WO2017082672A1 - 복합 소자 및 이를 구비하는 전자기기 - Google Patents

복합 소자 및 이를 구비하는 전자기기 Download PDF

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WO2017082672A1
WO2017082672A1 PCT/KR2016/013000 KR2016013000W WO2017082672A1 WO 2017082672 A1 WO2017082672 A1 WO 2017082672A1 KR 2016013000 W KR2016013000 W KR 2016013000W WO 2017082672 A1 WO2017082672 A1 WO 2017082672A1
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WO
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piezoelectric
pressure sensor
layer
composite device
dielectric layer
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PCT/KR2016/013000
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English (en)
French (fr)
Inventor
박인길
노태형
정준호
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주식회사 모다이노칩
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means

Definitions

  • the present invention relates to a composite device and an electronic device having the same, and more particularly, to a composite device including a pressure sensor and an electronic device having the same.
  • input devices are used for the operation of electronic devices such as mobile communication terminals.
  • input devices such as buttons, keys, and touch screen panels are used.
  • Touch screen panels that is, touch input devices, are increasingly being used because electronic devices can be easily and simply operated with only a light touch by sensing a touch of a human body.
  • the touch input device is also used for the operation of mobile communication terminals, home appliances, industrial equipment, automobiles, and the like.
  • the touch input device used for an electronic device such as a mobile communication terminal may be provided between a protective window and a liquid crystal display panel displaying an image. Therefore, when a character or a symbol is displayed through a window from the liquid crystal display panel, and the user touches the corresponding portion, the touch sensor detects the position and performs a specific process according to the control flow.
  • the touch input device has technical means for detecting and recognizing whether a contact with a human body (finger) or a pen is made by detecting a human body current or a pressure or temperature change according to the contact.
  • a pressure sensor of a method of sensing contact with a human body or a pen by using a change in pressure has been in the spotlight.
  • the piezoelectric pressure sensor is implemented using a piezoelectric material having a predetermined thickness formed using piezoelectric ceramic powder.
  • a sensing error occurs due to a low piezoelectric characteristic and a low output value.
  • a sensing error occurs due to an irregular voltage output due to irregular mixing of the piezoelectric powder.
  • the piezoelectric body using the piezoelectric ceramic powder has a weak brittleness, which makes it difficult to apply the piezoelectric material using the same to various devices.
  • the capacitive pressure sensor has a structure in which a material such as an air gap or silicon (or rubber) is provided between two electrodes.
  • the pressure sensor may detect pressure by detecting a change in capacitance depending on a distance between two electrodes according to a touch input.
  • the air gap since the air permittivity is 1, a large amount of change in the distance between the two electrodes is required in order to sense the capacitance value according to the change in the gap between the two electrodes, and silicon or rubber materials usually have a dielectric constant of 4 or less. It requires a large amount of change between the two electrodes.
  • the electronic device may further include other components in addition to the pressure sensor.
  • a haptic actuator that feeds back in response to a user's touch input may be further included.
  • the haptic actuator, the pressure sensor, and the like are separately provided in the electronic device, the area occupied by the electronic device becomes large, and thus, it is difficult to cope with the miniaturization trend of the electronic device.
  • the present invention provides a composite device including a pressure sensor that can prevent the error of the touch input.
  • the present invention provides a composite device comprising a pressure sensor that can improve brittleness.
  • the present invention provides a composite device capable of integrating a pressure sensor and a piezoelectric element, NFC, WPC and MST, and an electronic device having the same.
  • a composite device includes a pressure sensor and at least one functional unit having a function different from that of the pressure sensor.
  • the pressure sensor and the functional unit are stacked or integrally formed.
  • the pressure sensor may be spaced apart from each other, and may include first and second electrode layers each having first and second electrodes, and a piezoelectric layer or a dielectric layer provided between the first and second electrode layers.
  • a plurality of plate-like piezoelectric bodies are provided in the polymer.
  • the piezoelectric layer includes a plurality of cutouts having a predetermined width and depth.
  • the dielectric layer is compressible and recoverable, and includes at least one of a material having a hardness of 10 or less, a plurality of dielectrics having a dielectric constant of 4 or more, and a plurality of pores, and further comprising an electromagnetic shielding and absorbing material.
  • the dielectric layer is formed in an amount of 0.01% to 95% of the dielectric with respect to 100% of the dielectric layer.
  • the dielectric layer has a porosity of 1% to 95%.
  • the pores are formed in at least two sizes and in at least one shape.
  • the dielectric layer has a pore cross-sectional area ratio of a vertical cross section smaller than a pore cross-sectional area ratio of a horizontal cross section.
  • the dielectric layer has at least one pore in which the diameter in the horizontal direction is larger than the diameter in the vertical direction.
  • the dielectric layer has a dielectric constant of 2-20.
  • the piezoelectric layer or dielectric layer is formed to a thickness of 500 ⁇ m or less.
  • an insulating layer provided on at least one of an upper side of the first electrode layer, between the first and second electrode layers, and a lower side of the second electrode layer.
  • the apparatus may further include first and second connection patterns respectively provided on the first and second electrode layers and connected to each other.
  • the pressure sensor enables the functional part.
  • the function unit a piezoelectric element provided on one side of the pressure sensor; And a diaphragm provided at one side of the piezoelectric element.
  • the piezoelectric element is used as a piezoelectric vibrator or piezoelectric acoustic device according to the signal applied.
  • the function unit is provided on one side of the pressure sensor, and includes at least one of NFC, WPC, and MST each having at least one antenna pattern.
  • the function unit includes a piezoelectric element provided on one surface of the pressure sensor, a vibration plate provided on one surface of the piezoelectric element, and at least one of NFC, WPC, and MST provided on the other surface of the pressure sensor or one surface of the vibration plate.
  • the fingerprint sensor may be electrically connected to the pressure sensor to detect a fingerprint by measuring a difference in acoustic impedance generated by an ultrasonic signal at a valley and a floor of the fingerprint from the pressure sensor.
  • an electronic device includes a window; It includes a display unit for displaying an image through the window, comprising a composite device according to an aspect of the present invention.
  • the composite device includes at least one of at least one first composite device provided under the display unit and at least one second composite device provided under the window.
  • the touch sensor may further include a touch sensor provided between the window and the display unit.
  • a bracket provided on at least one of an upper side of the first electrode layer, between the first and second electrode layers, and a lower side of the second electrode layer.
  • At least a part of any one of the first and second electrode layers is formed on the bracket.
  • a piezoelectric layer or a dielectric layer is formed between the first and second electrode layers spaced apart from each other.
  • the present invention can implement a composite device such that the pressure sensor is laminated or integrated with a predetermined functional unit that functions different from the pressure sensor.
  • a piezoelectric acoustic device or a piezoelectric element that functions as a piezoelectric vibrating element may be integrated to implement a composite device, or may be integrated with NFC, WPC, and MST to implement a composite device.
  • the area occupied by the devices can be reduced as compared with the conventional application of at least two or more individual devices, thereby miniaturizing the electronic device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • 2-4 are top plan schematic views of first and second electrode layers in accordance with embodiments of the present invention of a pressure sensor.
  • 5 to 11 are cross-sectional views of a pressure sensor according to other embodiments of the present invention.
  • FIG. 12 is a top schematic view of a first and second electrode layer according to another embodiment of the present invention of a pressure sensor
  • 13 to 15 are schematic cross-sectional views of a composite device including a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
  • 16 and 17 is an exploded perspective view and a combined perspective view of a composite device including a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • 18 and 19 are front perspective view and rear perspective view of an electronic apparatus having a pressure sensor or a composite device including the same according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a partial cross-sectional view of the AA ′ line of FIG. 18;
  • 21 is a cross-sectional view of an electronic device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 22 is a schematic plan view showing an arrangement of a pressure sensor or a composite device of an electronic device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a schematic plan view showing an arrangement of a pressure sensor or a composite device of an electronic device according to a third embodiment of the present disclosure.
  • 24 to 27 is a control block diagram of a composite device according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 28 is a block diagram illustrating a data processing method of a composite device according to another embodiment of the present invention.
  • 29 is a block diagram of a fingerprint recognition sensor using a pressure sensor in accordance with embodiments of the present invention.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 to 4 are schematic views of first and second electrode portions of the pressure sensor.
  • a pressure sensor may include a piezoelectric layer provided between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the first and second electrode layers 100 and 200. 300).
