KR101094927B1 - Touch Seonsor Unit - Google Patents

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KR101094927B1
KR101094927B1 KR1020090126003A KR20090126003A KR101094927B1 KR 101094927 B1 KR101094927 B1 KR 101094927B1 KR 1020090126003 A KR1020090126003 A KR 1020090126003A KR 20090126003 A KR20090126003 A KR 20090126003A KR 101094927 B1 KR101094927 B1 KR 101094927B1
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윤재성
최두선
유영은
장성환
전은채
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 터치센서유닛에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 터치센서유닛은 함몰된 캐비티(cavity)가 형성된 기판; 상기 캐비티 내에 설치되는 다수 개의 접촉센서; 상기 캐비티의 상부를 덮도록 형성되며, 터치압력이 상면에 인가시 상기 캐비티의 내측으로 탄성변형되어 저면이 상기 센서단자와 접촉되고, 가압해제시 탄성복원되는 탄성접촉부; 상기 접촉센서와 연결되며, 상기 탄성접촉부와 상기 접촉센서의 접촉되는 숫자에 따라 상기 탄성접촉부에 인가된 터치압력을 산출하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 MEMS기술을 적용하여 터치센서유닛을 제조시 기계적 또는 화학적 안정성을 향상시켜 수명을 연장할 수 있고, 별도의 보호필름이 구비되지 않아도 되어 제조비용을 절감하고, 보호필름이 구비되지 않아도 됨으로써 반응속도가 저하되지 않아 사용자의 터치감도가 향상되며, 인가되는 터치압력을 산출해낼 수 있는 터치센서유닛이 제공된다.The present invention relates to a touch sensor unit, wherein the touch sensor unit includes a substrate having a recessed cavity; A plurality of contact sensors installed in the cavity; An elastic contact part formed to cover the upper part of the cavity, the elastic contact part being elastically deformed into the cavity when the touch pressure is applied to the upper surface, and the bottom surface of the cavity contacting the sensor terminal, and being elastically restored when the pressure is released; And a signal processing unit connected to the contact sensor and calculating a touch pressure applied to the elastic contact unit according to the number of contact between the elastic contact unit and the contact sensor. Accordingly, the MEMS technology can be applied to improve the mechanical or chemical stability when manufacturing the touch sensor unit, which can extend the service life, and there is no need for a separate protective film, thereby reducing the manufacturing cost and not requiring a protective film. Since the speed is not lowered, the user's touch sensitivity is improved, and a touch sensor unit capable of calculating the applied touch pressure is provided.

터치센서, MEMS, 터치압력, 접촉센서, 압력센서, 메탈파우더, CNT Touch Sensor, MEMS, Touch Pressure, Contact Sensor, Pressure Sensor, Metal Powder, CNT

Description

터치센서유닛{Touch Seonsor Unit}Touch Sensor Unit {Touch Seonsor Unit}

본 발명은 터치센서유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치(touch)에 의해 발생되는 터치압력을 측정할 수 있는 터치센서유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a touch sensor unit, and more particularly to a touch sensor unit that can measure the touch pressure generated by the touch (touch).

일반적으로, 터치센서유닛은 정전압을 이용한 정전방식과, 저항막을 이용한 저항막방식으로 구분된다.In general, the touch sensor unit is divided into a capacitive method using a constant voltage and a resistive film method using a resistive film.

여기서, 정전방식은 사람의 몸에서 흘러나오는 미세한 전류를 인식해 작동하도록 구성되며, 저항막방식은 압력감지 센서가 내장된 필름을 활용해 사용자의 터치 압력에 반응하여 작동하도록 구성된다.Here, the electrostatic method is configured to operate by recognizing the minute current flowing from the human body, the resistive film method is configured to operate in response to the user's touch pressure by using a film with a pressure sensor.

