KR20170064790A

KR20170064790A - 3d touch sensor and preparing method thereof

Info

Publication number: KR20170064790A
Application number: KR1020150170696A
Authority: KR
Inventors: 최봉진; 금동기
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-06-12

Abstract

본 발명은 3차원 터치 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판; 상기 기판의 일면으로부터 돌출된 도전성 나노 격벽으로 각각 형성된 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극을 포함하는 단위 패턴; 및 탄성이 있는 투명 유전체로 형성되며, 상기 단위 패턴을 덮도록 형성되는 투명 유전체층;을 포함하며, 상기 단위 패턴은 각 상기 제1 단위 전극 및 상기 제2 단위 전극이 기판 상에서 나선형으로 형성된 패턴을 포함함으로써, 3차원 터치 센서의 투과율 및 감도를 개선할 수 있다.The present invention relates to a three-dimensional touch sensor, and more particularly, to a three-dimensional touch sensor. A unit pattern including a first unit electrode and a second unit electrode each formed of a conductive nano barrier wall protruding from one surface of the substrate; And a transparent dielectric layer formed of an elastic transparent dielectric material and covering the unit patterns, wherein the unit patterns include a pattern in which each of the first unit electrodes and the second unit electrodes is spirally formed on the substrate The transmittance and the sensitivity of the three-dimensional touch sensor can be improved.

Description

3차원 터치 센서 및 이의 제조 방법{3D TOUCH SENSOR AND PREPARING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-dimensional touch sensor and a manufacturing method thereof,

본 발명은 3차원 터치 센서 및 3차원 터치 센서의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional touch sensor and a method of manufacturing a three-dimensional touch sensor.

터치 입력 방식이 차세대 입력 방식으로 각광 받으면서 좀더 다양한 전자기기에 터치 입력 방식을 도입하려는 시도들이 이루어지고 있으며, 따라서 다양한 환경에 적용할 수 있고 정확한 터치 인식이 가능한 터치 센서에 대한 연구 개발도 활발히 이루어지고 있다.There have been attempts to introduce a touch input method into a wider variety of electronic devices while the touch input method is being watched as a next generation input method. Accordingly, research and development on a touch sensor capable of being applied to various environments and capable of accurate touch recognition are actively performed have.

이러한 터치 입력 기술은 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구현될 수 있다.Such a touch input technique can be largely implemented by a resistive method and a capacitive method.

먼저, 저항막 방식은 상부 및 하부 전극막이 스페이서에 의해 이격되고, 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 형태로서, 상부 전극막이 형성되어 있는 상판이 손가락, 펜 등의 입력수단에 의해 눌릴 때 상부와 하부의 전극막이 통전되고, 그 위치의 저항값 변화에 따른 전압변화를 제어부에서 인지하여 접촉좌표를 인식하는 방식이다.First, in the resistive membrane type, the upper and lower electrode films are spaced apart from each other by spacers and disposed so as to be able to contact each other by pressing. When the upper plate on which the upper electrode film is formed is pressed by input means such as a finger or a pen, And the lower electrode film are energized, and the control unit recognizes the voltage change in accordance with the change in the resistance value at the position, thereby recognizing the contact coordinates.

한편, 정전용량 방식은 다시 표면 정전용량 방식(Surface Capacitive)과 투영 정전용량 방식(Projected Capacitive)으로 분류될 수 있다.On the other hand, the electrostatic capacity type can be classified into a surface capacitive type and a projected capacitive type.

표면 정전용량 방식은 금속 테두리 패턴이 있는 평평한 ITO 층을 사용하며, 상기 ITO 층 전체에 걸쳐 자기장이 형성되어 있는 상태에서 손가락으로 스크린을 터치하면 정전용량의 변화를 네 모퉁이에서 감지하여 좌표를 추출하는 방식이다.In the surface capacitive method, a flat ITO layer having a metal rim pattern is used. When a screen is touched with a finger while a magnetic field is formed throughout the ITO layer, the change in capacitance is detected at four corners and coordinates are extracted Method.

투영 정전용량 방식은 가로축과 세로축으로 전극을 형성하여 가로축 및 세로축 각각의 채널별 정전용량 변화에 따른 위치 좌표를 추출하는 방식이다.In the projection electrostatic capacity type, electrodes are formed on the horizontal axis and the vertical axis to extract position coordinates according to the capacitance change of each of the horizontal axis and the vertical axis.

터치 센서에 유전층을 부가해서 Z축 방향의 압력을 인지할 수 있는 3차원 터치 기술이 소개되어 있다. 하지만, 종래 터치 입력 기술은 멀티 터치가 가깝게 입력되는 경우, 상호 간에 간섭이 발생되어 정밀한 감지가 어렵고, X, Y축 위치 검출에 부가적으로 Z축에서 인가되는 압력에 민감하게 응답하기 어렵다는 문제가 있다.A three-dimensional touch technology has been introduced that can recognize the pressure in the Z-axis direction by adding a dielectric layer to the touch sensor. However, in the conventional touch input technology, when multi-touch is inputted close to each other, it is difficult to precisely detect it due to mutual interference, and it is difficult to respond sensitively to the pressure applied in the Z axis in addition to the X and Y- have.

한국공개특허 제2010-0004324호에는 3차원 신호 처리가 가능한 터치스크린이 개시되어 있으나, 전술한 문제점에 대한 대안을 제시하지 못하였다.Korean Patent Publication No. 2010-0004324 discloses a touch screen capable of three-dimensional signal processing, but fails to provide an alternative to the above-mentioned problem.

한국공개특허 제2010-0004324호Korea Patent Publication No. 2010-0004324

본 발명은 3차원 터치 센서의 투과율을 개선할 수 있는 3차원 터치 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a three-dimensional touch sensor capable of improving the transmittance of a three-dimensional touch sensor.

본 발명은 3차원 터치 센서의 감도를 개선할 수 있는 3차원 터치 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a three-dimensional touch sensor capable of improving the sensitivity of a three-dimensional touch sensor.

1. 기판; 상기 기판의 일면으로부터 돌출된 도전성 나노 격벽으로 각각 형성된 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극을 포함하는 단위 패턴; 및 탄성이 있는 투명 유전체로 형성되며, 상기 단위 패턴을 덮도록 형성되는 투명 유전체층;을 포함하며, 상기 단위 패턴은 각 상기 제1 단위 전극 및 상기 제2 단위 전극이 기판 상에서 나선형으로 형성된 패턴을 포함하는 것인, 3차원 터치 센서.1. a substrate; A unit pattern including a first unit electrode and a second unit electrode each formed of a conductive nano barrier wall protruding from one surface of the substrate; And a transparent dielectric layer formed of an elastic transparent dielectric material and covering the unit patterns, wherein the unit patterns include a pattern in which each of the first unit electrodes and the second unit electrodes is spirally formed on the substrate Dimensional touch sensor.

2. 위 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 적어도 일부에서 연결된 이중벽 구조를 포함하는, 3차원 터치 센서.2. The three-dimensional touch sensor according to 1 above, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern each comprise a double wall structure connected at least in part.

3. 위 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 단일벽 구조로 형성된, 3차원 터치 센서.3. The three-dimensional touch sensor according to 1 above, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern are each formed as a single wall structure.