  • the piezoelectric layer 300 may be provided with a plurality of plate-like piezoelectric body 310 having a predetermined thickness.
  • the first and second electrode layers 100 and 200 are spaced apart by a predetermined interval in the thickness direction (that is, the vertical direction), and the piezoelectric layer 300 is provided therebetween.
  • the first and second electrode layers 100 and 200 are formed on the first and second support layers 110 and 120 and the first and second support layers 110 and 210, respectively. It may include. That is, the first and second support layers 110 and 210 are formed to be spaced apart by a predetermined interval, and the first and second electrodes 120 and 220 are formed on the surfaces of the first and second support layers 110 and 210, respectively. .
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed to face each other or may not be formed to face each other.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed to face the piezoelectric layer 300, so that one of them faces the piezoelectric layer 300 and the other does not face the piezoelectric layer 300.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed so as not to face the piezoelectric layer 300.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed in contact with the piezoelectric layer 300 or may not be in contact with each other.
  • the first support layer 110, the first electrode 120, the piezoelectric layer 300, the second electrode 220 and the second support layer 210 are laminated in the thickness direction from the lower side. Thus a pressure sensor can be implemented.
  • first and second support layers 110 and 210 support the first and second electrodes 120 and 220 so that the first and second electrodes 120 and 220 are formed on one surface thereof.
  • the first and second support layers 110 and 210 may be provided in a plate shape having a predetermined thickness.
  • the first and second support layers 110 and 210 may be provided in a film form to have flexible characteristics.
  • the first and second support layers 110 and 210 may be formed using silicon, urethane, polyurethane, polyimide, PET, PC, or the like.
  • the first and second support layers 110 and 210 may be formed using prepolymers using liquid photocurable monomers and oligomers, photoinitiates, and additives.
  • first and second support layers 110 and 210 may be transparent or opaque in some cases.
  • a plurality of pores may be provided in at least one of the first and second support layers 110 and 210.
  • the second support layer 210 which may be bent downward according to the touch or press of the object and may be deformed, may include a plurality of pores.
  • the pores have a size of, for example, 1 ⁇ m to 500 ⁇ m and may be formed at a porosity of 10% to 95%.
  • the porosity when the porosity is less than 10%, the improvement of the elastic force and the restoring force is insignificant.
  • the porosity is greater than 95%, the shape of the second support layer 210 may not be maintained.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or antimony tin oxide (ATO). However, the first and second electrodes 120 and 220 may be formed of a transparent conductive material other than such a material, or may be formed of an opaque conductive material such as silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), or the like. have. In addition, the first and second electrodes 120 and 220 may be formed to cross each other. For example, the first electrode 120 may be formed in one direction to have a predetermined width, and the first electrode 120 may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • ITO indium tin oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed of a transparent conductive material other than such a material, or may be formed of an opaque conductive material such as silver (Ag), platinum (Pt), copper (Cu), or the like. have.
  • the second electrode 220 may be formed in another direction orthogonal to one direction to have a predetermined width, and the second electrode 220 may be formed to be spaced apart at a predetermined interval in one direction orthogonal to the other direction. That is, the first and second electrodes 120 and 220 may be formed in directions perpendicular to each other as shown in FIG. 2.
  • the first electrode 120 is formed to a predetermined width in the horizontal direction, which is arranged in a plurality of spaced apart a predetermined interval in the vertical direction
  • the second electrode 220 is formed to a predetermined width in the vertical direction, which is predetermined in the thin direction A plurality of spaced apart may be arranged.
  • the widths of the first and second electrodes 120 and 220 may be greater than or equal to the gap therebetween.
  • the widths of the first and second electrodes 120 and 220 may be narrower than the gap therebetween, but the width is preferably larger than the gap.
  • the ratio of the width and the spacing of the first and second electrodes 120 and 220 may be 10: 1 to 0.5: 1. That is, when the interval is 1, the width may be 10 to 0.5.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed in various shapes in addition to these shapes. For example, as shown in FIG.
  • one of the first and second electrodes 120 and 220 is formed on the support layer as a whole, and the other is a substantially rectangular shape having a predetermined width and spacing in one direction and the other direction. It may be formed in a plurality of patterns. That is, the plurality of first electrodes 120 may be formed in a substantially rectangular pattern, and the second electrodes 220 may be entirely formed on the second support layer 120. Of course, in addition to the square, a variety of patterns, such as a circle, a polygon is possible. In addition, one of the first and second electrodes 120 and 220 may be formed on the support layer as a whole, and the other may be formed in a grid shape extending in one direction and the other direction.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed to have a thickness of, for example, 0.1 ⁇ m to 500 ⁇ m, and the first and second electrodes 120 and 220 may have an interval of 1 ⁇ m to 10000 ⁇ m, for example. It can be formed as.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be in contact with the piezoelectric layer 500.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be kept spaced apart from the piezoelectric layer 300 by a predetermined distance, and when a predetermined pressure, for example, a user's touch input is applied, the first and second electrodes ( At least one of the 120 and 220 may be in contact with the piezoelectric layer 300 locally. In this case, the piezoelectric layer 300 may be compressed to a predetermined depth.
  • a plurality of holes 130 may be formed in at least one of the first and second electrode layers 100 and 200.
  • a plurality of holes 130 may be formed in the first electrode layer 100. That is, the plurality of holes 130 may be formed in the electrode layer used as the ground electrode.
  • the hole 130 may be formed in the second electrode layer 200 used as the signal electrode in addition to the first electrode layer 100, and may be formed in both the first and second electrode layers 100 and 200.
  • the hole 130 may be formed such that at least one of the first and second electrodes 120 and 220 is removed to expose the first and second support layers 110 and 210, and the first and second electrodes are exposed.
  • the first and second support layers 110 and 210 may be removed. That is, the holes 130 may be formed to expose the support layers 110 and 210 by removing the electrodes 120 and 220, or may be formed to penetrate the support layers 110 and 210 from the electrodes 120 and 220. . In addition, the hole 130 may be formed in a region where the electrodes 120 and 220 overlap. For example, as illustrated in FIG. 4, the plurality of holes 130 may be formed in the first electrode 120 in an area overlapping the second electrode 220. Here, one hole 130 may be formed in an area overlapping the second electrode 220, or two or more holes may be formed. Of course, as shown in FIG.
  • the hole 130 may be formed in the.
  • the hole 130 is formed to facilitate the compression of the dielectric layer 500.
  • the holes 130 may be formed, for example, with a diameter of 0.05 mm to 10 mm. When the diameter of the hole 130 is less than 0.05 mm, the compressive effect of the piezoelectric layer 300 may be reduced, and when the diameter exceeds 10 mm, the restoring force of the dielectric layer 500 may be reduced.
  • the size of the hole 130 may be variously changed according to the size of the pressure sensor or the input device.
  • the piezoelectric layer 300 may be provided to have a predetermined thickness between the first and second electrode layers 100 and 200, and may be provided to have a thickness of, for example, 10 ⁇ m to 5000 ⁇ m. That is, the piezoelectric layer 300 may be provided in various thicknesses according to the size of the electronic device employing the pressure sensor. For example, the piezoelectric layer 300 may have a thickness of 10 ⁇ m to 5000 ⁇ m, preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less.
  • the piezoelectric layer 300 may be formed using a substantially rectangular plate-like piezoelectric body 310 and a polymer 320 having a predetermined thickness.
  • a plurality of plate-shaped piezoelectric bodies 310 may be provided in the polymer 320 to form the piezoelectric layer 300.
  • the piezoelectric body 310 may be formed using, for example, PZT (Pb, Zr, Ti), NKN (Na, K, Nb), or BNT (Bi, Na, Ti) -based piezoelectric materials.
  • the piezoelectric material 310 may be formed of various piezoelectric materials, such as barium titanate, lead titanate, lead zirconate titanate, potassium niobate, and lithium niobate.
  • the piezoelectric body 310 may be formed of a fluoride polymer or a copolymer thereof.
  • the predetermined plate-shaped piezoelectric body 310 that is, may be formed in a substantially rectangular plate shape having a predetermined length and a predetermined thickness in one direction and the other direction orthogonal thereto.
  • the piezoelectric body 310 may be formed in a size of 3 ⁇ m to 5000 ⁇ m.
  • the piezoelectric body 310 may be arranged in plural in one direction and in the other direction. That is, a plurality of layers may be arranged in a thickness direction (ie, a vertical direction) between the first and second electrode layers 100 and 200 and in a plane direction (ie, a horizontal direction) orthogonal thereto.