이 같은 방식들을 기계 부품, 센서, 액츄에이터, 전자 회로를 하나의 실리콘 기판 위에 집적화화는 기술인 MEMS(Microelectromechanical Systems)기술을 이용하여 기판 상에 구현시 종래 터치센서유닛은 터치단자가 외부로 노출되므로 터치센서유닛의 기계적 결함 및 화학적 결함을 야기하는 문제점이 있었다.When such methods are implemented on a substrate using MEMS (Microelectromechanical Systems) technology, which integrates mechanical components, sensors, actuators, and electronic circuits on a single silicon substrate, the conventional touch sensor unit is exposed because the touch terminal is exposed to the outside. There was a problem causing mechanical and chemical defects of the sensor unit.

또한, 이를 보완하기 위해 상부에 터치단자와 컨택되는 보호필름 등이 더 구비되었으나, 이는 터치에 대한 반응속도 및 터치감이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, in order to compensate for this, there was further provided a protective film and the like contacted with the touch terminal on the upper side, which had a problem in that the response speed and the touch feeling for the touch were deteriorated.

또한, 종래 터치센서유닛은 오프(off)일 때 "0", 온(On)일 때 "1"로만 동작 하도록 구성되어 터치 압력의 세기에 대해서는 측정할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, the conventional touch sensor unit is configured to operate only as "0" when the off (off), "1" when the on (On) has a problem that can not measure the strength of the touch pressure.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, MEMS기술을 적용하여 터치센서유닛을 제조시 기계적 또는 화학적 안정성을 향상시켜 수명을 연장할 수 있는 터치센서유닛을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, to provide a touch sensor unit that can extend the life by improving the mechanical or chemical stability when manufacturing the touch sensor unit by applying MEMS technology.

또한, 별도의 보호필름이 구비되지 않아도 되어 제조비용을 절감할 수 있는 터치센서유닛을 제공함에 있다.In addition, there is no need to provide a separate protective film to provide a touch sensor unit that can reduce the manufacturing cost.

또한, 보호필름이 구비되지 않아도 됨으로써 반응속도가 저하되지 않아 사용자의 터치감도가 향상되는 터치센서유닛을 제공함에 있다.In addition, there is no need to provide a protective film is to provide a touch sensor unit that does not decrease the reaction speed improve the user's touch sensitivity.

또한, 인가되는 터치압력을 산출해낼 수 있는 터치센서유닛을 제공함에 있다.In addition, to provide a touch sensor unit that can calculate the applied touch pressure.

상기 목적은 본 발명에 따라, 함몰된 캐비티(cavity)가 형성된 기판; 상기 캐비티 내에 설치되는 다수 개의 접촉센서; 상기 캐비티의 상부를 덮도록 형성되며, 터치압력이 상면에 인가시 상기 캐비티의 내측으로 탄성변형되어 저면이 상기 센서단자와 접촉되고, 가압해제시 탄성복원되는 탄성접촉부; 상기 접촉센서와 연결되며, 상기 탄성접촉부와 상기 접촉센서의 접촉되는 숫자에 따라 상기 탄성접촉부에 인가된 터치압력을 산출하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서유닛에 의해 달성된다.According to the present invention, the object is a substrate having a recessed cavity (cavity) formed; A plurality of contact sensors installed in the cavity; An elastic contact part formed to cover the upper part of the cavity, the elastic contact part being elastically deformed into the cavity when the touch pressure is applied to the upper surface, and the bottom surface of the cavity contacting the sensor terminal, and being elastically restored when the pressure is released; And a signal processing unit connected to the contact sensor and calculating a touch pressure applied to the elastic contact unit according to the number of contact between the elastic contact unit and the contact sensor.

