KR20170096477A - 터치 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널에 관한 것으로 터치스크린 패널의 커버기재의 외측면과 상기 터치스크린 패널이 장착되는 케이싱의 내측면 사이에 배치되는 힘방향 센서부 및 상기 커버기재의 하부면에 배치되어 상기 커버기재에 가해지는 압력을 감지하는 터치압력 센서부를 포함하여 상기 힘방향 센서부로 상기 커버기재의 평면 상에서 사용자가 가하는 힘의 X, Y축 방향을 감지할 수 있고, 상기 터치압력 센서부로 상기 커버기재 평면 상에서 Z축 방향의 힘의 크기를 감지함으로써 터치 위치, 힘의 크기, 힘의 방향을 조합하여 한번의 터치로 더 다양한 객체를 구분하여 실행시킬 수 있고, 인감의 감각에 가장 근접한 직관적으로 단순하게 실행할 수 있는 UI제작을 가능하게 한다.

Description

터치 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널{Touch Pressure Sensor for Touch Screen Panel and Touch Screen Panel comprising the Touch Pressure Sensor}

본 발명은 터치 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널에 관한 것으로 더 상세하게는 터치압력뿐만 아니라 힘의 방향을 함께 감지할 수 있는 터치 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널에 관한 발명이다.

일반적으로 터치 스크린 패널은 투명 필름에 투명 전극이 구비된 터치센서를 커버 유리(Cover Glass)에 합착하여 제작되고 있다.

상기 터치 스크린 패널은 상기 터치센서를 이용한 정전 용량방식으로 화면 상의 터치를 감지하고 있다.

또한, 터치 스크린 패널은 상기 터치센서로 2차원적인 감지 즉, 화면의 평면 상에서 터치의 감지와 감지된 평면상의 위치만을 감지하고 있다.

이에 사용자의 다양한 요구를 만족시키기 위해 터치압력을 감지하여 터치압력에 따라 설치된 프로그램 또는 어플리케이션의 구분하여 실행하도록 터치 스크린 패널용 터치압력 감지 센서가 제안된 바 있다.

그러나, 종래의 터치 스크린 패널용 터치압력 감지 센서는 터치압력의 차이를 정확하게 감지하기 어렵고, 감지되는 터치압력을 세분화하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 제조과정이 복잡하여 제조 비용을 상승시키는 원인이 되고, 이로써 터치 스크린 패널의 상품성이 저하되는 문제점이 있었던 것이다.

또한, 종래의 터치 스크린 패널용 터치압력 감지 센서는 압력의 크기만을 감지하고 압력의 방향을 감지하지 못해 터치압력을 통한 구분만으로 다단계의 객체(Object)를 수행하는 데 있어 객체 수가 한정되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로 터치압력뿐만 아니라 힘의 방향을 함께 감지할 수 있어 한번의 터치로 더 다양한 객체를 구분하여 실행시킬 수 있고, 객체 사용 시 간편하고 직관적인 UI를 구현할 수 있는 터치 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로 터치압력의 차이를 정확하게 감지하고, 감지되는 터치압력을 세분화하여 감지할 수 있으며, 멀티 터치에서 각 터치 위치에서의 터치압력을 정확하게 감지할 수 있는 터치 압력 감지 센서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 터치압력 감지 센서는, 터치스크린 패널의 커버기재의 외측면과 상기 터치스크린 패널이 장착되는 케이싱의 내측면 사이에 배치되는 힘방향 센서부 및 상기 커버기재의 하부면에 배치되어 상기 커버기재에 가해지는 압력을 감지하는 터치압력 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 힘방향 센서부는 사용자가 상기 커버기재를 터치한 상태에서 밀거나 당기는 힘에 의해 압축되어 상기 커버기재의 평면 상에서 사용자가 가하는 힘의 X, Y축 방향을 감지하며, 상기 터치압력 센서부는 상기 커버기재의 하부면에 배치되어 상기 커버기재 상에서의 사용자의 터치압력에 의해 압축되어 상기 커버기재 평면 상에서 Z축 방향의 힘의 크기를 감지할 수 있다.

본 발명에서 상기 터치압력 센서부는 상기 커버기재에서 화면이 표시되는 투명부분을 둘러싸는 불투명부분의 하부와 상기 케이싱의 내측면에 돌출되는 압력 감지용 지지체 사이에 배치될 수 있다.

본 발명에서 상기 터치압력 센서부는 상기 디스플레이 패널유닛의 하부면에 배치될 수 있다.

본 발명에서 상기 터치압력 센서부는 하나의 전극패턴을 포함한 다수의 셀로 구분되는 전극을 구비하고 상기 전극을 탄성 지지하는 탄성 멤브레인부재를 포함하여, 멀티 압력 감지가 가능할 수 있다.

본 발명에서 상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는, 탄성 멤브레인부재, 상기 탄성 멤브레인부재 상면에 배치되는 제1전극부재, 상기 탄성 멤브레인부재의 하면에 배치되는 제2전극부재를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 탄성 멤브레인부재는 섬유 내에 도전성 분말이 분포된 섬유체일 수 있다.

본 발명에서 상기 섬유체는 나노섬유의 내부에 도전성 분말이 분포된 나노섬유부재일 수 있다.

본 발명에서 상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는, 섬유체의 섬유 사이 공간에 삽입되는 탄성젤부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는, 상기 탄성 멤브레인부재의 상면과 하면을 커버하는 제1기재와 제2기재, 상기 제1기재를 상기 탄성 멤브레인부재에 접착시키는 제1접착부재, 상기 탄성 멤브레인부재와 상기 제2기재의 사이에 구비되어 상기 제2기재를 상기 탄성 멤브레인부재에 접착시키는 제2접착부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 제1접착부재의 두께는 상기 제1전극부재의 두께보다 작고, 상기 제2접착부재의 두께는 상기 제2전극부재의 두께보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 제1기재 또는 상기 제2기재 중 적어도 어느 한 측에는 상기 제1기재와 상기 제2기재의 사이 공기를 배출하는 공기 배출구멍이 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는, 상기 공기 배출구멍을 막는 밀봉부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 제2전극부재는 상기 탄성 멤브레인부재의 하면에 도전성 접착제에 의해 접착되는 도전성 플레이트부재일 수 있다.

본 발명에서 상기 탄성 멤브레인부재의 압축 전 두께가 d₂이고, 압축 후 두께가 d₁일 때 압축 후 두께는 0.2×d₂ ≤ d₁ ≤0.9×d₂을 만족할 수 있다.

본 발명에서 상기 탄성 멤브레인부재의 두께는 10 ~ 20㎛일 수 있다.