  • the piezoelectric body 310 may be arranged in at least two layers or more in the thickness direction, for example, may be formed in a five-layer structure, but the number of layers is not limited.
  • Various methods may be used to form the piezoelectric body 310 in a plurality of layers in the polymer 320.
  • the piezoelectric layer 300 may be formed by forming a piezoelectric layer having a predetermined thickness on the polymer layer having a predetermined thickness and stacking a plurality of piezoelectric layers. That is, the piezoelectric layer may be formed by arranging plate-shaped piezoelectric plates at predetermined intervals on the polymer layer having a thickness thinner than that of the piezoelectric layer 300, and may be stacked in plural to form the piezoelectric layer 300.
  • the piezoelectric layer 300 in which the piezoelectric body 310 is formed in the polymer 320 may be formed in various ways. On the other hand, the piezoelectric body 310 is preferably the same size and spaced apart at equal intervals.
  • the piezoelectric body 310 may be provided at least two or more sizes and at least two or more intervals. In this case, the piezoelectric body 310 may be formed at a density of 30% to 99%, and is preferably provided at the same density in all regions. However, the piezoelectric body 310 may be provided so that at least one region has a density of 60% or more. For example, if at least one area of the piezoelectric body 310 has a density of about 65% and at least another area has a density of 90%, it is possible to generate more power in a high density area, but at a density of 60% or more. When having the power generated in the piezoelectric layer can be sufficiently sensed by the controller.
  • the piezoelectric body 310 is formed in a single crystal form and thus has excellent piezoelectric characteristics. That is, by using the piezoelectric body 310 in the form of a plate compared to the case of using a conventional piezoelectric powder, the piezoelectric properties are excellent, and thus pressure can be detected even by a fine touch, thereby preventing errors in the touch input.
  • the polymer 320 may include one or more selected from the group consisting of epoxy, polyimide, and liquid crystal crystalline polymer (LCP), but is not limited thereto.
  • the polymer 320 may be made of a thermosetting resin.
  • thermosetting resins include Novolac Epoxy Resin, Phenoxy Type Epoxy Resin, BPA Type Epoxy Resin and BPF Type Epoxy Resin.
  • Hydrogenated BPA Epoxy Resin, Dimer Acid Modified Epoxy Resin, Urethane Modified Epoxy Resin, Rubber Modified Epoxy Resin and DC It may include one or more selected from the group consisting of PDPD type epoxy resin (DCPD Type Epoxy Resin).
  • the piezoelectric material 310 is an orientation raw material composition formed of a piezoelectric material having a perovskite crystal structure, distributed in the orientation raw material composition, ABO 3 (A is a divalent metal element, B is a tetravalent metal element)
  • the orientation raw material composition may use a composition in which a material having a crystal structure different from the perovskite crystal structure forms a solid solution.
  • PbTiO 3 [PT] having a tetragonal structure and PbZrO having a rhombohedral structure PZT-based material in which 3 [PZ] forms a solid solution can be used.
  • the orientation raw material composition is Pb (Ni, Nb) O 3 [PNN], Pb (Zn, Nb) O 3 [PZN] and Pb (Mn, Nb) O 3 [PMN] as a relaxer in PZT-based materials. ] Can be used to improve the properties of the PZT-based material.
  • the PZN-based material and the PNN-based material may be used as the relaxer to form a PZNN-based material having high piezoelectric properties, low dielectric constant, and ease of sintering as a relaxer.
  • An orientation raw material composition employing a PZNN-based material as a relaxer in the PZT-based material is (1-x) Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -xPb ((Ni 1-y Zn y ) 1/3 Nb 2/3 ) It may have a composition formula of O 3 .
  • x may have a value in the range of 0.1 ⁇ x ⁇ 0.5, preferably may have a value in the range of 0.30 ⁇ x ⁇ 0.32, and most preferably may have a value of 0.31.
  • y may have a value in the range of 0.1 ⁇ y ⁇ 0.9, preferably a value in the range of 0.39 ⁇ y ⁇ 0.41, and most preferably may have a value of 0.40.
  • the orientation raw material composition may use a lead-free piezoelectric material containing no lead (Pb). Such a piezoelectric material is associated non-Bi 0 .5 K 0. 5 TiO 3 , Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3, K 0. 5 Na 0.
  • Seed composition is formed of an oxide having a general formula of ABO 3,
  • ABO 3 is made of an oxide having a perovskite (perovskite) the structure of the plate-like having an orientation
  • A is a bivalent metal element
  • B is quadrivalent It consists of a metal element.
  • Oxide composition that is formed of an oxide having a general formula of ABO 3 may include CaTiO 3, BaTiO 3, SrTiO 3 , PbTiO 3 , and Pb, at least one of (Ti, Zr) O 3.
  • the seed composition may be included in a volume ratio of 1 vol% to 10 vol% with respect to the orientation raw material composition.
  • the effect of improving the crystal orientation by the seed composition is insignificant, and when it is included in excess of 10 vol%, the piezoelectric performance of the piezoelectric ceramic sintered compact is lowered.
  • the piezoelectric ceramic composition including the orientation raw material composition and the seed composition as described above is grown with the same orientation as the seed composition by a templated grain growth (TGG). That is, the piezoelectric ceramic sintered body is, for example, BaTiO 3 in the orientation raw material composition having a composition formula of 0.69Pb (Zr 0.47 Ti 0.53 ) O 3 -0.31Pb ((Ni 0.6 Zn 0.4 ) 1/3 Nb 2/3 ) O 3 .
  • TGG templated grain growth
  • a piezoelectric ceramic sintered body By adding a seed composition that improves crystal orientation to the orientation raw material composition and sintering the same, a piezoelectric ceramic sintered body can be manufactured, thereby maximizing the displacement amount according to the electric field and remarkably improving the piezoelectric properties.
  • the piezoelectric layer 300 is formed between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the piezoelectric layer 300 has a predetermined single crystal.
  • a plurality of plate-shaped piezoelectric elements 310 may be provided.
  • PZT lead zirconatetita-nate ceramic
  • PZT has been in use for more than 80 years to date and has not been improved at this level.
  • Single crystal is a new material developed to meet these demands, and is a new material that can improve the performance of application devices by improving the physical properties of PZT ceramics.
  • a piezoelectric constant (d 33 ) of 2 times or more can be obtained, and the electromechanical coupling coefficient is also large and exhibits excellent piezoelectric properties.
  • piezoelectric single crystals can produce clearer images with ultrasonic vibrators, such as medical and non-destructive inspections and fish group detection, compared to conventional polycrystalline ceramics. It is more responsive and more compact than a high precision control actuator such as a positioning device and an anti-shake device.
  • the solid-state single crystal growth method Bridgman method, salt melting method, etc. can be used.
  • the piezoelectric layer can be formed by printing or molding.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are plan and cross-sectional photographs of the piezoelectric layer of the pressure sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • a pressure sensor is provided between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the first and second electrode layers 100 and 200. It includes a piezoelectric layer 300 provided.
  • the piezoelectric layer 300 may be formed of a piezoelectric ceramic having a predetermined thickness. That is, in one embodiment of the present invention, the piezoelectric layer 300 has a plate-like piezoelectric body 310 formed in the polymer 320, but in another embodiment of the present invention, the piezoelectric layer 300 having a predetermined thickness using piezoelectric ceramics. ) Can be formed.
  • the piezoelectric layer 300 may use the same material as the piezoelectric body 310.
  • the piezoelectric layer 300 may be formed at a predetermined width and interval in one direction and the other direction opposite thereto. That is, the piezoelectric layer 300 may have a cutout 330 formed at a predetermined depth and may be separated in a plurality of widths and intervals.
  • the cutout 330 may include a plurality of first cutouts having a predetermined width in one direction, and a plurality of second cutouts having a predetermined width in another direction perpendicular to the cutouts 330. Therefore, the piezoelectric layer 300 may be divided into a plurality of unit cells having a predetermined width and spacing, as shown in FIGS. 5 and 6, by the plurality of first and second cutouts, respectively.
