KR20100022748A - Touch sensor and method of detecting touch pressure - Google Patents

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KR20100022748A
KR20100022748A KR1020080081418A KR20080081418A KR20100022748A KR 20100022748 A KR20100022748 A KR 20100022748A KR 1020080081418 A KR1020080081418 A KR 1020080081418A KR 20080081418 A KR20080081418 A KR 20080081418A KR 20100022748 A KR20100022748 A KR 20100022748A
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정광균
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주식회사 센플러스
정광균
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Abstract

PURPOSE: A touch sensor and a method of detecting touch pressure are provided to conveniently determine coordinate data of a touch location and a degree of touch pressure. CONSTITUTION: The first substrate(110) comprises a plurality of first electrodes(111~118). The first electrodes are formed in parallel along with the first direction. The second substrate(120) comprises a plurality of second electrodes(121~128). The second electrodes are formed in parallel along with the second direction crossing the first direction. At least one among the height, diameter and interval regularly increases along with at least one direction in a plurality of dot spacers.

Description

터치센서 및 이를 이용한 접촉력 감지 방법{Touch sensor and method of detecting touch pressure}Touch sensor and method of detecting touch force using the same {Touch sensor and method of detecting touch pressure}

본 발명은 터치센서에 관한 것으로서, 구체적으로는 터치센서에 포함되는 도트스페이서(dot spacer) 또는 스페이서시트(spacer sheet)의 배열을 소정 패턴으로 형성함으로써 접촉위치의 좌표데이터뿐만 아니라 접촉력의 정도를 간편하게 판단할 수 있는 터치센서에 관한 것이다.The present invention relates to a touch sensor, specifically, by forming an arrangement of a dot spacer or a spacer sheet included in the touch sensor in a predetermined pattern, the degree of contact force as well as the coordinate data of the contact position can be simplified. It relates to a touch sensor that can be determined.

최근 들어 전자기기의 소형화, 일체화 경향이 가속화되면서 핸드폰, PDA, PMP, MP3플레이어 등의 소형 전자제품이나 노트북 컴퓨터를 중심으로 터치패드, 터치스크린 등의 터치센서를 이용하는 입력수단이 각광을 받고 있다.Recently, as the trend toward miniaturization and integration of electronic devices has been accelerated, input means using touch sensors such as touch pads and touch screens, such as mobile phones, PDAs, PMPs, MP3 players, and notebook computers, have been in the spotlight.

터치센서의 종류는 접촉위치의 좌표데이터를 검출하는 방식에 따라 매우 다양하다. 예를 들어 디스플레이패널의 표면에 부착되어 사용되는 터치스크린은 작동원리에 따라 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전용량 방식(Capacitive Overlay), 적외선 방식(Infrared Beam), 표면초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 등으로 구분된다.The type of touch sensor varies greatly depending on the method of detecting the coordinate data of the contact position. For example, the touch screen attached to the surface of the display panel may be used as a resistive overlay, capacitive overlay, infrared beam, or surface acoustic wave according to the principle of operation. And the like.

이 중에서 가장 광범위하게 사용되고 있는 것이 저항막 방식의 터치스크린이므로 이하에서는 도 1의 분해사시도와 도 2의 단면도를 참조하여 저항막 방식(특히, 4선 저항막 방식)의 터치스크린에 대해 간단히 설명한다.Since the resistive touch screen is the most widely used among these, the touch screen of the resistive film type (particularly, the 4-wire resistive film type) will be briefly described with reference to the exploded perspective view of FIG. 1 and the cross-sectional view of FIG. 2. .

4선 저항막 방식의 터치스크린은 하부기판(10)과 상부기판(20)이 그 주변부를 따라 개재된 접착시트(30)에 의해 결합된 구조로 이루어지며, 하부기판(10)의 상면과 상부기판(20)의 하면에는 저항막 역할을 하는 제1 ITO(Indium Tin Oxide)박막(16)과 제2 ITO박막(26)이 각각 형성된다.The 4-wire resistive touch screen has a structure in which the lower substrate 10 and the upper substrate 20 are joined by an adhesive sheet 30 interposed along the periphery thereof, and the upper and upper surfaces of the lower substrate 10. A first indium tin oxide (ITO) thin film 16 and a second ITO thin film 26 serving as a resistive film are formed on the bottom surface of the substrate 20, respectively.

제1 ITO박막(16)의 표면에는 각각 제1방향(y축 방향)을 따라 길게 형성된 제1전극(11) 및 제2전극(12)이 서로 이격되어 평행하게 배치된다. 또한 제2 ITO박막(26)의 표면에는 각각 제2방향(x축 방향)을 따라 길게 형성된 제3전극(21) 및 제4전극(22)이 서로 이격되어 평행하게 배치된다. 제1 및 제2전극(11,12)은 각각 제1도선(13) 및 제2도선(14)에 연결되고, 제3전극(21) 및 제4전극(22)은 각각 제3도선(23) 및 제4도선(24)에 연결된다.On the surface of the first ITO thin film 16, the first electrode 11 and the second electrode 12, each of which elongate along the first direction (y-axis direction), are spaced apart from each other and arranged in parallel. In addition, the third electrode 21 and the fourth electrode 22 formed long in the second direction (x-axis direction) are disposed on the surface of the second ITO thin film 26 to be spaced apart from each other in parallel. The first and second electrodes 11 and 12 are connected to the first conductive line 13 and the second conductive line 14, respectively, and the third electrode 21 and the fourth electrode 22 are respectively connected to the third conductive line 23. ) And the fourth conductive line 24.

또한 하부기판(10)의 제1 ITO박막(16)의 표면에는 투명한 도트스페이서(dot spacer)(15)가 매트릭스 형태로 균일하게 배열된다. 이러한 도트스페이서(15)를 대신하여 다수의 개구부를 가지는 스페이서시트 또는 다공성 폴리머가 사용되기도 한다.In addition, transparent dot spacers 15 are uniformly arranged in a matrix on the surface of the first ITO thin film 16 of the lower substrate 10. In place of the dot spacer 15, a spacer sheet or a porous polymer having a plurality of openings may be used.

이러한 4선 저항막 방식의 터치스크린에서 하부기판(10)의 제1전극(11)에 공 통전압(Vcc)을 인가하고 제2전극(12)에 기저전압(VGND)을 인가하면, 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이의 제1 ITO박막(16)에는 x축 방향의 전계가 형성된다. 이 상태에서 사용자가 상부기판(10)의 표면을 누르면 제1 ITO박막(16)과 제2 ITO박막(26)이 서로 접촉하므로 상부기판(10)에 형성된 제3 또는 제4전극(21,22)을 통해 접촉지점의 전압(Vx)을 검출하고 검출전압(Vx)를 근거로 접촉지점의 x좌표를 산출한다.In the 4-wire resistive touch screen, when the common voltage Vcc is applied to the first electrode 11 of the lower substrate 10 and the ground voltage V GND is applied to the second electrode 12, An electric field in the x-axis direction is formed in the first ITO thin film 16 between the first electrode 11 and the second electrode 12. In this state, when the user presses the surface of the upper substrate 10, the first ITO thin film 16 and the second ITO thin film 26 contact each other, so that the third or fourth electrodes 21 and 22 formed on the upper substrate 10 are in contact with each other. ) Detects the voltage Vx of the contact point and calculates the x coordinate of the contact point based on the detected voltage Vx.

이어서 상부기판(20)의 제3전극(21)에 공통전압(Vcc)을 인가하고 제4전극(22)에 기저전압(VGND)을 인가하여 제3전극(21)과 제4전극(22) 사이의 제2 ITO박막(26)에 y축 방향의 전계를 형성하고, 하부기판(20)의 제1전극(11) 또는 제2전극(12)을 통해 접촉지점의 전압(Vy)을 검출하며, 검출전압(Vy)를 근거로 접촉지점의 y좌표를 산출한다.Subsequently, the common voltage Vcc is applied to the third electrode 21 of the upper substrate 20, and the base voltage V GND is applied to the fourth electrode 22 to form the third electrode 21 and the fourth electrode 22. ) Forms an electric field in the y-axis direction between the second ITO thin film 26 and detects the voltage Vy at the contact point through the first electrode 11 or the second electrode 12 of the lower substrate 20. The y coordinate of the contact point is calculated based on the detected voltage Vy.