4. 위 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 독립적인 위치 검출 라인과 연결된 것인, 3차원 터치 센서.4. The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern are connected to independent position detection lines, respectively.

5. 위 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 다른 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극과 연결된 것인, 3차원 터치 센서.5. The three-dimensional touch sensor of claim 1, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern are respectively connected to first unit electrodes and second unit electrodes of different unit patterns.

6. 위 3에 있어서, 상기 단위 전극들 중 적어도 하나는 브릿지 전극을 통해 연결되는, 3차원 터치 센서.6. The three-dimensional touch sensor of claim 3, wherein at least one of the unit electrodes is connected via a bridge electrode.

7. 위 1에 있어서, 상기 기판의 타면에 터치 감지 패턴을 더 포함하는, 3차원 터치 센서.7. The three-dimensional touch sensor of claim 1, further comprising a touch-sensitive pattern on the other side of the substrate.

8. 위 1에 있어서, 터치 감지 패턴이 일면에 형성된 제2 기판이 상기 기판의 일면에 접합된, 3차원 터치 센서.8. The three-dimensional touch sensor according to 1 above, wherein a second substrate having a touch sensing pattern formed on one surface thereof is bonded to one surface of the substrate.

9. 위 1에 있어서, 상기 투명 유전체는 폴리실리콘계, 폴리우레탄계 및 폴리아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 3차원 터치 센서.9. The three-dimensional touch sensor according to 1 above, wherein the transparent dielectric includes at least one selected from the group consisting of polysilicon, polyurethane, and polyacrylic.

10. 위 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽은 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, WTi, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 3차원 터치 센서.10. The conductive nano barrier according to claim 1, wherein the conductive nano barriers are made of In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO), florinthine Indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver-indium zinc tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide (IZTO-Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO).

11. 위 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽 사이 중 적어도 일부는 고분자 패턴을 더 포함하는, 3차원 터치 센서.11. The three-dimensional touch sensor of 1 above, wherein at least a part of the spaces between the conductive nano barrier walls further comprises a polymer pattern.

12. 위 1에 있어서, 상기 제1 단위 전극 및 상기 제2 단위 전극의 거리는 적어도 일부가 100 내지 3000nm인, 3차원 터치 센서.12. The three-dimensional touch sensor according to 1 above, wherein the distance between the first unit electrode and the second unit electrode is at least partially 100 to 3000 nm.

13. 위 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽의 높이는 50nm 내지 8㎛인, 3차원 터치 센서.13. The three-dimensional touch sensor according to 1 above, wherein the height of the conductive nano barrier wall is 50 nm to 8 占 퐉.

14. 기판 상에 고분자 패턴을 나선형으로 형성하는 단계;14. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: spirally forming a polymer pattern on a substrate;

상기 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 도전층을 형성하는 단계; Forming a conductive layer on the substrate on which the polymer pattern is formed;

상기 도전층을 이온 밀링하여 식각하고, 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 도전성 나노 격벽을 형성하는 단계; 및Ion-milling and etching the conductive layer, and forming a nano-thick coating layer on the side of the polymer pattern to form a conductive nano barrier wall; And

상기 고분자 패턴을 제거하고 상기 도전성 나노 격벽 중 상기 고분자 패턴의 양 말단측에 형성된 도전성 나노 격벽을 제거하는 단계;를 포함하는 3차원 터치 센서의 제조방법.Removing the polymer pattern and removing conductive nano barrier walls formed on both ends of the polymer pattern among the conductive nano barrier walls.

15. 기판 상에 제1 단위 전극용 고분자 패턴 및 제2 단위 전극용 고분자 패턴을 각각 나선형으로 형성하는 단계;15. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a polymer pattern for a first unit electrode and a polymer pattern for a second unit electrode on a substrate in a spiral pattern;

상기 고분자 패턴들이 형성된 기판 상에 도전층을 형성하는 단계; 및Forming a conductive layer on the substrate on which the polymer patterns are formed; And

상기 도전층을 이온 밀링하여 식각하고, 상기 고분자 패턴들의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 도전성 나노 격벽을 형성하는 단계; 를 포함하는 3차원 터치 센서의 제조방법.Ion-milling and etching the conductive layer, and forming a nano-thick coating layer on the side surfaces of the polymer patterns to form conductive nano barrier walls; Dimensional touch sensor.

16. 위 14 또는 15에 있어서, 상기 고분자 패턴은 나노 임프린팅법으로 형성하는, 3차원 터치 센서의 제조 방법.16. The method of manufacturing a three-dimensional touch sensor according to 14 or 15 above, wherein the polymer pattern is formed by a nanoimprinting method.

17. 위 14 또는 15에 있어서, 상기 코팅층은 이온 밀링으로 뜯겨져 나간 도전성 입자가 고분자 패턴의 측면에 부착되어 형성되는, 3차원 터치 센서의 제조 방법.17. The method of manufacturing a three-dimensional touch sensor according to claim 14 or 15, wherein the coating layer is formed by attaching conductive particles, which have been torn off by ion milling, to side surfaces of the polymer pattern.

18. 위 14 또는 15에 있어서, 상기 이온 밀링은 10^- ⁵Torr 내지 10^- ³Torr의 압력 하에서 플라즈마를 100ev 내지 1500eV로 가속화하여 수행되는 것인, 3차원 터치 센서의 제조 방법.18. In the above 14 or 15, wherein the ion milling is ¹⁰ to ⁵ Torr to 10 ^- The method of producing a three-dimensional touch sensor to a plasma under a pressure of ³ Torr is performed by accelerated 100ev to 1500eV.

19. 위 1 내지 13 중 어느 한 항의 3차원 터치 센서를 포함하는, 터치 스크린 패널.19. A touch screen panel comprising a three-dimensional touch sensor according to any one of claims 1 to 13.

20. 위 1 내지 13 중 어느 한 항의 3차원 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.20. An image display device comprising a three-dimensional touch sensor according to any one of items 1 to 13 above.

본 발명의 3차원 터치 센서는 도전성 나노 격벽을 포함하여, 3차원 터치 센서의 투과율을 현저히 개선할 수 있다.The three-dimensional touch sensor of the present invention can significantly improve the transmittance of a three-dimensional touch sensor including a conductive nano barrier wall.

본 발명의 3차원 터치 센서는 단위 전극을 덮도록 형성된 투명 유전체층을 포함하여, Z축에 인가되는 압력에 민감하게 응답하고 X, Y축 위치를 민감하게 검출하여, 감도를 현저히 개선할 수 있다.The three-dimensional touch sensor of the present invention includes a transparent dielectric layer formed to cover a unit electrode, sensitively responding to a pressure applied to the Z-axis, sensitively detecting X and Y-axis positions, and significantly improving sensitivity.