  • the entire thickness of the piezoelectric layer 300 may be cut, or a thickness of 50% to 95% of the total thickness may be cut. That is, the piezoelectric layer 300 may be cut in its entire thickness, or 50% to 95% of the total thickness may be cut to form a cutout. As the piezoelectric layer 300 is cut in this manner, the piezoelectric layer 300 has a predetermined flexible characteristic. In this case, the piezoelectric layer 300 may be cut to have, for example, a size of about 10 ⁇ m to about 5000 ⁇ m and an interval of about 1 ⁇ m to about 300 ⁇ m.
  • the unit cell may have a size of about 10 ⁇ m to about 5000 ⁇ m and have an interval of about 1 ⁇ m to about 300 ⁇ m.
  • the first and second cutouts of the piezoelectric layer 300 may correspond to gaps between the electrodes of the first and second electrode layers 100 and 200. That is, the first cutout may be formed to correspond to the gap of the first electrode of the first electrode layer 100, and the second cutout may be formed to correspond to the gap of the second electrode of the second electrode layer 200.
  • the spacing of the electrode layer and the spacing of the cut may be the same, the spacing of the electrode layer may be larger or smaller than the spacing of the cut.
  • the piezoelectric layer 300 may be cut by a method such as laser, dicing, or blade cut to form an incision.
  • the piezoelectric layer 300 may be formed by cutting in a green bar state by a laser, dicing, blade cut, etc. to form a cutout, and then performing a firing process.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the pressure sensor according to the third embodiment of the present invention.
  • the pressure sensor according to the third embodiment of the present invention is provided between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the first and second electrode layers 100 and 200.
  • the piezoelectric layer 300 having the plurality of cutouts 330 formed in the direction and the other direction, and the elastic layer 400 formed on the cutouts 330 of the piezoelectric layer 300 may be included.
  • the cutout 330 may be formed over the entire thickness of the piezoelectric layer 300, and may be formed to have a predetermined thickness. That is, the cutout 330 may be formed to a thickness of 50% to 100% of the thickness of the piezoelectric layer 300.
  • the piezoelectric layer 300 may be separated by unit cuts 330 in one direction and the other by the cutout 330, and may be separated into unit cells, and an elastic layer 400 may be formed between the unit cells.
  • the elastic layer 400 may be formed using an elastic polymer, silicon, or the like. Since the piezoelectric layer 300 is cut and the elastic layer 400 is formed, the piezoelectric layer 300 may have a higher flexibility than other embodiments of the present invention in which the elastic layer 400 is not formed. That is, when the cutout 330 is formed in the piezoelectric layer 300 but the elastic layer is not formed, the flexible property of the piezoelectric layer 300 may be limited, but the piezoelectric layer 300 is cut in all and the elastic layer 400 is formed. By forming this, flexible characteristics can be improved to the extent that the piezoelectric layer 300 can be rolled up.
  • the elastic layer 400 may be formed to fill the cutout 330 formed at a partial thickness as shown in FIGS. 5 to 7 without forming the cutout 330 in the entire thickness of the piezoelectric layer 300. It may be.
  • the pressure sensor according to the present invention may include an electrostatic pressure sensor using a dielectric layer in addition to the piezoelectric pressure sensor using the piezoelectric layer as described above.
  • the capacitive pressure sensor according to the embodiments of the present invention as follows.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the pressure sensor according to the fourth embodiment of the present invention may include a dielectric layer provided between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the first and second electrode layers 100 and 200. 500).
  • the dielectric layer 500 may be compressed and restored, and may be formed using a material having a hardness of 10 or less.
  • the first and second electrode layers 100 and 200 of the pressure sensor according to the fourth embodiment of the present invention are the same as described in the first to third embodiments of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
  • the dielectric layer 500 may be provided to have a predetermined thickness between the first and second electrode layers 100 and 200, and may be provided to have a thickness of, for example, 10 ⁇ m to 5000 ⁇ m. That is, the dielectric layer 500 may be provided in various thicknesses according to the size of the electronic device in which the pressure sensor is employed. For example, the dielectric layer 500 may have a thickness of 10 ⁇ m to 5000 ⁇ m, preferably 500 ⁇ m or less, and more preferably 200 ⁇ m or less. The dielectric layer 500 may be formed such that a space, that is, no air gap, is formed therein.
  • Dielectric layer 500 may be used.
  • the dielectric layer 500 may use a material whose thickness may change according to a pressure change. That is, the dielectric layer 500 may use a material that can be compressed and restored.
  • the dielectric layer 500 may be formed of a material having a hardness of 10 or less.
  • the dielectric layer 300 may have a hardness of 0.1-10, preferably 2-10, more preferably 5-10.
  • the dielectric layer 300 may be formed using, for example, silicon, gel, rubber, urethane, or the like.
  • the dielectric layer 500 may further include an electromagnetic shielding and absorbing material.
  • the electromagnetic wave shielding and absorbing material is further contained in the dielectric layer 500, thereby shielding or absorbing electromagnetic waves.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material may include ferrite, alumina, or the like, and may be contained in an amount of 0.01 wt% to 50 wt% in the dielectric layer 500. That is, the electromagnetic shielding and absorbing material may be contained in an amount of 0.01 wt% to 50 wt% with respect to 100 wt% of the dielectric layer 500 material. If the electromagnetic shielding and absorbing material is less than 1% by weight, the electromagnetic shielding and absorbing properties are low. If the electromagnetic shielding and absorbing material is more than 50% by weight, the compressive characteristics of the dielectric layer 500 may be reduced.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the pressure sensor according to the fifth embodiment of the present invention may include a dielectric layer provided between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the first and second electrode layers 100 and 200. 500).
  • the dielectric layer 500 may be compressed and restored, and may be formed to have a plurality of pores 510.
  • the dielectric layer 500 may be compressed and reconstructed, and may include a plurality of pores 510.
  • the pores 510 may be formed, for example, in a size of 1 ⁇ m to 10000 ⁇ m.
  • the size of the pores 510 may be the shortest diameter or the longest diameter, or may be an average diameter.
  • the shortest diameter may be 1 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the pores 510 may be formed in a size of 1 ⁇ m to 10000 ⁇ m, may be formed in a size of 1 ⁇ m to 5000 ⁇ m, or may be formed in a size of 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the size of the pores 510 may be variously changed according to the size of the pressure sensor, the size of the electronic device employing the pressure sensor, the thickness and width of the dielectric layer 500, and the like.
  • the pores 510 may be formed in the same size or different sizes. For example, a first pore having an average size of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, a second pore having an average size of 300 ⁇ m to 600 ⁇ m, and a third pore having an average size of 600 ⁇ m to 1000 ⁇ m are mixed.
  • Dielectric layer 500 may be formed.
  • the first to third pores may also have a plurality of sizes. That is, the first to third pores may have a respective average size, and may have a plurality of sizes within each average size.
  • the plurality of pores 510 may have various shapes. Horizontal or vertical cross-sectional shape may be formed, for example, circular, elliptical, at least a portion may be formed in a shape extending to one side. In addition, at least a portion of the adjacent pores 510 may be connected, and in this case, for example, may be formed in a peanut shape. In addition, at least one of the pores 510 may have a diameter in a horizontal direction larger than a diameter in a vertical direction, for example, two times or more.
  • the pore 510 may be larger than the thickness of the dielectric layer 500 according to the thickness of the dielectric layer 500.
  • the pores 510 may be formed in the thickness direction of the dielectric layer 500 to provide an empty region between the first and second electrode layers 100 and 200.
  • the compressive force is weakened, and thus a large sensing output can be obtained even with a small contact pressure. That is, the sensing margin can be improved.
  • the pores 510 may be formed at a porosity of 1% to 95%. That is, the higher the porosity of the dielectric layer 500, the larger the dielectric layer 500 can be compressed even at low pressure.
  • the plurality of pores 510 preferably have a porosity of 1% to 95% so that they can be compressed to a predetermined size at a predetermined pressure and maintain their shape without collapse of a portion of the dielectric layer 500.
  • the porosity may be defined as (the ratio of the cross-sectional area of pores in any vertical cross-section 1 cm 2 + the cross-sectional area ratio of pores in any horizontal cross-section 1 cm 2) / 2.
  • the dielectric layer 500 preferably has the same porosity in all regions.
  • the porosity of the dielectric layer 500 may have at least one region of 10% or more.
  • the dielectric layer 500 may have a cross sectional area ratio of the pores 510 of the vertical cross section smaller than a cross sectional area ratio of the pores 510 of the horizontal cross section. That is, the dielectric layer 500 may have a cross-sectional area ratio in the vertical direction of the pores 510 in at least one region, preferably in an entire region, than the cross-sectional area ratio in the horizontal direction.
