감압 터치센서 및 이를 이용한 감압 터치스크린 패널 및 감압 터치센서의 제조방법
Pressure-sensitive touch sensor and pressure-sensitivetouch screen panel use of the same and manufacturing method of the same
특허 요약
본 발명은 상부와 하부에 서로 이격되게 배치되는 한 쌍의 연성기판들, 한 쌍의 연성기판의 사이 연성기판의 상면과 하면에 각각 부착되어 서로 대향하도록 위치하는 한 쌍의 기판들, 한 쌍의 기판들이 서로 대향하도록 위치한 상태에서 한 쌍의 기판들 사이에 배치되고, 사용자의 터치에 의한 외부 압력에 따라 두께가 변화하는 탄성 유전층 및 기판에 형성되어 탄성 유전층의 두께 변화에 따른 전기적 특성 변화 정도를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 감지회로부를 포함하는 터치센서를 제공한다. 따라서 두께가 변화하는 탄성 유전층을 통하여 터치 시 눌리는 힘의 크기 정도에 따른 두께 변화에 대한 전기적 특성 변화(정전용량 변화)의 정도를 선별적으로 감지할 수 있으며, 멀티 터치가 가능하며, 손가락, 스타일러스 펜을 비롯한 모든 물체로 터치인식이 가능하다.
청구항
번호청구항
7

청구항 1에 있어서,상기 탄성 유전층은,투명재질의 투명탄성유전물질로 형성되는 감압 터치센서.

8

청구항 7에 있어서,상기 투명탄성유전물질은,PDMS(Polydimethylsiloxane), 에코플렉스(EcoFlex), 누실(Nusil), 하이드로젤(hydrogel) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 포함하는 고분자탄성중합체 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치센서.

9

삭제

10

삭제

11

삭제

1

기판;상기 기판 상에 형성되는 제1전극부;상기 제1전극부의 상부에 이격되게 위치하는 제2전극부;상기 제1전극부와 상기 제2전극부 사이에 배치되고, 사용자의 터치에 의한 외부 압력에 따라 두께가 변화하는 탄성 유전층; 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부와 전기적으로 연결되어 상기 탄성 유전층의 두께 변화에 따른 전기적 특성 변화 정도를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 감지회로부; 및상기 기판과, 상기 제1전극부와, 상기 제2전극부와, 상기 탄성 유전층의 상면에 형성되는 보호층을 포함하되,상기 제1전극부는, 상기 기판 상에 형성되는 소스전극 및 드레인전극과, 상기 소스전극과 상기 드레인전극 사이에 형성되는 채널을 포함하고, 상기 제2전극부는, 상기 채널에 대향하는 부분에 위치하는 게이트전극을 포함하며,상기 탄성 유전층은,하측이 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널을 감싸도록 매립되거나 또는, 하측면이 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널에 접촉하고, 상측이 상기 게이트전극을 감싸도록 매립되거나 또는, 상측면이 상기 제2전극부의 하부 측면에 접촉하는 감압 터치센서.

2

삭제

3

청구항 1에 있어서,상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 게이트전극은 각각 투명한 재질의 투명전극물질로 형성되는 감압 터치센서.

4

청구항 3에 있어서,상기 투명전극물질은, ITO(Indium tin oxide), In2O3(Indium oxide), SnO2(Tin oxide), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon nanotube), 금속나노선(Metal nanowire), 금속나노메쉬(Metal nanomesh), 금속나노파이버(Metal nanofiber), 금속나노트러프(Metal nanotrough) 및 전도성 고분자(Conducting polymer) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치센서.

5

청구항 1에 있어서,상기 채널은 투명한 재질의 투명채널물질로 형성되는 감압 터치센서.

6

청구항 5에 있어서,상기 투명채널물질은, 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon Nanotube)를 포함하는 탄소 물질, IZO(Indium zinc oxide)와 ZTO(Zinc tin oxide)와 IGZO(Indium gallium zinc oxide)를 포함하는 산화물 반도체 물질, 펜타센(Pentacene)과 P3HT(Poly-3-hexylthiophene)를 포함하는 유기반도체 물질, 금속나노선(metal nanowire) 및 갈륨 질화물(GaN) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치센서.