도 1 은 본 발명의 일 구현예에 따른 3차원 터치 센서의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 단위 패턴의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 단위 패턴의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 터치 패널의 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 3차원 터치 센서의 제조 방법의 개략적인 공정도이다.1 is a schematic side view of a three-dimensional touch sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view of a unit pattern according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic perspective view of a unit pattern according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic plan view of a touch panel according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic plan view of a touch panel according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic process diagram of a method of manufacturing a three-dimensional touch sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시형태는 기판; 상기 기판의 일면으로부터 돌출된 도전성 나노 격벽으로 각각 형성된 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극을 포함하는 단위 패턴; 및 탄성이 있는 투명 유전체로 형성되며, 상기 단위 패턴을 덮도록 형성되는 투명 유전체층;을 포함하며, 상기 단위 패턴은 각 상기 제1 단위 전극 및 상기 제2 단위 전극이 기판 상에서 나선형으로 형성된 패턴을 포함함으로써, 투과율 저하를 최소화할 뿐만 아니라, Z축에 인가되는 압력에 민감하게 응답하고 X, Y축 위치를 민감하게 검출하여, 감도를 현저히 개선할 수 있는 3차원 터치 센서에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a semiconductor device comprising: a substrate; A unit pattern including a first unit electrode and a second unit electrode each formed of a conductive nano barrier wall protruding from one surface of the substrate; And a transparent dielectric layer formed of an elastic transparent dielectric material and covering the unit patterns, wherein the unit patterns include a pattern in which each of the first unit electrodes and the second unit electrodes is spirally formed on the substrate Dimensional touch sensor capable of sensitively detecting sensitivity to the pressure applied to the Z-axis and sensitively detecting X and Y-axis positions, as well as minimizing the transmittance degradation.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 6. Fig. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서, 제1 단위 전극(210), 제2 단위 전극(220)의, 제1 및 제2의 의미는 전극의 개수를 한정하는 의미가 아니라, 서로 다른 단위 전극을 구별하는 의미이다.In the present specification, the first and second meanings of the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 are not limited to the number of electrodes, but mean different electrode units.

<3차원 터치 센서><Three-dimensional touch sensor>

도 1 및 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3차원 터치 센서는 기판(100); 상기 기판(100)의 일면으로부터 돌출된 도전성 나노 격벽(200)으로 각각 형성된 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)을 포함하는 단위 패턴(250); 및 탄성이 있는 투명 유전체로 형성되며, 상기 제1 단위 전극(210) 및 상기 제2 단위 전극(220)을 덮도록 형성되는 투명 유전체층(500);을 포함한다.As shown in Figs. 1 and 2, Figs. 4 and 5, the three-dimensional touch sensor of the present invention includes a substrate 100; A unit pattern 250 including a first unit electrode 210 and a second unit electrode 220 each formed of a conductive nano barrier wall 200 protruding from one surface of the substrate 100; And a transparent dielectric layer 500 formed of an elastic transparent dielectric material and covering the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220.

기판(100)In the substrate 100,

기판(100)은 투명성 및 적정 강도를 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 실리콘, 석영, 유리, 고분자, 금속, 금속 산화물, 비금속 산화물, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스 또는 아세틸프로피오닐셀룰로오스 등에서 선택되는 셀룰로오스, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 등의 소재를 포함하는 기판(100)일 수 있다. 이들 소재는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The substrate 100 is not particularly limited as long as it has transparency and an appropriate strength. For example, the substrate 100 may be made of a material such as silicon, quartz, glass, polymer, metal, metal oxide, nonmetal oxide, norbornene or polycyclic norbornene- A cellulose selected from cycloolefin-based derivatives having a unit of a monomer, diacetylcellulose, triacetylcellulose, acetylcellulose butylate, isobutylester cellulose, propionylcellulose, butyrylcellulose or acetylpropionylcellulose, ethylene-acetic acid Polyvinylidene chloride, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl pyrrolidone, polyvinylpyrrolidone, vinyl copolymer, polyester, polystyrene, polyamide, polyetherimide, polyacryl, polyimide, , Polyvinyl acetal, poly A substrate 100 including a material such as a polyether ether ketone, a polyether ether ketone, a polyether sulfone, a polymethyl methacrylate, a polyethylene terephthalate, a polybutylene terephthalate, a polyethylene naphthalate, a polycarbonate, a polyurethane, . These materials may be used alone or in combination of two or more.

기판(100)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10 내지 500㎛일 수 있다.The thickness of the substrate 100 is not particularly limited, and may be, for example, 10 to 500 mu m.

단위 패턴(250) In the unit pattern 250,

도 2에 도시된 바와 같이, 단위 패턴(250)은 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the unit pattern 250 includes a first unit electrode 210 and a second unit electrode 220.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단위 패턴(250)은 각 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)이 기판(100) 상에서 각각의 일단으로부터 확장되는 나선형으로 형성되어 구비된다.2 to 5, the unit pattern 250 of the present invention includes a first unit electrode 210 and a second unit electrode 220 formed in a spiral shape extending from one end of each of the first unit electrodes 210 and the second unit electrodes 220 Respectively.

각 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)이 상기 나선형으로 형성됨으로써, 본 발명이 터치 압력 및 위치를 민감하게 검출하여 감도를 보다 현저히 개선할 수 있다.Since each of the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 is formed in the spiral shape, the present invention can sensitively detect the touch pressure and position, thereby further improving the sensitivity.

상기 나선형은 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220) 각각의 일단이 단위 패턴(250)의 내부 중 어느 한 지점에 위치되도록 설정 또는 설계되고, 상기 각각의 일단으로부터 상기 제1 단위 전극(210) 및 상기 제2 단위 전극(220) 각각이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 연장되어, 상기 제1 단위 전극(210) 및 상기 제2 단위 전극(220)의 타단이 단위 패턴(250)의 최외곽에 위치되도록 설정 또는 설계된 형상이다.The helical pattern is set or designed such that one end of each of the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 is positioned at any one point of the inside of the unit pattern 250, The electrode 210 and the second unit electrode 220 extend in a clockwise or counterclockwise direction and the other ends of the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 form a unit pattern 250, And is set or designed so as to be positioned at the outermost portion of the frame.

본 발명의 일 구현예에 따른 단위 패턴(250)은 도 2에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.The unit pattern 250 according to an embodiment of the present invention may be formed as shown in FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 상기 나선형은 중심으로부터 외곽으로 갈수록 일정한 곡률 변화를 가지는 단위 전극에 의해 형성될 수도 있으나 이에 한정되지는 않고, 곡률 변화는 일정하지 않을 수도 있다. As shown in FIG. 2, for example, the helical shape may be formed by a unit electrode having a constant curvature change from the center to the outer periphery, but the present invention is not limited thereto, and the curvature change may not be constant.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구현예에 따른 단위 패턴(250)은 복수개일 수 있다. As shown in FIGS. 4 to 5, the unit pattern 250 according to an embodiment of the present invention may be a plurality of units.

기판(100) 상의 복수개의 단위 패턴(250)들의 개수 및 배치는 본 구현예가 발명의 목적을 달성할 수 있는 개수 및 배치라면 별다른 제한 없이 설계 내지 설정될 수 있으며, 적절한 개수의 단위 패턴(250)들이 소정의 거리를 두고 이격되어 배치될 수 있다.The number and arrangement of the plurality of unit patterns 250 on the substrate 100 can be designed and set without any limitation as long as the number and arrangement capable of achieving the object of the present embodiment are satisfied, May be disposed apart from each other by a predetermined distance.

예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 단위 패턴(250)들은 일정 거리를 두고 이격되어 배치될 수 있으나, 개수나 배치가 이에 제한되는 것은 아니다.For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the plurality of unit patterns 250 may be spaced apart by a certain distance, but the number or arrangement is not limited thereto.