  • the dielectric layer 500 may be formed using a material that can be changed in thickness according to the pressure change. That is, the dielectric layer 500 may be formed using a material that can be compressed and restored.
  • the dielectric layer 500 may be formed of a material including the pores 510.
  • the dielectric layer 500 includes pores 510 such as foam rubber, foam silicone, foam latex, foam urethane, and the like, and may be formed of a compressible and recoverable material.
  • the dielectric layer 500 may be made of a thermosetting resin. Examples of thermosetting resins include Novolac Epoxy Resin, Phenoxy Type Epoxy Resin, BPA Type Epoxy Resin and BPF Type Epoxy Resin.
  • Hydrogenated BPA Epoxy Resin, Dimer Acid Modified Epoxy Resin, Urethane Modified Epoxy Resin, Rubber Modified Epoxy Resin and DC It may include one or more selected from the group consisting of PDPD type epoxy resin (DCPD Type Epoxy Resin).
  • the dielectric layer 500 may be formed of a material having a hardness of 10 or less.
  • the dielectric layer 500 formed of such a material may have a dielectric constant of 2 or more and 20 or less.
  • the dielectric layer 500 according to the fifth embodiment of the present invention may further include electromagnetic shielding and absorbing materials as in the fourth embodiment of the present invention.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material may have a smaller size than the pores 510 and thus may be contained within the pores 510.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material may have a larger size than the pores 510 and may be contained in the region where the pores 510 of the dielectric layer 500 are not formed.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material may have a smaller size than the pores 510 and may be contained in the dielectric layer 500 in which the pores 510 are not formed.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material may have a plurality of sizes larger or smaller than the pores 510, and some may be contained in the pores 510 or in the dielectric layer 500 in which the pores 510 are not formed. .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the pressure sensor according to the sixth embodiment of the present invention may include a dielectric layer provided between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the first and second electrode layers 100 and 200. 500).
  • the dielectric layer 500 may be formed by mixing dielectric material 520 having a dielectric constant higher than that of silicon or rubber, for example, a dielectric constant of 4 or more, preferably greater than 4, in the insulator 530. 500) may have a dielectric constant greater than or equal to 4, preferably greater than 4. Meanwhile, the dielectric layer 500 may further include not only the dielectric 520 but also the pores 510 described in the fifth embodiment of the present invention.
  • the dielectric layer 500 may be formed by mixing the dielectric 520 and the insulator 530 having a dielectric constant of 4 or more, preferably greater than 4. That is, the dielectric layer 500 may be formed to have a predetermined thickness by providing a dielectric 520 having a dielectric constant greater than 4 in the insulator 530. Thus, dielectric layer 500 may have a dielectric constant of four or more.
  • the dielectric 520 may be mixed, for example, in the form of a powder having a size of 1 ⁇ m to 500 ⁇ m. In this case, the dielectric 520 may use a single powder or two or more powders having a plurality of sizes.
  • a first dielectric powder having an average particle diameter of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, a second dielectric powder having an average particle diameter of 100 ⁇ m to 300 ⁇ m, and a third dielectric powder having an average particle diameter of 300 ⁇ m to 500 ⁇ m It can mix and use.
  • a small dielectric powder may be formed to be interposed between the large dielectric powders, thereby further improving the content of the dielectric powder.
  • the first dielectric powder may be less than or equal to the second dielectric powder, and the second dielectric powder may be less than or equal to the third dielectric powder.
  • A: B: C is 10 to 100: 100 to 300: It may be 300 to 500.
  • A: B: C may be 10: 100: 300 and 100: 200: 500.
  • the dielectric 520 may have a predetermined shape larger than a powder having a size of 1 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the dielectric 520 may be mixed with the insulator 530 in a substantially rectangular plate shape having a predetermined thickness.
  • the plate-shaped dielectric 520 may have a predetermined length in one direction in the horizontal direction and another direction perpendicular to the horizontal direction, and may be provided in a substantially rectangular plate shape having a predetermined thickness in the vertical direction.
  • the rectangular plate-like dielectric 520 may have a size of 3 ⁇ m to 5000 ⁇ m, for example.
  • the rectangular plate-shaped dielectric 520 may have a length in at least one direction of 3 ⁇ m to 5000 ⁇ m.
  • the plate-shaped dielectric 520 may also be composed of a single material having at least two or more sizes or at least two or more materials.
  • the dielectric 520 may be formed by mixing a first dielectric in a powder form having at least two or more sizes with a plate-shaped second dielectric having at least two or more sizes. Meanwhile, the size of the dielectric 520 may be larger than the thickness of the dielectric layer 500. In this case, the dielectric 520 may be provided in the horizontal direction to have a larger size in the horizontal direction than the thickness of the dielectric layer 500.
  • the dielectric 520 may use a material having a dielectric constant of 4 or more, preferably greater than 4, for example, a material including at least one of Ba, Ti, Nd, Bi, Zn, Al, for example, an oxide of the material. have.
  • dielectric 520 may be formed using a mixture comprising one or more of BaTiO 3 , BaCO 3 , TiO 2 , Nd, Bi, Zn, Al 2 O 3 . Meanwhile, the dielectric 520 may be formed at a density of 0.01% to 95%. That is, when the dielectric layer 310 including the insulator 530 and the dielectric 520 is 100, the dielectric 520 may be mixed in an amount of about 0.01 to about 95.
  • the dielectric constant of the dielectric layer 500 is higher as the density of the dielectric 520 is higher, it is preferable to increase the density of the dielectric 520 in a range capable of maximally increasing the dielectric constant.
  • the dielectric 520 is preferably provided in the same density in all areas.
  • the dielectric 520 may be provided such that at least one region has a density of 0.01% or more. For example, if at least one region of the dielectric 520 has a density of about 1% and at least another region has a density of 95%, a larger capacitance change value may be sensed in a higher density region. Even if it has a density of 0.01% or more, the change in capacitance can be sufficiently sensed by the controller.
  • the insulator 530 may use a material whose thickness may change according to a pressure change. That is, the insulator 530 may use a material that can be compressed and restored. For example, it may include one or more selected from the group consisting of silicone, rubber, polymer, epoxy, polyimide, and liquid crystal crystalline polymer (LCP), but is not limited thereto. It doesn't happen.
  • the insulator 530 has a hardness of 30 or less on a rubber basis, and may use foam rubber, gel, poron, urethane, or the like.
  • the urethane may be used independently without the dielectric 520, and further include the dielectric 520 to further improve the dielectric constant.
  • the dielectric layer 500 may be formed of a material having a hardness of 10 or less.
  • the dielectric layer 500 may be formed using silicon, gel, rubber, urethane, or the like.
  • the insulator 530 may be made of a thermosetting resin. Examples of thermosetting resins include Novolac Epoxy Resin, Phenoxy Type Epoxy Resin, BPA Type Epoxy Resin and BPF Type Epoxy Resin.
  • Hydrogenated BPA Epoxy Resin, Dimer Acid Modified Epoxy Resin, Urethane Modified Epoxy Resin, Rubber Modified Epoxy Resin and DC It may include one or more selected from the group consisting of PDPD Type Epoxy Resin.
  • the insulating material 530 according to the sixth embodiment of the present invention is the fourth and fifth of the present invention in addition to the material A material usable as the dielectric layer 500 described in the embodiment may be used.
  • the dielectric layer 500 may further include an electromagnetic shielding and absorbing material.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material may have a smaller size than the dielectric 520.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material can have a larger size than the dielectric 520.
  • the electromagnetic shielding and absorbing material may have a plurality of sizes greater or smaller than the dielectric 520.
  • a cutout 330 having a predetermined depth may be formed in the dielectric layer 500, as shown in FIG. 5, or as shown in FIG. 8.
  • An elastic layer 500 may be formed in the portion 330.
  • the cutout 330 formed in the dielectric layer 500 may be formed using a mold mold as well as a method such as laser, dicing, and blade cut.
  • a spacer is not formed between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the dielectric layer 500 is formed of a material having a hardness of 10 or less. Can be. Since a spacer is formed in the dielectric layer 500, foreign substances, moisture, or the like do not penetrate, and thus, the dielectric constant of the dielectric layer 500 does not change, thereby preventing a change in the sensing value.
  • a dielectric layer 500 having a plurality of pores 310 may be formed between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other.
  • the dielectric layer 500 may have a plurality of pores 510 having a porosity of 1% to 95%.
