KR20170112433A

KR20170112433A - 터치 센서

Info

Publication number: KR20170112433A
Application number: KR1020160039470A
Authority: KR
Inventors: 채승진; 최병진
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-12
Also published as: KR102337696B1

Abstract

기판 및 상기 기판의 상부에 형성되며, 제 1 전극패턴과 제 2 전극패턴으로 구성된 하나 이상의 전극셀을 포함하고, 상기 제 1 전극패턴은 제 1 연결선과 상기 제 1 연결선과 연결된 하나 이상의 제 1 전극선을 포함하고, 상기 제 2 전극패턴은 제 2 연결선과 상기 제 2 연결선과 연결되는 하나 이상의 제 2 전극선을 포함하며, 상기 제 1 전극선 및 제 2 전극선 중 적어도 하나는 제 1 방향을 따라 배치되고, 상기 제 1 전극선 및 상기 제 2 전극선은 제 2 방향으로 동일한 이격 거리를 가지며 교대로 반복되어 배치되는 터치 센서가 개시된다.

Description

터치 센서{touch sensor}

본 발명은 정전용량 방식의 터치 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 레이어(1 layer)로 구성되어 터치 또는 압력에 의하여 발생한 정전용량의 변화로 터치 위치나 압력의 세기를 인식하는 터치 센서 또는 압력 터치 센서에 관한 것이다.

터치 인식의 기능을 하는 터치 센서의 신호 검출 방식은 정전 용량 방식, 저항막 방식, 전자 유도 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등이 있다. 정전 용량 방식은 시장에서 가장 많이 사용되는 기술 중 하나로, 손가락 등의 터치에 의해 발생하는 전극의 정전 용량 변화를 감지하여 접촉 위치를 감지하게 된다.

스마트폰, IPTV 등의 보급이 일반화되면서 점차 터치 입력에 대한 다양한 수요가 발생하고 있다. 특히, 압력 터치 또는 포스 터치는 손가락 등의 압력을 감지하고 세기를 구분하여 인식할 수 있는 기술로서 근래에 각광받고 있다. 정전 용량 방식의 터치 센서는 압력에 의해 전극 사이의 거리가 변화하여 발생하는 정전 용량의 변화량을 측정하여 터치의 위치와 압력의 세기를 인식할 수 있다.

터치를 감지하기 위한 전극은 일반적으로 패턴을 형성하여 사용되며, 두 가지의 패턴을 이용하여 X좌표 및 Y좌표의 위치를 각각 인식하게 된다. 이 때 두 패턴이 동일 레이어(layer)에 형성되는 경우, 터치 또는 압력에 의하여 발생한 정전용량의 변화가 즉시 복원되지 않는 현상이 발생되어 터치 센서의 동작 속도와 정확성이 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하려는 것으로서, 센싱 후에 정전용량, 즉 커패시턴스(capacitance) 값이 즉시 복원되어 동작의 속도와 정확성이 향상된 터치 센서를 제공하고자 함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센서는 기판; 및 상기 기판의 상부에 형성되며, 제 1 전극패턴과 제 2 전극패턴으로 구성된 하나 이상의 전극셀을 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극패턴은 제 1 연결선과 상기 제 1 연결선에 연결된 하나 이상의 제 1 전극선을 포함하고, 상기 제 2 전극패턴은 제 2 연결선과 상기 제 2 연결선에 연결된 하나 이상의 제 2 전극선을 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극선 및 제 2 전극선 중 적어도 하나는 제 1 방향을 따라 배치되고, 상기 제 1 전극선 및 상기 제 2 전극선은 제 2 방향으로 동일한 이격 거리를 가지며 교대로 반복되어 배치될 수 있다.

상기 제 1 연결선과 제 2 연결선은 상기 제 2 방향을 따라 배치되고, 상기 제 1 연결선과 제 2 연결선 사이에 상기 제 1 전극선과 제 2 전극선이 배치될 수 있다.

상기 이격 거리는 50um 이상이고 500um 이하일 수 있다.

상기 제 1 전극선 또는 제 2 전극선의 폭은 20um 이상이고 500um 이하일 수 있다.