단위 패턴(250)이 복수개인 경우, 복수개의 단위 패턴(250)들은 서로 전기적으로 직접 연결되지 않은 것일 수도 있고 직접 연결된 것일 수도 있다. When there are a plurality of unit patterns 250, the plurality of unit patterns 250 may be electrically connected directly or indirectly.

본 발명의 일 구현예에 따라 복수개의 단위 패턴(250)들이 서로 직접 연결되지 않은 경우는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 단위 패턴(250)들의 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)이 각각 독립적인 위치 검출 라인(600)과 연결된 것일 수 있다.4, when the plurality of unit patterns 250 are not directly connected to each other according to an embodiment of the present invention, the first unit electrodes 210 and the second unit electrodes 250 of the unit patterns 250, The electrodes 220 may be connected to the independent position detection lines 600, respectively.

본 발명의 다른 일 구현예에 따라 복수개의 단위 패턴(250)들이 서로 직접 연결된 것인 경우에는, 그 연결 방식은 본 구현예가 3차원 터치 센서의 기능을 수행할 수 있도록 하는 방식이면 별다른 제한이 없다. 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개의 단위 패턴(250)들의 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220) 각각은 서로 다른 단위 패턴(250)의 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220) 각각과 연결될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, when a plurality of unit patterns 250 are directly connected to each other, there is no particular limit to the connection method as far as the present embodiment is capable of performing the function of the three-dimensional touch sensor . 5, the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 of the plurality of unit patterns 250 are connected to the first unit electrodes 210 of different unit patterns 250 And the second unit electrode 220, respectively.

구체적으로, 복수개의 단위 패턴(250)들의 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220) 각각은 하나의 행에 속하는 단위 전극끼리 동일 트레이스와 연결되고, 하나의 열에 속하는 단위 전극끼리 동일 트레이스와 연결되는 방식으로 연결될 수 있다.Specifically, each of the first unit electrodes 210 and the second unit electrodes 220 of the plurality of unit patterns 250 is connected to the same traces of the unit electrodes belonging to one row, and the unit electrodes belonging to one column are the same It can be connected in such a way that it is connected to the trace.

행과 열은 3차원 터치 센서가 X, Y축 위치를 검출할 수 있도록 설계 또는 설정될 수 있다. 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 행과 열은 직교좌표 상의 행, 열과 같이 설계 또는 설정될 수 있다.The rows and columns can be designed or set so that the three-dimensional touch sensor can detect the X and Y axis positions. For example, as shown in Figs. 4 and 5, rows and columns can be designed or set as rows and columns on a rectangular coordinate.

본 구현예에서는 제1 단위 전극과 제2 단위 전극은 절연되어야 하므로, 필요에 따라 단위 전극들 중 적어도 하나는 절연체(230)와 절연체(230) 상에 형성된 브릿지 전극(240)을 통해 연결될 수 있다.In this embodiment, since the first unit electrode and the second unit electrode are insulated, at least one of the unit electrodes may be connected to the insulator 230 through the bridge electrode 240 formed on the insulator 230, if necessary .

예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 단위 전극(210)과 제2 단위 전극(220)에서 각각 연장된 도선은 교차 지점에서 어느 하나는 단절된다. 그리고, 그 교차 지점에 제1 단위 전극(210)과 제2 단위 전극(220)에서 연장된 도선을 모두 덮도록 절연체(230)가 구비된다. 제1 단위 전극(210)과 제2 단위 전극(220)에서 연장된 도선 중 교차 지점에서 단절된 어느 하나는 절연체(230)의 상부 또는 하부에 구비된 브릿지 전극(240)으로 컨택홀을 통해 전기적으로 연결되어 패드부(700)까지 연결된다.For example, as shown in FIG. 5, the conductors extending from the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220, respectively, are disconnected at an intersection. An insulator 230 is provided at the intersection so as to cover both the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220. Any one of the conductors extending from the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 may be electrically connected to the bridge electrode 240 provided at the upper portion or the lower portion of the insulator 230 through the contact hole. And connected to the pad unit 700.

제1 단위The first unit 전극(210) 및 The electrodes 210 and 제2 단위Second unit 전극(220) The electrode (220)

도 1 및 도 2을 참조하면, 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)은 기판(100)의 일면으로부터 돌출된 도전성 나노 격벽(200)으로 각각 형성된다.1 and 2, the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 are formed as conductive nano barrier walls 200 protruding from one surface of the substrate 100, respectively.

각 단위 전극들은 위치 검출 라인(600)과 전기적으로 연결되어, 외부로부터 각 단위 전극에 도달되는 입력이 위치 검출 라인(600)으로 전기적으로 전달될 수 있다.Each unit electrode is electrically connected to the position detection line 600 so that an input reaching each unit electrode from the outside can be electrically transmitted to the position detection line 600.

도 2을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)은 3차원 터치 센서가 그 기능을 수행할 수 있을 정도로 소정의 거리를 두고 이격되어 형성된다. 이 때, 소정의 거리는 단위 전극 상에서 거리를 재는 위치가 변함에 따라 일정할 수도 있고 상이할 수 있다. 여기서 거리는 일측 단위 전극의 특정 지점에서 타측 단위 전극에 내린 수선의 길이다.Referring to FIG. 2, the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 according to an embodiment of the present invention are spaced apart from each other by a predetermined distance so that the three-dimensional touch sensor can perform its function . At this time, the predetermined distance may be constant or different depending on the position at which the distance is measured on the unit electrode. Here, the distance is the distance of the waterline from the specific point of one unit electrode to the other unit electrode.

제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)이 이격된 거리는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 적어도 일부가 100 내지 3000nm일 수 있고, 터치 감도 및 투과율 개선의 측면에서 바람직하게는 500 내지 2000nm일 수 있다.The distance between the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 is not particularly limited and may be, for example, at least a part of 100 to 3,000 nm. In view of improving the touch sensitivity and the transmittance, Lt; / RTI >

도전성 나노 격벽(200)The conductive nano barrier ribs 200,

도 1에 도시된 바와 같이, 도전성 나노 격벽(200)은 기판(100) 상에 위치하는데, 본 발명에 따른 나노 격벽은 그 두께가 나노 수준인 격벽을 의미한다.As shown in FIG. 1, the conductive nano barrier ribs 200 are disposed on the substrate 100, and the nano barrier ribs according to the present invention refer to barrier ribs having a nano-order thickness.

본 발명의 일 구현예의 3차원 터치 센서는 X, Y축 방향 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)이 도전성 나노 격벽(200)으로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)이 시인되지 않아 투과율이 현저히 개선되는 장점이 있다.In the three-dimensional touch sensor of the embodiment of the present invention, the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 in the X, Y axis direction may be formed as the conductive nano barrier wall 200. Accordingly, the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 are not visually observed, and the transmittance is remarkably improved.

본 발명의 일 구현예에서, 단위 패턴의 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)은 각각 적어도 일부에서 연결된 이중벽 구조를 포함하여 형성될 수 있다. 이중벽은 적어도 일부에서 연결될 수 있는데, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 이중벽의 길이 방향으로 양 말단에서 연결될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 may have a double wall structure connected at least partially. The double wall may be connected at least in part, for example, at both ends in the lengthwise direction of the double wall, as shown in Fig.