본 발명에서 상기 탄성 멤브레인부재의 섬유는 600 ~ 700nm의 선경을 가질 수 있다.

본 발명에서 상기 탄성 멤브레인부재의 두께(d₁)과 상기 탄성 멤브레인부재의 섬유 선경(d₃)은 d₁:d₃ = 1~2 : 0.03~0.007을 만족할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 터치스크린 패널은, 케이싱, 상기 케이싱 내에 설치되며 화면을 출력하는 디스플레이 패널유닛, 상기 디스플레이 패널유닛의 화면을 커버하는 커버기재, 상기 디스플레이 패널유닛과 상기 커버기재의 사이에 배치되며 사용자가 상기 커버기재를 터치하는 것을 감지하는 터치 센서부, 커버기재의 외측면과 터치스크린 패널이 장착되는 케이싱의 내측면 사이에 배치되는 힘방향 센서부; 및 상기 커버기재의 하부면에 배치되어 상기 커버기재에 가해지는 압력을 감지하는 터치압력 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 터치압력 센서부는 상기 커버기재에서 화면이 표시되는 투명부분을 둘러싸는 불투명부분의 하부를 지지하도록 배치되고, 상기 케이싱의 내측면에는 상기 터치압력 센서부의 하부면을 지지하도록 돌출되는 압력 감지용 지지체가 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 터치압력 센서부는 상기 디스플레이 패널유닛의 하부면에 배치되고, 상기 케이싱은 상기 터치압력 센서부의 하부면을 지지하는 하부 플레이트부재를 구비할 수 있다.

본 발명에서 상기 터치압력 센서부는 하나의 전극패턴을 포함한 다수의 셀로 구분되는 전극을 구비하고 상기 전극을 탄성 지지하는 탄성 멤브레인부재를 포함하여, 멀티 압력 감지가 가능할 수 있다.

본 발명은 터치압력뿐만 아니라 힘의 방향을 함께 감지할 수 있어 터치 위치, 힘의 크기, 힘의 방향을 조합하여 한번의 터치로 더 다양한 객체를 구분하여 실행시킬 수 있고, 인감의 감각에 가장 근접한 직관적으로 단순하게 실행할 수 있는 UI제작을 가능하게 하는 효과가 있다.

본 발명은 터치압력의 차이를 더 세분화하여 정확하게 감지할 수 있어 프로그램 또는 어플리케이션의 작동을 더 다양하게 구분하며 사용자의 만족도를 크게 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 인감의 감각에 가장 근접한 직관적으로 단순하게 실행할 수 있는 UI를 제작 가능하게 하는 효과가 있다.

본 발명은 두께를 최대한 얇게 형성할 수 있으며, 두께를 얇게 형성하면서도 충분한 탄성 복원력을 확보하여 작동 신뢰성을 향상시키며, 반복된 터치압력에도 신속하고 정확하게 터치압력을 감지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 터치압력의 차이를 정확하게 감지할 수 있고 멀티 터치된 위치에서의 각 터치압력 감지가 가능한, 즉, 멀티 압력 감지가 가능하여 터치압력에 따른 프로그램 또는 어플리케이션의 작동을 병확하게 구분하여 실행할 수 있을 뿐 아니라 멀티 압력 감지에 따른 더 다양한 UI를 구현할 수 있어 터치압력에 따른 작동 신뢰성 및 사용 편의성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 제조원가를 절감하고, 생산성을 향상시켜 경제성을 확보함으로써 터치 스크린 패널의 상품성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 일 실시 예를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 일 실시 예를 도시한 평면 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 다른 실시 예를 도시한 개략도
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 힘방향 센서부 또는 터치압력 센서부의 서로 다른 실시예를 도시한 개략도.
도 7은 본 발명의 제1전극부재의 형상을 도시한 제1기재의 저면도.
도 8은 본 발명의 제2전극부재의 형상을 도시한 제2기재의 평면도.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 힘방향 센서부 또는 터치압력 센서부의 서로 다른 실시예를 도시한 개략도.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 일 실시 예를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 일 실시 예를 도시한 평면 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 터치스크린 패널의 다른 실시 예를 도시한 개략도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치압력 감지 센서는, 터치스크린 패널의 커버기재(300)의 외측면과 터치스크린 패널이 장착되는 케이싱(100)의 내측면 사이에 배치되는 힘방향 센서부(500) 및 상기 커버기재(300)의 하부면에 배치되어 상기 커버기재(300)에 가해지는 압력을 감지하는 터치압력 센서부(600)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치스크린 패널은, 케이싱(100), 상기 케이싱(100) 내에 설치되며 화면을 출력하는 디스플레이 패널유닛(200), 상기 디스플레이 패널유닛(200)의 화면을 커버하는 커버기재(300), 상기 디스플레이 패널유닛(200)과 상기 커버기재(300)의 사이에 배치되며 사용자가 상기 커버기재(300)를 터치하는 것을 감지하는 터치 센서부(400), 커버기재(300)의 외측면과 터치스크린 패널이 장착되는 케이싱(100)의 내측면 사이에 배치되는 힘방향 센서부(500) 및 상기 커버기재(300)의 하부면에 배치되어 상기 커버기재(300)에 가해지는 압력을 감지하는 터치압력 센서부(600)를 포함한다.

상기 커버기재(300)는 강화유리일 수도 있고, 필름기재의 표면에 경도를 증대시키는 강화코팅층을 형성한 강화코팅 필름일 수도 있다. 상기 필름기재는 투명 PI필름일 수 있고, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PC(Polycarbonate)필름, PSS(Poly styrene sulfonate) 필름 중 하나일 수도 있고, 이외에도 합성수지 재질의 필름으로 강화코팅이 가능한 어떠한 것으로도 변형실시될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 강화코팅층은, 실리콘(Si) 또는 세라믹(Ceramic)을 포함한 레진으로 코팅 형성되거나, 진공증착을 통한 코팅층일 수도 있는 것을 일 예로 하며, 이외에도 상기 필름기재(11)의 일면의 경도를 증대시켜 스크래치와 크랙에 대한 내구성을 증대시키는 어떠한 코팅층으로도 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.

본 발명에서 상기 커버기재(300)는 강화유리인 것을 일 예로 하며, 이는 상기 케이싱(100)과의 사이에 배치되는 상기 힘방향 센서부(500)에 사용자의 힘을 전달할 수 있는 강성을 가지기 위함이다.

또한, 상기 케이싱(100)은 상기 커버기재(300)에 의해 커버되는 전면과 상기 전면에 대향되는 후면부, 상기 후면부의 둘레로 돌출되는 측면부(103)를 포함한다.