상기 기판과 상기 전극셀 사이에 형성되며, 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 형성된 탄성기재를 포함할 수 있다.

상기 기판과 상기 전극셀 사이에 형성되며, 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 형성된 탄성기재를 포함하며, 상기 탄성기재의 탄성계수는 0.5MPa 이상이고 3MPa 미만일 수 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 터치 센서는 기판, 상기 기판의 상부에 형성되며, 제 1 전극패턴과 제 2 전극패턴으로 구성된 하나 이상의 전극셀 및 상기 기판과 상기 전극셀 사이에 형성되며, 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 형성된 탄성기재를 포함할 수 있다.

상기 이격 거리는 50um 이상이고 500um 이하일 수 있다.

상기 탄성기재의 탄성계수는 0.5MPa 이상이고 3MPa 미만일 수 있다.

일 실시 예에 따른 터치 센서는 전극 배선의 형성에 있어 라인(line)과 스페이스(space)의 값을 적정 범위로 한정함으로써 터치 센서의 동작의 속도와 정확성이 향상되는 효과를 가진다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 전극셀의 모습을 나타낸 것이다..
도 2 는 일 실시 예에 따른 터치 센서의 모습을 측면에서 나타낸 것이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 압력 터치 센서의 모습을 측면에서 나타낸 것이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 터치 센서를 위에서 내려다본 모습을 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 6은 일 실시 예에 따른 실험의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 전극셀의 변형 예이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 일 실시 예에 따른 전극셀의 모습을 나타낸 것이다. 이하 도 1을 참조하여 전극셀의 구조에 대해 설명한다.

전극셀(100)은 제 1 전극패턴(110)과 제 2 전극패턴(120)으로 구성될 수 있다. 제 1 전극패턴(110)과 제 2 전극패턴(120)은 동일 전극에 연결될 수 있고, 각각 다른 전극에 연결될 수도 있다. 제 1 전극패턴(110)은 제 1 연결선(110a)과 하나 이상의 제 1 전극선(110b)으로 구성될 수 있다. 제 1 전극패턴(110)은 복수의 제 1 전극선(110b) 이루어질 수 있으며, 모든 제 1 전극선(110b)은 제 1 연결선(110a)과 연결될 수 있다. 제 2 전극패턴(120)은 제 2 연결선(120a)과 하나 이상의 제 2 전극선(120b)으로 구성될 수 있다. 제 2 전극패턴(120) 역시 마찬가지로, 복수의 제 2 전극선(120b)으로 이루어질 수 있으며, 모든 제 2 전극선(120b)은 제 2 연결선(120a)과 연결될 수 있다.

제 1 전극패턴(110)과 제 2 전극패턴(120)은 다음과 같이 배치될 수 있다. 우선 전극선의 배치를 살펴보면, 제 1 방향을 따라 제 1 전극선(110b)과 제 2 전극선(120b)이 배치될 수 있다. 이러한 경우 제 1 전극선(110b) 또는 제 2 전극선(120b)은 평행을 이룰 수 있다. 그러나 반드시 평행해야 하는 것은 아니고 제1 방향을 보다 광범위하게 범위 각을 잡아 그 각도 내에 있는 전극선은 제 1 방향으로 포함시킬 수 있다. 도 1에서는 평면에서 X축을 제 1 방향으로 볼 수 있다. 제 2 방향으로 제 1 전극선(110b)과 제 2 전극선(120b)이 동일한 이격 거리를 가지며 교대로 반복되어 배치될 수 있다. 제 1 방향과 제 2 방향을 직교하게 할 수 있다. 이러한 경우 전극셀(100)을 직사각형 또는 정사각형 형태로 만들어, 터치 센서 제작 시 전극셀(100)의 배치가 편리할 수 있다. 도 1에서는 평면에서 Y축을 제 2 방향으로 볼 수 있다. 제 2 방향 역시 제 1 방향과 마찬가지로 보다 광범위하게 범위 각을 잡아 그 각도 내를 모두 제 2 방향으로 포함되도록 할 수 있다.

