly symmetrical, point symmetrical, or irregularly positioned.
개구 패턴은 개구부가 상기 예시한 도형 형상; 상기 예시한 도형이 결합된 형상; 또는 이들 중 적어도 1개 이상의 도형이 혼재된 형상을 가질 수 있는 것으로서, 개구부는 주기적으로, 또는 비주기적으로 배열될 수 있다.The opening pattern is a shape in which the opening has the above-mentioned figure shape; A shape in which the illustrated figures are combined; Or a shape in which at least one of these graphic forms is mixed, the openings may be arranged periodically or aperiodically.
한 쌍의 기판(100)에 형성된 도전성 나노 격벽(200)의 상기 패턴은 서로 대향하도록 배치될 수도 있고, 서로 마주보지 않고 어긋나도록 배치될 수도 있다. 도 6에는 상기 패턴이 어긋나도록 배치된 경우가 예시되어 있다. 한 쌍의 기판(100)의 도전성 나노 격벽(200) 패턴이 서로 어긋나도록 배치된 경우에는 센싱 감도가 보다 우수할 수 있다. 도 7에 도전성 나노 격벽(200) 패턴이 서로 어긋나도록 배치된 경우로서, 센서 외부에서 힘이 가해질 때를 개략적으로 나타낸 종단면도가 도시되어 있다.The patterns of the conductive
본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서는 도전성 나노 격벽(200) 사이 중 적어도 일부에 고분자 패턴(420)을 더 포함할 수 있다.The force touch sensor according to an embodiment of the present invention may further include a
고분자 패턴(420)으로는 투명 고분자라면 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the
본 발명의 힘 터치 센서는 기판(100)과 도전성 나노 격벽(200) 사이에 위치한 투명 도전층(미도시)을 더 포함할 수 있다.The force touch sensor of the present invention may further include a transparent conductive layer (not shown) positioned between the
투명 도전층은 전기 전도도를 더욱 개선하는 역할을 한다.The transparent conductive layer serves to further improve the electric conductivity.
투명 도전층은 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO), 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 등의 금속산화물류; 탄소나노튜브(CNT), 그래핀 (graphene) 등의 탄소계 물질류; 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리아닐린(PANI) 등의 전도성 고분자 물질류로 형성된 것일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The transparent conductive layer may be formed of at least one of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO), flintine oxide (FTO) Indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver-indium zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO), indium zinc oxide Metal oxides such as aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO); Carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNT) and graphene; , Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polyaniline (PANI), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
본 발명에 따른 유전체층(500)은 대향하는 한 쌍의 기판(100) 사이에 포함될 수 있다.The
사용자가 힘 터치 센서를 누르면 양 기판(100)에 포함된 도전성 나노 격벽(200) 사이의 거리가 변하게 되는데, 유전체를 기판(100) 사이에 포함함으로써 정전용량 변화가 발생하고, 이를 감지함으로써 힘이 가해지는 것 및 그 크기를 감지할 수 있다.When the user presses the force touch sensor, the distance between the conductive
유전체층(500)을 형성하는 유전체는 힘 터치 센서가 힘의 크기를 감지할 수 있는데 장애가 되지 않으면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄, 겔, 젤, 실리콘 및 PDMS(polydimethylsiloxane) 고분자 등일 수 있다.The dielectric forming the
유전체층(500)은 또한, 한 쌍의 기판(100)이 서로 이격되지 않도록 접착력을 가진 층일 수 있다.The
필요에 따라, 상기 도전성 나노 격벽(200) 사이의 기판(100) 상에 기판(100)의 간격을 유지해 주는 스페이서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 스페이서의 소재, 배치, 크기 및 형상 등은 기판(100)의 간격이 유지될 수 있으며, 힘 터치 전극의 빛 투과율 및 힘 센싱 감도를 감소시키지 않는 한 제한 없이 사용될 수 있다.If necessary, a spacer (not shown) may be further provided on the
또한, 본 발명은 상기 힘 터치 센서를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.Further, the present invention provides an image display apparatus including the force touch sensor.
본 발명의 힘 터치 센서는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다.The force touch sensor of the present invention is applicable not only to a general liquid crystal display but also to various image display devices such as an electroluminescence display, a plasma display, and a field emission display.
또한, 본 발명은 상기 힘 터치 센서의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing the force touch sensor.