  • a dielectric layer 500 is formed between the first and second electrode layers 100 and 200 spaced apart from each other, and the dielectric layer 500 includes a dielectric having a dielectric constant greater than 4 ( 520 and the compressible and recoverable insulator 530 may be mixed.
  • the pressure sensor according to the embodiments of the present invention can obtain sufficient data by increasing the amount of change between the first and second electrodes even by a small touch pressure.
  • the resolution according to the change amount of the capacitance value is improved, so that a pressure sensor with easy data processing can be manufactured.
  • a large thickness change is not required between the first and second electrode layers 100 and 200, thereby minimizing the thickness, thereby reducing the thickness of the pressure sensor and the pressure sensor module.
  • openings 135 and 235 may be formed in predetermined regions. That is, as shown in FIG. 12, the first and second electrode layers 100 and 200 are formed in a predetermined shape, and the openings 135 and 235 are formed in predetermined regions of the first and second electrode layers 100 and 200. Can be formed.
  • the openings 135 and 235 may be provided so that another pressure sensor or a functional part having a function different from that of the pressure sensor can be inserted.
  • an opening overlapping the openings 135 and 235 formed in the first and second electrode layers 100 and 200 may be formed in the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500.
  • a pressure sensor may be used to enable another pressure sensor or function portion to be inserted into the openings 130 and 230. That is, another pressure sensor or a functional unit inserted into the openings 130 and 230 by using the pressure sensor is applied to the power, or at the same time or a predetermined time after the power is applied to the pressure sensor by application or hardware. Power may be applied to another pressure sensor or functional portion inserted within 230.
  • the first and second electrode layers 100 and 200 may be formed in different shapes. That is, as shown in FIG. 12, the first electrode layer 100 is formed on the first support layer 110 as a whole, and the second electrode layer 200 is formed of the second electrode 220. 2 may be provided on the support layer 210 spaced apart at predetermined intervals.
  • the second electrode 210 may have a substantially rectangular first region 210a, substantially rectangular second and third regions 220b and 220c formed with an opening 230 therebetween,
  • the fourth region 220d formed in a quadrangular shape may be formed to be spaced apart by a predetermined interval.
  • a first connection pattern 140 may be formed on the first support layer 110, and a second connection pattern 240 may be formed on the second support layer 210.
  • the first connection pattern 140 is formed in contact with the first electrode 110, and the second connection pattern 240 is formed to be spaced apart from the fourth region 220d.
  • the first and second connection patterns 140 and 240 may be formed to at least partially overlap.
  • a third connection between the first and second connection patterns 140 and 240 may also be performed on at least a portion of the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 between the first and second electrode layers 100 and 200.
  • a pattern can be formed. That is, the third connection pattern may be formed to be spaced apart from the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500. Therefore, the first and second connection patterns 140 and 240 may be connected through the third connection pattern.
  • the second electrode layer 200 may extend from the first to fourth regions 210a to 210d to form first to fourth extension patterns 250a, 250b, 250c, and 250d, respectively, and a second connection pattern.
  • the fifth extension pattern 250e may be formed to extend from the 240.
  • the first to fifth extension patterns 250a to 250d may extend with a connector (not shown) to be connected to the control unit or the power supply unit. Accordingly, a predetermined power source, for example, a ground power source, may be applied to the first connection pattern 140 through the fifth extension pattern 250e, the second connection pattern 240, and the third connection pattern. In addition, the voltage sensed by the first to fourth regions 220a to 220d may be transmitted to the connector through the first to fourth extension patterns 250a to 250d.
  • a predetermined power source for example a driving power source, may be applied to the first to fourth regions 220a and 220d through the first to fourth extension patterns 250a to 250d.
  • the piezoelectric sensor according to the embodiments of the present invention may be implemented as a composite device in combination with a haptic device, a piezoelectric buzzer, a piezoelectric speaker, NFC, WPC and MST (Magnetic Secure Transmission). That is, the composite device of the present invention may be combined or integrally formed with a pressure sensor and at least one functional unit that functions differently from the pressure sensor. For example, as illustrated in FIG. 13, a piezoelectric element 2000 may be formed on the diaphragm 3000, and a pressure sensor 1000 according to embodiments of the present disclosure may be provided thereon.
  • the pressure sensor 1000 may include a pressure sensor including the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 as described in the first to sixth embodiments of the present invention.
  • 13 to 15 illustrate the structure described with reference to FIG. 8. That is, the structure in which the elastic layer 400 is formed in the cutout 330 formed in the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 is illustrated.
  • the piezoelectric element 2000 may be formed of a bimorph type having piezoelectric layers formed on both surfaces of the substrate, or may be formed of a unimorph type having piezoelectric layers formed on one surface of the substrate.
  • the piezoelectric layer may be formed by laminating at least one layer.
  • the piezoelectric layer may be formed by laminating a plurality of piezoelectric layers.
  • electrodes may be formed on upper and lower portions of the piezoelectric layer, respectively. That is, the piezoelectric element 2000 may be implemented by alternately stacking a plurality of piezoelectric layers and a plurality of electrodes.
  • the piezoelectric layer may be formed of the same material as the piezoelectric layer 300, for example, PZT (Pb, Zr, Ti), NKN (Na, K, Nb), or BNT (Bi, Na, Ti) -based piezoelectric materials. Can be formed.
  • the piezoelectric layers may be formed by being polarized in different directions or in the same direction. That is, when a plurality of piezoelectric layers are formed on one surface of the substrate, each piezoelectric layer may be alternately formed with polarizations in opposite directions or in the same direction.
  • the substrate may use a material having a characteristic that can generate vibration while maintaining a structure in which the piezoelectric layer is laminated, for example, a metal, a plastic, or the like may be used.
  • an electrode pattern (not shown) to which a driving signal is applied may be formed in at least one region.
  • the electrode pattern may be provided at an edge of the upper surface or the lower surface of the piezoelectric element 2000.
  • At least two electrode patterns may be spaced apart from each other, and may be connected to a connection terminal (not shown) and connected to the electronic device.
  • an insulating film may be formed between the piezoelectric element 2000 and the vibrating plate 3000.
  • the diaphragm 3000 may be provided to have the same shape as the piezoelectric element 2000 and the pressure sensor 1000, and may be larger than the piezoelectric element 2000.
  • the piezoelectric element 2000 may be adhered to the upper surface of the diaphragm 3000 by an adhesive.
  • the diaphragm 3000 may use a metal, polymer, or pulp material.
  • the diaphragm 3000 may use a resin film, but a material having a high Young's modulus of 1 MPa to 10 GPa, such as ethylene fluoropropylene rubber or styrene butadiene rubber, may be used.
  • the diaphragm 3000 amplifies the vibration of the piezoelectric element 2000.
  • the piezoelectric element 2000 provided between the diaphragm 3000 and the pressure sensor 1000 may be driven by a piezoelectric acoustic element or a piezoelectric vibrating element according to a signal applied through an electronic device, that is, an AC power source. That is, the piezoelectric element 2000 may be used as an actuator for generating a predetermined vibration, that is, a haptic element according to an applied signal, or may be used as a piezoelectric buzzer or a piezoelectric speaker for generating a predetermined sound.
  • the pressure sensor 1000 and the piezoelectric element 2000 may be adhered by an adhesive or the like, or may be integrally formed.
  • the pressure sensor 1000 may have the structure described with reference to FIGS. 5 and 8. That is, a portion in which a plurality of piezoelectric layers and electrodes are repeatedly stacked, a second electrode is formed on the upper portion thereof, the piezoelectric layer 300 is formed on the upper portion thereof, and the first electrode may be formed on the upper portion thereof.
  • the second electrode may be patterned and formed, and the piezoelectric layer 300 may be cut in a predetermined cell unit by a plurality of cutouts, and the first electrode may be patterned thereon.
  • a predetermined resonance space is preferably provided between the piezoelectric element 2000 and the piezoelectric sensor 1000. That is, as shown in FIG. 14, a support 4000 having a predetermined thickness may be provided at an edge between the piezoelectric element 2000 and the piezoelectric sensor 1000.
  • the support 4000 may use a polymer.
  • the size of the resonance space between the piezoelectric element 2000 and the piezoelectric sensor 1000 may be adjusted according to the height of the support 4000.
  • the support 4000 may be formed by forming an adhesive tape along edges of the piezoelectric element 2000 and the piezoelectric sensor 1000.
