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KR101025613B1 - 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조 - Google Patents

정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조 Download PDF

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KR101025613B1
KR101025613B1 KR1020080083835A KR20080083835A KR101025613B1 KR 101025613 B1 KR101025613 B1 KR 101025613B1 KR 1020080083835 A KR1020080083835 A KR 1020080083835A KR 20080083835 A KR20080083835 A KR 20080083835A KR 101025613 B1 KR101025613 B1 KR 101025613B1
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박연규
김민석
최재혁
강대임
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한국표준과학연구원
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Abstract

본 발명은 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부와 하부전극층 사이에 충진재를 구비하여 멀티터치시 인가되는 복수개의 누름힘 간의 간섭을 최소화함으로써 정확한 누름힘의 위치와 세기를 획득할 수 있는 터치입력구조와 그 제작방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치입력구조는 일면에 상부전극층이 형성되어 있고, 터치에 의하여 변형가능한 상판: 상판과 소정의 간격 이격되어 구비되고, 일면에는 상부전극층과 대향되는 면에 하부전극층이 형성되어 있는 하판; 상판과 하판의 사이의 둘레에 구비되어, 상판과 하판을 연결하는 접착층; 및 상판과 하판 사이에 충진되는 충진재;를 포함하도록 구성된다.
정전용량, 누름힘, 세기, 위치, 멀티터치, 탄성

Description

정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조 {Capacitive type structure of multi-touch input for acquiring location and intensity of force}
본 발명은 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부와 하부전극층 사이에 충진재를 구비하여 멀티터치시 인가되는 복수개의 누름힘 간의 간섭을 최소화함으로써 정확한 누름힘의 위치와 세기를 획득할 수 있는 터치입력구조에 관한 것이다.
최근 각광을 받고 있는 터치입력 기술은 사용자가 원하는 기능을 선택하거나 입력하기 위한 것으로, 노트북, 개인정보단말기(PDA), 게임기, 휴대폰 등 다양한 전자/통신기기에 사용되고 있다.
이러한 터치입력기술이 휴대폰에 사용되는 일예로 애플사의 아이폰(i-phone)이 있다. 아이폰은 정전용량 방식을 따르는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 유리기판(10)의 상면과 하면에 전극(12,13)이 형성되어 누름 지점의 위치만을 검출한다. 도 1과 같은 종래의 터치입력기술은 액정패널에서 발광되는 빛이 사용자에게 전달됨에 있어 장애가 되지 않아 깨끗한 화면을 제공할 수 있고, 휴대폰 등의 외관에 해가되지 않는 장점이 있으나, 장갑을 끼고 터치입력을 하는 경우에는 정전용량의 변화가 생기지 않아 입력이 가해지지 않는 단점이 있다. 또한, 입력을 가할 때 약 150g중에 해당하는 적지 않은 누름힘이 요구되어 대형 전자/통신기기뿐만 아니라 소형 전자/통신기기까지 다양한 장치에 상용화되는데 한계가 있었다. 그리고, 이러한 종래의 터치입력기술은 멀티터치의 위치만 획득할 수 있을 뿐, 누름힘의 세기를 검출할 수 없는 한계가 있었다.
터치입력의 관련기술로서, 정전용량 방식의 촉각 센서 및 그 제조방법(대한민국특허공개공보 10-2008-0054187)이 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상부기판(51)과 하부기판(52)에 각각 전극(56a, 56b)이 형성되어 있고, 전극(56b)의 주변에는 돔형 스페이서(58)가 구비되어 있다. 이러한 촉각센서는 정전용량의 변화를 획득하여 누름힘의 위치와 세기를 검출한다.
그러나, 이러한 촉각 센서에 멀티터치로 복수개의 누름힘을 국소적으로 인가하면, 누름힘(F1, F2)이 국소적으로 인가됨에도 불구하고 상부기판(51) 전체에 힘이 가해지는 효과로 인하여 상부기판은 도 3에 도시된 바와 같이 변형된다. 따라서, 멀티터치를 하는 경우 각 지점에 국소적으로 인가되는 누름힘(F1, F2) 간의 간섭이 발생하여 각각의 누름힘(F1, F2)의 위치와 세기를 정확히 획득할 수 없는 한계가 있었다. 이러한 간섭현상은 복수개의 누름힘(F1, F2) 간의 거리가 짧을수록 더욱 심하게 나타난다.