도 4 및 도 6(a)을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법은 제1 기판(110) 및 제2 기판(120) 상에 도전층(300)을 형성하는 단계; 상기 도전층(300) 상에 고분자 패턴(420)을 형성하는 단계; 노출된 상기 도전층(300)을 이온 밀링법으로 식각하고 상기 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계; 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120)을 도전성 나노 격벽(200)이 형성된 면이 대향하도록 부착하는 단계; 및 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 유전체층(500)을 형성하는 단계;를 포함한다.4 and 6A, a method of manufacturing a force touch sensor according to an embodiment of the present invention includes forming a
제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 "제1" 및 "제2"는 대향하는 서로 다른 기판(100)을 구별하기 위한 것으로서, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)은 모두 기판(100)에 포함된다.The first and second sides of the
도 4에는 하나의 기판(100) 상에 상기 도전성 나노 격벽(200) 패턴을 형성하는 공정이 개략적으로 도시되어 있는데, 이하 이를 참조하여 설명한다.Referring to FIG. 4, a process of forming the conductive
먼저, 도 4 (b)와 같이 기판(100) 상에 도전층(300)을 형성한다.First, a
도전층(300)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 물리적 증착법, 화학적 증착법, 플라즈마 증착법, 플라즈마 중합법, 열 증착법, 열 산화법, 양극 산화법, 클러스터 이온빔 증착법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법 등의 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다.The method of forming the
도전층(300)에 사용되는 도전성 소재로는 예를 들면 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속; 또는 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물류 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the conductive material used for the
고분자 패턴(420)의 형성 전에 도전층(300)을 먼저 형성하는 경우, 고분자 패턴(420) 하에 도전층(300)이 존재한다. 그러한 경우 후술할 공정에 의해 형성되는 도전성 나노 격벽(200) 하에 도전층(300)이 존재하여, 도전성 나노 격벽(200)이 도전층(300)에 의해 기판(100) 상에서 서로 이어지게 된다. 이에, 전기 전도도가 개선될 수 있다.When the
이후에, 도 4 (c), (d)와 같이 상기 도전층(300) 상에 고분자 패턴(420)을 형성한다.4 (c) and 4 (d), a
고분자 패턴(420)은 도전층(300) 상에 고분자 수지층(410)을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.The
고분자 수지층(410)으로는 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the
고분자 수지층(410)의 패터닝 방법은 특별히 한정되지 않고 예를 들면 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법, 나노 임프린팅법 등의 방법을 사용할 수 있다.The method of patterning the
고분자 패턴(420)은, 본 구현예에 따른 제조과정에서 본 고분자 패턴(420)이 형성된 후 본 고분자 패턴(420)의 외주면을 따라 형성될 도전성 나노 격벽(200)이 소정의 개구 패턴을 가질 수 있도록, 상기 소정의 개구 패턴의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.The
예를 들면 개구 패턴으로서, 개구부가 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형 또는 이들이 결합된 도형 형상을 가질 수도 있고, 선형 패턴, 메쉬 패턴, 지그재그, 나선형, 방사선형, 불규칙한 단일 폐곡선 등의 형상을 가질 수도 있다. 도 3에는 육각형의 개구부를 갖는 개구 패턴인 경우가 예시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, as the opening pattern, the opening may have a polygonal shape such as a circle, an ellipse, a triangle, a rectangle, a pentagon, a hexagon, an octagon, or the like and may be a linear pattern, a mesh pattern, a zigzag, a spiral, A single closed curve or the like. 3 shows an example of the opening pattern having a hexagonal opening, but the present invention is not limited thereto.
개구 패턴은 나노 격벽들로 둘러싸이면서 개구부를 갖는 패턴으로서, 개구 패턴은 단독 또는 복수개로 위치할 수 있다.The opening pattern is a pattern having an opening portion surrounded by the nano barrier walls, and the opening pattern may be positioned singly or in plurality.
복수개의 개구 패턴이 위치하는 경우, 각 개구 패턴은 규칙적 또는 불규칙적인 간격으로 위치할 수 있다. 또한, 복수개의 개구 패턴은 서로 연결되거나 이격되어 위치할 수 있으며, 선대칭, 점대칭 또는 불규칙하게 위치할 수 있다.When a plurality of opening patterns are located, each opening pattern may be located at regular or irregular intervals. Further, the plurality of opening patterns may be connected to each other or spaced apart from each other, and may be linearly symmetrical, point symmetrical, or irregularly positioned.