상기 힘방향 센서부(500)는 상기 커버기재(300)의 외측면과 상기 측면부(103)의 내측면 사이에 배치되어 사용자가 상기 커버기재(300)를 터치한 상태에서 밀거나 당기는 힘으로 압축되어 사용자가 미는 방향 또는 당기는 방향 즉, 상기 커버기재(300)의 평면 상에서 사용자가 가하는 힘의 방향을 감지한다.

상기 커버기재(300)의 외측면과 상기 측면부(103)의 내측면 사이에서 상기 힘방향 센서부(500)가 배치된 이외의 공간에는 탄성 지지체(300a)가 구비될 수 있다.

상기 힘방향 센서부(500)는 상기 커버기재(300)의 외측 둘레로 이격되게 배치되는 것을 일 예로 하며 상기 커버기재(300)의 외측면과 상기 측면부(103)의 내측면 사이에서 사용자가 상기 커버기재(300)를 터치한 상태에서 밀거나 당기는 힘에 의해 압축될 때 압축되는 위치로 상기 커버기재(300)의 평면 상에서 사용자가 가하는 힘의 방향 즉, X, Y축 기준의 방향을 감지할 수 있게 한다.

상기 디스플레이 패널유닛(200)은 공지의 LCD패널인 것을 일 예로 하며, 이외에도 공지의 LED패널 등 화면을 출력하는 다양한 디스플레이 패널로 변형 실시 가능함을 밝혀둔다.

또한, 상기 터치 센서부(400)는 상기 커버기재(300)의 하부면, 상기 디스플레이 패널유닛(200)의 상부면 또는 상기 디스플레이 패널유닛(200)의 내부에 설치되어 사용자의 터치 및 터치되는 위치 즉, 상기 커버기재(300) 평면 상에서 X, Y축 위치를 인식한다.

상기 터치 센서부(400)는 투명 ITO전극 등의 투명 전극으로 형성되어 상기 커버기재(300) 상에서의 사용자의 터치를 감지하는 것을 일 예로 하며, 이외에도 공지의 어떠한 터치 감지센서로 변형실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 터치압력 센서부(600)는 상기 커버기재(300)의 하부면에 배치되어 상기 커버기재(300) 상에서의 사용자의 터치압력을 즉, 상기 커버기재(300) 평면 상에서 Z축 방향의 힘의 크기를 감지한다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 커버기재(300)의 베젤부분(301)에 배치되고, 상기 케이싱(100)의 내측면 즉, 상기 측면부(103)의 내측면에는 상기 터치압력 센서부(600)의 하부를 지지하는 압력감지용 지지체(101)가 돌출될 수 있다.

즉, 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 커버기재(300)에서 화면이 표시되는 투명부분을 둘러싸는 불투명부분인 베젤부분(301)의 하부와 상기 압력감지용 지지체(101) 사이에 배치되어 상기 커버기재(300) 상에서의 가해지는 사용자의 터치압력 즉, Z축 방향의 힘을 감지할 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 디스플레이 패널유닛(200)의 하부면에 배치되어 상기 커버기재(300) 상에서의 가해지는 사용자의 터치압력을 상기 디스플레이 패널유닛(200)을 통해 전달받아 사용자의 터치압력을 감지하여 Z축 방향의 힘을 감지할 수 있다.

상기 케이싱(100)에는 상기 터치압력 센서부(600)의 하부면을 지지하는 하부 플레이트부재(102)가 구비될 수 있다.

상기 하부 플레이트부재(102)는 상기 터치압력 센서부(600)의 하부면을 지지하여 상기 커버기재(300) 상에서 터치 압력이 가해질 때 터치 압력을 지지하여 상기 터치압력 센서부(600)의 변형을 방지하여 터치 압력을 정확하게 감지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 측면부(103)의 내측면에는 기재지지부(103a)가 돌출될 수 있고, 상기 기재 지지부와 상기 커버기재 사이에는 커버 탄성지지체(103b)가 구비될 수 있다.

도 4 내지 도 6, 도 9 및 도 10을 참고하면 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 탄성 멤브레인부재(30), 상기 탄성 멤브레인부재(30) 상면에 배치되는 제1전극부재(70), 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 하면에 배치되는 제2전극부재(80)를 포함한다.

아래에서 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)의 상부 측과 하부 측은 각각에서 사용자의 힘이 가해지는 방향을 기준으로 힘이 가해지는 측을 상부 측, 사용자의 힘을 지지하여 받치는 부분을 하부 측으로 정의하는 것으로 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)의 상부 측과 하부 측이 서로 동일한 방향은 아님을 밝혀둔다.

더 상세하게 상기 힘방향 센서부(500)의 상부와 하부는 상기 커버기재(300)의 외측둘레에 지지되는 측이 상부, 상기 케이싱(100)의 내측면에 지지되는 측이 하부이며, 상기 터치압력 센서부(600)의 상부와 하부는 상기 커버기재(300)의 상면 측이 상부 측, 그 반대 방향이 하부 측임을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 터치 압력 감지 센서 또는 터치 스크린 패널은 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600) 즉, 상기 전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)와 전기적으로 연결되어 사용자에 의해 가해지는 터치압력을 감지하는 압력 감지부(700)를 더 포함한다.

상기 탄성 멤브레인부재(30)는 섬유체이고, 더 상세하게는 나노섬유(31)로 형성된 나노섬유부재인 것을 일 예로 하며, 상기 나노섬유(31)의 내부에는 도전성 분말(31a)이 분포되어 있다.

상기 나노섬유부재는 내화학성이 있는 고분자 재료와 도전성분말을 혼합하고 도전성분말이 혼합된 고분자 재료를 전기방사 공법을 이용하여 나노 섬유 형태로 방사하여 형성한 것을 일 예로 한다.

더 상세하게 상기 나노섬유부재는 폴리머수지와 도전성분말, 용매를 포함한 폴리머 방사액을 사용하여 전기 방사하여 제조되는 것을 일 예로 한다.

상기 폴리머수지는 PVDF(Polyvinylidene Fluoride), PS(polystyrene), PMMA(Poly(methylmethacrylate)), PAN 중 어느 하나인 것을 일 예로 한다.

상기 도전성분말은 구형의 은분말인 것을 일 예로 하며, 이외에도 구리분말, 알루미늄분말, 금분말일 수 있고, 두개 이상의 도전성분말이 혼합된 것일 수도 있다.

상기 도전성 분말(31a)은 상기 폴리머 방사액 내에 포함되어 전기 방사 공정에 의한 상기 나노섬유(31) 내에 삽입되어 고르게 분포되는 것이다.