이와 같이, 하나의 단위 전극이 이중벽 구조를 포함하여 형성되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 이중벽 사이에 후술할 고분자 패턴(420)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. As described above, when one unit electrode includes a double wall structure, it may be preferable to include a polymer pattern 420 to be described later between the double walls as shown in FIG.

본 발명의 다른 일 구현예에서, 단위 패턴의 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)은 각각 단일벽 구조로 형성될 수도 있다.In another embodiment of the present invention, the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 may have a single wall structure.

이와 같이, 하나의 단위 전극이 단일벽 구조로 형성되는 경우, 단일벽 사이에 후술할 고분자 패턴을 포함하지 않는 것이 바람직할 수 있다.As described above, when one unit electrode is formed as a single wall structure, it may be preferable not to include a polymer pattern to be described later between single walls.

도전성 나노 격벽(200)은 도전성 재료로 제조된 것으로서, 예를 들면 도전성 재료는 금속, 금속산화물류 등일 수 있고, 금속은 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속일 수 있고, 금속산화물류는 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물류 등일 수 있다.The conductive nano barrier rib 200 may be made of a conductive material such as a metal, a metal oxide, or the like, and the metal may be In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg The metal oxide may be at least one metal selected from the group consisting of Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, and WTi. Indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO), florine tin oxide (FTO) (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide-silver- indium zinc- And at least one metal oxide selected from the group consisting of aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO).

도전성 나노 격벽(200)의 두께는 감도 개선 효과 및 투과율 저하 최소화를 달성할 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 두께가 5 내지 200nm일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 100nm, 보다 바람직하게는 5 내지 50nm, 가장 바람직하게는 10 내지 30nm일 수 있다. 두께가 5nm 미만이면 전도성 및 내구성에 문제가 있을 수 있고, 200nm 초과이면 투과율이 저하될 수 있다.The thickness of the conductive nano barrier rib 200 is not particularly limited as long as the effect of improving the sensitivity and minimizing the decrease in the transmittance can be achieved. For example, the thickness may be 5 to 200 nm, preferably 5 to 100 nm, And most preferably 10 to 30 nm. If the thickness is less than 5 nm, there may be a problem in conductivity and durability. If the thickness is more than 200 nm, the transmittance may be lowered.

도전성 나노 격벽(200)의 높이는 충분한 감도 및 광 투과율을 나타낼 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 50nm 내지 8㎛일 수 있다. 높이가 50nm 미만이면 감도 개선 정도가 미미할 수 있고, 8㎛ 초과이면 과다한 갭의 존재로 3차원 터치 센서의 내구성 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.The height of the conductive nano barrier rib 200 is not particularly limited as long as it can exhibit sufficient sensitivity and light transmittance, and may be, for example, 50 nm to 8 占 퐉. If the height is less than 50 nm, the degree of improvement in sensitivity may be insignificant. If the height is more than 8 m, a problem of durability deterioration of the three-dimensional touch sensor may occur due to the existence of an excessive gap.

고분자 패턴(420)Polymer pattern (420)

필요에 따라, 본 발명의 3차원 터치 센서의 단위 패턴(250)은 도 6의 (c)와 같이 도전성 나노 격벽(200) 사이 중 적어도 일부에 고분자 패턴(420)을 더 포함할 수 있다.If necessary, the unit pattern 250 of the three-dimensional touch sensor of the present invention may further include a polymer pattern 420 in at least a part of the region between the conductive nano barrier walls 200 as shown in FIG. 6C.

고분자 패턴(420)을 더 포함함으로써, 터치 감지의 정확성이 개선되고, 도전성 나노 격벽(200)의 손상을 줄일 수 있다.By further including the polymer pattern 420, the accuracy of touch sensing is improved and the damage of the conductive nano barrier rib 200 can be reduced.

고분자 패턴(420)으로는 투명 고분자라면 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the polymer pattern 420, any polymeric resin known in the art can be used without limitation, for example, epoxy polymer, cellulose polymer, , A polyester resin, or the like. These may be used alone or in combination of two or more.

투명 Transparency 유전체층Dielectric layer (500)(500)

본 발명에 따른 투명 유전체층(500)은 도 1에 도시된 바와 같이, 탄성이 있는 투명 유전체로 형성되며, 상기 제1 단위 전극(210) 및 상기 제2 단위 전극(220)을 덮도록 형성된다.As shown in FIG. 1, the transparent dielectric layer 500 according to the present invention is formed of an elastic transparent dielectric material and is formed to cover the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220.

탄성이 있는 투명 유전체층(500)은 투명 유전체라면 당분야에 공지된 유전체를 사용하여 형성할 수 있으며 별다른 제한이 없으나, 예를 들어, 폴리실리콘계, 폴리우레탄계 및 폴리아크릴계 등일 수 있고, 구체적으로는 PDMS(폴리디메틸실록산), PMMA(폴리메틸메타아크릴레이트) 등을 포함할 수 있다. 탄성이 있는 투명 유전체층(500)을 포함함으로써, Z축 방향의 터치 감도를 향상시킬 수 있다.The transparent transparent dielectric layer 500 having elasticity can be formed using a dielectric material known in the art as long as it is a transparent dielectric material and can be, for example, polysilicon, polyurethane or polyacrylic, (Polydimethylsiloxane), PMMA (polymethylmethacrylate), and the like. By including the transparent transparent dielectric layer 500 having elasticity, the touch sensitivity in the Z-axis direction can be improved.

또한, 투명 유전체층(500)은 필요에 따라, 도전성 입자(510)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 Z축에 인가되는 압력을 감지할 수 있는 탄성이 있는 도전성 입자(510)를 포함하는 투명 유전체층(500)을 포함함으로써, Z축 방향의 터치 감도를 더욱 향상시킬 수 있다.Further, the transparent dielectric layer 500 may further include conductive particles 510, if necessary. By including the transparent dielectric layer 500 including the elastic conductive particles 510 capable of sensing the pressure applied to the Z-axis, the touch sensitivity in the Z-axis direction can be further improved.

도전성 입자(510)는 도전성을 가지는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으나, 예를 들면 안티몬으로 도핑된 주석 산화물(tin oxide), 금속 나노 와이어 및 탄소 나노 와이어 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The conductive particles 510 can be used without any particular limitation as long as they have conductivity, and examples thereof include tin oxide doped with antimony, metal nanowires, and carbon nanowires. These may be used alone or in combination of two or more.

안티몬으로 도핑된 주석 산화물(tin oxide)은 구형이 될 수 있고, 또는 복합의 전기 및 기계적 특성을 변경하도록 형상화될 수 있다. 예를 들어, 인가된 압력에 대한 전기적 감도를 증가시키고 필드-보조 전자 터널링(field-assisted electron tunnelling)을 촉진시키기 위해 침상(acicular) 모양 입자를 사용할 수 있다. 더욱 구체적인 예를 들면, 도핑된 주석 산화물(tin oxide)은 구형 입자와 침상 입자(예를 들어, 1:1 보다 큰 종횡비를 갖는 바늘 모양의 입자)의 혼합물일 수 있다. 구형 대 침상 입자 종류의 특정 비율의 선택은 최종 제품의 압력 감도에 따라 선택될 수 있다.The tin oxide doped with antimony can be spherical or can be shaped to alter the electrical and mechanical properties of the composite. For example, acicular-shaped particles can be used to increase the electrical sensitivity to applied pressure and promote field-assisted electron tunnelling. As a more specific example, doped tin oxide may be a mixture of spherical particles and needle-shaped particles (e.g., needle-like particles having an aspect ratio greater than 1: 1). The choice of a specific proportion of the spherical needle-shaped particle type can be chosen according to the pressure sensitivity of the final product.