개구 패턴은 개구부가 상기 예시한 도형 형상; 상기 예시한 도형이 결합된 형상; 또는 이들 중 적어도 1개 이상의 도형이 혼재된 형상을 가질 수 있는 것으로서, 개구부는 주기적으로, 또는 비주기적으로 배열될 수 있다.The opening pattern is a shape in which the opening has the above-mentioned figure shape; A shape in which the illustrated figures are combined; Or a shape in which at least one of these graphic forms is mixed, the openings may be arranged periodically or aperiodically.
또한, 고분자 패턴(420)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 후술할 양 기판(100)에 형성된 도전성 나노 격벽(200) 패턴이 서로 마주보지 않고 엇갈리게 형성되도록 형성될 수도 있다.6, the
패터닝은 도전층(300)의 식각이 용이하도록 패터닝 부위의 도전층(300)이 노출되도록 수행될 수 있다.The patterning may be performed such that the
한편, 고분자 수지층(410)의 높이의 설계를 통해 이하 기술되는 나노 두께의 코팅층 및 도전성 나노 격벽(200)의 높이를 조절할 수 있다.Meanwhile, the height of the nano-thick coating layer and the conductive
이후에, 도 4 (e)와 같이 고분자 패턴(420) 사이로 노출된 도전층(300)을 이온 밀링법으로 식각하고, 상기 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성한다.4 (e), the
이온 밀링법은 이온빔을 조사하여 도전층(300)을 물리적으로 식각하는 방법으로, 이온을 전압차로 가속화시켜 도전층(300)에 물리적인 충격을 가한다. 이에 금속 입자들이 뜯겨져 나가서 고분자 패턴(420)의 측면에 부착되어, 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층이 형성될 수 있다.The ion milling method is a method of physically etching the
나노 두께의 코팅층이 나노 격벽(200)에 해당한다.A nano-thick coating layer corresponds to the
이온 형성에 사용되는 기체는 예를 들면 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 기체일 수 있고, 바람직하게는 아르곤일 수 있다.The gas used for ion formation may be, for example, argon, helium, nitrogen, hydrogen, oxygen or a mixture thereof, preferably argon.
이온 밀링법 조건은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10- 5Torr 내지 10-3Torr의 압력 하에서 기체로 플라즈마를 형성한 다음, 플라즈마를 100eV ~ 1500eV로 가속화하여 수행할 수 있다. 에너지가 100eV 미만인 경우 도전층(300)의 식각이 어려울 수 있고, 1500eV 초과이면 고분자 패턴(420)이 손상되어 도전성 나노 격벽(200)의 생성이 어려울 수 있다.Ion milling conditions are not particularly limited, for example, 10-1 form a plasma in the gas under the pressure 5 Torr to 10 -3 Torr can then be accomplished by accelerating the plasma by 100eV ~ 1500eV. If the energy is less than 100 eV, etching of the
나노 격벽(200)의 두께, 높이 등은 전술한 바와 같이 형성될 수 있으므로 이에 대한 기술은 생략한다.The thickness, height, and the like of the
나노 격벽(200)의 두께는 식각 대상층(300)의 소재 및 두께, 에너지(eV) 등을 달리하여 조절할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The thickness of the
필요에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법은 도 4 (f)와 같이 상기 고분자 패턴(420)을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.If necessary, the method of manufacturing a force touch sensor according to an embodiment of the present invention may further include removing the
필요에 따라, 본 발명의 힘 터치 센서의 제조 방법은 도전층(300)을 형성하기 전에, 기판(100) 상에 투명 도전층(미도시)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.If necessary, the method of manufacturing a force touch sensor of the present invention may further include forming a transparent conductive layer (not shown) on the
투명 도전층을 형성하면 전기 전도도를 더욱 개선할 수 있다.When the transparent conductive layer is formed, the electric conductivity can be further improved.
투명 도전층은 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO), 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 등의 금속산화물류; 탄소나노튜브(CNT), 그래핀 (graphene) 등의 탄소계 물질류; 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리아닐린(PANI) 등의 전도성 고분자 물질류로 형성된 것일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The transparent conductive layer may be formed of at least one of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO), flintine oxide (FTO) Indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver-indium zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO), indium zinc oxide Metal oxides such as aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO); Carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNT) and graphene; , Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polyaniline (PANI), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
상기 공정을 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)에 대해서 모두 수행하고 나면, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)을 도전성 나노 격벽(200)이 형성된 면이 대향하도록 부착시킨다.The
부착 방법은 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다. 예를 들면, 접착제, 접착테이프, 실란트 등으로 부착할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The attachment method can be performed by a method known in the art. For example, an adhesive, an adhesive tape, a sealant or the like, but is not limited thereto.