상기 목적은 본 발명의 다른 국면에 따라, 함몰된 캐비티(cavity)가 형성된 기판; 상기 캐비티와 외부가 연통되도록 상기 기판에 형성된 오리피스; 상기 캐비티에 설치되어 상기 캐비티 내부의 압력을 센싱하는 적어도 하나의 압력센서; 상기 캐비티의 상부를 덮도록 형성되며, 터치압력이 상면에 인가시 상기 캐비티의 내측으로 탄성변형되고, 가압해제시 탄성복원되는 탄성접촉부; 상기 압력센서와 연결되며, 상기 탄성접촉부에 터치압력이 인가시, 상기 압력센서를 통해 센싱된 압력값에 따라 상기 터치압력 또는 상기 터치압력의 입력속도를 산출하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서유닛에 의해 달성된다.According to another aspect of the present invention, the object is a substrate formed with a recessed cavity (cavity); An orifice formed in the substrate to communicate with the outside of the cavity; At least one pressure sensor installed in the cavity to sense a pressure inside the cavity; An elastic contact portion formed to cover the upper portion of the cavity and elastically deformed to the inside of the cavity when a touch pressure is applied to the upper surface, and elastically restored when the pressure is released; And a signal processing unit connected to the pressure sensor and calculating an input speed of the touch pressure or the touch pressure according to the pressure value sensed by the pressure sensor when the touch pressure is applied to the elastic contact unit. Is achieved by a touch sensor unit.

상기 목적은 본 발명의 또 다른 국면에 따라, 함몰된 캐비티(cavity)가 형성된 기판; 상기 캐비티에 설치되어 상호 이격되어 배치된 적어도 2개의 전극; 상기 캐비티를 충진하는 충진재; 상기 캐비티를 덮도록 형성되며, 터치압력이 상면에 인가시 상기 캐비티의 내측으로 탄성변형되고, 가압해제시 탄성복원되는 탄성접촉부; 상기 전극과 연결되며, 상기 탄성접촉부에 터치압력이 인가시, 상기 충진재의 밀도변화에 따른 상기 전극의 저항값 또는 캐패시턴스를 측정하여 상기 터치압력을 산출하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서유닛에 의해 달성된다.According to another aspect of the present invention, the object is a substrate formed with a recessed cavity (cavity); At least two electrodes disposed in the cavity and spaced apart from each other; A filler filling the cavity; An elastic contact portion formed to cover the cavity and elastically deformed to the inside of the cavity when a touch pressure is applied to the upper surface, and elastically restored when the pressure is released; A signal processing unit connected to the electrode and calculating a touch pressure by measuring a resistance value or capacitance of the electrode according to a change in density of the filler when the touch pressure is applied to the elastic contact unit. Achieved by the sensor unit.

여기서, 상기 탄성접촉부는 고분자 폴리머(polymer)로 형성될 수 있다.The elastic contact part may be formed of a polymer.

또한, 상기 기판은 실리콘웨이퍼일 수 있다.In addition, the substrate may be a silicon wafer.

아울러, 상기 오리피스는 상기 캐비티의 바닥면에 형성될 수 있다.In addition, the orifice may be formed on the bottom surface of the cavity.

또한, 상기 충진재는 메탈(Metal) 또는 CNT(Carbon nanotube) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, the filler may include any one of metal (Metal) or CNT (Carbon nanotube).

본 발명에 따르면, MEMS기술을 적용하여 터치센서유닛을 제조시 기계적 또는 화학적 안정성을 향상시켜 수명을 연장할 수 있는 터치센서유닛이 제공된다.According to the present invention, there is provided a touch sensor unit that can extend the life by improving the mechanical or chemical stability when manufacturing the touch sensor unit by applying MEMS technology.

또한, 별도의 보호필름이 구비되지 않아도 되어 제조비용을 절감할 수 있는 터치센서유닛이 제공된다.In addition, there is provided a touch sensor unit that does not need a separate protective film can reduce the manufacturing cost.

또한, 보호필름이 구비되지 않아도 됨으로써 반응속도가 저하되지 않아 사용자의 터치감도가 향상되는 터치센서유닛이 제공된다.In addition, there is provided a touch sensor unit that does not need to be provided with a protective film does not reduce the reaction speed is improved the user's touch sensitivity.