다음으로, 연결선의 배치와 연결선과 전극선이 연결되는 것을 살펴보면 다음과 같을 수 있다. 제 1 연결선(110a)과 제 2 연결선(120a)은 제 2 방향을 따라 배치되고, 제 1 연결선(110a)과 제 2 연결선(120a) 사이에 제 1 전극선(110b)과 제 2 전극선(120b)이 배치될 수 있다. 제 1 전극선(110b)의 한 쪽 끝은 제 1 연결선(110a)에 연결되고 반대 쪽 끝은 제 2 연결선(120a)에 인접하지만 서로 접하지 않도록 배열할 수 있다. 이 때, 접하지 않고 벌어진 사이의 거리(d3)를 제 1 전극선(110b)과 제 2 전극선(120b) 사이의 이격 거리(d2)와 동일한 간격으로 할 수 있고 동일하지 않은 간격으로 할 수 있다. 예컨대, 상기 d2가 50um인 경우 d3를 30um로 할 수 있다. 제 2 전극선(120b)도 제 1 전극선(110b)과 마찬가지로, 한 쪽 끝은 제 2 연결선(120a)에 연결되고 반대 쪽 끝은 제 1 연결선(110a)에 인접하지만 서로 접하지 않도록 배열할 수 있다. 역시 이 때에 접하지 않고 벌어진 사이의 거리도 d3와 동일한 원리가 적용될 수 있다.

제 1 전극선(110b)과 인접한 제 2 전극선(120b) 사이의 이격 거리(d2)를 스페이스(space)라고 일컫는다. 제 1 전극선(110b) 또는 제 2 전극선(120b)의 폭(d1)은 라인(line)이라 일컫는다.

스페이스(d2)는 50um 이상이고 500um 이하로 할 수 있다. 스페이스(d2)의 값이 좁을수록 초기 커패시턴스 값은 높아지게 되고, 센싱 후에 다시 초기 커패시턴스 값으로 복원될 때까지의 시간이 오래 걸려, 터치 센서에 오동작이 발생할 수 있다. 따라서 스페이스(d2)가 50um 미만인 경우 터치 센서에 오동작이 발생할 수 있다.

초기 커패시턴스 값이 작을수록 커패시턴스 값의 변화율 자체도 매우 작아져서 인식 불량이 발생할 가능성이 커질 수 있다. 스페이스(d2)가 500um 초과가 되면 되면, 초기 커패시턴스 값이 0.3pF 미만이 되어 인식 불량이 발생할 가능성이 커질 수 있다. 따라서, 스페이스(d2) 값이 50um 이상이고 500um 이하일 때에, 터치 센서의 인식불량이 발생하지 않는 한도에서 커패시턴스의 복원력이 우수하게 유지될 수 있다.

라인(d1)은 20um 이상이고 500um 이하로 할 수 있다. 라인(d1) 값이 500um 초과가 될 경우 시인성(visibility)에 불량이 발생할 수 있다. 시인성만을 고려한다면, 라인(d1) 값이 작아질수록 시인성 문제가 발생하지 않는다. 그러나 라인(d1) 값이 20um 미만이 되면, 커패시턴스의 복원력이 저하될 수 있다. 따라서 라인(d1) 값이 20um 이상이고 500um 이하까지 시인성에 문제가 발생하지 않는 한도에서 커패시턴스의 복원력이 우수하게 유지될 수 있다.

보다 상세한 스페이스(d2)와 라인(d1) 값에 따른 커패시턴스 값의 변화율은 아래에서 도 5 및 도 6의 그래프에 대한 설명과 함께 실험 결과를 통하여 살펴본다.

도 2는 일 실시 예에 따른 터치 센서의 모습을 측면에서 나타낸 것이다. 기판(300)의 상부에 하나 이상의 전극셀(100)이 형성되게 된다. 도 2는 4열 또는 4행으로만 전극셀(100)이 배치된 것을 나타내었지만, 실제 터치 센서는 스크린의 크기에 따라 전극셀(100)의 개수는 달라질 수 있다. 예컨대, 터치 센서에 들어가는 전극셀(100)의 개수는 수백 개 이상이 될 수 있다.