이후에, 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 유전체층(500)을 형성한다.Thereafter, a
유전체는 전술한 대로 힘 터치 센서가 힘의 크기를 감지할 수 있는데 장애가 되지 않으면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄, 겔, 젤, 실리콘 및 PDMS(polydimethylsiloxane) 고분자 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The dielectric can be used without any particular limitation as long as the force touch sensor does not interfere with the sensing of the magnitude of the force, as described above. For example, polyurethane, gel, gel, silicone, and PDMS (polydimethylsiloxane) polymers can be cited. These may be used alone or in combination of two or more.
유전체층(500)은 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 부착 전에 도전성 나노 격벽(200)이 형성된 기판(100) 상에 유전체를 용매에 분산시켜 코팅하거나, 유전체를 분산시킨 고분자 수지를 코팅하는 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
유전체층(500)은 또한, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 부착 이후에, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 사이에 유전체를 분산시킨 용매나 고분자 수지를 주입하여 형성할 수도 있다.The
유전체층(500)은 또한, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)이 서로 이격되지 않도록 접착력을 가진 층일 수 있다.The
필요에 따라, 상기 유전체층(500)를 형성시키기 전에, 상기 도전성 나노 격벽(200) 사이의 기판(100) 상에 기판(100)의 간격을 유지해 주는 스페이서(미도시)를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. A spacer (not shown) may be disposed on the
스페이서의 소재, 배치, 크기 및 형상 등은 기판(100)의 간격이 유지될 수 있으며, 힘 터치 전극의 빛 투과율 및 힘 센싱 감도를 감소시키지 않는 한 제한 없이 사용될 수 있다.The spacing, spacing, size, shape, etc. of the spacers can be maintained without disturbing the
투명 도전층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 도전층(300) 형성 방법으로 예시한 방법들을 사용할 수 있다.The method of forming the transparent conductive layer is not particularly limited, and the methods exemplified by the method of forming the
또한, 본 발명은 또 다른 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing a force-touch sensor according to another embodiment.
도 5 및 도 6(b)을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법은 제1 기판(110) 및 제2 기판(120) 상에 고분자 패턴(420)을 형성하는 단계; 상기 고분자 패턴(420)이 형성된 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 상에 도전층(300)을 형성하는 단계; 상기 도전층(300)을 이온 밀링법으로 식각하고 상기 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계; 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120)을 도전성 나노 격벽(200)이 형성된 면이 대향하도록 부착하는 단계; 및 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 유전체층(500)을 형성하는 단계;를 포함한다. 도 5에는 하나의 기판(100) 상에 도전성 나노 격벽(200)을 형성하는 공정이 개략적으로 도시되어 있는데, 이하 이를 참조하여 설명한다.5A and 6B, a method of manufacturing a force touch sensor according to another embodiment of the present invention includes forming a
먼저, 도 5 (a)와 같이 기판(100) 상에 고분자 패턴(420)을 형성한다.First, a
고분자 패턴(420)은 기판(100) 상에 고분자 수지층(410)을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.The
고분자 수지층(410)으로는 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the
고분자 수지층(410)의 패터닝 방법은 특별히 한정되지 않고 예를 들면 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법, 나노 임프린팅법 등의 방법을 사용할 수 있다.The method of patterning the
고분자 패턴(420)은, 본 구현예에 따른 제조과정에서 본 고분자 패턴(420)이 형성된 후 본 고분자 패턴(420)의 외주면을 따라 형성될 도전성 나노 격벽(200)이 소정의 개구 패턴을 가질 수 있도록, 상기 소정의 개구 패턴의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.The
예를 들면 개구 패턴으로서, 개구부가 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형 또는 이들이 결합된 도형 형상을 가질 수도 있고, 선형 패턴, 메쉬 패턴, 지그재그, 나선형, 방사선형, 불규칙한 단일 폐곡선 등의 형상을 가질 수도 있다. 도 3에는 육각형의 개구부를 갖는 개구 패턴인 경우가 예시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, as the opening pattern, the opening may have a polygonal shape such as a circle, an ellipse, a triangle, a rectangle, a pentagon, a hexagon, an octagon, or the like and may be a linear pattern, a mesh pattern, a zigzag, a spiral, A single closed curve or the like. 3 shows an example of the opening pattern having a hexagonal opening, but the present invention is not limited thereto.