또한, 인가되는 터치압력을 산출해낼 수 있는 터치센서유닛이 제공된다.Also provided is a touch sensor unit capable of calculating the applied touch pressure.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, in the various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, different configurations from the first embodiment will be described. do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서유닛에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a touch sensor unit according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서유닛(1)의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 터치센서유닛(1)은 기판(10), 접촉센서(11), 탄성접촉부(20) 및 신호처리부(30)를 포함하여 구성된다.1 is a schematic diagram of a touch sensor unit 1 according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the touch sensor unit 1 includes a substrate 10, a contact sensor 11, an elastic contact part 20, and a signal processor 30.

상기 기판(10)은 실리콘웨이퍼로 마련되고, 기판(10)의 적어도 일 영역에는 함몰형성된 캐비티(10a, cavity)가 형성되고, 상기 접촉센서(11)는 캐비티(10a)의 내측 바닥면에 다수 개가 설치되며, 후술할 탄성접촉부(20)의 접촉여부를 후술할 신호처리부(30)로 전송하도록 마련된다.The substrate 10 is formed of a silicon wafer, and a cavity 10a (cavity) formed in at least one region of the substrate 10 is formed, and the contact sensor 11 is formed on the inner bottom surface of the cavity 10a. The dog is installed, and is provided to transmit the contact of the elastic contact portion 20 to be described later to the signal processor 30 to be described later.

상기 탄성접촉부(20)는 고분자 폴리머(polymer) 재질로 마련되며, 캐비티(10a)의 상부를 덮도록 형성되며, 상면에 하향으로 가압하는 터치압력 인가시 캐비티(10a)의 내측방향으로 탄성변형되어 접촉센서(11)와 접촉하게 되고, 터치압력 해제시 탄성복원되도록 마련된다.The elastic contact portion 20 is made of a polymer material, is formed to cover the upper portion of the cavity (10a), and elastically deformed in the inner direction of the cavity (10a) when the touch pressure is applied downward to the upper surface In contact with the contact sensor 11, it is provided to restore elasticity when the touch pressure is released.

상기 신호처리부(30)는 각각의 접촉센서(11)와 연결되며, 탄성접촉부(20)와 접촉센서(11)의 접촉되는 숫자에 따라 탄성접촉부(11)에 인가되는 터치압력을 산출하도록 소정의 알고리즘이 구현되어 있다.The signal processor 30 is connected to each contact sensor 11, and calculates a touch pressure applied to the elastic contact part 11 according to the number of contact of the elastic contact part 20 and the contact sensor 11. The algorithm is implemented.

지금부터는 상술한 터치센서유닛의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the above-described touch sensor unit will now be described.

도 2는 도 1의 작동상태도이다. 도 2를 참조하면, 탄성접촉부(20)의 상면에 터치압력이 인가되면, 탄성접촉부(20)는 캐비티(10a)의 내측으로 탄성변형되고, 이때 탄성접촉부(20)의 저면은 접촉센서(11)와 접촉하게 된다.2 is an operating state diagram of FIG. 1. Referring to FIG. 2, when touch pressure is applied to the upper surface of the elastic contact portion 20, the elastic contact portion 20 is elastically deformed into the cavity 10a, and the bottom surface of the elastic contact portion 20 is the contact sensor 11. ).

탄성접촉부(20)와 접촉된 접촉센서(11)는 접촉되었음을 알리는 접촉신호를 신호처리부(30)로 전송하고, 신호처리부(30)는 접촉신호를 전송한 접촉센서(11)의 숫자에 따라 탄성접촉부(20)에 가해진 터치압력을 산출할 수 있다.The contact sensor 11 in contact with the elastic contact unit 20 transmits a contact signal indicating that the contact is made to the signal processing unit 30, and the signal processing unit 30 is elastic according to the number of the contact sensors 11 transmitting the contact signal. The touch pressure applied to the contact portion 20 may be calculated.

이후, 터치압력이 해제되면 탄성접촉부(20)는 탄성복원되어 원래의 상태로 되돌아가게 된다.Thereafter, when the touch pressure is released, the elastic contact portion 20 is elastically restored to return to its original state.