12

상부와 하부에 서로 이격되게 배치되는 한 쌍의 연성기판들;상기 한 쌍의 연성기판들의 사이 상기 각 연성기판의 상면과 하면에 각각 부착되어 서로 대향하도록 위치하는 한 쌍의 기판들;상기 한 쌍의 기판들이 서로 대향하도록 위치한 상태에서 상기 한 쌍의 기판들 사이에 배치되고, 사용자의 터치에 의한 외부 압력에 따라 두께가 변화하는 탄성 유전층; 및상기 기판에 형성되어 상기 탄성 유전층의 두께 변화에 따른 전기적 특성 변화 정도를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 감지회로부를 포함하되,상기 한 쌍의 기판은, 상기 감지회로부를 형성하기 위한 소스전극과 드레인전극이 형성되며, 상기 소스전극과 상기 드레인전극 사이에 채널이 형성되는 제1기판과, 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널에 대향하는 부분에 게이트전극이 형성되는 제2기판을 포함하고, 상기 탄성 유전층은,하측이 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널을 감싸도록 매립되거나 또는, 하측면이 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널에 접촉하고, 상측이 상기 게이트전극을 감싸도록 매립되거나 또는, 상측면이 상기 게이트전극의 하부 측면에 접촉하는 감압 터치센서.

13

삭제

14

삭제

15

삭제

16

청구항 12에 있어서,상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 게이트전극은 각각 투명한 재질의 투명전극물질로 형성되는 감압 터치센서.

17

청구항 16에 있어서,상기 투명전극물질은, ITO(Indium tin oxide), In2O3(Indium oxide), SnO2(Tin oxide), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon nanotube), 금속나노선(Metal nanowire), 금속나노메쉬(Metal nanomesh), 금속나노파이버(Metal nanofiber), 금속나노트러프(Metal nanotrough) 및 전도성 고분자(Conducting polymer) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치센서.

18

청구항 12에 있어서,상기 채널은 투명한 재질의 투명채널물질로 형성되는 감압 터치센서.

19

청구항 18에 있어서,상기 투명채널물질은, 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon Nanotube)를 포함하는 탄소 물질, IZO(Indium zinc oxide)와 ZTO(Zinc tin oxide)와 IGZO(Indium gallium zinc oxide)를 포함하는 산화물 반도체 물질, 펜타센(Pentacene)과 P3HT(Poly-3-hexylthiophene)를 포함하는 유기반도체 물질, 금속나노선(metal nanowire) 및 갈륨 질화물(GaN) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치센서.

20

청구항 12에 있어서,상기 탄성 유전층은, 투명재질의 투명탄성유전물질로 형성되는 감압 터치센서.

21

청구항 20에 있어서,상기 투명탄성유전물질은,PDMS(Polydimethylsiloxane), 에코플렉스(EcoFlex), 누실(Nusil), 하이드로젤(hydrogel) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 포함하는 고분자탄성중합체 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치센서.

22

청구항 12에 있어서,상기 한 쌍의 연성기판은, 서로 대응되는 한 쌍의 측면이 일체로 연결되어, 서로 마주보도록 접혀져 형성되는 감압 터치센서.