그리하여, 멀티터치로 복수개의 누름힘(F1, F2)을 국소적으로 인가하는 경우 각 지점에서의 누름힘의 세기와 위치를 정확히 검출할 수 있는 터치입력기술의 개발이 요구되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수개의 누름힘 간의 간섭을 차단하여 누름힘의 세기와 위치를 정확히 획득할 수 있는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 모듈로서 터치입력방식을 사용하는 각종 전자/통신 기기에 다양하게 활용할 수 있는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 일면에 상부전극층이 형성되어 있고, 터치에 의하여 변형가능한 상판:
상판과 소정의 간격 이격되어 구비되고, 일면에는 상부전극층과 대향되는 면에 하부전극층이 형성되어 있는 하판;
상판과 하판의 사이의 둘레에 구비되어, 상판과 하판을 연결하는 접착층; 및
상판과 하판 사이에 충진되는 충진재;를 포함하는 멀티터치용 정전용량 방식의 터치입력구조에 의하여 달성가능하다.
그리고, 충진재는 탄성 물질을 사용한다.
이 때, 탄성 물질은 투명한 고분자 필름, 투명한 액체, 투명한 졸 또는 투명한 겔로 구성가능하다.
그리고, 이 경우 투명한 겔은 실리콘 또는 폴리디메틸실록산을 사용할 수 있다.
또한, 상판 및 하판은 투명한 재질로 구성함이 바람직하다.
이 경우, 상판 및 하판은 유리 또는 고분자 필름이 사용될 수 있다.
그리고, 접착층은 상판과 하판의 가장자리 둘레에 구비됨이 바람직하다.
또한, 접착층은 UV경화제를 사용할 수 있다.
그리고, 하부전극층은 복수의 하부전극으로 이루어지고, 복수개의 하부전극 사이에는 스페이서가 더 포함될 수 있다.
이 때, 스페이서는 탄성을 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 상부전극층과 하부전극층은 스트립 형상의 전극으로, 상부전극층과 하부전극층에 형성된 전극이 서로 교차되도록 복수개 구비됨이 바람직하다.
또한, 상부전극층 및 하부전극층은 인듐주석 산화물(ITO) 또는 탄소나노튜브(CNT)로 구성가능하다.
그리고, 상판과 하판의 간격은 0.1~100㎛으로 구성가능하다.
또한, 상판의 두께는 100~1500㎛가 됨이 바람직하다.
또한, 터치입력구조의 측면은 완전 고정상태로서, 측면의 변위변화 및 기울기 변화가 없도록 구성가능하다.
또는, 터치입력구조의 측면은 단순 지지된 상태로서, 측면의 변위변화가 없도록 구성가능하다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 수단인, 적어도 2개의 투명한 기판 일면에 전극층을 형성하는 단계;
기판에 형성된 전극층이 교차되도록 기판을 구비하는 단계; 및
기판 사이에 형성된 내부 공간에 충진재를 포함하여 기판을 접착하는 단계;를 포함하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 제작방법에 의하여도 달성 가능하다.
그리고, 전극층 형성단계와 상기 기판 구비단계의 사이에는, 기판중 어느 하나의 기판에 형성된 전극층 사이에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함 할 수 있다.
그리고, 충진재가 겔, 젤 또는 액체상인 경우, 충진재를 포함하여 접착하는 단계는, 충진재를 주입할 수 있는 주입공을 남기고 상판과 하판의 가장자리 둘레에 접착층을 형성하는 단계; 주입공을 통하여 충진재를 주입하는 단계; 및 주입공을 메우는 단계;를 포함함이 바람직하다.
그리고, 충진재가 고체상인 경우, 충진재를 포함하여 접착하는 단계는, 충진재를 기판의 내부 영역 사이에 위치시키는 단계; 및 상판과 하판의 가장 자리둘레를 접착층을 이용하여 접착하는 단계;를 포함함이 바람직하다.
따라서, 상기와 같은 일실시예에 의하면, 상판과 하판 사이에 충진재를 구비하여 복수개의 누름힘이 인가되더라도 누름힘 간의 간섭을 차단함으로써 누름힘을 정확히 획득할 수 있는 장점이 있다.
또한, 누름힘의 세기와 위치를 함께 획득할 수 있어, 누름힘의 세기와 위치 에 기초하여 사용자에게 다양한 어플리케이션을 제공할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 제작이 단순하고, 하나의 모듈로서 제작가능하므로 터치입력방식을 채용하는 전자/통신 기기라면 그 종류를 불문하고 활용가능하다는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
<터치입력구조의 구성>
도 4는 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 측단면도이다. 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조는 상부전극층(112)이 형성되어 있는 상판(110), 하부전극층(122)이 형성되어 있는 하판(120), 충진재(140) 및 스페이서(150) 등이 포함되어 있다.