상기 탄성 멤브레인부재(30)는 상기 제1전극부재(70)가 상면에 배치된 상태에서 압축되어 압축되기 전 두께보다 작은 두께를 가지도록 형성되어 탄성 복원력이 최초 상태 즉, 압축되기 전 제조된 상태에서 압축되어 두께가 감소되어 탄성 복원력이 증대되는 것이다.

상기 탄성 멤브레인부재(30)의 압축 전 두께가 d₂이고, 압축 후 두께가 d₁일 때 압축 후 두께는 0.2×d₂ ≤ d₁ ≤0.9×d₂을 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 두께는 10 ~ 20㎛인 것을 일 예로 하고, 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 섬유는 600 ~ 700nm의 선경을 가지는 것을 일 예로 한다.

상기 탄성 멤브레인부재(30)의 두께(d₁)과 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 섬유 선경(d₃)은 d₁:d₃ = 1~2 : 0.03~0.007을 만족하는 것이 바람직하다.

상기 제1전극부재(70)는 복수의 전극패턴을 포함하는 것을 일 예로 하며 상기 전극패턴은 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 압축 시 가압되어 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 내부로 삽입되어 위치된다.

또한, 상기 탄성 멤브레인부재(30)는 섬유체의 섬유 사이 공간에 삽입되는 탄성젤부재(90)를 더 포함할 수 있다. 상기 탄성젤부재(90)는 실리콘젤인 것을 일 예로 한다.

상기 압력 감지부(700)는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이의 정전용량 변화로 터치 압력을 감지하는 것을 일 예로 한다.

본 발명은 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이에서 상기 나노섬유부재의 탄성적인 변화로 일정한 수준의 정전용량(Capacitance) 변화 값을 가지게 되며, 상기 압력 감지부(700)는 외부에서 가한 압력에 따른 전기적인 변화치 즉, 상기 정전용량(Capacitance) 변화 값을 이용하여 다단계의 구간을 정하여 다단계의 객체(Object)를 수행할 수 있도록 한다.

또한, 상기 압력 감지부(700)는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 통해 흐르는 전류의 저항값을 측정하고, 저항값의 변화로 터치 압력을 감지하는 것을 일 예로 한다.

상기 제1기재(10)가 사용자의 터치에 의해 눌리게 되면 압력에 의해 상기 제1기재(10)가 휘어지면서 상기 제1전극부재(70)와 상기 나노섬유부재에 분포된 상기 도전성 분말(31a)과 접촉되어 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 통해 흐르는 전류의 저항값이 작아지게 된다.

이는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)의 사이의 간격이 작아짐은 물론 상기 제1전극부재(70)가 상기 나노섬유부재에 분포된 상기 도전성 분말(31a)과의 접촉면적의 증대로 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 통해 흐르는 전류의 저항값이 작아지면서 전류가 더 원활하게 흐르게 된다.

그리고, 상기 제1기재(10)가 눌려지는 압력이 커지면 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)의 사이의 간격이 더 작아짐은 물론 상기 제1전극부재(70)가 상기 나노섬유부재에 분포된 상기 도전성 분말(31a)과의 접촉면적이 더 증대되어 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 통해 흐르는 전류의 저항값이 더 작아지면서 전류가 더욱 더 원활하게 흐르게 된다.

즉, 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 제1기재(10)가 사용자의 터치에 의해 가압되는 경우 터치압력에 따라 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)의 사이 간격의 변화 및 상기 제1전극부재(70)와 상기 도전성 분말(31a)과의 접촉 면적 변화에 의한 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 흐르는 전류의 저항값 차이로 터치압력을 감지할 수 있게 한다.

상기 힘방향 센서부(500)는 사용자의 상기 커버기재(300) 상의 터치 발생 시 상기 커버기재(300)의 평면상에서 X축 또는 Y축 방향으로 발생되는 힘에 의해 상기 탄성 멤브레인부재(30)가 압축되어 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이에 정전용량 변화 또는 전류의 저항값 차이를 발생시키고 이를 상기 압력 감지부(700)가 전달받는 것이며, 상기 터치압력 센서부(600)는 사용자의 상기 커버기재(300) 상의 터치 발생 시 상기 커버기재(300)의 평면상에서 Z축 방향으로 발생되는 힘에 의해 압축되어 탄성 멤브레인부재(30)가 압축되어 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이에 정전용량 변화 또는 전류의 저항값 차이를 발생시키고 이를 상기 압력 감지부(700)가 전달받는 것에 있어 작동원리가 동일할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 힘방향 센서부(500)는 상기 터치압력 센서부(600)와 마찬가지로 사용자가 상기 커버기재(300)를 밀거나 당기는 힘에 의해 압축되면서 작동되는 압력 센서인 것에서 동일할 수 있음을 다시 한번 확인한다.

상기 압력 감지부(700)는 상기 터치압력 센서부(600)에서 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 정전용량(Capacitance) 차이를 구간별로 구분하거나, 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 통해 흐르는 전류의 저항값차이를 구간별로 구분하여 상기 커버기재(300) 상의 평면 상 Z축 방향의 압력에 대해 다단계의 구간을 정하고 다단계의 객체(Object)를 수행할 수 있도록 한다.

또한, 상기 압력 감지부(700)는 상기 커버기재(300)의 외측 둘레로 배치되는 상기 힘방향 센서부(500)에서 사용자의 터치에 의해 압축되는 부분에서의 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 정전용량(Capacitance) 변화 또는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 통해 흐르는 전류의 저항값 변화를 전달받아 상기 커버기재(300) 상의 평면 상 X축 또는 Y축에 대한 힘의 방향을 구분하고, 상기 힘의 방향을 각각 구분하여 상기 커버기재(300) 상의 평면상에서 Z축 방향의 압력에 대해 다단계의 구간과 함께 구분하여 더 많은 다단계의 객체(Object)를 구분하여 수행할 수 있도록 한다.

상기 나노 섬유부재는 탄성을 가지고 있으며 터치 압력을 받아 압축되어 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)의 거리가 변하게 되면 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이 정전용량(Capacitance) 또는 전류의 저항값이 변하게 되고, 상기 압력 감지부(700)는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이의 정전용량 변화로 구분되거나, 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 흐르는 전류의 저항값 차이로 구분되는 상기 터치압력의 다단계의 구간인 복수의 압력세기모드를 포함하고, 상기 압력세기모드에 해당되는 터치압력이 가해질 때 해당 터치압력에 대한 다단계의 객체(Object)를 수행할 수 있도록 한다.

또한, 상기 압력 감지부(700)는 상기 나노 섬유부재가 일정한도 이상 수축할 경우 상기 제1전극부재(70), 상기 나노섬유부재 내 도전성분말, 상기 제2전극부재(80)로 이루어지는 전도성 통로가 생겨 Off => On 동작 즉, 쇼트모드에 대한 객체(Object)를 수행할 수 있도록 한다.