  • FIG. 14 a predetermined resonance space is preferably provided between the piezoelectric element 2000 and the piezoelectric sensor 1000. That is, as shown in FIG. 14, a support 4000 having a predetermined thickness may be provided at an edge between the piezoelectric element 2000 and the piezoelectric sensor 1000.
  • the support 4000 may use a polymer.
  • first support 4100 is formed at the edge between the piezoelectric element 2000 and the piezoelectric sensor 1000 but also the second support between the piezoelectric element 2000 and the diaphragm 3000.
  • 4200 may be provided to provide a predetermined resonance space.
  • 16 and 17 are an exploded perspective view and a combined perspective view of a composite device including NFC and WPC as an embodiment of a composite device including a pressure sensor according to the present invention.
  • the pressure sensor can be combined with NFC, WPC and MST, respectively, and these NFC, WPC and MST can be made in a predetermined antenna pattern.
  • the first sheet 4000 provided on one surface of the piezoelectric sensor 1000 and the first antenna pattern 4100 is formed, and the upper or lower portion or the same surface of the first sheet 4000. It may include a second sheet 500 provided in the second antenna pattern 5100 and the third antenna pattern 5200.
  • the first antenna pattern 4100 of the first sheet 4000 and the second antenna pattern 5100 of the second sheet 5000 are connected to each other to form a wireless power charge (WPC) antenna
  • the second The third antenna pattern 5200 of the sheet 500 is formed outside the second antenna pattern 5100 to form a near field communication (NFC) antenna. That is, the composite device module according to the present invention may be provided with a piezoelectric sensor, a WPC antenna and an NFC antenna integrated.
  • the first sheet 4000 is provided on one surface of the piezoelectric sensor 1000, and a first antenna pattern 4100 is formed on the first sheet 4000.
  • the first and second drawing patterns 4200a and 4200b connected to the first antenna pattern 4100 and drawn out to the first sheet 4000 and the third antenna pattern formed on the second sheet 500 ( A plurality of connection patterns 4310, 4320, and 4330 connecting the 5200 and third and fourth drawing patterns 4400a and 4400b connected to the third antenna pattern 5200 and drawn out are formed.
  • the first sheet 4000 may be provided in the same shape as the pressure sensor 1000. That is, the first sheet 4000 may be provided in a substantially rectangular plate shape. In this case, the thickness of the first sheet 4000 may be the same as or different from the thickness of the pressure sensor 1000.
  • the first antenna pattern 4100 may be formed at a predetermined number of turns by rotating the first antenna pattern 4100 in one direction from, for example, a central portion of the first sheet 4000.
  • the first antenna pattern 4100 may have a predetermined width and spacing, and may be formed in a spiral that rotates outward in a counterclockwise direction.
  • the line width and spacing of the first antenna pattern 4100 may be the same or different. That is, the line width of the first antenna pattern 4100 may be larger than the interval.
  • an end of the first antenna pattern 4100 is connected to the first lead pattern 4200a.
  • the first drawing pattern 4200a is formed to have a predetermined width and is exposed to one side of the first sheet 4000.
  • the first drawing pattern 4200a is formed to extend in the long side direction of the first sheet 4000 to be exposed to one short side of the first sheet 4000.
  • the second extraction pattern 4200b is spaced apart from the first extraction pattern 4200a and is formed in the same direction as the first extraction pattern 4200a.
  • the second lead pattern 4200b is connected to the second antenna pattern 5100 formed on the second sheet 5000.
  • the second extraction pattern 4200b may be longer than the first extraction pattern 4200a.
  • a plurality of connection patterns 4310, 4320, and 4330 are provided to connect the third antenna patterns 5200 formed on the second sheet 5000.
  • the third antenna pattern 5200 is formed in, for example, a semicircular shape in which at least two regions are broken, and a plurality of connection patterns 4210, 4220, and 4230 are formed on the first sheet 4000 to connect them to each other. do.
  • the connection pattern 4210 is formed in a region between the first drawing patterns 4200a in a predetermined width and length in one short side direction.
  • the connection patterns 4220 and 4230 are formed at positions opposite to the connection patterns 4210 in the long side direction, that is, on the other short side where the first and second drawing patterns 4200a and 220b are not formed, and are not exposed to the other short side. Without a predetermined width and length along the other short side direction.
  • connection patterns 4220 and 4230 are formed to be spaced apart from each other.
  • the third and fourth lead-out patterns 4400a and 4400b are formed to be spaced apart from the second lead-out pattern 4200b and are exposed to one short side.
  • through holes 4500a and 4500b are formed to be spaced apart from regions in which the extraction patterns 4200 and 4400 on which the extraction patterns 4200 and 4400 are formed are not formed.
  • the drawing patterns 4200 and 4400 may be connected to a connection terminal (not shown), and thus may be connected to an electronic device.
  • the first sheet 4000 may be made of magnetic ceramic.
  • the first sheet 4000 may be formed using NiZnCu or NiZn-based magnetic material.
  • the NiZnCu-based magnetic sheet may be mixed with Fe 2 O 3 , ZnO, NiO, CuO as a magnetic material, Fe 2 O 3 , ZnO, NiO and CuO may be mixed in a ratio of 5: 2: 2: 1. have.
  • the first sheet 4000 is made of magnetic ceramic, electromagnetic interference generated by the WPC antenna and the NFC antenna may be shielded or absorbed to suppress the interference of the electromagnetic wave.
  • the second sheet 5000 is provided on the first sheet 4000, and the second antenna pattern 5100 and the third antenna pattern 5200 are spaced apart from each other.
  • a plurality of holes 5310, 5320, 5330, 5340, 5350, 5360, 5370, and 5380 are formed in the second sheet 5000.
  • the second sheet 5000 may be provided in the same shape as the piezoelectric sensor 1000 and the first sheet 4000. That is, the second sheet 5000 may be provided in a substantially rectangular plate shape. In this case, the thickness of the second sheet 5000 may be the same as or different from the thickness of the piezoelectric sensor 1000 and the first sheet 4000.
  • the second sheet 5000 may be thinner than the piezoelectric sensor 1000 and provided to have the same thickness as the first sheet 4000.
  • the second antenna pattern 5100 may be formed at a predetermined number of turns by rotating in the direction from the center of the second sheet 5000, for example.
  • the second antenna pattern 5100 has a predetermined width and spacing and may be formed in a spiral that rotates outward in a clockwise direction. That is, the first antenna pattern 4100 formed on the first sheet 4000 is formed in a spiral starting from the same region and rotates in the clockwise direction, and the second drawing pattern 4200b formed on the first sheet 4000 is formed. It may be formed up to an overlapping area.
  • the line width and spacing of the second antenna pattern 5100 may be the same as the line width and spacing of the first antenna pattern 4100, and the second antenna pattern 5100 and the first antenna pattern 4100 may overlap. have. Holes 5310 and 5320 are formed at the start and end points of the second antenna pattern 5100, and conductive materials are filled in the holes 5310 and 5320. Accordingly, the start point of the second antenna pattern 5100 is connected to the start point of the first antenna pattern 4100 through the hole 5310, and the end point of the second antenna pattern 5100 is second drawn through the hole 5320. It is connected to a predetermined region of the pattern 4200b.
  • the third antenna pattern 5200 is formed spaced apart from the second antenna pattern 5100 and is formed with a plurality of turns along the edge of the second sheet 5000. That is, the third antenna pattern 5200 is provided to surround the second antenna pattern 5100 from the outside. In this case, the third antenna pattern 5200 is formed in a shape broken in a predetermined region on the second sheet 5000. That is, the third antenna pattern 5200 may not be formed of a plurality of turns connected to each other, but may be formed in a form in which the third antenna pattern 5200 is disconnected in at least two regions and is not electrically connected to each other on the second sheet 5000.
  • the plurality of holes 5330, 5340, 5350, 5360, 5370, and 5380 are formed between the third antenna patterns 5200 that are separated from each other.
  • the plurality of holes 5330, 5340, 5350, 5360, 5370, and 5380 are filled with a conductive material and connected to the connection patterns 4310, 4320, and 4330 of the first sheet 400, respectively. Therefore, although the third antenna pattern 5200 is formed to be broken in at least two areas, the connection patterns 4310, 4320, and the plurality of holes 5330, 5340, 5350, 5360, 5370, and 5380 and the first sheet 4000 may be formed. 4330 may be electrically connected to each other.