즉, 종래 터치압력 인가시 온오프만을 판단할 수 있는 것과는 달리 접촉되는 접촉센서(11)의 숫자에 따라 인가된 터치압력을 산출할 수 있다.That is, unlike the conventional touch pressure can be determined only on and off, the applied touch pressure can be calculated according to the number of the contact sensor 11 in contact.

아울러, 탄성접촉부(20)가 접촉센서(11)의 상부를 덮도록 구성됨으로써 탄성접촉부(11)의 하부에 형성되는 구조의 기계적 또는 화학적 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the elastic contact portion 20 is configured to cover the upper portion of the contact sensor 11 can improve the mechanical or chemical stability of the structure formed on the lower portion of the elastic contact portion (11).

또한, 별도의 보호필름 등이 구비되지 않아도 됨으로써 터치 반응속도가 향상되어 사용자의 터치감도가 향상될 수 있다.In addition, since a separate protective film or the like is not provided, the touch response speed may be improved, and the user's touch sensitivity may be improved.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서유닛에 대하여 설명한다.Next, a touch sensor unit according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서유닛의 개략도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서유닛(1A)은 기판(10), 탄성접촉부(20) 및 신호처리부(30)를 포함하여 구성된다.3 is a schematic diagram of a touch sensor unit according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the touch sensor unit 1A according to the second embodiment of the present invention includes a substrate 10, an elastic contact part 20, and a signal processor 30.

상기 기판(10)은 제1실시예에서와 같이, 캐비티(10a)가 형성되며, 아울러 캐비티(10)의 바닥면 일 측에는 외부와 연통되도록 미세홀 형태의 오리피스(10b)가 형성되고, 캐비티(10a)의 바닥면 타 측에는 압력센서(12)가 설치된다.As in the first embodiment, the substrate 10 has a cavity 10a formed therein, and an orifice 10b having a microhole shape is formed at one side of the bottom surface of the cavity 10 so as to communicate with the outside. The pressure sensor 12 is installed on the other side of the bottom surface of 10a).

여기서, 압력센서(12)는 캐비티(10a) 내부의 압력을 센싱하여 센싱된 압력값을 후술할 신호처리부(30)로 전송하도록 설치된다.Here, the pressure sensor 12 is installed to sense the pressure in the cavity 10a to transmit the sensed pressure value to the signal processor 30 to be described later.

상기 탄성접촉부(20)는 제1실시예와 동일한 구성으로 마련되므로 상세한 설명은 생략한다.Since the elastic contact portion 20 is provided in the same configuration as the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

상기 신호처리부(30)는 압력센서(12)와 연결되며, 탄성접촉부(20)에 터치압력 인가시 압력센서(12)를 통해 센싱된 캐비티(10a) 내부의 압력값을 전송받아 인가된 터치압력을 소정의 알고리즘을 통해 산출하도록 구성된다.The signal processor 30 is connected to the pressure sensor 12, and when the touch pressure is applied to the elastic contact unit 20, the touch pressure applied by receiving the pressure value inside the cavity 10a sensed by the pressure sensor 12 is applied. Is calculated through a predetermined algorithm.

한편, 상기 신호처리부(30)는 압력센서(12)를 통해 전송받은 압력값을 시간에 따라 배열하여 탄성접촉부(20)에 인가되는 터치압력의 인가속도를 산출할 수 있도록 구성된다.On the other hand, the signal processing unit 30 is configured to calculate the application speed of the touch pressure applied to the elastic contact portion 20 by arranging the pressure values transmitted through the pressure sensor 12 over time.

지금부터는 상술한 터치센서유닛의 제2실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the second embodiment of the above-described touch sensor unit will now be described.