그런데 전술한 4선 저항막 방식을 포함한 대부분의 터치스크린은 단순히 사용자가 누른 좌표만을 인식할 수 있을 뿐이고 z축 방향에 대한 정보, 즉 사용자가 누른 힘에 대한 정보를 확인할 수 없다. 만일 z축 방향에 대한 정보를 확인하기 위해서는 별도의 압력센서를 설치해야 하는데 이로 인해 구조가 복잡하고 제작비용이 증가하는 문제점이 있다.However, most of the touch screens including the 4-wire resistive film method can only recognize coordinates pressed by the user and cannot check information on the z-axis direction, that is, information about the force pressed by the user. If you need to install a separate pressure sensor to check the information on the z-axis direction, this has a problem that the structure is complicated and the manufacturing cost increases.

또한 터치패드의 경우에도 z축 방향에 대한 정보를 획득하기 위해서는 별도의 압력센서를 설치해야 하므로 마찬가지의 문제점을 안고 있다.In addition, the touch pad also has the same problem because a separate pressure sensor must be installed in order to obtain information on the z-axis direction.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 터치센서에 비하여 보다 간편한 구조 및 방법으로 z축 방향에 대한 정보, 즉, 접촉력의 세기를 판단할 수 있는 터치센서를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a touch sensor that can determine the information on the z-axis direction, that is, the strength of the contact force in a simpler structure and method than the conventional touch sensor.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극을 구비하는 제1기판; 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전극을 구비하는 제2기판; 상기 제1기판에 형성되며, 적어도 한 방향을 따라 그 높이, 직경, 간격 중에서 적어도 하나가 규칙적으로 증감하는 다수의 도트스페이서(dot spacer)를 포함하는 터치센서를 제공한다.The present invention to achieve the above object, a first substrate having a plurality of first electrodes formed in parallel with each other in a first direction; A second substrate having a plurality of second electrodes formed in parallel with each other along a second direction crossing the first direction; A touch sensor is formed on the first substrate and includes a plurality of dot spacers at regular intervals of at least one of height, diameter, and spacing along at least one direction.

또한 본 발명은 상기 터치센서에서 사용자의 접촉력을 감지하는 방법에 있어서, (a) 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극의 교차영역에 정의되는 다수의 스위치에 대하여 상기 다수의 도트스페이서의 높이, 직경, 간격 중에서 적어도 하나를 기준으로 차별화된 가중치를 부여하는 단계; (b) 상기 다수의 스위치 중에서 사용자의 접촉에 의해 온(ON)상태인 스위치를 판별하는 단계; (c) 온(ON)상태인 상기 스위치에 부여된 상기 가중치를 합산하여 접촉력의 정도를 판단하는 단계를 포함하는 터치센서에서의 접촉력 감지 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method for detecting a user's contact force in the touch sensor, (a) a plurality of dot spacers for a plurality of switches defined in the intersection region of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes; Giving differentiated weights based on at least one of height, diameter, and spacing; (b) determining a switch in an ON state by a user's contact among the plurality of switches; and (c) determining the degree of contact force by summing the weights given to the switches in the ON state.

또한 본 발명은, 제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극을 구비하는 제1기판; 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전극을 구비하는 제2기판; 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이에 배치되고, 적어도 한 방향을 따라 그 면적이 규칙적으로 증감하는 다수의 개구부를 구비하는 스페이서시트(spacer sheet)를 포함하는 터치센서를 제공한다.In addition, the present invention, the first substrate having a plurality of first electrodes formed in parallel to each other along the first direction; A second substrate having a plurality of second electrodes formed in parallel with each other along a second direction crossing the first direction; Provided is a touch sensor including a spacer sheet disposed between the first substrate and the second substrate, the spacer sheet having a plurality of openings which regularly increase or decrease in area along at least one direction.

또한 본 발명은, 상기 터치센서에서 사용자의 접촉력을 감지하는 방법에 있어서, (a) 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극의 교차영역에 정의되는 다수의 스위치에 대하여 대응하는 개구부의 면적에 따라 차별화된 가중치를 부여하는 단계; (b) 상기 다수의 스위치 중에서 사용자의 접촉에 의해 온(ON)상태인 스위치를 판별하는 단계; (c) 온(ON)상태인 상기 스위치에 부여된 상기 가중치를 합산하여 접촉력의 정도를 판단하는 단계를 포함하는 터치센서에서의 접촉력 감지 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for detecting a user's contact force in the touch sensor, comprising: (a) openings corresponding to a plurality of switches defined at intersections of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes; Assigning weights differentiated according to areas; (b) determining a switch in an ON state by a user's contact among the plurality of switches; and (c) determining the degree of contact force by summing the weights given to the switches in the ON state.

본 발명에 따른 터치센서는 접촉위치의 좌표데이터뿐만 아니라 접촉력의 정도까지 간편하게 판단할 수 있기 때문에 다양한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.Since the touch sensor according to the present invention can easily determine not only the coordinate data of the contact position but also the degree of the contact force, it is possible to provide various user interfaces.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 1 실시예First embodiment

도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치센서(100)의 분해사시도 및 결합단면도이다. 상기 터치센서(100)는 저항막 방식이 아니라 상하전극의 접촉여부를 통해 접촉지점의 좌표를 확인하는 스위치 방식이다.3 and 4 are exploded perspective and coupling cross-sectional views of the touch sensor 100 according to the first embodiment of the present invention, respectively. The touch sensor 100 is a switch method that checks the coordinates of the contact point through the contact of the upper and lower electrodes, not the resistive film method.

구체적으로 살펴보면, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서(100)는 하부기판(110), 스페이서시트(130), 상부기판(120)이 순차적으로 적층된 구조를 가지며, 도시하지는 않았지만 상부기판(120)의 바깥쪽에 보호필름이 부착될 수도 있다.In detail, the touch sensor 100 according to the first embodiment of the present invention has a structure in which the lower substrate 110, the spacer sheet 130, and the upper substrate 120 are sequentially stacked, and although not shown, the upper substrate. Protective film may be attached to the outside of the (120).

하부기판(110)의 표면(도면상 상면)에는 제1방향(예, y축 방향)으로 길게 형성된 띠(stripe) 형태의 다수의 제1전극(111 내지 118)이 실질적으로 평행하게 배치된다. 상부기판(120)의 표면(도면상 하면)에는 제2방향(예, x축 방향)으로 길게 형성된 띠 형태의 다수의 제2전극(121 내지 128)이 실질적으로 평행하게 배치된다.On the surface of the lower substrate 110 (upper surface in the drawing), a plurality of first electrodes 111 to 118 having a stripe shape extending in a first direction (eg, y-axis direction) are disposed substantially parallel to each other. On the surface of the upper substrate 120 (the lower surface of the drawing), a plurality of strip-shaped second electrodes 121 to 128 extending in the second direction (eg, the x-axis direction) are disposed substantially parallel to each other.

따라서 하부기판(110)과 상부기판(120)을 결합하면 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)은 스페이서시트(130)에 의해 서로 이격된 상태에서 교차하게 된다. 제1전극(111 내지 118) 및 제2전극(121 내지 128)은 서로 직각으로 교차하는 것이 바람직하지만 교차각이 반드시 직각이 아니어도 무방하다.Therefore, when the lower substrate 110 and the upper substrate 120 are coupled to each other, the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 cross each other by being spaced apart from each other by the spacer sheet 130. Although the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 preferably cross at right angles to each other, the crossing angles may not necessarily be right angles.

제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 형성되는 하부기판(110) 및 상부기판(120)은 절연성 재질이며, 스페이서시트(130)도 절연성 재질이어야 한다.The lower substrate 110 and the upper substrate 120 on which the first and second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 are formed are an insulating material, and the spacer sheet 130 should also be an insulating material.