상기 쇼트모드는 상기 제1전극부재(70), 상기 나노섬유부재 내 도전성분말, 상기 제2전극부재(80)로 이루어지는 전도성 통로가 생기는 것으로 다른 정전용량 또는 전류의 저항값에 따라 구분되는 복수의 압력세기모드 대비 가장 확실한 하나의 모드를 가진다.

따라서, 터치압력에 의해 구분되는 다단계 객체 수행에 대한 단계수가 정해진 경우 다른 복수의 압력세기모드를 더 넓은 범위로 구분할 수 있게 되는 것이다.

일 예로 쇼트모드가 없이 다단계 객체 수행이 4개로 구분되는 경우 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이의 정전용량 변화범위 또는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 흐르는 전류의 저항값 차이범위를 4개의 범위로 구분하여 각 객체 수행을 하게 되므로 사용자가 더 미세하게 즉, 아주 세밀하게 압력을 구분해야지만 정확한 객체수행이 가능한 것이다.

반면에 본 발명은 터치압력에 의해 구분되는 다단계 객체 수행이 4개로 구분되는 경우 확실하게 구분되는 쇼트모드가 1개의 객체 수행을 수행하고, 나머지 3개의 객체 수행에 대해 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이의 정전용량 변화범위 또는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)를 흐르는 전류의 저항값 차이범위를 3개의 범위로 구분하여 각 객체 수행을 하게 되므로 사용자가 어느 정도의 압력범위를 여유있게 구분해도 정확한 객체수행이 가능하게 되는 것이다.

또한 본 발명은 상기 나노섬유부재의 나노섬유에 분포된 상기 도전성 분말(31a)에 의해 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이의 정전용량 범위 또는 전류의 저항값 범위가 넓고 터치압력에 따라 정전용량값 또는 전류의 저항값의 변화가 확실하므로 사용자의 터치압력에 대해 미세하고 정확한 판단을 가능하게 한다.

도 4를 참고하여 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)의 일 실시 예를 더 상세하게 설명하면 하기와 같다.

상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 각각 복수의 전극패턴을 포함하며 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 상면과 하면에 각각 직접 형성될 수 있다.

도 5를 참고하여 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)의 다른 실시 예를 더 상세하게 설명하면 하기와 같다.

상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 상면과 하면을 커버하는 제1기재(10)와 제2기재(20), 상기 제1기재(10)를 상기 탄성 멤브레인부재(30)에 접착시키는 제1접착부재(40), 상기 탄성 멤브레인부재(30)와 상기 제2기재(20)의 사이에 구비되어 상기 제2기재(20)를 상기 탄성 멤브레인부재(30)에 접착시키는 제2접착부재(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 상면과 하면에 형성될 수도 있고, 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)에 각각 형성되어 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 상면과 하면에 각각 배치될 수도 있음을 밝혀둔다.

상기 제1기재(10)와 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 사이에는 제1접착부재(40)가 구비되며, 상기 제1접착부재(40)는 상기 제1기재(10)를 상기 탄성 멤브레인부재(30)에 접착시킨다.

상기 탄성 멤브레인부재(30)와 상기 제2기재(20)의 사이에는 제2접착부재(50)가 구비되며, 상기 제2접착부재(50)는 상기 제2기재(20)를 상기 탄성 멤브레인부재(30)에 접착시킨다.

상기 제1접착부재(40)는 상기 제1전극부재(70) 사이에 배치되고, 상기 제2접착부재(50)는 상기 제2전극부재(80) 사이에 배치되며, 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 양면에 각각 밀착된다.

상기 제1접착부재(40)와 상기 제2접착부재(50)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 양면에 각각 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)를 접착시킬 뿐 아니라 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)를 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)의 사이에서 탄성 지지하여 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 탄성 복원력을 보강한다.

상기 제1기재(10) 또는 상기 제2기재(20) 중 적어도 어느 한 측에는 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)의 사이 공기를 배출하는 공기 배출구멍(10a, 20a)이 형성된다.

상기 공기 배출구멍(10a, 20a)은 상기 제2기재(20), 상기 제2접착부재(50), 상기 탄성 멤브레인부재(30), 상기 제1접착부재(40), 상기 제1기재(10)를 차례로 적층한 후 가압하여 압축할 때 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20) 사이의 공기를 배출시켜 제거함으로써 압축탄성력과 복원력을 극대화한다.

상기 공기 배출구멍(10a, 20a)은 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20) 중 어느 한 측에 복수로 이격되게 구비될 수도 있고, 상기 제1기재(10) 및 상기 제2기재(20)에 각각 복수로 이격되게 구비됨으로써 상기 제2기재(20), 상기 제2접착부재(50), 상기 탄성 멤브레인부재(30), 상기 제1접착부재(40), 상기 제1기재(10)를 차례로 적층한 후 가압하여 압축할 때 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20) 사이의 공기를 더 원활하게 배출시키는 것이 바람직하다.

상기 제2기재(20), 상기 제2접착부재(50), 상기 탄성 멤브레인부재(30), 상기 제1접착부재(40), 상기 제1기재(10)는 차례로 적층된 후 상기 제1기재(10)의 상면 또는 상기 제2기재(20)의 상면 중 적어도 어느 한 측에 가압롤(미도시)이 접촉하여 구르면서 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)의 사이를 가압하여 압축되는 것을 일 예로 한다.

상기 공기 배출구멍(10a, 20a)은 상기 제1기재(10)에 형성되는 제1공기배출공(10a) 및 상기 제2기재(20)에 형성되는 제2공기배출공(20a)을 포함할 수 있고, 상기 제1공기배출공(10a)은 상기 가압롤이 굴러 이동하는 방향에서 상기 제1전극부재(70)의 전극패턴 끝단 측에 형성되거나, 상기 제2공기배출공(20a)은 상기 가압롤이 굴러 이동하는 방향에서 상기 제2전극부재(80)의 전극패턴 끝단 측에 형성되는 것을 일 예로 한다.

상기 공기 배출구멍(10a, 20a)은 상기 가압롤의 이동속도 및 가압압력에 따라 크기가 조절될 수 있고, 0.03mm ~ 5mm의 직경을 가지는 것을 일 예로 한다.

상기 제1공기배출공(10a)은 상기 가압롤이 굴러 이동하는 방향에서 상기 제1전극부재(70)의 전극패턴 끝단 측에서 적어도 일부분이 상기 제1전극부재(70)의 전극패턴과 겹쳐지도록 형성되고, 상기 제2공기배출공(20a)은 상기 가압롤이 굴러 이동하는 방향에서 상기 제2전극부재(80)의 전극패턴 끝단 측에서 적어도 일부분이 상기 제1전극의 전극패턴과 겹쳐지도록 형성되는 것을 일 예로 한다.