상판(110)은 누름힘이 인가 될때 탄력적으로 변형되는 부재로서, 본 발명에 따른 멀티터치용 터치입력구조는 하부에 액정패널(200) 등이 구비되어 터치스크린에 활용가능한바, 상판(110)은 투명한 재질로 구성함이 바람직하다. 투명한 재질의 일예로 유리 또는 고분자 필름(예, 폴리에스터 필름, 폴리이미드 필름) 등이 있다.상판(110)으로 유리를 사용하는 경우, 내구성이 우수하고 장점과 약 70g중 정도의 누름힘이 필요하다는 특성이 있다. 반면, 고분자 필름은 작은 누름힘(약 30g중)을 가하여도 정전용량의 변화를 유도하기에 충분하지만 유리에 비하여 내구성이 떨어지는 특성이 있다. 따라서 이러한 재료적 특성을 고려하여 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조가 사용되는 전자/통신 기기의 환경에 적합하게 상판(110)을 선택한다.
그리고, 상판(110)의 두께는 약 100~1500㎛가 되도록 구성함이 바람직하다. 상판(110)의 두께가 100㎛ 미만인 경우, 누름힘을 견디는 내구성에 문제가 있을 수 있고, 1500㎛을 초과하는 경우 누름힘에 의한 정전용량의 변화가 작아, 측정감도가 저하될 수 있다.
하판(120)은 상판(110)과 소정의 간격 이격되어 구비되는 부재로, 상판(110)과 마찬가지로 투명한 재질로 구성함이 바람직하다. 상판(110)과 하판(120)의 이격 간격은 100㎛이내로, 약 0.1~100㎛가 되도록 구성한다. 상판(110)과 하판(120)의 간격이 0.1㎛미만인 경우 누름힘이 인가될 때 상판(110)의 변형을 수용하기가 어렵고, 100㎛를 초과하는 경우 소형화하는데 장애가 될 수 있으며 정전용량 변화의 측정감도가 다소 저하될 수 있다.
상판(110)과 하판(120)의 일면에는 각각 상부전극층(112)과 하부전극층(122)이 형성되어 있다. 상판(110)의 일면에 형성된 상부전극층(112)과 하판(120)의 일면에 형성된 하부전극층(122)은 스트립 형상의 전극으로, 도 4에 도시된 바와 같이 복수개 구비된다. 또한, 이러한 상부전극층(112)과 하부전극층(122)는 서로 마주보는 방향으로 서로 교차하는 방향으로 구비된다. 본 발명에 따른 정전용량 방식 멀티터치용 터치입력구조는 바람직하게 액정패널(200)이 부가될 수 있는바, 상부전극 층(112)과 하부전극층(122)은 투명한 전극으로 구성한다. 투명한 전극의 일예로 인듐주석 산화물(ITO) 또는 탄소나노튜브(CNT)가 있다.
접착층(130)은 상판(110)과 하판(120)을 연결해주는 부재로, 상판(110)과 하판(120)의 가장자리 둘레에 구비됨이 바람직하다. 접착층(130)은 지지층의 역할을 동시에 하며, 접착층(130)의 일예로 자외선 경화접착제(UV접착제)를 사용할 수 있다. 접착층(130)으로 인하여 상판(110)과 하판(120)이 소정의 간격 이격되는바, 접착층(130)의 두께는 0.1~100㎛가 된다.
충진재(140)는 상판(110)과 하판(120) 사이에 구비된다. 충진재(140)는 탄성 물질을 사용한다. 또한, 충진재(140)는 투명하고 변색이 되지 않는 것을 사용함이 바람직하다. 탄성 물질인 충진재(140)는 상판(110)에 누름힘이 복수개 인가될 때, 각각의 누름힘 간의 간섭을 차단하는 역할을 한다. 이하 충진재(140)의 역할을 자세히 설명하면 다음과 같다.