만일 본 발명의 터치센서(100)를 디스플레이패널의 표면에 부착하여 사용하는 경우에는 하부기판(110), 상부기판(120) 및 스페이서시트(130)는 투명유리, 투명플라스틱, 투명필름 등의 재질이어야 한다. 그리고 상부기판(120)은 도 5에 도시 된 바와 같이 사용자가 누르면 아래로 구부러졌다가 다시 복원될 수 있어야 하므로 적절한 탄성을 가지는 투명 플라스틱이나 투명 필름으로 제작되어야 한다.If the touch sensor 100 of the present invention is attached to the surface of the display panel and used, the lower substrate 110, the upper substrate 120 and the spacer sheet 130 may be made of transparent glass, transparent plastic, transparent film, or the like. Should be And the upper substrate 120 should be bent down and then restored again as the user presses as shown in FIG.

제1 및 제2 전극(111 내지 118, 121 내지 128)은 도전성이 우수한 금속재질인 것이 바람직하다. 만일 본 발명의 터치센서(100)가 터치스크린으로 사용되는 경우에는 제1 및 제2 전극(111 내지 118, 121 내지 128)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), TAO(Tin Antinomy Oxide), TO(Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 산화물(TCO: Transparent Conductive Oxide)을 포함하는 재질로 이루어진다. The first and second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 are preferably made of metal having excellent conductivity. If the touch sensor 100 of the present invention is used as a touch screen, the first and second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 may be indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or tao (tin). It is made of a material containing transparent conductive oxide (TCO: Transparent Oxide) such as Antinomy Oxide), TO (Tin Oxide), ZnO (Zinc Oxide).

제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)의 폭은, 예를 들어 ITO로 형성하는 경우에는 0.5mm 이내인 것이 바람직하지만, 구체적으로는 재질과 저항값에 따라 그 폭이 달라질 수 있다. 또한 각 전극의 길이와 인접한 전극과의 간격은 터치센서(100)가 장착되는 장치의 크기나 형상, 그리고 목적하는 인식해상도에 따라 달라질 수 있다.Although the widths of the first and second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 are preferably within 0.5 mm when formed with, for example, ITO, the widths of the first and second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 may vary depending on materials and resistance values. have. In addition, the length of each electrode and the distance between the adjacent electrodes may vary depending on the size or shape of the device on which the touch sensor 100 is mounted, and the desired resolution.

제1 또는 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 금속재질이면 도금이나 식각 등의 방법으로 형성할 수도 있고, 스트라이프 형태의 전극을 별도로 제작하여 하부기판(110) 및 상부기판(120)에 결합할 수도 있다. 만일 투명도전성 산화물(TCO)로 전극을 형성할 경우에는 스퍼터링법, CVD법 등으로 형성할 수 있다. 물론 이와 다른 방법으로도 형성할 수 있다.If the first or second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 are formed of a metal material, the first or second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 may be formed by plating or etching. It can also be combined. If the electrode is formed of a transparent conductive oxide (TCO), it can be formed by sputtering, CVD, or the like. Of course, it can also be formed by other methods.

제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)의 각각의 일단에는 외부 도선이 연결되며, 특히 제1 및 제2전극이 투명전극인 경우에는 투명전극의 단부 표면에 외부 도선과의 연결을 위한 전극단자(150)를 형성하는 것이 바람직하다. 이때 상기 전극단자(150)는 도전성이 우수한 은(Ag), 구리(Cu) 등의 금속재질인 것이 바람직하다.One end of each of the first and second electrodes 111 to 118 and 121 to 128 is connected to an external conductor, and in particular, when the first and second electrodes are transparent electrodes, an external conductor is connected to an end surface of the transparent electrode. It is preferable to form the electrode terminal 150 for. At this time, the electrode terminal 150 is preferably made of a metal material such as silver (Ag), copper (Cu) excellent in conductivity.

스페이서시트(130)는 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)을 이격시키기 위한 것으로서 다수의 개구부(132)를 구비한다. 상기 개구부(132)는 사용자가 눌렀을 때 상하로 이격된 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)이 접촉하는 스위치영역이 된다.The spacer sheet 130 is provided to separate the first electrodes 111 to 118 from the second electrodes 121 to 128 and includes a plurality of openings 132. The opening 132 may be a switch area in which the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 spaced apart from each other when the user presses the same contact with each other.

특히 본 발명의 제1실시예에서는 스페이서시트(130)의 개구부(132)를 동일한 형상으로 형성하는 것이 아니라 도 6의 평면도에 도시된 바와 같이 개구부(132)의 면적에 변화를 주면서 일정한 패턴을 가지도록 형성한다. In particular, in the first embodiment of the present invention, rather than forming the opening 132 of the spacer sheet 130 in the same shape, as shown in the plan view of FIG. 6, the opening 132 has a predetermined pattern while changing the area of the opening 132. To form.

도 6에는 개구부(130)의 면적을 가로방향, 세로방향 및 대각선방향을 따라 규칙적으로 증감하는 패턴이 도시되어 있다. 이와 달리 1개 또는 2개 방향을 따라 개구부(132) 면적을 규칙적으로 증감시킬 수도 있다. 이때 다수의 개구부(132)의 면적은 그 값이 사인파(sine wave) 형태로 증감하는 것이 바람직하다. 6 illustrates a pattern for regularly increasing or decreasing the area of the opening 130 along the horizontal, vertical and diagonal directions. Alternatively, the area of the opening 132 may be regularly increased or decreased along one or two directions. At this time, the area of the plurality of openings 132 is preferably increased or decreased in the form of a sine wave.

스페이서시트(130)의 개구부(132)의 면적을 규칙적으로 증감시키기 위해서는 다수의 개구부(132)를 단위 개구부 군(群)(도 6의 A영역)으로 설정하고, 다수의 단위 개구부 군(A)을 가로 및 세로방향으로 반복하여 배열하는 것이 바람직하다. 각 단위 개구부 군(A)에 속하는 다수의 개구부(132)는 전술한 바와 같이 가로, 세로, 대각선 방향 중 적어도 한 방향을 따라 그 면적이 규칙적으로 증감하도록 배열된 다. In order to regularly increase or decrease the area of the opening 132 of the spacer sheet 130, the plurality of openings 132 are set to a unit opening group (area A in FIG. 6), and the plurality of unit opening groups A It is preferable to repeat the arrangement in the horizontal and vertical direction. As described above, the plurality of openings 132 belonging to each unit opening group A are arranged such that their area regularly increases and decreases along at least one of the horizontal, vertical, and diagonal directions.

단위 개구부 군(A)을 정의하는 경계선은 두 개구부(132)의 중간을 지나도록 설정될 수 있다. 그리고 개구부(132) 면적을 연속적으로 증감시키기 위해서는 각 단위 개구부 군(A)의 최외곽에 속하는 개구부(132)는 인접한 단위 개구부 군에도 속하도록 설정하는 것이 바람직하다.The boundary line defining the unit opening group A may be set to pass through the middle of the two openings 132. In order to continuously increase or decrease the area of the opening 132, the opening 132 belonging to the outermost part of each unit opening group A is preferably set to belong to an adjacent unit opening group.

한편 접촉력의 정도를 정확히 판단하기 위해서는 단위 개구부 군(A)에 속하는 개구부(132)에 대한 모든 가중치가 반영되는 것이 바람직하므로 사용자가 통상적인 힘을 가했을 때 터치센서에 접촉하는 면적인 기준접촉면적이 단위 개구부 군(A)의 면적보다 크거나 같은 것이 바람직하다. Meanwhile, in order to accurately determine the degree of contact force, it is preferable that all weights of the openings 132 belonging to the unit opening group A are reflected, so that the reference contact area of the contact area of the touch sensor when the user applies normal force It is preferable that it is larger than or equal to the area of the unit opening group A. FIG.