도 3은 일 실시 예에 따른 압력 인식이 가능한 압력 터치 센서의 모습을 나타낸 것이다. 기판(300)과 전극셀(100) 사이에 탄성기재(200)를 포함할 수 있다. 탄성기재(200)는 폴리디메틸실록산(Polydimethyl siloxane, PDMS)으로 형성할 수 있다. 폴리디메틸실록산(PDMS)은 실리콘 고분자 중 하나로, 터치 센서에 PDMS로 형성된 탄성 기재(200)를 포함하게 될 경우 압력 터치 센서를 구성할 수 있다. 압력 터치 센서란 압력에 의해 전극 사이의 거리가 변화하여 발생하는 정전 용량의 변화량을 측정하여 터치의 위치와 압력의 세기를 인식할 수 있는 것을 말하며, 압력 센서 또는 포스 터치 센서라 부르기도 한다. 탄성 기재(200)를 포함한 터치 센서는 압력 터치 센서로 제작할 수도 있고, 일반 터치 센서도 탄성 기재(200)를 포함하여 제작할 수도 있다. 압력 터치 센서로 제작하는 경우에도, 압력 센서에 대한 본 발명의 원리가 그대로 적용될 수 있다.

손가락 등의 압력을 터치 센서에 가하였을 때, 탄성기재(200)에 의하여 전극 사이의 거리에 변화가 생기고 이에 따라 정전용량이 줄어들 수 있다. 탄성기재(200)의 탄성계수는 0.5MPa이상이고 3MPa 미만일 수 있다. 탄성계수가 0.5MPa 미만인 경우 탄성기재(200)의 굳기가 단단해져서 변위 발생량이 적게 될 수 있다. 또한 복원이 잘 되지 않는다는 문제점이 생길 수 있다. 반면에 탄성계수가 3MPa 이상인 경우 탄성기재(200)의 굳기가 물러져서 스페이스(d2)의 간격이 좁아져 인접한 두 전극선이 붙게 되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상부에 덮는 커버의 종류에 따라 탄성 계수가 달라질 수 있다. 예컨대, 필름(film)인 경우 유리(glass)인 경우보다 좀더 딱딱해야 하므로 탄성계수가 작아야 할 수 있다.

도 4는 일 실시 예에 따른 터치 센서의 모습을 나타낸 것이다. 도 4는 터치 센서를 기판(300)의 상부에서 아래로 내려다본 모습이다. 도 4의 터치 센서는 전극셀(100)이 9개가 배치되어 있으나, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 실제 터치 센서는 스크린의 크기에 따라 전극셀의 개수는 달라질 수 있다. 예컨대, 터치 센서에 들어가는 전극셀의 개수는 수백 개 이상이 될 수 있다. 제작하고자 하는 스크린이나 패널 모양에 따라 전극셀(100)의 배치가 달라질 수 있다.

도 5 내지 도 6은 일 실시 예에 따른 실험의 결과를 나타낸 그래프이다.

우선, 실험을 위하여 압력 터치 센서 샘플을 제작하여 진행하였다. 샘플은 다음과 같은 과정으로 제작하였다. 도 1과 도 3 그리고 도 4를 참조하여 제작 과정을 살펴본다. 실험용 기판(300) 또는 기구물에 탄성계수가 1.72MPa 인 PDMS로 형성된 탄성기재(200)를 형성하고, 스퍼터링(sputtering)으로 금속을 증착시킨다. 실험하고자 하는 각 라인(d1)과 스페이스(d2) 값에 따라 포토(photo)공정을 거쳐서 완성시킨다. 그리고 터치, 또는 압력에 따른 커패시턴스 값 (Cm)을 측정한다.