도 4는 도 3의 작동상태도이다. 도 4를 참조하면, 탄성접촉부(20)의 상면에 터치압력이 인가되면, 탄성접촉부(20)는 캐비티(10a)의 내측으로 탄성변형되며, 캐비티(10a) 내부의 공기는 오리피스(10b)를 통해 외부로 유출된다.4 is an operating state diagram of FIG. 3. Referring to FIG. 4, when touch pressure is applied to the upper surface of the elastic contact portion 20, the elastic contact portion 20 is elastically deformed to the inside of the cavity 10a, and the air inside the cavity 10a opens the orifice 10b. Through the outflow.

이때, 압력센서(12)는 캐비티(10a)의 내부압력을 센싱하고, 센싱된 압력값을 신호처리부(30)로 전송한다.At this time, the pressure sensor 12 senses the internal pressure of the cavity 10a and transmits the sensed pressure value to the signal processor 30.

신호처리부(30)는 전송받은 압력값을 소정의 알고리즘을 통해 인가된 터치압력으로 산출할 수 있다.The signal processor 30 may calculate the received pressure value as the touch pressure applied through a predetermined algorithm.

이후, 터치압력이 해제되면 탄성접촉부(20)는 탄성복원되어 원래의 상태로 되돌아가게 된다.Thereafter, when the touch pressure is released, the elastic contact portion 20 is elastically restored to return to its original state.

한편, 신호처리부(30)는 인가된 터치압력의 인가속도를 산출해 낼 수 있다. 도 5는 터치압력 인가속도에 따른 압력변화그래프이다.Meanwhile, the signal processor 30 may calculate an application speed of the applied touch pressure. 5 is a pressure change graph according to the touch pressure application speed.

도 5를 참조하면, 탄성접촉부(20)에 터치압력이 인가되면 미세홀인 오리피스(10b)를 통해 캐비티(10a) 내부의 공기가 유출된다.Referring to FIG. 5, when a touch pressure is applied to the elastic contact portion 20, air inside the cavity 10a flows out through the orifice 10b which is a fine hole.

즉, 일정시간(0~t0) 동안 a와 같이 압력변화가 나타나는 것은 캐비티(10a) 내부압력이 상대적으로 빠르게 증가하였음을 나타내는 것이고, 일정시간(0~t0) 동안 압력변화가 b와 같이 나타나는 경우는 캐비티(10a) 내부압력이 상대적으로 느리게 증가하였음을 나타내는 것이다.That is, the change in pressure as shown in a for a certain time (0 to t 0 ) indicates that the internal pressure of the cavity 10a increased relatively rapidly, and the change in pressure for a certain time (0 to t 0 ) is shown as b. In this case, the internal pressure of the cavity 10a is increased relatively slowly.

즉, 압력센서로부터 전송받은 압력값을 시간에 따라 배열하여 터치압력의 인가속도를 산출해낼 수 있다.That is, the application rate of the touch pressure can be calculated by arranging the pressure values transmitted from the pressure sensor according to time.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서유닛을 이용하면 인가되는 터치압력 및 터치압력의 인가속도까지 산출해 낼 수 있다.As described above, by using the touch sensor unit according to the second embodiment of the present invention, it is possible to calculate the applied touch pressure and the application speed of the touch pressure.

다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 터치센서유닛에 대하여 설명한다.Next, a touch sensor unit according to a third embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 터치센서유닛의 개략도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 터치센서유닛(1B)은 기판(10), 탄성접촉부(20) 및 신호처리부(30)를 포함하여 구성된다.6 is a schematic diagram of a touch sensor unit according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the touch sensor unit 1B according to the third embodiment of the present invention includes a substrate 10, an elastic contact part 20, and a signal processor 30.

상기 기판(10) 및 상기 탄성접촉부(20)는 상술한 제1실시예의 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Since the substrate 10 and the elastic contact portion 20 are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

제3실시예에서는 기판(10)의 바닥면에 상호 이격된 제1전극(13a)과 제2전극(13b)이 설치된다. 여기서, 전극은 적어도 2개 이상 설치되는 것이 인가되는 터치압력에 따른 저항값 또는 캐패시턴스를 정확하게 산출해낼 수 있다.In the third embodiment, the first electrode 13a and the second electrode 13b spaced apart from each other are provided on the bottom surface of the substrate 10. Here, at least two electrodes may accurately calculate a resistance value or capacitance according to a touch pressure to which at least two electrodes are installed.