보다 정확한 접촉력 인식을 위해서는 기준접촉면적이 단위 개구부 군(A)의 면적의 1.5배 이상이 되도록 단위 개구부 군(A)을 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 설정함으로써 한 번의 접촉으로 적어도 하나의 단위 개구부 군(A)에 대응하는 영역을 모두 커버할 수 있고, 따라서 접촉력의 정도를 판단할 때 적어도 하나의 단위 개구부 군(A)에 속하는 모든 개구부(132)의 가중치가 반영되므로 판단의 정확도를 높일 수 있다. 이런 관점에서 단위 개구부 군(A)은 적정한 가중치 편차를 가지는 다수의 개구부(132)를 포함하되 가급적 그 면적이 작은 것이 바람직하다.For more accurate contact force recognition, it is preferable to set the unit opening group A so that the reference contact area becomes 1.5 times or more of the area of the unit opening group A. By setting in this way, it is possible to cover all the areas corresponding to the at least one unit opening group A in one contact, and thus all the openings 132 belonging to the at least one unit opening group A when determining the degree of contact force. ) Weight is reflected, so the accuracy of the decision can be improved. In this regard, the unit opening group A includes a plurality of openings 132 having an appropriate weight deviation, but preferably the area thereof is small.

여기서 기준접촉면적은 터치센서의 종류, 접촉수단의 종류에 따라 실험적으로 결정될 수 있다. 그리고 하나의 단위 개구부 군(A)에 속하는 스위치의 개수는 적어도 2개 이상인 것이 바람직하다. 그래야만 각 스위치의 온/오프 여부에 따라 접촉력의 정도에 대한 차별화된 정보를 얻을 수 있기 때문이다.The reference contact area may be determined experimentally according to the type of touch sensor and the type of contact means. The number of switches belonging to one unit opening group A is preferably at least two or more. This is because differentiated information on the degree of contact force can be obtained depending on whether each switch is on or off.

한편 스페이서시트(130)의 개구부(132)는 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)의 각 교차영역과 일대일로 대응하도록 형성될 수도 있고, 하나의 개구부(132)에 2개 이상의 교차영역이 대응하도록 형성될 수도 있다. The opening 132 of the spacer sheet 130 may be formed to correspond one-to-one with each crossing area of the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128, and may be formed in one opening 132. Two or more crossing areas may be formed to correspond.

만일 일대일로 대응하는 경우에는. 도 3에 도시된 바와 같이 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)이 각각 8개이면 총 64개의 교차영역이 존재하므로, 스페이서시트(130)의 개구부(132)도 이와 동일한 개수로 형성된다.If you respond one-on-one. As shown in FIG. 3, when the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 are eight, a total of 64 cross regions exist, so that the openings 132 of the spacer sheet 130 are similar to each other. It is formed in the same number.

본 발명의 터치센서(100)를 터치스크린으로 사용할 경우에는 스페이서시트(130)의 두께는 1~500㎛인 것이 바람직하다. 또한 각 개구부(132)의 폭은 0.1~500㎛ 이고, 인접한 개구부(132)와의 간격은 0.1~500㎛ 인 것이 바람직하다. When the touch sensor 100 of the present invention is used as a touch screen, the thickness of the spacer sheet 130 is preferably 1 to 500 μm. In addition, it is preferable that the width of each opening 132 is 0.1-500 micrometers, and the space | interval with the adjacent opening 132 is 0.1-500 micrometers.

하부기판(110), 상부기판(120) 및 스페이서시트(130)를 결합하기 위해서 하부기판(110)과 스페이서시트(130)의 사이 및 상부기판(120)과 스페이서시트(130)의 사이에 접착시트(140)를 개재할 수 있다. 이때 접착시트(140)는 터치감지영역에 해당하는 중앙부가 개구되어야 함은 물론이다.Bonding between the lower substrate 110 and the spacer sheet 130 and between the upper substrate 120 and the spacer sheet 130 to join the lower substrate 110, the upper substrate 120 and the spacer sheet 130. The sheet 140 may be interposed. At this time, the adhesive sheet 140 is a center portion corresponding to the touch sensing area should be opened.

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서(100)의 회로도를 예시한 것으로서, 서로 교차하는 8개의 제1전극(111 내지 118)과 8개의 제2전극(121 내지 128)의 각 교차영역마다 정의되는 스위치가 8*8 매트릭스 배열을 가지게 된다. FIG. 7 illustrates a circuit diagram of the touch sensor 100 according to the first embodiment of the present invention. Each of eight first electrodes 111 to 118 and eight second electrodes 121 to 128 that cross each other is illustrated. The switch defined per cross section will have an 8 * 8 matrix array.

여기서 각 컬럼라인(column line)(c0 내지 c7)은 각각 제1전극(111 내지 118)이고, 각 로라인(row line)(r0 내지 r7)은 각각 제2전극(121 내지 128)이라고 가정할 수 있다. 접촉위치를 검출하기 위해서는 도시된 바와 같이 각 컬럼라인(c0 내지 c7)의 각각에 고정저항(R)을 매개로 공통전압(Vcc)를 인가한 상태에서 각 로라인(r0 내지 r7)에 소정의 스캐닝신호를 입력하여 각 컬럼라인(c0 내지 c7)과 각 고정저항(R) 사이의 노드에서 출력되는 출력전압(Vout)을 이용하여 각 스위치의 온/오프 여부를 판단하고, 온(ON)상태인 스위치의 좌표를 확인하여야 한다.Here, it is assumed that each column line c0 to c7 is a first electrode 111 to 118, and each row line r0 to r7 is a second electrode 121 to 128, respectively. Can be. In order to detect the contact position, a predetermined voltage is applied to each row line r0 to r7 while a common voltage Vcc is applied to each of the column lines c0 to c7 through a fixed resistor R as shown in FIG. The scanning signal is input to determine whether each switch is on or off using the output voltage Vout output from the node between each column line c0 to c7 and each fixed resistor R, and the ON state Check the coordinates of the in switch.

본 발명의 제1실시예에서는 터치센서(100)에 정의된 각 스위치의 온/오프 여부를 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)의 접촉여부를 통해 판단한다. 그런데 접촉여부는 다른 방식에 의해서도 판단될 수 있다. 예를 들어 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128) 사이의 정전용량 또는 저항의 변화를 이용하여 스위치 온/오프 여부를 판별할 수도 있고, 적외선 차단여부를 이용하여 스위치 온/오프 여부를 판별할 수도 있다. 이 경우에는 도 7과 다른 형태로 회로가 구성될 수 있음은 물론이다.In the first embodiment of the present invention, it is determined whether each switch defined in the touch sensor 100 is turned on or off through the contact between the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128. However, contact may be determined by other methods. For example, it is possible to determine whether the switch is on or off using a change in capacitance or resistance between the first electrode 111 to 118 and the second electrode 121 to 128, or to switch on using the infrared cutoff. You can also determine whether it is on or off. In this case, the circuit can be configured in a different form from that of FIG.

이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서(100)를 이용하여 접촉위치의 좌표데이터와 접촉력의 세기를 판단하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of determining the coordinate data of the contact position and the strength of the contact force by using the touch sensor 100 according to the first embodiment of the present invention.

먼저 터치센서(100)에 연결된 컨트롤러(미도시)에 소정의 좌표판독 알고리즘을 탑재한다. 그리고 터치센서(100)의 제1전극(111)과 제2전극(121)이 교차하는 교차영역을 스위치로 정의하고, 스위치의 좌표를 저장해 두어야 한다. 이때 각 스위치마다 대응하는 개구부(132)의 면적을 기준으로 차별화된 가중치를 부여하고 그 데이터를 저장해 둔다. First, a predetermined coordinate reading algorithm is mounted on a controller (not shown) connected to the touch sensor 100. In addition, the intersection of the intersection of the first electrode 111 and the second electrode 121 of the touch sensor 100 should be defined as a switch, and the coordinates of the switch should be stored. At this time, the weight is differentiated based on the area of the opening 132 corresponding to each switch and the data is stored.

사용자가 터치센서(100)의 임의의 지점을 터치하면, 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)이 접촉하게 된다. 이때 컨트롤러는 제1전극(111 내지 118) 또는 제2전극(121 내지 128)에 소정의 스캐닝신호를 입력한 후 제1전극 또는 제2전극에서 출력되는 전기적 신호를 이용하여 전체 스위치의 온/오프 여부를 판단한다. When the user touches an arbitrary point of the touch sensor 100, the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 come into contact with each other. At this time, the controller inputs a predetermined scanning signal to the first electrode 111 to 118 or the second electrode 121 to 128 and then turns on / off all the switches by using an electrical signal output from the first electrode or the second electrode. Determine whether or not.