표 1과 표 2는 실험 결과를 표로 나타낸 것이다. 실험은 도 4와 같이 전극셀(100) 9개를 3행 3열로 배치시켜 만들어 실험하였다. 표 1은 반경 4

의 도전봉으로 터치하였을 때의 커패시턴스 값의 변화량을 측정한 것이고, 표 2는 상기 터치 후에 200g의 추를 놓아 압력을 주었을 때의 커패시턴스 값의 변화량을 측정한 것이다. 표 1과 표 2의 즉시 변화율은 초기 커패시턴스 값과 터치나 압력 직후에 이를 인식하여 변화 후 커패시턴스 값의 변화된 비율을 의미하는 것이다. 즉시 변화율은 지나치게 낮을 경우 인식 불량 문제가 나타날 수 있다. 표 2의 복원 변화율은 초기 커패시턴스 값과 터치나 압력을 주고 30초 후에 커패시턴스 값의 변화된 비율을 의미하는 것이다. 복원 변화율이 20% 미만일 경우, 복원력이 허용되는 범주에 들어간다고 판단할 수 있다. 20% 미만 내에서 복원되지 않는 커패시턴스 값에 대해서는 내부적인 회로설계와 제어 시스템으로 즉시 복원과 같은 상태로 인식할 수 있도록 조절 또는 조정이 가능한 정도라 할 수 있기 때문이다. 복원 변화율이 클 경우 터치 센서의 오작동 가능성이 커질 수 있다. 예를 들어, 손가락을 터치하였다가 떼어낸 후에도 터치가 계속 되어 있다고 인식하는 오작동을 일으킬 수 있다. 표 2에서의 복원 변화율은 30초가 되기 전에 복원 변화율이 20% 미만이 될 경우, 30초까지 기다리지 않고 변화율을 측정한 것이다. 복원 변화율이 20% 이상인 경우는, 30초까지 기다렸음에도 복원 변화율이 20%를 초과한 경우의 복원 변화율의 수치를 나타낸 것이다. 도 5와 도 6은 표 1과 표 2의 실험 결과를 이용하여 그래프로 나타낸 것이다. 먼저 도 5은 라인(d1)과 스페이스(d2) 값이 동일한 경우로 30um, 50um, 60um, 100um, 150um, 200um 에서 커패시턴스의 값을 나타낸 것이다. 도 6은 라인(d1) 값은 30um로 고정된 상태에서 스페이스(d2) 값이 30um, 50um, 60 um, 100um, 200um, 300um, 400um, 500um일 때의 커패시턴스의 값을 나타낸 것이다. 도 5과 도 6의 결과로부터 커패시턴스의 복원율은 라인(d1) 값 보다 스페이스(d2) 값에 의해 영향을 많이 받는 것을 확인할 수 있다. 표 2를 살펴보면, 스페이스(d2) 값이 30um 일 경우는 라인(d1) 값과 관계 없이 모두 복원 변화율이 20% 이상으로 복원력이 허용되는 범주 안에 들어가지 않는다. 스페이스(d2) 값이 50um 일 때부터 복원 변화율 20% 미만으로 복원력이 허용되는 범주 안에 들어간다고 볼 수 있다. 즉, 스페이스(d2)는 50um 이상일 때에 커패시턴스 값의 즉시 복원이 가능하다고 볼 수 있다.

스페이스(d2) 값이 50um 이상일 때의 실험 결과는 모두 복원력의 허용 범주에 들어가지만, 앞서 설명한대로 스페이스(d2)가 500um 초과가 될 경우 초기 커패시턴스 값이 작아져 터치나 압력에 대한 커패시턴스의 변화율이 적어지게 되고 결과적으로 인식 불량 문제가 발생할 수 있다. 실험 결과를 보면 스페이스(d2)가 600um인 경우 초기 커패시턴스 값이 0.21 pF으로 0.3 pF이하가 되어 인식 불량 가능성이 있을 수 있다. 따라서 스페이스(d2) 값의 적정 범위는 50um 이상, 500um 이하가 된다고 볼 수 있다.

라인(d1)값은 20um 이상인 경우에 스페이스(d2)의 값이 30um 인 경우를 제외하면, 모두 복원 변화율이 20% 미만으로 복원력의 허용 범주에 들어간다고 볼 수 있다. 즉, 라인(d1)은 20um 이상일 때에 커패시턴스 값의 즉시 복원이 가능하다고 볼 수 있다. 반면, 라인(d1) 값이 500um 초과가 될 경우에는 앞서 설명한대로 시인성이 불량해지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 라인(d1) 값의 적정 범위는 20um 이상, 500um 이하가 된다고 볼 수 있다.