개구 패턴은 나노 격벽들로 둘러싸이면서 개구부를 갖는 패턴으로서, 개구 패턴은 단독 또는 복수개로 위치할 수 있다.The opening pattern is a pattern having an opening portion surrounded by the nano barrier walls, and the opening pattern may be positioned singly or in plurality.
복수개의 개구 패턴이 위치하는 경우, 각 개구 패턴은 규칙적 또는 불규칙적인 간격으로 위치할 수 있다. 또한, 복수개의 개구 패턴은 서로 연결되거나 이격되어 위치할 수 있으며, 선대칭, 점대칭 또는 불규칙하게 위치할 수 있다.When a plurality of opening patterns are located, each opening pattern may be located at regular or irregular intervals. Further, the plurality of opening patterns may be connected to each other or spaced apart from each other, and may be linearly symmetrical, point symmetrical, or irregularly positioned.
개구 패턴은 개구부가 상기 예시한 도형 형상; 상기 예시한 도형이 결합된 형상; 또는 이들 중 적어도 1개 이상의 도형이 혼재된 형상을 가질 수 있는 것으로서, 개구부는 주기적으로, 또는 비주기적으로 배열될 수 있다.The opening pattern is a shape in which the opening has the above-mentioned figure shape; A shape in which the illustrated figures are combined; Or a shape in which at least one of these graphic forms is mixed, the openings may be arranged periodically or aperiodically.
또한, 고분자 패턴(420)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 후술할 양 기판(100)에 형성된 도전성 나노 격벽(200) 패턴이 서로 마주보지 않고 엇갈리게 형성되도록 형성될 수도 있다.6, the
한편, 고분자 수지층(410)의 높이의 설계를 통해 이하 기술되는 나노 두께의 코팅층 및 도전성 나노 격벽(200)의 높이를 조절할 수 있다.Meanwhile, the height of the nano-thick coating layer and the conductive
이후에, 도 5 (b)와 같이 고분자 패턴(420)이 형성된 기판(100) 상에 도전층(300)을 형성한다.5 (b), the
도전층(300)은 전술한 1종 이상의 금속, 1종 이상의 금속산화물 등의 도전성 소재로, 물리적 증착법, 화학적 증착법, 플라즈마 증착법, 플라즈마 중합법, 열 증착법, 열 산화법, 양극 산화법, 클러스터 이온빔 증착법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
이후에, 도 5 (c)와 같이 상기 도전층(300)을 이온 밀링법으로 식각하고, 상기 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성한다.5 (c), the
이온 형성에 사용되는 기체는 예를 들면 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 기체일 수 있고, 바람직하게는 아르곤일 수 있다.The gas used for ion formation may be, for example, argon, helium, nitrogen, hydrogen, oxygen or a mixture thereof, preferably argon.
이온 밀링법 조건은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10- 5Torr 내지 10-3Torr의 압력 하에서 기체로 플라즈마를 형성한 다음, 플라즈마를 100eV ~ 1500eV로 가속화하여 수행할 수 있다. 에너지가 100eV 미만인 경우 도전층(300)의 식각이 어려울 수 있고, 1500eV 초과이면 고분자 패턴(420)이 손상되어 도전성 나노 격벽(200)의 생성이 어려울 수 있다.Ion milling conditions are not particularly limited, for example, 10-1 form a plasma in the gas under the pressure 5 Torr to 10 -3 Torr can then be accomplished by accelerating the plasma by 100eV ~ 1500eV. If the energy is less than 100 eV, etching of the
필요에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 힘 터치 센서의 제조 방법은 도 5 (d)와 같이 고분자 패턴(420)을 제거함으로써, 그 측면에 형성된 도전성 나노 격벽(200)만이 남을 수 있다. 도 5 (d)는 도 3의 A-A’ 단면이다.If necessary, in the method of manufacturing a force touch sensor according to an embodiment of the present invention, only the conductive
도전성 나노 격벽(200)의 두께는 상기 전기 전도도 개선, 투과율 저하 최소화 및 힘 센싱 감도 개선을 달성할 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 두께가 5 내지 200nm일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 100nm, 보다 바람직하게는 5 내지 50nm, 가장 바람직하게는 10 내지 30nm일 수 있다. 두께가 5nm 미만이면 전도성 및 내구성에 문제가 있을 수 있고, 200nm 초과이면 빛 투과율이 저하될 수 있다.The thickness of the conductive
도전성 나노 격벽(200)의 높이는 충분한 전기 전도도 및 힘 센싱 감도 개선을 나타낼 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 500nm 내지 2,000nm일 수 있다. 두께가 500nm 미만이면 힘 센싱 감도 개선 정도가 미미할 수 있고, 2,000nm 초과이면 과다한 갭의 존재로 힘 터치 센서의 내구성 저하, 패턴의 시인성 증가 등의 문제가 발생할 수 있다.The height of the conductive
상기 공정을 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)에 대해서 모두 수행하고 나면, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)을 도전성 나노 격벽(200)이 형성된 면이 대향하도록 부착시킨다.The
부착 방법은 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다. 예를 들면, 접착제, 접착테이프, 실란트 등으로 부착할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The attachment method can be performed by a method known in the art. For example, an adhesive, an adhesive tape, a sealant or the like, but is not limited thereto.