또한, 도전성 입자(510)로 금속 나노 와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 은(Ag), 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 텔레늄, 크롬 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The metal used for the metal nanowire as the conductive particles 510 is not particularly limited and examples thereof include silver (Ag), gold, aluminum, copper, iron, nickel, titanium, . These may be used alone or in combination of two or more.

본 발명의 다른 일 구현예에 따른 3차원 터치 센서는 도 1에 도시된 바와 같이, 투명 유전체층(500)은 도전성 입자(510)의 밀도가 다른 복수의 층을 포함할 수 있는데, 더욱 구체적으로 압력이 가해지는 측의 투명 유전체층(500) 층의 도전성 입자(510)의 밀도를 더 높게 형성함으로써, 압력 인가 시 도전성 입자(510)의 민감한 변형을 통해 Z축 방향의 터치 감도를 더욱 개선시킬 수 있다.As shown in FIG. 1, the transparent dielectric layer 500 may include a plurality of layers having different densities of the conductive particles 510, and more specifically, a three-dimensional touch sensor according to another embodiment of the present invention. It is possible to further improve the touch sensitivity in the Z axis direction through sensitive deformation of the conductive particles 510 upon application of pressure by forming the conductive particles 510 of the transparent dielectric layer 500 on the side where the conductive particles 510 are applied to have a higher density .

<터치스크린 패널, 화상 표시 장치><Touch Screen Panel, Image Display Device>

또한, 본 발명의 상기 3차원 터치 센서는 통상의 다른 구성과 결합되어 터치 스크린 패널, 화상 표시 장치 등에 유용하게 적용될 수 있다.In addition, the three-dimensional touch sensor of the present invention can be applied to a touch screen panel, an image display device, and the like in combination with other conventional structures.

필요에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 터치 센서는 X, Y축 위치를 검출할 수 있는 터치 감지 패턴을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 터치 센서는 Z축 감지에만 사용된다.If necessary, the touch sensor according to an embodiment of the present invention may further include a touch detection pattern capable of detecting X and Y axis positions. In this case, the touch sensor according to the present invention is used for Z-axis sensing only.

터치 감지 패턴은 X, Y축 위치를 검출할 수 있는 방식이면 별다른 제한 없이 본 구현예에 도입될 수 있으며, 예를 들어, 기판(100)의 타면에 포함되거나, 터치 감지 패턴이 일면에 형성된 제2 기판이 상기 기판(100)의 일면에 접합됨으로써 포함될 수 있다.The touch sensing pattern may be introduced into the present embodiment without any limitation as long as it is capable of detecting X, Y axis positions. For example, the touch sensing pattern may be included on the other surface of the substrate 100, 2 substrate may be included by being bonded to one surface of the substrate 100.

<3차원 터치 센서의 제조 방법>&Lt; Manufacturing method of three-dimensional touch sensor &

이하 본 발명의 3차원 터치 센서의 제조 방법을 설명하며, 전술한 설명과 중복되는 부분은 그에 갈음하고 본 설명에서는 생략하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a three-dimensional touch sensor according to the present invention will be described, and the parts overlapping with the above description will be omitted and omitted from the description.

먼저, 도 6 (a)와 같이 기판(100) 상에 고분자 패턴(420)을 형성한다.First, a polymer pattern 420 is formed on a substrate 100 as shown in FIG. 6 (a).

본 발명의 일 실시형태의 3차원 터치 센서의 제조 방법에 따른 고분자 패턴(420)의 형상은 나선형이다. 후술할 단계에서 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극이 고분자 패턴(420)의 측면을 따라 형성되므로 단위 전극이 기판 상에서 나선형으로 형성되기 위해서는 고분자 패턴(420)이 나선형으로 형성될 필요가 있다. The shape of the polymer pattern 420 according to the method of manufacturing a three-dimensional touch sensor according to an embodiment of the present invention is spiral. Since the first unit electrode and the second unit electrode are formed along the side surface of the polymer pattern 420 in a step to be described later, the polymer pattern 420 needs to be formed in a spiral shape in order for the unit electrode to be spirally formed on the substrate.

본 발명의 일 구현예에 따라, 단일벽의 단위 전극을 형성하기 위해서는 고분자 패턴(420)은 단위 패턴 당 하나가 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, one polymer pattern 420 may be formed per unit pattern in order to form a unit electrode of a single wall.

본 발명의 다른 일 구현예에 따라, 도 3에 도시된 바와 같은 이중벽의 단위 전극을 형성하기 위해서는 고분자 패턴(420)은 단위 전극 당 하나가 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in order to form the double-walled unit electrode as shown in FIG. 3, one polymer pattern 420 may be formed per unit electrode.

고분자 패턴(420)은 기판(100) 상에 고분자 수지층(410)을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.The polymer pattern 420 may be formed by forming a polymer resin layer 410 on the substrate 100 and patterning the same.

고분자 패턴(420)의 높이에 따라 도전성 나노 격벽(200)의 높이가 결정되므로, 고분자 패턴(420)의 높이를 조절하여 본 발명의 도전성 나노 격벽(200)의 높이를 선택할 수 있다.Since the height of the conductive nano barrier rib 200 is determined according to the height of the polymer pattern 420, the height of the conductive nano barrier rib 200 of the present invention can be selected by adjusting the height of the polymer pattern 420.

고분자 수지층(410)으로는 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the polymer resin layer 410, polymer resins known in the art can be used without limitation, and examples thereof include epoxy resins, cellulose resins, acrylic resins, vinyl chloride resins, vinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyurethane resins, poly Ester-based polymer resin. These may be used alone or in combination of two or more.

고분자 수지층(410)의 패터닝 방법은 특별히 한정되지 않고 예를 들면 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법, 나노 임프린팅 등의 방법을 사용할 수 있으며, 투과율 및 감도를 더욱 개선할 수 있다는 측면에서 바람직하게는 나노 임프린팅법에 의할 수 있다.The method of patterning the polymer resin layer 410 is not particularly limited and may be any one of a screen printing method, a gravure printing method, a flexo printing method, an offset printing method, an inkjet coating method, a dispenser printing method, a photolithography method, Can be used, and the nanoimprinting method can be preferably used from the viewpoint of further improving the transmittance and sensitivity.

이후에, 도 6 (b)와 같이 상기 고분자 패턴(420)이 형성된 기판(100) 상에 도전층(300)을 형성한다.6 (b), the conductive layer 300 is formed on the substrate 100 on which the polymer pattern 420 is formed.

도전층(300)의 형성에 사용되는 도전성 재료는 도전성 나노 격벽(200)에 관한 설명으로 갈음할 수 있고, 전술하였으므로 생략한다.The conductive material used for forming the conductive layer 300 can be replaced with the description of the conductive nano barrier rib 200, and is omitted because it has been described above.