또한, 기판(10)에 형성된 캐비티(10a)에는 충진재(40)가 겔(gel)의 형태로 충진된다. 이때, 충진재(40)는 기능성 첨가물인 파우더 형태의 메탈(metal) 또는 CNT(Carbon Nano Tube)를 포함할 수 있다.In addition, the filler 40 is filled in the form of a gel in the cavity 10a formed on the substrate 10. In this case, the filler 40 may include a metal or powder carbon nanotube (CNT) in the form of a functional additive.

상기 신호처리부(30)는 제1전극(13a) 및 제2전극(13b)과 연결되며, 탄성접촉 부(20)에 터치압력 인가시 충진재(40)의 밀도변화에 따른 각 전극의 저항값 또는 캐패시턴스를 측정하여 인가된 터치압력을 산출하도록 구성된다.The signal processor 30 is connected to the first electrode 13a and the second electrode 13b, and the resistance value of each electrode according to the density change of the filler 40 when the touch pressure is applied to the elastic contact part 20 or The capacitance is configured to calculate the applied touch pressure.

지금부터는 상술한 터치센서유닛의 제3실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the third embodiment of the above-described touch sensor unit will now be described.

도 7은 도 6의 작동상태도이다. 도 7을 참조하면, 탄성접촉부(20)의 상면에 터치압력이 인가되면, 탄성접촉부(20)는 캐비티(10a)의 내측으로 탄성변형됨과 동시에 겔(gel)상태의 충진재(40)는 밀도변화가 발생하게 된다.7 is an operating state diagram of FIG. 6. Referring to FIG. 7, when touch pressure is applied to the upper surface of the elastic contact portion 20, the elastic contact portion 20 is elastically deformed into the cavity 10a and at the same time, the filler 40 in the gel state changes in density. Will occur.

이때, 제1전극(13a) 및 제2전극(13b)과 연결된 신호처리부(30)는 각 전극의 저항값 및 캐패시턴스를 측정하여 소정의 알고리즘을 통해 인가된 터치압력을 산출할 수 있다.In this case, the signal processor 30 connected to the first electrode 13a and the second electrode 13b may measure the resistance value and the capacitance of each electrode to calculate the touch pressure applied through a predetermined algorithm.

이후, 터치압력이 해제되면 탄성접촉부(20)는 탄성복원되어 원래의 상태로 되돌아가게 된다.Thereafter, when the touch pressure is released, the elastic contact portion 20 is elastically restored to return to its original state.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 다양한 실시예에 따른 터치센서유닛을 이용하면, 종래의 온오프만을 판단할 수 있는 것과는 달리 인가되는 터치압력을 산출해낼 수 있게 된다.Using the touch sensor unit according to various embodiments of the present invention as described above, it is possible to calculate the applied touch pressure, unlike the conventional on-off can be determined only.

아울러, 탄성접촉부(20)가 기판의 상부를 덮도록 형성되어 탄성접촉부(20)의 하부에 형성되는 구조의 기계적 또는 화학적 안정성을 향상시킬 수 있으며, 별도의 보호필름 등이 구비되지 않아도 됨으로써 터치 반응속도가 향상되어 사용자의 터치감도가 향상될 수 있다.In addition, the elastic contact portion 20 is formed to cover the upper portion of the substrate to improve the mechanical or chemical stability of the structure formed on the lower portion of the elastic contact portion 20, touch protection by not having a separate protective film, etc. The speed may be improved to increase the user's touch sensitivity.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하 는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서유닛의 개략도,1 is a schematic diagram of a touch sensor unit according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 작동상태도,2 is an operating state of FIG.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서유닛의 개략도,3 is a schematic diagram of a touch sensor unit according to a second embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 작동상태도4 is an operating state of FIG.