상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(120) 사이에 유전체층(500)을 형성한다.A dielectric layer (500) is formed between the first substrate (110) and the second substrate (120).
유전체는 전술한대로 힘 터치 센서가 힘의 크기를 감지할 수 있는데 장애가 되지 않으면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄, 겔, 젤, 실리콘 및 PDMS(polydimethylsiloxane) 고분자 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The dielectric can be used without any particular limitations as long as the force sensor can detect the magnitude of the force as described above. For example, polyurethane, gel, gel, silicone, and PDMS (polydimethylsiloxane) polymers can be cited. These may be used alone or in combination of two or more.
유전체층(500)은 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 부착 전에 도전성 나노 격벽(200)이 형성된 기판(100) 상에 유전체를 용매에 분산시켜 코팅하거나, 유전체를 분산시킨 고분자 수지를 코팅하는 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
유전체층(500)은 또한, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 부착 이후에, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 사이에 유전체를 분산시킨 용매나 고분자 수지를 주입하여 형성할 수도 있다.The
유전체층(500)은 또한, 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)이 서로 이격되지 않도록 접착력을 가진 층일 수 있다.The
필요에 따라, 본 발명의 힘 터치 센서의 제조 방법은 고분자 패턴(420)을 형성하기 전에, 기판(100) 상에 투명 도전층(미도시)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.If necessary, the method of manufacturing a force touch sensor of the present invention may further include forming a transparent conductive layer (not shown) on the
투명 도전층을 형성하면 전기 전도도를 더욱 개선할 수 있다.When the transparent conductive layer is formed, the electric conductivity can be further improved.
투명 도전층은 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO), 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO) 등의 금속산화물류; 탄소나노튜브(CNT), 그래핀 (graphene) 등의 탄소계 물질류; 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리아닐린(PANI) 등의 전도성 고분자 물질류로 형성된 것일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The transparent conductive layer may be formed of at least one of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO), flintine oxide (FTO) Indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver-indium zinc tin oxide (IZTO-Ag-IZTO), indium zinc oxide Metal oxides such as aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO); Carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNT) and graphene; , Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polyaniline (PANI), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
투명 도전층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 도전층(300) 형성 방법으로 예시한 방법들을 사용할 수 있다.The method of forming the transparent conductive layer is not particularly limited, and the methods exemplified by the method of forming the
필요에 따라, 상기 유전체층(500)를 형성시키기 전에, 상기 도전성 나노 격벽(200) 사이의 기판(100) 상에 기판(100)의 간격을 유지해 주는 스페이서(미도시)를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. A spacer (not shown) may be disposed on the
스페이서의 소재, 배치, 크기 및 형상 등은 기판(100)의 간격이 유지될 수 있으며, 힘 터치 전극의 빛 투과율 및 힘 센싱 감도를 감소시키지 않는 한 제한 없이 사용될 수 있다.The spacing, spacing, size, shape, etc. of the spacers can be maintained without disturbing the
100: 기판
110: 제1 기판
120: 제2 기판
200: 도전성 나노 격벽
300: 도전층
410: 고분자 수지층
420: 고분자 패턴
500: 유전체층100: substrate
110: first substrate
120: second substrate
200: conductive nano barrier
300: conductive layer
410: polymer resin layer
420: Polymer pattern
500: dielectric layer
Claims (22)
상기 한 쌍의 기판 사이에 포함되는 유전체층; 및
상기 한 쌍의 기판의 대향하는 면으로부터 각각 돌출된 도전성 나노 격벽을 포함하는, 힘 터치 센서.