고분자 패턴(420)의 형성 전에 도전층(300)을 먼저 형성하는 경우, 고분자 패턴(420) 하에 도전층(300)이 존재한다. 그러한 경우 후술할 공정에 의해 형성되는 도전성 나노 격벽(200) 하에 도전층(300)이 존재하여, 도전성 나노 격벽(200)이 도전층(300)에 의해 기판(100) 상에서 서로 이어지게 된다. 이에, 전기 전도도 및 감도가 개선될 수 있다.When the conductive layer 300 is formed before the formation of the polymer pattern 420, the conductive layer 300 is present under the polymer pattern 420. The conductive nano barriers 200 are connected to each other on the substrate 100 by the conductive layer 300. The conductive nano barrier ribs 200 are formed on the conductive nano barrier ribs 200 by a process described later. Thus, electrical conductivity and sensitivity can be improved.

이후에, 도 6 (c)와 같이 상기 도전층(300)을 이온 밀링하여 식각하고, 상기 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 도전성 나노 격벽(200)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 6C, the conductive layer 300 is ion milled and etched, and a nano-thick coating layer is formed on the side of the polymer pattern 420 to form the conductive nano barrier walls 200.

이온 밀링법은 이온빔을 조사하여 도전층(300)을 물리적으로 식각하는 방법으로, 이온을 전압차로 가속화시켜 도전층(300)에 물리적인 충격을 가한다. 이에 금속 입자들이 뜯겨져 나가서 고분자 패턴(420)의 측면에 부착되어, 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층이 형성될 수 있다.The ion milling method is a method of physically etching the conductive layer 300 by irradiating an ion beam, and accelerates ions with a voltage difference to apply a physical impact to the conductive layer 300. The metal particles are torn off and adhere to the side surface of the polymer pattern 420, so that a nano-thick coating layer can be formed on the side of the polymer pattern 420.

나노 두께의 코팅층이 도전성 나노 격벽(200)에 해당한다.The nano-thick coating layer corresponds to the conductive nano barrier rib 200.

이온 형성에 사용되는 기체는 예를 들면 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 기체일 수 있고, 바람직하게는 아르곤일 수 있다.The gas used for ion formation may be, for example, argon, helium, nitrogen, hydrogen, oxygen or a mixture thereof, preferably argon.

이온 밀링 조건은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10^- ⁵Torr 내지 10^-3Torr의 압력 하에서 기체로 플라즈마를 형성한 다음, 플라즈마를 100eV ~ 1500eV로 가속화하여 수행할 수 있다. 에너지가 100eV 미만인 경우 도전층(300)의 식각이 어려울 수 있고, 1500eV 초과이면 고분자 패턴(420)이 손상되어 도전성 나노 격벽(200)의 생성이 어려울 수 있다.Ion milling conditions are not particularly limited, for example, ^10-1 form a plasma in the gas under the pressure ⁵ Torr to 10 ^-3 Torr can then be accomplished by accelerating the plasma by 100eV ~ 1500eV. If the energy is less than 100 eV, etching of the conductive layer 300 may be difficult. If the energy exceeds 1500 eV, the polymer pattern 420 may be damaged, and thus the conductive nano barrier rib 200 may be difficult to generate.

필요에 따라, 본 발명의 3차원 터치 센서의 제조 방법은 도 6 (d)와 같이 고분자 패턴(420)을 제거함으로써, 그 측면에 형성된 도전성 나노 격벽(200)만이 남을 수 있다. 도 6 (d)는 이 때의 종단면으로서 예시다.If necessary, in the method of manufacturing a three-dimensional touch sensor of the present invention, by removing the polymer pattern 420 as shown in FIG. 6D, only the conductive nano barrier wall 200 formed on the side surface can be left. Fig. 6 (d) is an example of a longitudinal section at this time.

구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따라 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극을 각각 단일벽 구조로 형성시킬 경우에는 고분자 패턴을 제거하는 것이 바람직할 수 있다. Specifically, when the first unit electrode and the second unit electrode are formed as a single wall structure according to an embodiment of the present invention, it may be preferable to remove the polymer pattern.

또한, 본 구현예에서는 고분자 패턴이 존재하였을 때를 기준으로 그의 길이방향 양 말단 측에 형성된 도전성 나노 격벽을 제거하는 것이 바람직하다. 상기 양 말단 측에 형성된 도전성 나노 격벽을 제거함으로써, 연결되어 있던 도전성 나노 격벽(200)이 전기적으로 분리되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 분리된 두 도전성 나노 격벽(200)은 각각 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극이 된다.In addition, in this embodiment, it is preferable to remove the conductive nano barrier walls formed on both ends in the longitudinal direction based on the presence of the polymer pattern. As shown in FIG. 2, the two separated conductive nano barrier ribs 200 are separated from each other by a first unit (not shown) Electrode and the second unit electrode.

본 발명의 다른 일 구현예에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 단위 전극(210) 및 제2 단위 전극(220)을 각각 적어도 일부에서 연결된 이중벽 구조를 포함하도록 형성시킬 경우에는 고분자 패턴(420)을 제거하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 본 구현예에서는 상기 이중벽은 각각 적어도 일부에서 연결되어야 하므로, 도전성 나노 격벽(200) 중 그의 길이방향 양 말단 측에 형성된 도전성 나노 격벽을 제거하지 않는 것이 바람직하다.According to another embodiment of the present invention, when the first unit electrode 210 and the second unit electrode 220 are formed to include at least a part of a double wall structure as shown in FIG. 3, It may be desirable not to remove the gasket 420. In this embodiment, since the double walls are connected to each other at least in part, it is preferable not to remove the conductive nano barrier walls formed at both longitudinal ends of the conductive nano barrier ribs 200.

다음으로, 도전성 나노 격벽(200)이 형성된 기판(100) 상에 투명 유전체층(500)을 형성한다.Next, a transparent dielectric layer 500 is formed on the substrate 100 having the conductive nano barrier ribs 200 formed thereon.

투명 유전체층(500)은 당분야에 공지된 방법이면 특별한 제한 없이 사용하여 형성할 수 있고, 예를 들면 전술한 도전성 입자를 포함하는 바인더 용액을 도포하고 경화/건조하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The transparent dielectric layer 500 can be formed using any method known in the art without any particular limitation. For example, the transparent dielectric layer 500 may be formed by applying and curing / drying a binder solution containing the conductive particles described above, It is not.

전술한 바와 같이 투명 유전체층은 도전성 입자를 포함할 수 있고, 도전성 입자는 전술한 도전성 입자를 사용할 수 있다.As described above, the transparent dielectric layer may include conductive particles, and the conductive particles may be the conductive particles described above.