23

1방향으로 복수개가 이격되게 배열되는 제1감지라인들과, 상기 제1감지라인들과 전기적으로 절연되고 상기 제1감지라인들과 교차하는 제2방향으로 복수개가 이격되게 배열되는 제2감지라인들과, 상기 제1감지라인들과 연결되는 X축감지부와, 상기 제2감지라인들과 연결되는 Y축 감지부를 포함하여, 상기 제1감지라인들과 상기 제2감지라인들이 매트릭스 형태로 교차 배열된 감지라인부; 및상기 제1감지라인들과 상기 제2감지라인들 사이에 형성되는 감지영역마다 배치되고, 상기 제1감지라인과 상기 제2감지라인과 각각 전기적으로 연결되어 상기 감지영역 내 사용자의 터치에 따른 전기적 특성 변화를 전기적 신호로 변환하여 상기 감지라인부로 전달하는 복수개의 터치센서들을 포함하는 터치센서부를 포함하되,상기 터치센서는,상부와 하부에 서로 이격되게 배치되는 한 쌍의 연성기판들과, 상기 한 쌍의 연성기판들의 사이 상기 각 연성기판의 상면과 하면에 각각 부착되어 서로 대향하도록 위치하는 한 쌍의 기판들과, 상기 한 쌍의 기판들이 서로 대향하도록 위치한 상태에서 상기 한 쌍의 기판들 사이에 배치되고, 사용자의 터치에 의한 외부 압력에 따라 두께가 변화하는 탄성 유전층과, 상기 기판에 형성되어 상기 탄성 유전층의 두께 변화에 따른 전기적 특성 변화 정도를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 감지회로부를 포함하는 터치센서를 포함하고, 상기 한 쌍의 연성기판은, 서로 대응되는 한 쌍의 측면이 일체로 연결되어, 서로 마주보도록 접혀져 형성되며, 상기 한 쌍의 기판은, 상기 감지회로부를 형성하기 위한 소스전극과 드레인전극이 형성되며, 상기 소스전극과 상기 드레인전극 사이에 채널이 형성되는 제1기판과, 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널에 대향하는 부분에 게이트전극이 형성되는 제2기판을 포함하고,상기 탄성 유전층은,하측이 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널을 감싸도록 매립되거나 또는, 하측면이 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널에 접촉하고, 상측이 상기 게이트전극을 감싸도록 매립되거나 또는, 상측면이 상기 게이트전극의 하부 측면에 접촉하는 감압 터치스크린 패널.

24

삭제

25

청구항 23에 있어서,상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 게이트전극은 각각 투명한 재질의 투명전극물질로 형성되는 감압 터치스크린 패널.

26

청구항 25에 있어서,상기 투명전극물질은, ITO(Indium tin oxide), In2O3(Indium oxide), SnO2(Tin oxide), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon nanotube), 금속나노선(Metal nanowire), 금속나노메쉬(Metal nanomesh), 금속나노파이버(Metal nanofiber), 금속나노트러프(Metal nanotrough) 및 전도성 고분자(Conducting polymer) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치스크린 패널.

27

청구항 23에 있어서,상기 채널은 투명한 재질의 투명채널물질로 형성되는 감압 터치스크린 패널.

28

청구항 27에 있어서,상기 투명채널물질은, 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(Carbon Nanotube)를 포함하는 탄소 물질, IZO(Indium zinc oxide)와 ZTO(Zinc tin oxide)와 IGZO(Indium gallium zinc oxide)를 포함하는 산화물 반도체 물질, 펜타센(Pentacene)과 P3HT(Poly-3-hexylthiophene)를 포함하는 유기반도체 물질, 금속나노선(metal nanowire) 및 갈륨 질화물(GaN) 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치스크린 패널.

29

청구항 23에 있어서,상기 탄성 유전층은, 투명재질의 투명탄성유전물질로 형성되는 감압 터치스크린 패널.

30

청구항 29에 있어서,상기 투명탄성유전물질은,PDMS(Polydimethylsiloxane), 에코플렉스(EcoFlex), 누실(Nusil), 하이드로젤(hydrogel) 및 폴리우레탄(polyurethane)을 포함하는 고분자탄성중합체 중 선택된 어느 하나로 형성되는 감압 터치스크린 패널.