충진재(140)가 구비되지 않은 경우는 도 6a에 도시된 바와 같이, 복수개의 누름힘이 인가되더라도 상판(110)의 내구성에 의하여 상판(110)이 각 지점마다 변형되기보다는 두 지점 사이의 위치에서 변형되려는 경향이 강하게 나타난다. 즉, 누름힘(F1, F2)은 두개의 지점에서 인가됨에도 불구하고, 누름힘에 의한 상판(110)의 변형은 누름힘이 인가된 두 지점의 사이에서 최대로 일어난다. 그러므로, 복수개의 누름힘(F1, F2)이 인가된 해당 지점에서의 누름힘의 위치와 세기를 정확하게 획득하기 어렵고, 이러한 현상은 누름힘이 인가되는 두 지점의 거리가 가까울수록 현저하게 나타난다(힘의 간섭현상). 즉, 누름힘을 획득하는데 있어 분해능이 저하된다.
반면에, 충진재(140)가 구비되는 경우는 도 6b에 도시된 바와 같이, 복수개의 누름힘(F1, F2)이 인가되면 해당 지점에서 상판(110)의 변형이 두드러지게 나타난다. 이는 충진재(140)의 탄성에 기인하는 것으로 누름힘이 인가된 지점의 하부에 위치한 충진재(140)는 누름힘(F1, F2)의 압력에 의하여 주변으로 밀려나가게 되고, 주변으로 밀려나간 충진재(140)에 의하여 누름힘(F1, F2)이 인가된 지점 주변의 상판(110)은 상대적으로 상부측으로 변형된다. 바꾸어 말하면, 누름힘(F1, F2)이 인가된 지점에서 상판(110)의 변형은 충진재(140)가 구비되지 않은 경우에 비하여 효과적으로 반응하게 되는 것이다. 따라서 두 지점에서 누름힘(F1, F2)을 인가하는 경우 두 지점 사이에서 상판(110)의 변형이 두드러지는 도 6a의 경우와 달리 누름힘 간의 간섭이 차단된다.
이러한 충진재(140)의 일예로는 투명한 고분자 필름, 투명한 액체, 투명한 졸 또는 투명한 겔 등이 사용될 수 있다. 이러한 충진재(140)로 사용되는 투명한 겔의 일예로 실리콘, 폴리디메틸실록산(PDMS:polydimethylsiloane)가 있다. 그리고, 누름힘의 세기와 위치를 획득하는데 있어 터치입력구조가 놓인 환경에 따른 영향을 최소화하기 위하여 충진재(140)는 열 팽창되지 않는 물질이나 비전도성의 물질(예, 비전도성 오일 등)을 사용함이 바람직하다.
스페이서(150)는 복수개 형성된 하부전극(122) 사이에 구비된다. 스페이서(150) 역시 복수개의 누름힘이 인가되는 경우 누름힘 간의 간섭을 차단하는 역할을 하는 부재로, 탄성의 재질을 사용함이 바람직하다. 스페이서(150)도 충진재(140)와 같이 탄성을 갖는 재질이면 그 종류를 불문하고 사용가능하다. 또한, 스페이서(140)의 형태는 돔형, 육면체형 등으로 다양하게 구성가능하며, 형태에 구애받지는 아니한다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 측면은 완전 고정상태 또는 단순 지지상태로 구성할 수 있다. 완전 고정상태는 측면의 변위변화와 기울기 변화가 없는 상태를 나타내며, 단순 지지상태는 측면의 변위변화가 없는 상태를 나타낸다.
<제작방법>
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 제작방법에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명인 멀티터치용 터치입력구조의 제작방법에 따른 흐름도이다.
우선, 적어도 2개의 기판의 일면에 전극층을 형성한다(S100). 이때 사용되는 기판은 투명한 재질을 사용함이 바람직하다. 전극층을 형성하는 방법의 일예로 열화학기상증착법이 있다. 전극층은 스트립의 형상으로 복수개 형성되며, 복수개의 전극층이 나란한 방향으로 구비된다. 전극층은 인듐주석 산화물 또는 탄소나노튜브를 사용하여 형성할 수 있다.
이러한 방식으로 전극층이 형성된 투명한 기판중 하나는 상판(110)으로 사용되고, 나머지 하나는 하판(120)으로 사용된다. 이하에서는 상판에 형성된 전극층을 상부전극층(112)이라 하고, 하판(120)에 형성된 전극층을 하부전극층(122)이라 한다.
전극층을 형성한 이후, 2개의 기판중 어느 하나에 형성된 복수개의 전극층 사이에 스페이서(150)를 형성할 수 있다(S150). 스페이서(150)는 탄성의 성질을 갖는 것을 사용함이 바람직하며, 스페이서(150)가 형성된 기판은 도 5에 도시된 바와 같이, 하판(120)으로 사용할 수 있다.