터치센서(100)에 정의된 각 스위치는 고유의 좌표를 가지므로 온(ON)상태인 스위치의 좌표가 사용자가 터치한 지점의 좌표로 인식된다.Since each switch defined in the touch sensor 100 has its own coordinate, the coordinate of the switch in the ON state is recognized as the coordinate of the point touched by the user.

접촉력의 세기는 온(ON)된 스위치의 개수를 이용하는 것이 가장 간편하다. 즉, 사용자가 강하게 누를수록 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)의 접촉지점이 많아져 온(ON)된 스위치의 개수가 많아지므로 이를 이용하여 접촉력의 세기를 간편하게 판단할 수 있다.The strength of the contact force is most simply using the number of switches that are ON. That is, as the user presses harder, the contact points between the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 become larger, and thus the number of switches that are turned on increases. can do.

그런데 본 발명의 실시예에서는 각 스위치마다 차별화된 가중치를 부여함으로써 접촉력의 세기를 보다 정확히 판단할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같은 패턴으로 개구부(132)를 형성하면, 예를 들어 면적이 작은 개구부(132)에 형성된 g 스위치를 온(ON)시킨 접촉력이, 면적이 큰 개구부(132)에 형성된 h 스위치를 온(ON)시킨 접촉력보다 클 것이다. However, in the exemplary embodiment of the present invention, the strength of the contact force may be more accurately determined by assigning different weights to the switches. That is, when the openings 132 are formed in a pattern as shown in FIG. 6, for example, the contact force of turning on the g switch formed in the openings 132 having a small area is applied to the openings 132 having a large area. It will be greater than the contact force which turned on the formed h switch.

따라서 스페이서시트(130)의 개구부(132)의 면적을 기준으로 전체 스위치에 대해서 차별화된 가중치를 부여하고, 온(ON)된 스위치의 가중치를 합산하면 접촉력의 정도를 간편하게 판단할 수 있다. 구체적으로는 개구부(132)의 면적이 작을수록 큰 가중치를 부여한다.Therefore, the weights of all the switches are differentiated based on the area of the opening 132 of the spacer sheet 130 and the weights of the ON switches can be summed to determine the degree of contact force. Specifically, the smaller the area of the opening 132 is, the greater the weight is given.

접촉력의 정도를 판단할 수 있으면 다양한 응용이 가능하다. 예를 들어 접촉력의 세기에 따라 객체의 이동속도, 가속도 등을 다르게 적용함으로써 생동감 있는 사용자 인터페이스를 구현할 수 있다. Various applications are possible if the degree of contact force can be determined. For example, a dynamic user interface can be realized by applying different moving speeds and accelerations according to the strength of the contact force.

또한 터치스크린에 적용하는 경우에는 접촉위치에 표현된 객체의 형상, 크기, 색채 등을 접촉력의 세기에 따라 다양한 형태로 변형시켜 시각적 효과를 부여할 수도 있고 소정의 소리를 발생시켜 청각적 효과를 부여할 수도 있다. 또한 변위와 접촉력에 대한 정보를 함께 이용하여 사용자가 글씨를 쓸 때 강하게 누를수록 글씨체가 두꺼워지는 등의 효과를 줄 수 있다.In addition, when applied to the touch screen, the shape, size, color, etc. of the object expressed in the contact position can be transformed into various forms according to the strength of the contact force to give a visual effect or give a sound effect by generating a predetermined sound You may. In addition, by using information on displacement and contact force together, the stronger the user presses when writing, the thicker the font can be.

또한 접촉력의 변화량에 따라 선택된 객체의 이동속도가 달라지도록 제어할 수도 있다. 접촉력의 변화량에 대한 정보는 임의의 두 시점간에 온(ON)된 스위치의 개수 또는 가중치합의 차이를 통해 얻을 수 있다. In addition, the movement speed of the selected object may be controlled according to the change amount of the contact force. Information on the change amount of the contact force may be obtained through a difference in the number of weighted switches or the number of switches ON between any two time points.

제2실시예Second embodiment

도 8 의 분해사시도 및 도 9의 결합단면도는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서(100)를 도시한 것으로서, 제1실시예의 스페이서시트(130)를 대신하여 하부기판(110)에 반구 형태의 다수의 도트스페이서(160)를 형성한 점에 특징이 있다. 상부기판(120)에 도트스페이서(160)를 형성할 수도 있음은 물론이다.8 is an exploded perspective view and a combined cross-sectional view of FIG. 9 illustrate a touch sensor 100 according to a second embodiment of the present invention, and instead of the spacer sheet 130 of the first embodiment, the hemisphere is formed on the lower substrate 110. It is characterized in that a plurality of dot spacers 160 are formed. Of course, the dot spacer 160 may be formed on the upper substrate 120.

도트스페이서(160)는 절연성 재질인 것이 바람직하고, CVD법이나 마스크를 이용한 건식 또는 습식 식각법으로 형성할 수 있다. 터치스크린에 적용할 경우에는 도트스페이서(160)가 투명재질이어야 함은 물론이다. 도트스페이서(160)의 직경과 높이는 각각 10~50㎛ 의 범위내인 것이 바람직하고, 탄성률은 500Mpa 정도인 것이 바람직하다. 그리고 인접한 도트스페이서(160)간의 간격이 지나치게 좁으면 상하 전극의 접촉을 위해 지나치게 높은 압축력이 필요하므로 도트스페이서(160)간의 간격은 1mm이상인 것이 바람직하고 최대 간격은 제1전극(111 내지 118)의 간격이나 설계기준에 따라 적절히 조절될 수 있다.The dot spacer 160 is preferably an insulating material, and may be formed by a dry or wet etching method using a CVD method or a mask. When applied to the touch screen, of course, the dot spacer 160 should be a transparent material. The diameter and height of the dot spacer 160 are preferably in the range of 10 to 50 µm, respectively, and the elastic modulus is preferably about 500 MPa. In addition, if the interval between adjacent dot spacers 160 is too narrow, an excessively high compressive force is required for contact between the upper and lower electrodes, so that the interval between the dot spacers 160 is preferably 1 mm or more, and the maximum interval of the first electrodes 111 to 118 is increased. It can be adjusted according to the interval or design criteria.

상부기판(120)에는 하부기판(110)의 다수의 제1전극(111 내지 126)과 교차하는 다수의 제2전극(121 내지 128)이 형성되고, 상부기판(120)과 하부기판(110)은 중앙부가 개구된 접착시트(140)에 의해 접착된다.The upper substrate 120 has a plurality of second electrodes 121 to 128 intersecting with the plurality of first electrodes 111 to 126 of the lower substrate 110, and the upper substrate 120 and the lower substrate 110. The silver is bonded by the adhesive sheet 140 in which the central portion is opened.

하부기판(110), 상부기판(120), 제1전극(111 내지 126) 및 제2전극(121 내지 128)의 재질 또는 형성방법은 제1실시예와 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.The material or forming method of the lower substrate 110, the upper substrate 120, the first electrodes 111 to 126, and the second electrodes 121 to 128 are the same as in the first embodiment, and thus description thereof is omitted herein.

특히 본 발명의 제2실시예에서는 도트스페이서(160)를 동일한 형상 및 간격으로 형성하는 것이 아니라 도 10의 평면도 및 도 11의 단면도에 도시된 바와 같이 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경에 변화를 주면서 일정한 패턴을 가지도록 형성한 점에 특징이 있다. In particular, in the second embodiment of the present invention, the dot spacer 160 is not formed in the same shape and spacing, but the height or diameter of the dot spacer 160 is changed as shown in the plan view of FIG. 10 and the cross-sectional view of FIG. It is characteristic in that it is formed to have a certain pattern while giving.