상기 제1접착부재(40)로 구분되는 상기 제1전극부재(70)의 각 셀의 전극패턴에서 상기 가압롤이 가장 늦게 도착되는 부분에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 제2접착부재(50)로 구분되는 상기 제2전극부재(80)의 각 셀의 전극패턴에서 상기 가압롤이 가장 늦게 도착되는 부분에 형성되는 것이 바람직한 것이다.

이는 상기 가압롤이 이동하면서 공기가 순차적으로 배출될 수 있도록 하기 위함이고, 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 탄성 구조에서 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)가 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 압축을 방해하지 않는 위치인 것이다.

상기 제1기재(10)에 형성되는 상기 제1공기배출공(10a)은 상기 가압롤이 굴러 이동하는 방향에서 상기 제1전극부재(70)의 전극패턴(11)과 상기 제1접착부재(40)의 사이에 배치되고, 상기 제2기재(20)에 형성되는 상기 제2공기배출공(20a)은 상기 가압롤이 굴러 이동하는 방향에서 상기 제2전극부재(80)의 전극패턴과 상기 제2접착부재(50)의 사이에 형성될 수도 있다.

이는 상기 가압롤이 이동하면서 공기가 순차적으로 배출될 수 있도록 하기 위함이고, 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 탄성 구조에서 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)가 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 압축을 방해하지 않는 위치인 것이다.

또한, 상기 공기 배출구멍(10a, 20a)은 상기 제2기재(20), 상기 제2접착부재(50), 상기 탄성 멤브레인부재(30), 상기 제1접착부재(40), 상기 제1기재(10)가 차례로 적층되어 압축되는 압축단계 후 밀봉되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

도시하지는 않았지만 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 공기 배출구멍(10a, 20a)을 막는 밀봉부재(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 상기 밀봉부재는 상기 압축단계에서 상기 제1접착부재(40)와 상기 제2접착부재(50) 중 일부가 상기 제1공기배출공(10a) 또는 상기 제2공기배출공(20a) 내로 채워져 형성되는 것을 일 예로 하며, 이외에도 상기 압축단계(S300) 후 상기 공기 배출구멍(10a, 20a)을 막을 수 있는 어떠한 구조로도 변형실시할 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 제1접착부재(40)와 상기 제2접착부재(50)는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)의 사이에만 배치되어 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)가 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 양면에 각각 밀착됨으로써 두께를 최대한 얇게 하며, 상기 탄성 멤브레인부재(30)와의 사이에 공기층이 없고, 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 탄성력을 직접 전달받게 되므로 터치 압력이 가해진 후 터치 압력이 해제되면 1초 이내로 빠르게 원위치로 복귀되어 반복되는 터치 압력을 신속하고 정확하게 감지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 제1접착부재(40)의 두께(t₂)는 상기 제1전극부재(70)의 두께(t₁)보다 작고, 상기 제2접착부재(50)의 두께(t₂)는 상기 제2전극부재(80)의 두께(t₁)보다 작게 형성되어 상기 탄성 멤브레인부재(30)가 압축되면서 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)에 각각 원활하게 접착될 수 있도록 한다.

도 6을 참고하면 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80) 사이에서 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 외측 둘레를 감싸도록 배치되어 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)를 접착시키는 기재 접착부재(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 기재 접착부재(60)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 둘레에서 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)를 직접 서로 접착시키는 것이다.

상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)가 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 둘레에서 직접 접착되므로 터치 영역 내에서의 탄성 지지력이 보강됨은 물론 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)의 사이 간격을 지지하여 터치 압력에 의한 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 변형을 방지하고, 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 내구성을 증대시키고, 터치 압력이 가해질 때 상기 제2기재(20)의 변형을 방지하여 터치 압력에 의한 상기 제2기재(20)의 변형에 의해 압력 감지가 부정확해지는 것을 방지할 수 있다.

상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 하부 측에 적층되어 상기 멤브레인부재(30)를 지지하는 하부 플레이트부재(102)를 더 포함할 수 있다.

상기 하부 플레이트부재(102)는 상기 탄성 멤브레인부재(20)의 하부면 또는 상기 제2기재(20)의 하부면에 구비되어 상기 상기 멤브레인부재(30)를 지지한다.

상기 하부 플레이트부재(102)는 상기한 바와 같이 상기 케이싱(100)에 일체화되어 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)의 변형을 방지할 수도 있으며, 상기 탄성 멤브레인부재(20)의 하부면 또는 상기 제2기재(20)의 하부면에 구비되어 상기 상기 멤브레인부재(30)를 지지할 수도 있다.

상기 하부 플레이트부재(102)는 상기 제1기재(10)의 상부에서 터치 압력이 가해질 때 상기 제2기재(20)가 휘어지는 것을 방지하고, 터치 압력을 지지하여 상기 제2기재(20)의 변형을 방지하여 터치 압력을 정확하게 감지할 수 있도록 한다.

상기 하부 플레이트부재(102)는 상기 제2기재(20)의 하부면에 접착제로 접착되는 것을 일 예로 한다.

한편, 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 터치 스크린 패널에서 LCD 등과 같은 디스플레이 패널유닛(200)의 전면에 배치되어 터치를 감지하는 터치센서와 별개로 후면에 배치되어 터치 압력을 감지하는 것을 일 예로 한다. 이 경우 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)는 투명 또는 불투명 기재이고, 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 투명 또는 불투명 전극으로 형성되며, 상기 탄성 멤브레인부재(30)는 투명 또는 불투명 재질로 형성될 수 있다. 즉, 이 경우 투명과 불투명과 관계 없이 제조될 수 있다.

상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 터치 스크린 패널에서 터치 시 터치압력을 감지할 수도 있다.

이 경우 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)에서 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)는 투명기재이고, 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 투명전극으로 형성되며, 상기 탄성 멤브레인부재(30)는 투명재질로 상기 터치 스크린 패널의 시인성을 확보할 수 있는 것을 일 예로 한다.

상기 제1접착부재(40)와 상기 제2접착부재(50)는 도전성을 가질 수 있다.

또한, 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 상기 터치 스크린 패널의 커버기재(300) 즉, 강화유리 또는 강화코팅필름의 베젤부분에서 각 모서리부분에 장착되어 터치 스크린 패널의 화면에서의 터치압력을 감지할 수 있고 이 경우 상기 제1기재(10)와 상기 제2기재(20)는 불투명 기재도 가능하고, 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 불투명 전극도 가능한 것임을 밝혀둔다.