다음으로, 전극층이 형성된 2개의 기판을 접착하기 위하여 위치시킨다. 이때 기판은 각각의 기판에 형성된 전극층이 교차되도록 위치시킨다(S200).
다음으로, 상판(110)과 하판(120)에 각각 형성된 전극층이 마주보도록 접착한다. 이 때 상판과 하판 사이에는 충진재를 구비하도록 한다(S2300). 상판(110)과 하판(120)은 상부전극층(112)과 하부전극층(122)이 서로 교차되도록 접착한다. 접착층(130)의 일예로 UV경화제를 사용할 수 있다. 충진재(140)는 탄성 물질로서, 고분자 필름과 같은 고체상인 경우와 이액형 실리콘과 같은 액체상, 겔 또는 졸인 경우가 있는바, 각 경우별로 설명한다.
충진재(140)가 고체상인 경우, 상판(110)과 하판(120)을 구비함에 있어 충진재(140)를 상판(110)과 하판(120) 사이의 내부영역에 위치시킨다(S310). 이때 충진재(140)의 크기는 상판(110)과 하판(120)의 크기보다 다소 작게 구성하여, 접착층(130)을 형성할 수 있는 공간을 확보함이 바람직하다. 다음으로, 충진재(140)가 구비된 상태의 상판(110)과 하판(120)의 가장자리둘레에 접착층(130)을 형성하여 상판(110)과 하판(120)을 접착시킨다(S320). 이 경우 충진재(140)의 두께와 접착층(130)의 두께는 동일하게 형성하여 충진재(140)가 구비된 영역, 즉 상판(110)과 하판(120)의 접착으로 형성된 내부 영역에 공극이 없도록 한다.
충진재(140)가 겔, 졸 또는 액체상인 경우, 상판(110)과 하판(120)을 먼저 접착층(130)을 이용하여 접착시킨다. 다만 이때 충진재(140)를 주입할 수 있는 주입공을 남기고 접착한다(S310'). 접착층(130)은 상판(110)과 하판(120)의 가장자리 둘레에 형성하여 내부에 공간을 형성한다. 그리고 주입공을 통해 충진재(140)를 주입한다(S320'). 주입되는 충진재(140)는 내부공간에 빈틈없이 채운다. 충진재(140)가 채워지는 상판(110)과 하판(120) 사이의 내부 공간에 공극이 있는 경우, 복수개의 누름힘 간의 간섭을 차단하기 어려워 누름힘의 위치와 세기를 획득하는데 분해능이 저하된다. 충진재(140)의 주입이 끝나면, 주입공을 다시 접착층(130)을 이용하여 메운다(S330'). 이 경우에도 상판(110)과 하판(120)의 접착에 의하여 형성된 내부영역에 공극이 형성되지 않도록 함이 바람직하다.
< 누름힘의 세기와 위치 측정방법>
도 8은 본 발명에 따른 멀티터치용 터치입력구조의 일예로, 매트릭스 형태로 마주보도록 형성된 상부전극층(112)과 하부전극층(122)으로부터 신호를 출력하여 누름힘의 세기와 위치를 검출하기 위한 회로도이다.
각각의 전극층(112, 122)에는 입력단자와 출력단자가 연결된다. 입력단 자(301)로는 정현파의 전압(Vi)이 인가되고, 출력단자(302)의 출력은 아날로그 증폭기(OPAMP: 400)의 부(-)입력단자로 연결된다. 아날로그 증폭기(400)의 정(+)입력단자는 접지된 상태이고, 출력단에는 출력전압의 진폭 피크치를 검출하는 피크 검출기(500)가 구비된다.
아날로그 증폭기(400)의 출력단에서의 출력값(Vout)은 다음의 [수학식 1]과 같다.
Figure 112008061063356-pat00001
(Cpix: 측정하고자 하는 정전용량, Cr: 아날로그 증폭기의 피드백 정전용량)
이러한 관계에 의하여, 입력단에 정현파(Vi)가 인가되면, 각각의 상부전극층(112)과 하부전극층(122) 사이의 정전용량 변화에 따라 변화된 진폭이 출력단의 아날로그 증폭기(400)에 의하여 소정의 레벨로 증폭된다. 이렇게 증폭된 신호는 피크 검출기(500)를 통해 검출되어, 진폭 피크치로부터 정전용량의 변화를 검출함으로써, 누름힘의 위치와 세기를 검출할 수 있다.