도 10에는 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경이 가로방향, 세로방향 및 대각선방향을 따라 규칙적으로 증감하는 패턴이 도시되어 있다. 이와 달리 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 도 12에 도시된 바와 같이 가로방향으로만 규칙적으로 증감시킬 수도 있다. 또한 세로방향으로만 규칙적으로 증감시킬 수도 있음은 물론이다. 또한 2개 이상의 방향을 따라 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 규칙 적으로 증감시킬 수도 있고, 적어도 1개의 방향을 따라 높이와 직경을 모두 규칙적으로 증감시킬 수도 있다. 그리고 다수의 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경은 그 값이 사인파(sine wave) 형태로 증감하는 것이 바람직하다. 10 shows a pattern in which the height or diameter of the dot spacer 160 increases and decreases regularly along the horizontal, vertical and diagonal directions. Alternatively, the height or diameter of the dot spacer 160 may be regularly increased or decreased only in the horizontal direction as shown in FIG. 12. It is also possible to increase or decrease regularly only in the vertical direction. In addition, the height or diameter of the dot spacer 160 may be regularly increased or decreased along two or more directions, and both the height and the diameter may be regularly increased or decreased along at least one direction. In addition, the heights or diameters of the plurality of dot spacers 160 may be increased or decreased in the form of a sine wave.

또한 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 규칙적으로 증감시키기 위해서는 다수의 도트스페이서(160)를 단위 도트스페이서 군(群)(도 10의 B 영역)으로 설정하고, 다수의 단위 도트스페이서 군(B)을 가로 및 세로방향으로 반복하여 배열하는 것이 바람직하다. 각 단위 도트스페이서 군(B)에 속하는 다수의 도트스페이서(160)는 전술한 바와 같이 가로, 세로, 대각선 방향 중에서 적어도 한 방향을 따라 그 높이 또는 직경이 규칙적으로 증감하도록 배열된다. In addition, in order to regularly increase or decrease the height or diameter of the dot spacer 160, a plurality of dot spacers 160 are set as a unit dot spacer group (region B in FIG. 10), and a plurality of unit dot spacer groups B ) Is preferably repeated in the horizontal and vertical directions. As described above, the plurality of dot spacers 160 belonging to each unit dot spacer group B are arranged such that their height or diameter is regularly increased or decreased along at least one of the horizontal, vertical, and diagonal directions.

단위 도트스페이서 군(A)의 경계선은 도트스페이서(160) 사이에 정의되는 스위치를 포함하도록 설정되는 것이 바람직하다. 그리고 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 연속적으로 증감시키기 위해서는 각 단위 도트스페이서 군(B)의 최외곽에 속하는 도트스페이서(160)는 인접한 단위 도트스페이서 군에도 속하도록 설정하는 것이 바람직하다.The boundary line of the unit dot spacer group A is preferably set to include a switch defined between the dot spacers 160. In order to continuously increase or decrease the height or diameter of the dot spacer 160, the dot spacer 160 belonging to the outermost portion of each unit dot spacer group B may be set to belong to an adjacent unit dot spacer group.

그리고 도시하지는 않았지만 각 도트스페이서(160)의 형상을 동일하게 하되, 인접한 도트스페이서(160)와의 간격을 규칙적으로 증감시킬 수도 있다. 이 경우에도 그 간격의 값이 사인파 형태로 증감하는 것이 바람직하다.Although not shown, the shape of each dot spacer 160 may be the same, and the interval with the adjacent dot spacer 160 may be regularly increased or decreased. Also in this case, it is preferable that the value of the interval is increased or decreased in the form of a sine wave.

한편 접촉력의 정도를 정확히 판단하기 위해서는 단위 도트스페이서 군(B)에 속하는 도트스페이서(160)에 대한 모든 가중치가 반영되는 것이 바람직하므로 사용자가 통상적인 힘을 가했을 때 터치센서에 접촉하는 면적인 기준접촉면적이 단위 도트스페이서 군(B)의 면적보다 크거나 같은 것이 바람직하다.Meanwhile, in order to accurately determine the degree of contact force, it is preferable that all weights of the dot spacers 160 belonging to the unit dot spacer group B are reflected, so that the reference area of the area contacting the touch sensor when the user applies a normal force. It is preferable that the area is larger than or equal to the area of the unit dot spacer group (B).

보다 정확한 접촉력 인식을 위해서는 기준접촉면적이 단위 도트스페이서 군(B)의 면적의 1.5배 이상이 되도록 단위 도트스페이서 군(B)을 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 설정함으로써 한 번의 접촉으로 적어도 하나의 단위 도트스페이서 군(B)에 대응하는 영역을 모두 커버할 수 있고, 따라서 접촉력의 정도를 판단할 때 적어도 하나의 단위 도트스페이서 군(B)에 속하는 모든 도트스페이서(160)의 가중치가 반영되므로 판단의 정확도가 높아질 수 있다. 이런 관점에서 단위 도트스페이서 군(B)은 적정한 가중치 편차를 가지는 다수의 도트스페이서(160)를 포함하되 가급적 그 면적이 작은 것이 바람직하다.For more accurate contact force recognition, it is preferable to set the unit dot spacer group B so that the reference contact area becomes 1.5 times or more of the area of the unit dot spacer group B. By setting in this way, it is possible to cover all of the areas corresponding to the at least one unit dot spacer group B in one contact, and thus all dots belonging to the at least one unit dot spacer group B when determining the degree of contact force. Since the weight of the spacer 160 is reflected, the accuracy of the determination may be increased. In this regard, the unit dot spacer group B includes a plurality of dot spacers 160 having an appropriate weight deviation, but preferably the area thereof is small.

여기서 기준접촉면적은 터치센서의 종류, 접촉수단의 종류에 따라 실험적으로 선택될 수 있다.Here, the reference contact area may be selected experimentally according to the type of touch sensor and the type of contact means.

그리고 단위 도트스페이서 군(A)에 속하는 스위치의 개수는 적어도 2개 이상인 것이 바람직하다. 그래야만 각 스위치의 온/오프 여부에 따라 접촉력의 정도에 대한 차별화된 정보를 얻을 수 있기 때문이다.The number of switches belonging to the unit dot spacer group A is preferably at least two or more. This is because differentiated information on the degree of contact force can be obtained depending on whether each switch is on or off.

또한 도시하지는 않았지만 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 증감시키지 않고, 모든 도트스페이서(160)의 형상은 동일하게 하되 그 간격만을 일정한 패턴으로 변화시킴으로써 접촉력의 세기를 판단할 수도 있다. 이 경우에도 그 간격의 크기를 가로, 세로, 대각선 방향 중 적어도 한 방향을 따라 사인파 형태로 증감시키는 것이 바람직하다.Although not shown, the strength of the contact force may be determined by changing the height of the dot spacer 160 without changing the height or diameter of the dot spacer 160, but changing the intervals in a constant pattern. Also in this case, it is preferable to increase or decrease the size of the gap in a sine wave form along at least one of the horizontal, vertical and diagonal directions.

한편 도트스페이서(160)를 예를 들어 하부기판(110)에 형성하는 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이 각 전극(111 내지 118)의 사이에 1열씩 형성할 수도 있고, 2열 이상씩 형성할 수도 있다. 또한 각 전극(111 내지 118)의 폭이나 도트스페이서(160)의 간격을 고려하여 인접한 도트스페이서(160)의 사이에 2개 이상의 전극(111 내지 118)을 배치할 수도 있다.Meanwhile, when the dot spacer 160 is formed on the lower substrate 110, for example, one row may be formed between the electrodes 111 to 118 as shown in FIG. 8, and two or more rows may be formed. It may be. In addition, two or more electrodes 111 to 118 may be disposed between adjacent dot spacers 160 in consideration of widths of the electrodes 111 to 118 and intervals of the dot spacers 160.

본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서(100)도 도 7에 도시된 바와 같은 회로로 표시될 수 있다. 물론 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)의 접촉여부를 판단하는 방법에 따라 도 7과 다른 형태로 회로를 구성할 수 있음은 물론이다.The touch sensor 100 according to the second embodiment of the present invention may also be represented by a circuit as shown in FIG. 7. Of course, according to a method of determining whether the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 are in contact with each other, the circuit may be configured differently from FIG. 7.