도 5는 터치압력 인가속도에 따른 압력변화그래프,5 is a pressure change graph according to the touch pressure application speed,

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 터치센서유닛의 개략도,6 is a schematic diagram of a touch sensor unit according to a third embodiment of the present invention;

도 7은 도 6의 작동상태도7 is an operating state diagram of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 기판 10a : 캐비티 10b : 오리피스10 substrate 10a cavity 10b orifice

11 : 접촉센서 12 : 압력센서 13a : 제1전극11 contact sensor 12 pressure sensor 13a first electrode

13b : 제2전극 20 : 탄성접촉부 30 : 신호처리부13b: second electrode 20: elastic contact portion 30: signal processing portion

40 : 충진재40: filling material

Claims (7)

삭제delete 함몰된 캐비티(cavity)가 형성된 기판;A substrate on which a recessed cavity is formed; 상기 캐비티와 외부가 연통되도록 상기 기판에 형성된 오리피스;An orifice formed in the substrate to communicate with the outside of the cavity; 상기 캐비티에 설치되어 상기 캐비티 내부의 압력을 센싱하는 적어도 하나의 압력센서;At least one pressure sensor installed in the cavity to sense a pressure inside the cavity; 상기 캐비티의 상부를 덮도록 형성되며, 터치압력이 상면에 인가시 상기 캐비티의 내측으로 탄성변형되고, 가압해제시 탄성복원되는 탄성접촉부;An elastic contact portion formed to cover the upper portion of the cavity and elastically deformed to the inside of the cavity when a touch pressure is applied to the upper surface, and elastically restored when the pressure is released; 상기 압력센서와 연결되며, 상기 탄성접촉부에 터치압력이 인가시, 상기 압력센서를 통해 센싱된 압력값에 따라 상기 터치압력 또는 상기 터치압력의 입력속도를 산출하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서유닛.And a signal processing unit connected to the pressure sensor and calculating an input speed of the touch pressure or the touch pressure according to the pressure value sensed by the pressure sensor when the touch pressure is applied to the elastic contact unit. Touch sensor unit. 함몰된 캐비티(cavity)가 형성된 기판;A substrate on which a recessed cavity is formed; 상기 캐비티에 설치되어 상호 이격되어 배치된 적어도 2개의 전극;At least two electrodes disposed in the cavity and spaced apart from each other; 상기 캐비티를 충진하는 충진재;A filler filling the cavity; 상기 캐비티를 덮도록 형성되며, 터치압력이 상면에 인가시 상기 캐비티의 내측으로 탄성변형되고, 가압해제시 탄성복원되는 탄성접촉부;An elastic contact portion formed to cover the cavity and elastically deformed to the inside of the cavity when a touch pressure is applied to the upper surface, and elastically restored when the pressure is released; 상기 전극과 연결되며, 상기 탄성접촉부에 터치압력이 인가시, 상기 충진재의 밀도변화에 따른 상기 전극의 저항값 또는 캐패시턴스를 측정하여 상기 터치압력을 산출하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서유닛.A signal processing unit connected to the electrode and calculating a touch pressure by measuring a resistance value or capacitance of the electrode according to a change in density of the filler when the touch pressure is applied to the elastic contact unit. Sensor unit. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 탄성접촉부는 고분자 폴리머(polymer)로 형성된 것을 특징으로 하는 터치센서유닛.The touch sensor unit, characterized in that the elastic contact portion is formed of a polymer (polymer). 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 기판은 실리콘웨이퍼인 것을 특징으로 하는 터치센서유닛.The substrate is a touch sensor unit, characterized in that the silicon wafer. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 오리피스는 상기 캐비티의 바닥면에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서유닛.And the orifice is formed on the bottom surface of the cavity. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 충진재는 메탈(Metal) 또는 CNT(Carbon nanotube) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서유닛.The filler is a touch sensor unit comprising any one of metal (Metal) or CNT (Carbon nanotube).
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