100: 기판 200: 도전성 나노 격벽
210 : 제1 단위 전극 220 : 제2 단위 전극
230 : 절연체 240 : 브릿지 전극
250 : 단위 패턴 300: 도전층
410: 고분자 수지층 420: 고분자 패턴
500: 투명 유전체층 510: 도전성 입자
600 : 위치 검출 라인
700 : 패드부100: substrate 200: conductive nano barrier
210: first unit electrode 220: second unit electrode
230: insulator 240: bridge electrode
250: unit pattern 300: conductive layer
410: polymer resin layer 420: polymer pattern
500: transparent dielectric layer 510: conductive particles
600: Position detection line
700: pad portion

Claims

기판;
상기 기판의 일면으로부터 돌출된 도전성 나노 격벽으로 각각 형성된 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극을 포함하는 단위 패턴; 및
탄성이 있는 투명 유전체로 형성되며, 상기 단위 패턴을 덮도록 형성되는 투명 유전체층;
을 포함하며,
상기 단위 패턴은 각 상기 제1 단위 전극 및 상기 제2 단위 전극이 기판 상에서 나선형으로 형성된 패턴을 포함하는 것인, 3차원 터치 센서.
Board;
A unit pattern including a first unit electrode and a second unit electrode each formed of a conductive nano barrier wall protruding from one surface of the substrate; And
A transparent dielectric layer formed of an elastic transparent dielectric material and covering the unit pattern;
/ RTI >
Wherein the unit pattern includes a pattern in which each of the first unit electrode and the second unit electrode is spirally formed on the substrate.

청구항 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 적어도 일부에서 연결된 이중벽 구조를 포함하는, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern each include a double wall structure connected at least partially.

청구항 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 단일벽 구조로 형성된, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern each have a single wall structure.

청구항 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 독립적인 위치 검출 라인과 연결된 것인, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern are connected to independent position detection lines, respectively.

청구항 1에 있어서, 상기 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극은 각각 다른 단위 패턴의 제1 단위 전극 및 제2 단위 전극과 연결된 것인, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein the first unit electrode and the second unit electrode of the unit pattern are connected to a first unit electrode and a second unit electrode of different unit patterns, respectively.

청구항 3에 있어서, 상기 단위 전극들 중 적어도 하나는 브릿지 전극을 통해 연결되는, 3차원 터치 센서.
4. The three-dimensional touch sensor of claim 3, wherein at least one of the unit electrodes is connected via a bridge electrode.

청구항 1에 있어서, 상기 기판의 타면에 터치 감지 패턴을 더 포함하는, 3차원 터치 센서.
The touch sensor of claim 1, further comprising a touch sensitive pattern on the other side of the substrate.

청구항 1에 있어서, 터치 감지 패턴이 일면에 형성된 제2 기판이 상기 기판의 일면에 접합된, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein a second substrate having a touch sensing pattern formed on one surface thereof is bonded to one surface of the substrate.

청구항 1에 있어서, 상기 투명 유전체는 폴리실리콘계, 폴리우레탄계 및 폴리아크릴계로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein the transparent dielectric includes at least one selected from the group consisting of polysilicon, polyurethane, and polyacrylic.

청구항 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽은 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, WTi, 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 3차원 터치 센서.
The method of claim 1, wherein the conductive nano barriers are selected from the group consisting of In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), gallium zinc oxide (GZO), and florine tin oxide (Nb, Al, Ni, Cu, WTi, indium tin oxide FTO), indium tin oxide-silver-indium tin oxide (ITO-Ag-ITO), indium zinc oxide-silver-indium zinc oxide (IZO-Ag-IZO), indium zinc tin oxide- -Ag-IZTO) and aluminum zinc oxide-silver-aluminum zinc oxide (AZO-Ag-AZO).

청구항 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽 사이 중 적어도 일부는 고분자 패턴을 더 포함하는, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein at least a part of the spaces between the conductive nano barriers further comprises a polymer pattern.

청구항 1에 있어서, 상기 제1 단위 전극 및 상기 제2 단위 전극의 거리는 적어도 일부가 100 내지 3000nm인, 3차원 터치 센서.
The three-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein a distance between the first unit electrode and the second unit electrode is at least partially 100 to 3000 nm.

청구항 1에 있어서, 상기 도전성 나노 격벽의 높이는 50nm 내지 8㎛인, 3차원 터치 센서.
The 3-dimensional touch sensor according to claim 1, wherein the height of the conductive nano barriers is 50 nm to 8 μm.

기판 상에 고분자 패턴을 나선형으로 형성하는 단계;
상기 고분자 패턴이 형성된 기판 상에 도전층을 형성하는 단계;
상기 도전층을 이온 밀링하여 식각하고, 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 도전성 나노 격벽을 형성하는 단계; 및
상기 고분자 패턴을 제거하고 상기 도전성 나노 격벽 중 상기 고분자 패턴의 양 말단측에 형성된 도전성 나노 격벽을 제거하는 단계;를 포함하는 3차원 터치 센서의 제조방법.
Forming a polymer pattern spirally on a substrate;
Forming a conductive layer on the substrate on which the polymer pattern is formed;
Ion-milling and etching the conductive layer, and forming a nano-thick coating layer on the side of the polymer pattern to form a conductive nano barrier wall; And
Removing the polymer pattern and removing conductive nano barrier walls formed on both ends of the polymer pattern among the conductive nano barrier walls.

기판 상에 제1 단위 전극용 고분자 패턴 및 제2 단위 전극용 고분자 패턴을 각각 나선형으로 형성하는 단계;
상기 고분자 패턴들이 형성된 기판 상에 도전층을 형성하는 단계; 및
상기 도전층을 이온 밀링하여 식각하고, 상기 고분자 패턴들의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 도전성 나노 격벽을 형성하는 단계; 를 포함하는 3차원 터치 센서의 제조방법.
Forming a polymer pattern for the first unit electrode and a polymer pattern for the second unit electrode on the substrate in a spiral shape;
Forming a conductive layer on the substrate on which the polymer patterns are formed; And
Ion-milling and etching the conductive layer, and forming a nano-thick coating layer on the side surfaces of the polymer patterns to form conductive nano barrier walls; Dimensional touch sensor.

청구항 14 또는 15에 있어서, 상기 고분자 패턴은 나노 임프린팅법으로 형성하는, 3차원 터치 센서의 제조 방법.
16. The method of manufacturing a three-dimensional touch sensor according to claim 14 or 15, wherein the polymer pattern is formed by a nanoimprinting method.

청구항 14 또는 15에 있어서, 상기 코팅층은 이온 밀링으로 뜯겨져 나간 도전성 입자가 고분자 패턴의 측면에 부착되어 형성되는, 3차원 터치 센서의 제조 방법.
16. The method of manufacturing a three-dimensional touch sensor according to claim 14 or 15, wherein the coating layer is formed by attaching conductive particles, which are torn off by ion milling, to the side surfaces of the polymer pattern.

청구항 14 또는 15에 있어서, 상기 이온 밀링은 10^- ⁵Torr 내지 10^- ³Torr의 압력 하에서 플라즈마를 100ev 내지 1500eV로 가속화하여 수행되는 것인, 3차원 터치 센서의 제조 방법.
The method according to claim 14 or 15, wherein the ion milling is ¹⁰ to ⁵ Torr to 10 ^- The method of producing a three-dimensional touch sensor to a plasma under a pressure of ³ Torr is performed by accelerated 100ev to 1500eV.

청구항 1 내지 13 중 어느 한 항의 3차원 터치 센서를 포함하는, 터치 스크린 패널.
A touch screen panel comprising a three-dimensional touch sensor according to any one of claims 1 to 13.

청구항 1 내지 13 중 어느 한 항의 3차원 터치 센서를 포함하는, 화상 표시 장치.An image display device comprising the three-dimensional touch sensor according to any one of claims 1 to 13.