이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서(100)를 이용하여 접촉위치의 좌표데이터와 접촉력의 세기를 판단하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of determining the coordinate data of the contact position and the strength of the contact force by using the touch sensor 100 according to the second embodiment of the present invention.

먼저 터치센서(100)에 연결된 컨트롤러(미도시)에 소정의 좌표판독 알고리즘을 탑재한다. 그리고 터치센서(100)의 제1전극(111)과 제2전극(121)이 교차하는 교차영역을 스위치로 정의하고, 각 스위치의 좌표를 저장해 두어야 한다. 이때 각 스위치에 대하여 인접한 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 기준으로 차별화된 가중치를 부여하고 그 데이터를 저장해 두어야 한다. First, a predetermined coordinate reading algorithm is mounted on a controller (not shown) connected to the touch sensor 100. In addition, the intersection of the intersection of the first electrode 111 and the second electrode 121 of the touch sensor 100 should be defined as a switch, and the coordinates of each switch should be stored. At this time, the weights are differentiated based on the height or diameter of the adjacent dot spacer 160 for each switch and the data must be stored.

사용자가 터치센서(100)의 임의의 지점을 터치하면, 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)이 접촉하게 된다. 이때 컨트롤러는 제1전극(111 내지 118) 또는 제2전극(121 내지 128)에 소정의 스캐닝신호를 입력한 후 제1전극 또는 제2전극에서 출력되는 전기적 신호를 이용하여 전체 스위치의 온/오프 여부를 판단한다.When the user touches an arbitrary point of the touch sensor 100, the first electrodes 111 to 118 and the second electrodes 121 to 128 come into contact with each other. At this time, the controller inputs a predetermined scanning signal to the first electrode 111 to 118 or the second electrode 121 to 128 and then turns on / off all the switches by using an electrical signal output from the first electrode or the second electrode. Determine whether or not.

터치센서(100)에 정의된 각 스위치는 고유의 좌표를 가지므로 온(ON)상태인 스위치의 좌표가 사용자가 터치한 지점의 좌표로 인식된다.Since each switch defined in the touch sensor 100 has its own coordinate, the coordinate of the switch in the ON state is recognized as the coordinate of the point touched by the user.

접촉력의 정도는 온(ON)된 스위치의 개수를 이용하여 판단할 수 있음은 물론이고, 각 스위치에 부여된 가중치를 합산함으로써 접촉력의 정도를 보다 정확히 판단할 수 있다. The degree of contact force can be determined using the number of switches that are turned on, and the degree of contact force can be more accurately determined by summing the weights assigned to each switch.

즉, 도 10에 도시된 바와 같은 패턴으로 도트스페이서(160)를 형성하면, 예를 들어 높이 또는 직경이 큰 도트스페이서(160)의 주변에 형성된 a, b, c 또는 d 스위치를 온(ON)시킨 접촉력이, 높이 또는 직경이 상대적으로 작은 도트스페이서(160)의 주변에 형성된 e 또는 f 스위치를 온(ON)시킨 접촉력보다 클 것이다. 또한 도시하지는 않았지만 도트스페이서(160)의 간격이 좁은 지점에 형성된 스위치를 온(ON)시키는 접촉력이 간격이 넓은 지점에 형성된 스위치를 온(ON)시키는 접촉력보다 클 것이다.That is, when the dot spacer 160 is formed in a pattern as shown in FIG. 10, for example, a, b, c or d switches formed around the dot spacer 160 having a large height or diameter are turned on. The contact force may be greater than the contact force of turning on the e or f switch formed around the dot spacer 160 having a relatively small height or diameter. In addition, although not shown, the contact force for turning on the switch formed at the narrow point of the dot spacer 160 will be greater than the contact force for turning on the switch formed at the wide point.

따라서 각 스위치에 인접한 도트스페이서(160)의 높이 및/또는 직경, 각 스위치가 위치한 지점의 도트스페이서(160) 간격 등을 기준으로 차별화된 가중치를 부여하고, 온(ON)된 스위치의 가중치를 합산함으로써 접촉력의 세기를 판단할 수 있다.Therefore, the weights are differentiated based on the height and / or diameter of the dot spacer 160 adjacent to each switch, the distance between the dot spacers 160 at each switch position, and the weights of the ON switches are summed. In this way, the strength of the contact force can be determined.

구체적으로는 인접한 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경이 클수록 큰 가중치를 부여한다. 그리고 각 스위치에 대응하는 지점의 도트스페이서(160) 간격이 작 을수록 큰 가중치를 부여한다. 도트스페이서(160)의 높이, 직경, 간격 중에서 2이상을 고려하여 차별화된 가중치를 부여할 수도 있다.Specifically, the larger the height or diameter of the adjacent dot spacer 160, the greater the weight. The smaller the spacing of the dot spacer 160 at the point corresponding to each switch, the greater the weight. Differentiated weights may be given by considering two or more of the height, diameter, and interval of the dot spacer 160.

한편 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에서는 서로 평행한 스트라이프(stripe) 타입의 다수의 제1전극과, 서로 평행한 스트라이프 타입의 다수의 제2전극이 서로 교차하는 스위치 방식의 터치센서를 예를 들어 설명하였다.Meanwhile, in the first and second embodiments of the present invention, a switch type touch sensor in which a plurality of stripe-type first electrodes parallel to each other and a plurality of stripe-type second electrodes parallel to each other cross each other. It was described by way of example.

그러나 본 발명은 터치센서를 구성하는 하부기판과 상부기판의 사이에 게재되는 스페이서시트(130) 또는 도트스페이서(160)에 특징이 있으므로 하부기판 또는 상부기판에 형성된 전극의 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다.However, since the present invention is characterized by the spacer sheet 130 or the dot spacer 160 disposed between the lower substrate and the upper substrate constituting the touch sensor, the scope of the present invention is determined by the shape of the electrode formed on the lower substrate or the upper substrate. Is not limited.

한편 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 수정 또는 변형될 수 있다. 그리고 이와 같이 수정 또는 변형된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.On the other hand, while the preferred embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to the above-described embodiment may be modified or modified in various forms. And if the modified or modified embodiment as described also includes the technical spirit of the present invention disclosed in the claims to be described later of course belongs to the scope of the present invention.

도 1은 4선 저항막 방식 터치스크린의 분해사시도1 is an exploded perspective view of a 4-wire resistive touch screen

도 2는 4선 저항막 방식 터치스크린의 단면도2 is a cross-sectional view of a four-wire resistive touch screen

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 분해사시도3 is an exploded perspective view of a touch sensor according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 단면도4 is a cross-sectional view of the touch sensor according to the first embodiment of the present invention.

도 5는 사용자의 접촉에 의해 제1전극과 제2전극이 접촉한 모습을 나타낸 단면도5 is a cross-sectional view showing a state in which the first electrode and the second electrode contacted by the user's contact;

도 6은 스페이서시트의 개구부의 면적이 일정한 패턴으로 증감하도록 형성한 모습을 나타낸 평면도6 is a plan view showing a state in which the area of the opening of the spacer sheet is formed to increase or decrease in a predetermined pattern;

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치센서의 회로도7 is a circuit diagram of a touch sensor according to a first embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서의 분해사시도8 is an exploded perspective view of a touch sensor according to a second embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치센서의 단면도9 is a cross-sectional view of a touch sensor according to a second embodiment of the present invention.