라인(um)	스페이스(um)	초기 Cm(pF)	반경 4 터치 Cm(pF)	즉시 변화율(%)
20	30	8.43	4.83	42.7
30	30	7.92	4.51	43.1
100	30	6.14	2.91	52.6
200	30	4.37	3.04	30.4
300	30	3.24	2.12	34.6
20	50	6.55	4.76	27.3
30	50	6.13	4.28	30.2
50	50	5.21	3.21	38.4
20	60	5.03	3.16	37.2
30	60	4.51	3.78	16.2
60	60	4.05	3.36	17.0
100	60	1.71	1.43	16.4
200	60	2.98	2.63	11.7
300	60	2.23	1.87	16.1
20	100	2.51	1.89	24.7
30	100	2.14	1.68	21.5
100	100	1.93	1.23	36.3
200	100	2.03	1.46	28.1
300	100	1.33	0.84	36.8
150	150	1.53	0.71	53.6
20	200	1.39	0.92	33.8
30	200	1.22	0.69	43.4
100	200	1.16	0.53	54.3
200	200	0.96	0.48	50.0
300	200	0.77	0.4	48.1
20	300	0.81	0.56	30.9
30	300	0.61	0.38	37.7
30	400	0.49	0.36	26.5
30	500	0.38	0.34	10.5
30	600	0.21	0.19	9.5

라인(um)	스페이스(um)	초기 Cm(pF)	반경4 터치 +200g Cm(pF)	즉시변화율(%)	30초 후 Cm (pF)	복원 변화율(%)
20	30	8.43	4.02	52.3	6.17	26.8
30	30	7.92	3.94	50.3	5.57	29.7
100	30	6.14	2.04	66.8	4.78	22.1
200	30	4.37	2.57	41.2	3.25	25.6
300	30	3.24	1.40	56.8	2.04	37.0
20	50	6.55	3.63	44.6	5.76	12.1
30	50	6.13	3.56	41.9	5.18	15.5
50	50	5.21	2.85	45.3	4.35	16.5
20	60	5.03	2.81	44.1	4.38	12.9
30	60	4.51	3.23	28.4	3.79	16.0
60	60	4.05	2.79	31.1	3.42	15.6
100	60	1.71	1.31	23.4	1.71	0
200	60	2.98	2.18	26.8	2.98	0
300	60	2.23	1.17	47.5	2.23	0
20	100	2.51	1.36	45.8	2.51	0
30	100	2.14	1.47	31.3	2.14	0
100	100	1.93	0.87	54.9	1.93	0
200	100	2.03	1.28	36.9	2.03	0
300	100	1.33	0.59	55.6	1.33	0
150	150	1.53	0.56	63.4	1.53	0
20	200	1.39	0.68	51.1	1.39	0
30	200	1.22	0.51	58.2	1.22	0
100	200	1.16	0.41	64.7	1.16	0
200	200	0.96	0.43	55.2	0.96	0
300	200	0.77	0.26	66.2	0.77	0
20	300	0.81	0.47	42.0	0.81	0
30	300	0.61	0.31	49.2	0.61	0
30	400	0.49	0.32	34.7	0.49	0
30	500	0.38	0.32	15.8	0.38	0
30	600	0.21	0.19	9.5	0.21	0

상기 실험들은 금속 전극을 이용한 결과 값으로, 투명 전극으로 실험을 할 경우에도 결과의 경향성은 금속 전극을 이용한 것과 다르지 않다고 볼 수 있다.