31

삭제

32

기판의 상면에 전기적 특성 변화 정도를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 감지회로부를 형성하기 위한 제1전극부를 형성하는 단계;상기 제1전극부의 상면으로 사용자의 터치에 따라 두께가 변화하는 탄성 유전층을 형성하는 단계;상기 탄성 유전층의 상면에 제2전극부를 형성하는 단계; 및상기 제1전극부와 상기 탄성 유전층과 상기 제2전극부의 상면을 덮을 수 있도록 보호층을 형성하는 단계를 포함하되,상기 제1전극부를 형성하는 단계는, 상기 감지회로부를 형성하기 위하여 상기 기판 상에 투명채널물질을 도포 및 패터닝하여 채널을 형성하고, 상기 기판 상에 투명전극물질을 코팅 및 패터닝하여 소스전극과 드레인전극을 형성하고,상기 제2전극부를 형성하는 단계는,상기 채널에 대향되는 위치의 상기 탄성 유전층 상에 투명전극물질을 도포 및 패터닝하여 게이트전극을 형성하고,상기 탄성 유전층을 형성하는 단계는, 상기 제1전극부의 상면으로 상기 제1전극부를 감싸도록 투명탄성유전물질을 도포하여 형성하는 감압 터치센서 제조방법.

33

삭제

34

삭제

35

삭제

36

삭제

37

제1연성기판의 상면에 제1기판을 부착하는 단계;제2연성기판의 상면에 제2기판을 부착하는 단계;상기 제1기판과 상기 제2기판에 각각 전기적 특성 변화 정도를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 감지회로부를 형성하는 단계;상기 제1기판 또는 상기 제2기판의 상면으로 사용자의 터치에 따라 두께가 변화하는 탄성 유전층을 도포하는 단계; 및상기 탄성 유전층을 사이에 두고 상기 제1기판과 상기 제2기판이 서로 이격되게 대향하도록 상기 제2연성기판에 부착된 상기 제2기판의 상면이 상기 탄성 유전층의 상면에 접촉되도록 하는 단계를 포함하되,상기 감지회로부를 형성하는 단계는, 상기 제1기판 상에 투명채널물질을 도포 및 패터닝하여 채널을 형성하고, 상기 제1기판 상에 투명전극물질을 코팅 및 패터닝하여 소스전극과 드레인전극을 형성하는 단계와, 상기 제2기판 상에 투명전극물질을 도포 및 패터닝하여 게이트전극을 형성하는 단계를 포함하고,상기 탄성 유전층을 형성하는 단계는,상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널을 감싸며 매립되도록 상기 제1기판에 투명탄성유전물질을 도포하거나 또는, 상기 게이트전극을 감싸며 매립되도록 상기 제2기판에 투명탄성유전물질을 도포하여 형성하는 감압 터치센서 제조방법.

38

삭제

39

삭제

40

삭제

41

연성기판의 상면에 제1기판과 제2기판을 서로 이격되게 부착하는 단계;상기 제1기판과 상기 제2기판에 전기적 특성 변화 정도를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 감지회로부를 형성하는 단계;상기 제1기판과 상기 제2기판이 서로 이격되게 대향하도록 위치한 상태에서 상기 제1기판 또는 상기 제2기판 상에 사용자의 터치에 따라 두께가 변화하는 탄성 유전층을 도포하는 단계; 및상기 제1기판과 상기 제2기판이 대향하도록 상기 연성기판을 접는 단계를 포함하되,상기 감지회로부를 형성하는 단계는, 상기 제1기판 상에 투명채널물질을 도포 및 패터닝하여 채널을 형성하고, 상기 제1기판 상에 투명전극물질을 코팅 및 패터닝하여 소스전극과 드레인전극을 형성하는 단계와, 상기 제2기판 상에 투명전극물질을 도포 및 패터닝하여 게이트전극을 형성하는 단계를 포함하고,상기 탄성 유전층을 형성하는 단계는,상기 소스전극과 상기 드레인전극과 상기 채널을 감싸며 매립되도록 상기 제1기판에 투명탄성유전물질을 도포하여 형성하거나 또는, 상기 게이트전극을 감싸며 매립되도록 상기 제2기판에 투명탄성유전물질을 도포하여 형성하는 감압 터치센서 제조방법.

42

삭제

43

삭제

44

삭제