A pair of opposed substrates;
A dielectric layer included between the pair of substrates; And
And a conductive nano barrier wall protruding from an opposing surface of the pair of substrates, respectively.
The force touch sensor of claim 1, wherein the thickness of the conductive nano barrier is 5 to 200 nm.
The force touch sensor of claim 1, wherein the height of the conductive nano barrier is 500 to 2,000 nm.
The force touch sensor of claim 1, wherein the conductive nano barrier wall has a predetermined pattern.
5. The method of claim 4, wherein the pattern comprises a linear pattern; Lattice pattern; Or the opening is an opening pattern having a circular shape, an elliptical shape, a triangular shape, a square shape, a pentagon shape, a hexagonal shape, an octagonal shape, or a shape of a combined shape thereof.
The force touch sensor according to claim 4, wherein the patterns of the pair of substrates are arranged so as to be shifted without facing each other.
The force touch sensor of claim 1, wherein the nano barrier walls are at least partially between the partitions on the substrate.
The force touch sensor of claim 1, further comprising a polymer pattern at least in part between the nano barrier walls.
The force touch sensor of claim 1, further comprising spacers on the substrate between the conductive nano barrier walls.
상기 도전층 상에 고분자 패턴을 형성하는 단계;
노출된 상기 도전층을 이온 밀링법으로 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 도전성 나노 격벽이 형성된 면이 대향하도록 부착하는 단계; 및
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 유전체층을 형성하는 단계;를 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.
Forming a conductive layer on the first substrate and the second substrate;
Forming a polymer pattern on the conductive layer;
Etching the exposed conductive layer by ion milling and forming a nano-thick coating layer on the side of the polymer pattern to form a nano barrier wall;
Attaching the first substrate and the second substrate such that the surfaces on which the conductive nano barrier walls are formed face each other; And
And forming a dielectric layer between the first substrate and the second substrate.
상기 고분자 패턴이 형성된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 상에 도전층을 형성하는 단계;
상기 도전층을 이온 밀링법으로 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 도전성 나노 격벽이 형성된 면이 대향하도록 부착하는 단계; 및
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 유전체층을 형성하는 단계;를 포함하는, 힘 터치 센서의 제조 방법.
Forming a polymer pattern on the first substrate and the second substrate;
Forming a conductive layer on the first substrate and the second substrate on which the polymer pattern is formed;
Etching the conductive layer by an ion milling method and forming a nano-thick coating layer on a side surface of the polymer pattern to form a nano barrier wall;
Attaching the first substrate and the second substrate such that the surfaces on which the conductive nano barrier walls are formed face each other; And
And forming a dielectric layer between the first substrate and the second substrate.
11. The method of claim 10 or 11, wherein the polymer pattern comprises a linear pattern; Lattice pattern; Or an opening pattern having a circular shape, an elliptical shape, a triangular shape, a square shape, a pentagon shape, a hexagonal shape, an octagonal shape, or a shape of a figure in which these shapes are combined.
12. The method of manufacturing a force touch sensor according to claim 10 or 11, wherein the conductive nano barrier walls of both the substrates have a predetermined pattern, and the nano barrier rib patterns of the first substrate and the second substrate are formed to be shifted without facing each other.
The method according to claim 10 or 11, wherein the ion milling method is 10- 5 Torr to 10 - The method of producing a force touch sensor to a plasma under a pressure of 3 Torr is performed by accelerated 100ev to 1500eV.
11. The method of manufacturing a force touch sensor according to claim 10 or 11, wherein the coating layer is formed by attaching conductive particles separated from the conductive layer by the ion milling method to the side surface of the polymer pattern.
12. The method of claim 10 or 11, wherein the thickness of the conductive nano barrier is 5 to 200 nm.
12. The method of claim 10 or 11, wherein the height of the barrier is 50 to 2,000 nm.
11. The method of claim 10 or 11, further comprising removing the polymer pattern.
11. The method of claim 10, further comprising forming a transparent conductive layer on the substrate prior to forming the conductive layer.
12. The method of claim 11, further comprising forming a transparent conductive layer on the substrate prior to forming the polymer pattern.
11. The method of claim 10 or claim 11, further comprising forming spacers on the substrate between the conductive nano barrier walls prior to forming the dielectric layer.
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