도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 전극셀의 변형 예이다. 전극셀을 이루는 제 1 전극패턴과 제 2 전극패턴의 패턴의 형태가 변형될 수 있다. 패턴 형태가 변형되어도 라인 값과 스페이스 값이 커패시턴스 값의 복원력에 주는 영향은 동일하게 볼 수 있다. 따라서, 변형된 패턴의 전극셀인 경우에도 본 발명의 동일한 원리가 적용될 수 있다. 변형된 형태는 도 7과 같이 지그재그 모양으로 다각형의 형태로 구부러진 모양일 수도 있고, 곡선의 형태로 구부러진 모양일 수도 있다. 또한, 변형된 형태는 도 8과 같이 돌기가 형성된 모양으로 돌기는 삼각형, 사각형 등 다각형의 형태일 수도 있고, 반원이나 타원 등의 둥그런 형태일 수도 있다. 뿐만 아니라 지그재그 모양의 전극선에 돌기가 형성된 형태일 수도 있고, 인접하는 제 1 전극선과 제 2 전극선 사이에 더미 패턴이 형성되는 형태일 수도 있다.

앞선 실시 예에 대한 설명에서 참조된 도면 각각은 설명의 편의를 위해 도시된 일 실시 예에 불과하며, 각 화면에 표시된 정보들의 항목, 내용과 이미지들은 다양한 형태로 변형되어 표시될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 전극셀
110: 제 1 전극패턴
110a: 제 1 연결선
110b: 제 1 전극선
120: 제 2 전극패턴
120a: 제 2 연결선
120b: 제 2 전극선
200: 탄성기재
300: 기판
d1: 라인(line)
d2: 스페이스(space)

Claims

기판; 및
상기 기판의 상부에 형성되며, 제 1 전극패턴과 제 2 전극패턴으로 구성된 하나 이상의 전극셀을 포함하고,
상기 제 1 전극패턴은 제 1 연결선과 상기 제 1 연결선에 연결된 하나 이상의 제 1 전극선을 포함하고, 상기 제 2 전극패턴은 제 2 연결선과 상기 제 2 연결선에 연결된 하나 이상의 제 2 전극선을 포함하며,
상기 제 1 전극선 및 제 2 전극선 중 적어도 하나는 제 1 방향을 따라 배치되고, 상기 제 1 전극선 및 상기 제 2 전극선은 제 2 방향으로 동일한 이격 거리를 가지며 교대로 반복되어 배치되는 터치 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 연결선과 제 2 연결선은 상기 제 2 방향을 따라 배치되고, 상기 제 1 연결선과 제 2 연결선 사이에 상기 제 1 전극선과 제 2 전극선이 배치되는 터치 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 이격 거리는 50um 이상이고 500um 이하인 터치 센서.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극선 또는 제 2 전극선의 폭은 20um 이상이고 500um 이하인 터치 센서.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판과 상기 전극셀 사이에 형성되며, 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 형성된 탄성기재를 포함하는 터치 센서.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판과 상기 전극셀 사이에 형성되며, 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 형성된 탄성기재를 포함하며,
상기 탄성기재의 탄성계수는 0.5MPa 이상이고 3MPa 미만인 터치 센서.
기판;
상기 기판의 상부에 형성되며, 제 1 전극패턴과 제 2 전극패턴으로 구성된 하나 이상의 전극셀; 및
상기 기판과 상기 전극셀 사이에 형성되며, 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 형성된 탄성기재를 포함하며,
상기 제 1 전극패턴은 제 1 연결선과 상기 제 1 연결선에 연결된 하나 이상의 제 1 전극선을 포함하고, 상기 제 2 전극패턴은 제 2 연결선과 상기 제 2 연결선에 연결된 하나 이상의 제 2 전극선을 포함하며,
상기 제 1 전극선 및 제 2 전극선 중 적어도 하나는 제 1 방향을 따라 배치되고, 상기 제 1 전극선 및 상기 제 2 전극선은 제 2 방향으로 동일한 이격 거리를 가지며 교대로 반복되어 배치되는 압력 터치 센서.
제 7 항에 있어서,
상기 이격 거리는 50um 이상이고 500um 이하인 압력 터치 센서.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 전극선 또는 제 2 전극선의 폭은 20um 이상이고 500um 이하인 압력 터치 센서.
제 7 항에 있어서,
상기 탄성기재의 탄성계수는 0.5MPa 이상이고 3MPa 미만인 압력 터치 센서.