< 변형예 >
도 9는 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 하부에 액정패널(200)이 구비된 상태를 도시한 사시도이다. 액정패널은 유기전계발광 다이오드(OLED), 전계 발광 표시 장치(ELD), 액정 표 시 장치(LCD), 플라즈마 표시 패널(PDP) 등이 사용될 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련되어 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 명세서의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 멀티터치를 구현하는 터치입력구조의 제1실시예로서 측단면도,
도 2는 종래의 멀티터치를 구현하는 터치입력구조의 제2실시예로서 측단면도,
도 3은 도2의 터치입력구조의 두 지점에 누름힘이 인가된 경우 상부기판의 변형상태도,
도 4는 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 사시도,
도 5는 도 4의 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 측단면도,
도 6a는 충진재가 구비되지 않은 경우로서, 멀티터치로 두 지점에 누름힘이 인가된 경우의 상판의 변형상태도,
도 6b는 충진재가 구비된 경우로서, 멀티터치로 두 지점에 누름힘이 인가된 경우의 상판의 변형상태도,
도 7은 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름 힘 측정용 터치입력구조의 제작방법에 따른 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조로부터 누름힘을 검출하기 위한 등가회로의 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조의 하부에 액정패널이 구비된 상태를 도시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 유리기판
12,13: 전극
51: 상부기판
52: 하부기판
54; 접착제
56a: 상부전극
56b: 하부전극
57: 절연층
58, 150: 스페이서
110: 상판
112: 상부전극층
120: 하판
122: 하부전극층
130: 접착층
140: 충진재
200: 액정패널
301: 입력단자
302: 출력단자
400: 아날로그 증폭기
500: 피크검출기

Claims (20)

  1. 일면에 상부전극층이 형성되어 있고, 터치에 의하여 변형가능한 상판:
    상기 상판과 소정의 간격 이격되어 구비되고, 일면에는 상기 상부전극층과 대향되는 면에는 복수의 하부전극으로 이루어지고, 상기 복수개의 하부전극 사이에는 스페이서가 포함되는 하부전극층이 형성되어 있는 하판;
    상기 상부전극층과 상기 하부전극층은 스트립 형상의 전극으로,
    상기 상부전극층과 상기 하부전극층에 형성된 전극이 서로 교차되도록 복수개 구비되고,
    상기 상판과 하판의 사이의 둘레에 구비되어, 상기 상판과 상기 하판을 연결하는 접착층; 및
    상기 상판과 상기 하판 사이에 충진되는 충진재를 포함하는 터치입력구조에 있어서, 상기 터치입력구조의 측면은 완전 고정상태로서, 상기 측면의 변위변화 및 기울기 변화가 없는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충진재는 탄성 물질인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성 물질은 투명한 고분자 필름, 투명한 액체, 투명한 졸 또는 투명한 겔인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 투명한 겔은 폴리디메틸실록산 또는 실리콘인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판 및 상기 하판은 투명한 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상판 및 상기 하판은 유리 또는 고분자 필름인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 상판과 상기 하판의 가장자리 둘레에 구비되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 접착층은 UV경화제인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부전극층 및 상기 하부전극층은 인듐주석 산화물(ITO) 또는 탄소나노튜브(CNT)인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판과 상기 하판의 간격은 0.1~100㎛인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 상판의 두께는 100~1500㎛인 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
  15. 삭제
  16. 일면에 상부전극층이 형성되어 있고, 터치에 의하여 변형가능한 상판:
    상기 상판과 소정의 간격 이격되어 구비되고, 일면에는 상기 상부전극층과 대향되는 면에는 복수의 하부전극으로 이루어지고, 상기 복수개의 하부전극 사이에는 스페이서가 포함되는 하부전극층이 형성되어 있는 하판;
    상기 상부전극층과 상기 하부전극층은 스트립 형상의 전극으로,
    상기 상부전극층과 상기 하부전극층에 형성된 전극이 서로 교차되도록 복수개 구비되고,
    상기 상판과 하판의 사이의 둘레에 구비되어, 상기 상판과 상기 하판을 연결하는 접착층; 및
    상기 상판과 상기 하판 사이에 충진되는 충진재를 포함하는 터치입력구조에 있어서, 상기 터치입력구조의 측면은 단순 지지된 상태로서, 상기 측면의 변위변화가 없는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 멀티터치에 따른 접촉위치 및 누름힘 측정용 터치입력구조.
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