도 10 및 도 11은 도트스페이서의 직경 또는 높이가 일정한 패턴으로 증감하도록 형성된 모습을 나타낸 평면도 및 단면도10 and 11 are a plan view and a cross-sectional view showing a state in which the diameter or height of the dot spacer is formed to increase or decrease in a predetermined pattern

도 12는 도트스페이서의 직경 또는 높이가 가로방향으로 증감하는 모습을 나타낸 평면도12 is a plan view showing how the diameter or height of the dot spacer increases and decreases in the horizontal direction;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *

100: 터치스크린 110: 제1기판100: touch screen 110: first substrate

111,112,113,114,115,116,117,118: 제1전극111,112,113,114,115,116,117,118: first electrode

121,122,123,124,125,126,127,128: 제2전극121,122,123,124,125,126,127,128: second electrode

120: 제2기판 130: 스페이서시트120: second substrate 130: spacer sheet

132: 개구부 140: 접착시트132: opening 140: adhesive sheet

150: 단자 160: 도트스페이서150: terminal 160: dot spacer

Claims (13)

제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극을 구비하는 제1기판;A first substrate having a plurality of first electrodes formed parallel to each other along a first direction; 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전극을 구비하는 제2기판;A second substrate having a plurality of second electrodes formed in parallel with each other along a second direction crossing the first direction; 상기 제1기판에 형성되며, 적어도 한 방향을 따라 그 높이, 직경, 간격 중에서 적어도 하나가 규칙적으로 증감하는 다수의 도트스페이서(dot spacer);A plurality of dot spacers formed on the first substrate and regularly increasing or decreasing at least one of height, diameter, and spacing along at least one direction; 를 포함하는 터치센서Touch sensor including 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 다수의 도트스페이서는 동일한 패턴을 가지는 다수의 단위 도트스페이서 군(群)이 가로 및 세로방향으로 반복 배열된 것을 특징으로 하는 터치센서The plurality of dot spacers are touch sensors, characterized in that a plurality of unit dot spacer group having the same pattern is repeatedly arranged in the horizontal and vertical directions 제2항에 있어서The method of claim 2 사용자가 통상의 힘을 가했을 때 상기 터치센서에 접촉하는 면적인 기준접촉면적이 상기 단위 도트스페이서 군의 면적의 1.5배 이상이 되는 것을 특징으로 하는 터치센서Touch sensor, characterized in that the reference area of contact with the touch sensor when the user applies a normal force is more than 1.5 times the area of the unit dot spacer group 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 다수의 도트스페이서의 높이, 직경 또는 간격은 그 값이 사인파(sine wave)의 패턴으로 증감하는 것을 특징으로 하는 터치센서The height, diameter or spacing of the plurality of dot spacers is a touch sensor, characterized in that the value is increased or decreased in the pattern of a sine wave (sine wave) 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 다수의 도트스페이서는 매트릭스 형태로 배열되며, 가로방향, 세로방향, 대각선 방향 중에서 적어도 한 방향을 따라 그 높이, 직경 또는 간격 중에서 적어도 하나가 규칙적으로 증감하는 것을 특징으로 하는 터치센서The plurality of dot spacers are arranged in a matrix form, the touch sensor characterized in that at least one of the height, diameter or spacing regularly increases or decreases along at least one of the horizontal, vertical and diagonal directions. 제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극을 구비하는 제1기판;A first substrate having a plurality of first electrodes formed parallel to each other along a first direction; 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전극을 구비하는 제2기판;A second substrate having a plurality of second electrodes formed in parallel with each other along a second direction crossing the first direction; 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이에 배치되고, 적어도 한 방향을 따라 그 면적이 규칙적으로 증감하는 다수의 개구부를 구비하는 스페이서시트(spacer sheet);A spacer sheet disposed between the first substrate and the second substrate, the spacer sheet having a plurality of openings which regularly increase or decrease in area along at least one direction; 를 포함하는 터치센서Touch sensor including 제6항에 있어서The method of claim 6 상기 다수의 개구부는 동일한 패턴을 가지는 다수의 단위 개구부 군(群)이 가로 및 세로방향으로 반복 배열된 것을 특징으로 하는 터치센서The plurality of openings are touch sensors, characterized in that a plurality of unit opening group (群) having the same pattern is repeatedly arranged in the horizontal and vertical directions 제6항에 있어서The method of claim 6 상기 다수의 개구부의 면적은 그 값이 사인파(sine wave)의 패턴으로 증감하는 것을 특징으로 하는 터치센서The area of the plurality of openings is a touch sensor, characterized in that the value is increased or decreased in the pattern of a sine wave (sine wave) 제6항에 있어서The method of claim 6 상기 다수의 개구부는 매트릭스 형태로 배열되며, 가로방향, 세로방향, 대각선 방향 중에서 적어도 한 방향을 따라 그 면적이 규칙적으로 증감하는 것을 특징으로 하는 터치센서The plurality of openings are arranged in a matrix form, the touch sensor characterized in that the area regularly increases and decreases along at least one of the horizontal, vertical, diagonal direction. 제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극을 구비하는 제1기판과, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전극을 구비하는 제2기판과, 상기 제1기판의 상기 일면에 형성되며 적어도 한 방향을 따라 그 높이, 직경, 간격 중에서 적어도 하나가 규칙적으로 증감하는 다수의 도트스페이서를 포함하는 터치센서에서 사용자의 접촉력을 감지하는 방법에 있어서,A first substrate having a plurality of first electrodes formed parallel to each other along a first direction, and a second substrate having a plurality of second electrodes formed parallel to each other along a second direction crossing the first direction; In the method for detecting the user's contact force in the touch sensor including a plurality of dot spacers formed on the one surface of the first substrate and at least one of the height, diameter, interval of the first substrate regularly increases and decreases. (a) 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극의 교차영역에 정의되는 다수의 스위치에 대하여 상기 다수의 도트스페이서의 높이, 직경, 간격 중에서 적어도 하나를 기준으로 차별화된 가중치를 부여하는 단계;(a) Differentiating weights based on at least one of heights, diameters, and spacings of the plurality of dot spacers are assigned to the plurality of switches defined at the intersections of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. step; (b) 상기 다수의 스위치 중에서 사용자의 접촉에 의해 온(ON)상태인 스위치를 판별하는 단계;(b) determining a switch in an ON state by a user's contact among the plurality of switches; (c) 온(ON)상태인 상기 스위치에 부여된 상기 가중치를 합산하여 접촉력의 정도를 판단하는 단계;(c) determining the degree of contact force by summing the weights given to the switches in the ON state; 를 포함하는 터치센서에서의 접촉력 감지 방법Contact force sensing method in the touch sensor comprising a 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 단계(a)에서는, 인접한 도트스페이서의 높이 또는 직경이 클수록 큰 가중치가 부여되고, 각 스위치의 위치에 대응하는 도트스페이서의 간격이 작을수록 큰 가중치가 부여되는 것을 특징으로 하는 터치센서에서의 접촉력 감지 방법In the step (a), a larger weight is given as the height or diameter of the adjacent dot spacers becomes larger, and a larger weight is given as the distance between the dot spacers corresponding to the positions of the switches becomes smaller. Detection method 제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극을 구비하는 제1기판과, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전 극을 구비하는 제2기판과, 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이에 배치되고 적어도 한 방향을 따라 그 면적이 규칙적으로 증감하는 다수의 개구부를 구비하는 스페이서시트(spacer sheet)를 포함하는 터치센서에서 사용자의 접촉력을 감지하는 방법에 있어서,A first substrate having a plurality of first electrodes formed in parallel with each other in a first direction, and a second substrate having a plurality of second electrodes formed in parallel with each other in a second direction crossing the first direction. And a spacer sheet disposed between the first substrate and the second substrate and having a plurality of openings that regularly increase or decrease in area along at least one direction. In the sensing method, (a) 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극의 교차영역에 정의되는 다수의 스위치에 대하여 대응하는 개구부의 면적에 따라 차별화된 가중치를 부여하는 단계;(a) assigning different weights to the plurality of switches defined at the intersections of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes according to areas of corresponding openings; (b) 상기 다수의 스위치 중에서 사용자의 접촉에 의해 온(ON)상태인 스위치를 판별하는 단계;(b) determining a switch in an ON state by a user's contact among the plurality of switches; (c) 온(ON)상태인 상기 스위치에 부여된 상기 가중치를 합산하여 접촉력의 정도를 판단하는 단계;(c) determining the degree of contact force by summing the weights given to the switches in the ON state; 를 포함하는 터치센서에서의 접촉력 감지 방법Contact force sensing method in the touch sensor comprising a 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 단계(a)에서는 대응하는 상기 개구부의 면적이 작을수록 큰 가중치가 부여되는 것을 특징으로 하는 터치센서에서의 접촉력 감지 방법In step (a), the smaller the area of the corresponding opening is, the greater the weight is given.
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