상기 제1기재(10)는 투명 PI필름일 수 있고, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PC(Polycarbonate)필름, PSS(Poly styrene sulfonate) 필름 중 하나일 수도 있고, 이외의 엔지니어링 플라스틱 등 투명재질의 필름을 사용하는 것을 일 예로 한다.

또한, 상기 제1기재(10)는, 터치스크린 패널의 최상층에 배치되는 강화유리 또는 강화코팅 필름일 수도 있다. 상기 강화코팅 필름은 필름기재의 표면에 경도를 증대시키는 강화코팅층을 형성한 것을 일 예로 한다. 상기 필름기재는 투명 PI필름일 수 있고, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PC(Polycarbonate)필름, PSS(Poly styrene sulfonate) 필름 중 하나일 수도 있고, 이외에도 합성수지 재질의 필름으로 강화코팅이 가능한 어떠한 것으로도 변형실시될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 제2기재(20)는 투명 PI필름일 수 있고, PEN(Polyethylene Naphthalate) 필름, PET(Polyethylene Terephthalate) 필름, PC(Polycarbonate)필름, PSS(Poly styrene sulfonate) 필름 중 하나일 수도 있고, 이외의 엔지니어링 플라스틱 등 투명재질의 필름을 사용할 수 있다..

상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 전기적으로 연결되어 전류가 흐르는 전극으로 상기 제1기재(10)의 전면과 상기 제2기재(20)의 전면에서 각각 사용자가 터치하는 터치영역에 고르게 전류가 흐를 수 있는 형상으로 형성된다.

또한, 상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 터치 스크린 패널의 디스플레이 패널유닛(200) 상에 안착되는 경우 시인성 확보를 위해 상기 제1기재(10)의 전면과 상기 제2기재(20)의 전면에 각각 고르게 전류가 흐를 수 있고 시인성을 확보할 수 있는 패턴 형상을 가지도록 설계되는 것이 바람직하다.

상기 제1전극부재(70)와 상기 제2전극부재(80)는 터치센서의 X축센서와 Y축센서 중 적어도 어느 하나일 수도 있다.

즉, 상기 제1전극부재(70)는 횡방향으로 이격된 복수의 X축 전극을 포함한 X축 센싱회로부일 수 있고, 상기 제2전극부재(80)는 종방향으로 이격된 복수의 Y축 전극을 포함한 Y축 센싱회로부일 수 있다.

또한, 상기 X축 전극 및 상기 Y축 전극은 마름모 형상의 메탈 메쉬형상으로 형성되고, 상기 X축 센싱회로부는 마름모 형상의 메탈 메쉬형상으로 형성된 복수의 상기 X축 전극이 전기적으로 연결된 형태를 가지며, 상기 Y축 센싱회로부는 마름모 형상의 메탈 메쉬형상으로 형성된 복수의 상기 Y축 전극이 전기적으로 연결된 형태를 가질 수도 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 제1전극부재(70)의 형상을 도시한 제1기재(10)의 저면도, 도 8은 본 발명의 제2전극부재(80)의 형상을 도시한 제2기재(20)의 평면도로써, 도 7 및 도 8을 참고하면, 상기 제1전극부재(70)의 전극패턴과 상기 제2전극부재(80)의 전극패턴은 다각프레임 형태를 가지고, 복수의 열과 행을 가지도록 이격되게 배치된다.

상기 제1접착부재(40)와 상기 제2접착부재(50)는 상기 전극패턴의 사이에 배치되어 상기 제1전극부재(70)를 하나의 전극패턴을 포함한 다수의 셀로 구분하고, 상기 제2전극부재(80)를 하나의 전극패턴을 포함한 다수의 셀로 구분하여 각각의 셀에서 압력 변화를 감지할 수 있도록 한다.

즉, 상기 힘방향 센서부(500) 또는 상기 터치압력 센서부(600)는 멀티 터치된 부분에 해당된 각 셀에서 상기 제1전극부재(70)의 전극패턴과 상기 제2전극부재(80)의 전극패턴 사이의 정전용량 변화값 또는 저항 변화값을 통해 터치 압력을 감지할 수 있어 멀티 압력 감지가 가능한 것이다.

한편, 도 9 및 도 10을 참고하면 상기 제2전극부재(80)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 하면에 접착층(81a)으로 접착되는 도전성 플레이트부재(81)일 수 있다.

상기 탄성 멤브레인부재(30)와 상기 도전성 플레이트부재(81)를 접착시키는 상기 접착층(81a)은 도전성을 가질 수 있다.

도 9를 참고하면 상기 제2전극부재(80)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 하면에 접착되는 도전성 플레이트부재(81)이고, 상기 제1전극부재(70)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 상면에 직접 형성될 수도 있다.

도 10을 참고하면 상기 제2전극부재(80)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 하면에 접착층(81a)에 의해 접착되는 도전성 플레이트부재(81)이고, 상기 제1전극부재(70)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 상면을 커버하는 제1기재(10)의 하면에 배치될 수 있다. 이때 상기 제1전극부재(70)는 상기 탄성 멤브레인부재(30)의 상면에 형성될 수도 있고 상기 제1기재(10)의 하면에 형성되는 구조일 수 있다.

본 발명은 터치압력뿐만 아니라 힘의 방향을 함께 감지할 수 있어 터치 위치, 힘의 크기, 힘의 방향을 조합하여 한번의 터치로 더 다양한 객체를 구분하여 실행시킬 수 있고, 인감의 감각에 가장 근접한 직관적으로 단순하게 실행할 수 있는 UI제작을 가능하게 한다.

본 발명은 터치압력의 차이를 더 세분화하여 정확하게 감지할 수 있어 프로그램 또는 어플리케이션의 작동을 더 다양하게 구분하며 사용자의 만족도를 크게 향상시킨다.

본 발명은 인감의 감각에 가장 근접한 직관적으로 단순하게 실행할 수 있는 UI를 제작 가능하게 한다.

본 발명은 두께를 최대한 얇게 형성할 수 있으며, 두께를 얇게 형성하면서도 충분한 탄성 복원력을 확보하여 작동 신뢰성을 향상시키며, 반복된 터치압력에도 신속하고 정확하게 터치압력을 감지할 수 있도록 한다.

본 발명은 터치압력의 차이를 정확하게 감지할 수 있고 멀티 터치된 위치에서의 각 터치압력 감지가 가능한, 즉, 멀티 압력 감지가 가능하여 터치압력에 따른 프로그램 또는 어플리케이션의 작동을 병확하게 구분하여 실행할 수 있을 뿐 아니라 멀티 압력 감지에 따른 더 다양한 UI를 구현할 수 있어 터치압력에 따른 작동 신뢰성 및 사용 편의성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 제조원가를 절감하고, 생산성을 향상시켜 경제성을 확보함으로써 터치 스크린 패널의 상품성을 향상시키는 효과가 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 : 제1기재 10a : 제1공기배출공
20 : 제2기재 20a : 제2공기배출공
30 : 탄성 멤브레인부재 31 : 나노섬유
31a : 도전성 분말 40 : 제1접착부재
50 : 제2접착부재 60 : 기재 접착부재
70 : 제1전극부재 80 : 제2전극부재
81 : 도전성 플레이트 90 : 탄성젤부재
100 : 케이싱 101 : 압력감지용 지지체
101 : 하부 플레이트부재 200 : 디스플레이 패널유닛
300 : 커버기재 400 : 터치 센서부
500 : 힘방향 센서부 600 : 터치압력 센서부
700 : 압력 감지부

Claims (22)

1. 터치스크린 패널의 커버기재의 외측면과 상기 터치스크린 패널이 장착되는 케이싱의 내측면 사이에 배치되는 힘방향 센서부 및
   상기 커버기재의 하부면에 배치되어 상기 커버기재에 가해지는 압력을 감지하는 터치압력 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
2. 제1항에 있어서,
   상기 힘방향 센서부는 사용자가 상기 커버기재를 터치한 상태에서 밀거나 당기는 힘에 의해 압축되어 상기 커버기재의 평면 상에서 사용자가 가하는 힘의 X, Y축 방향을 감지하며,
   상기 터치압력 센서부는 상기 커버기재의 하부면에 배치되어 상기 커버기재 상에서의 사용자의 터치압력에 의해 압축되어 상기 커버기재 평면 상에서 Z축 방향의 힘의 크기를 감지하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
3. 제1항에 있어서,
   상기 터치압력 센서부는 상기 커버기재에서 화면이 표시되는 투명부분을 둘러싸는 불투명부분의 하부와 상기 케이싱의 내측면에 돌출되는 압력 감지용 지지체 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
4. 제1항에 있어서,
   상기 터치압력 센서부는 상기 디스플레이 패널유닛의 하부면에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
5. 제4항에 있어서,
   상기 터치압력 센서부는 하나의 전극패턴을 포함한 다수의 셀로 구분되는 전극을 구비하고 상기 전극을 탄성 지지하는 탄성 멤브레인부재를 포함하여, 멀티 압력 감지가 가능한 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
6. 제1항에 있어서,
   상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는,
   탄성 멤브레인부재,
   상기 탄성 멤브레인부재 상면에 배치되는 제1전극부재,
   상기 탄성 멤브레인부재의 하면에 배치되는 제2전극부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
7. 제6항에 있어서,
   상기 탄성 멤브레인부재는 섬유 내에 도전성 분말이 분포된 섬유체인 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
8. 제7항에 있어서,
   상기 섬유체는 나노섬유의 내부에 도전성 분말이 분포된 나노섬유부재인 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
9. 제7항에 있어서,
   상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는,
   섬유체의 섬유 사이 공간에 삽입되는 탄성젤부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
10. 제6항에 있어서,
    상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는,
    상기 탄성 멤브레인부재의 상면과 하면을 커버하는 제1기재와 제2기재;
    상기 제1기재를 상기 탄성 멤브레인부재에 접착시키는 제1접착부재;
    상기 탄성 멤브레인부재와 상기 제2기재의 사이에 구비되어 상기 제2기재를 상기 탄성 멤브레인부재에 접착시키는 제2접착부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1접착부재의 두께는 상기 제1전극부재의 두께보다 작고, 상기 제2접착부재의 두께는 상기 제2전극부재의 두께보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제1기재 또는 상기 제2기재 중 적어도 어느 한 측에는 상기 제1기재와 상기 제2기재의 사이 공기를 배출하는 공기 배출구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
13. 제12항에 있어서,
    상기 힘방향 센서부 또는 상기 터치압력 센서부는, 상기 공기 배출구멍을 막는 밀봉부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
14. 제6항에 있어서,
    상기 제2전극부재는 상기 탄성 멤브레인부재의 하면에 도전성 접착제에 의해 접착되는 도전성 플레이트부재인 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
15. 제6항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인부재의 압축 전 두께가 d₂이고, 압축 후 두께가 d₁일 때 압축 후 두께는 0.2×d₂ ≤ d₁ ≤0.9×d₂을 만족하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
16. 제15항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인부재의 두께는 10 ~ 20㎛인 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
17. 제15항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인부재의 섬유는 600 ~ 700nm의 선경을 가지는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
18. 제15항에 있어서,
    상기 탄성 멤브레인부재의 두께(d₁)과 상기 탄성 멤브레인부재의 섬유 선경(d₃)은 d₁:d₃ = 1~2 : 0.03~0.007을 만족하는 것을 특징으로 하는 터치압력 감지 센서.
19. 케이싱;
    상기 케이싱 내에 설치되며 화면을 출력하는 디스플레이 패널유닛;
    상기 디스플레이 패널유닛의 화면을 커버하는 커버기재;
    상기 디스플레이 패널유닛과 상기 커버기재의 사이에 배치되며 사용자가 상기 커버기재를 터치하는 것을 감지하는 터치 센서부;
    커버기재의 외측면과 터치스크린 패널이 장착되는 케이싱의 내측면 사이에 배치되는 힘방향 센서부; 및
    상기 커버기재의 하부면에 배치되어 상기 커버기재에 가해지는 압력을 감지하는 터치압력 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
20. 제19항에 있어서,
    상기 터치압력 센서부는 상기 커버기재에서 화면이 표시되는 투명부분을 둘러싸는 불투명부분의 하부를 지지하도록 배치되고,
    상기 케이싱의 내측면에는 상기 터치압력 센서부의 하부면을 지지하도록 돌출되는 압력 감지용 지지체가 구비되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.
21. 제19항에 있어서,
    상기 터치압력 센서부는 상기 디스플레이 패널유닛의 하부면에 배치되고,
    상기 케이싱은 상기 터치압력 센서부의 하부면을 지지하는 하부 플레이트부재를 구비하는 것을 특징으로 터치스크린 패널.
22. 제21항에 있어서,
    상기 터치압력 센서부는 하나의 전극패턴을 포함한 다수의 셀로 구분되는 전극을 구비하고 상기 전극을 탄성 지지하는 탄성 멤브레인부재를 포함하여, 멀티 압력 감지가 가능한 것을 특징으로 하는 터치스크린 패널.

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