  • a plurality of through holes 5410 and 5420 are formed in the second sheet 5000 to expose the through holes 4500a and 4500b of the first sheet 4000 and the plurality of extraction patterns 4200 and 4400, respectively. .
  • four through holes 5520 are formed to expose the plurality of first sheets 4000, that is, the four drawing patterns 4200 and 4400.
  • the second sheet 5000 may be made of a material different from that of the first sheet 4000.
  • the second sheet 5000 may be made of a nonmagnetic ceramic, and may be manufactured using a low temperature co-fired ceramic (LTCC).
  • LTCC low temperature co-fired ceramic
  • the antenna patterns 4100, 4100, 4200, the drawing patterns 4200, 4400, the connection patterns 4310, 4320, and 4330 are formed using copper foil or a conductive paste.
  • the paste can be printed on the sheet by various printing methods.
  • conductive particles of the conductive paste gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni), copper (Cu), palladium (Pd), silver coated copper (Ag coated Cu), silver coated nickel (Ag coated Ni), Nickel coated copper, metal particles of nickel coated graphite and carbon nanotubes, carbon black, graphite, silver coated graphite, and the like may be used. have.
  • the conductive paste is a substance in which the conductive particles are evenly dispersed in an organic binder having fluidity, and is applied onto a sheet by a method such as printing to exhibit electrical conductivity by heat treatment such as drying, curing, and baking.
  • a printing method roll-to-roll printing, inkjet printing, or the like, such as flat panel printing such as screen printing, gravure printing, or the like may be used.
  • the composite device module according to an embodiment of the present invention may be manufactured by integrating a pressure sensor, a WPC antenna, and an NFC antenna. Therefore, the pressure of the electronic device can be sensed using one module, the electronic device can be charged wirelessly, and short-range communication is possible.
  • at least one of a piezoelectric speaker, a piezoelectric actuator, a WPC antenna, an NFC antenna, and an MST antenna may be integrally manufactured including a pressure sensor.
  • a multi-function in one module it is possible to reduce the area of the area occupied by each function compared to being provided separately.
  • FIG. 18 and 19 are front and rear perspective views of an electronic device including a composite device including a pressure sensor according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 20 is a partial cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 18.
  • an embodiment of the present invention will be described by taking an example of a mobile terminal including a smart phone as an electronic device having a composite device including a pressure sensor, Figures 18 to 20 schematically show the main part related to the present invention It was.
  • the electronic device 7000 includes a case 7100 forming an appearance, and includes a plurality of functional modules for performing a plurality of functions of the electronic device 7000 inside the case 7100.
  • a circuit or the like is provided.
  • the case 7100 may include a front case 7110, a rear case 7120, and a battery cover 7130.
  • the front case 7110 may form part of the upper side and the side of the electronic device 7000
  • the rear case 7120 may form part of the side surface and the bottom of the electronic device 7000.
  • the front case 7110 and at least a portion of the rear case 7120 may form a side surface of the electronic device 7000, and a portion of the front case 7110 may be part of an upper surface except for the display unit 7310. Can be achieved.
  • the battery cover 7130 may be provided to cover the battery 7200 provided on the rear case 7120.
  • the battery cover 7130 may be integrally provided or detachably provided. That is, when the battery 7200 is integrated, the battery cover 7130 may be integrally formed, and when the battery 7200 is detachable, the battery cover 7130 may also be detachable.
  • the front case 7110 and the rear case 7120 may be integrally manufactured.
  • the case 7100 is formed to close the side and the back and expose the top surface without distinguishing the front case 7110 and the rear case 7120, and the battery cover 7130 is formed to cover the back of the case 7100. It may be arranged. At least a part of the case 7100 may be formed by injecting a synthetic resin or formed of a metal material. That is, at least a portion of the front case 7110 and the rear case 7120 may be formed of a metal material. For example, a portion of the electronic device 7000 may be formed of a metal material. Of course, the battery cover 7130 may also be formed of a metal material.
  • the metal material used for the case 7100 may include, for example, stainless steel (STS), titanium (Ti), aluminum (Al), or the like. Meanwhile, various parts, such as a display unit such as a liquid crystal display, a pressure sensor, a circuit board, and a haptic device, may be embedded in the space formed between the front case 7110 and the rear case 7120.
  • the front case 7110 may include a display 7310, an audio output module 7130, a camera module 7330a, and the like.
  • a microphone 7340, an interface 7350, and the like may be disposed at one side of the front case 7110 and the rear case 7120. That is, the display unit 7310, the sound output module 7130, the camera module 7330a, and the like are disposed on the upper surface of the electronic device 7000, and the microphone 7340 is disposed on one side, that is, the lower side, of the electronic device 7000.
  • the interface 7350 may be disposed.
  • the display unit 7310 is disposed on the upper surface of the electronic device 7000 and occupies most of the upper surface of the front case 7110.
  • the display unit 7310 is provided in a substantially rectangular shape having a predetermined length in the X and Y directions, respectively, and includes a central area of the upper surface of the electronic device 7000, and is disposed on most of the upper surface of the electronic device 7000. Is formed. In this case, a predetermined space that is not occupied by the display unit 7310 is provided between the outside of the electronic device 7000, that is, the outside of the front case 7110 and the display unit 7310, and the display unit 7310 in the X direction.
  • An audio output module 7130 and a camera module 7330a may be provided at an upper side thereof, and a user input unit including a front input unit 7360 may be provided at a lower side thereof.
  • a bezel area may be provided between two edges of the display unit 7310 extending in the X direction and the edge of the electronic device 7000, that is, between the edge of the display unit 7310 and the electronic device 7000 in the Y direction. have.
  • the display unit 7310 may be extended to the edge of the electronic device 7000 in the Y direction without a separate bezel area.
  • the display 7310 may output visual information and input tactile information of the user.
  • the display unit 7310 may be provided with a touch input device.
  • the touch input device may include a window 1400 covering the front surface of the terminal body, a display unit 1500 for outputting start information, for example, a liquid crystal display, and a user's touch or pressure information. It may include a pressure sensor 1000 according to at least one of them.
  • the touch device may be formed by the composite device 6000 including the pressure sensor 1000 instead of the pressure sensor 1000.
  • the touch input device may further include a touch sensor provided between the window 1400 and the display unit 1500.
  • the touch input device may include a touch sensor and a pressure sensor 1000, and may include a complex element 6000 including the touch sensor and the pressure sensor 1000.
  • the touch sensor may be formed, for example, on a transparent plate having a predetermined thickness with a plurality of electrodes spaced apart by a predetermined interval in one direction and another direction perpendicular thereto, and a dielectric layer disposed therebetween to detect a user's touch input.
  • the touch sensor may include a plurality of electrodes arranged in a grid shape, for example, and detect capacitance according to a distance between electrodes according to a user's touch input.
  • the touch sensor detects coordinates in the horizontal direction, ie, the X direction and the Y direction, which are touched by the user
  • the pressure sensor 1000 or the composite element 6000 is not only the X direction and the Y direction but also the vertical direction, ie Coordinates in the Z direction can be detected. That is, the touch sensor and the pressure sensor 1000 or the composite element 6000 may simultaneously detect the coordinates in the X direction and the Y direction, and the pressure sensor 1000 or the composite element 6000 may further detect the coordinates in the Z direction. have. In this way, the touch sensor and the pressure sensor 1000 or the composite element 6000 simultaneously detect the horizontal coordinates, and the pressure sensor 1000 or the composite element 6000 detect the vertical coordinates, thereby more accurately detecting the user's touch coordinates. .
  • the sound output module 7130, the camera module 7330a, and the front input unit 7360 may be provided in an area other than the display unit 7310 on the upper surface of the front case 7110.
  • the sound output module 7130 and the camera module 7330a are provided above the display unit 7310 in the X direction, and a user input unit such as the front input unit 7360 may be positioned below the display unit 7310 in the X direction.
  • the front input unit 7260 may be configured as a touch key, a push key, or the like, and the front input unit 7350 may be configured by using a touch sensor or a pressure sensor.
  • the function module 3000 for the function of the front input unit 7360 may be provided inside the case 7100 under the front input unit 7360 in the lower side of the front input unit 7260, that is, in the Z direction. That is, a function module for performing a function of a touch key or a push key may be provided according to the driving method of the front input unit 7360, and a touch sensor or a pressure sensor may be provided.
  • the front input unit 7360 may include a fingerprint recognition sensor. That is, the front input unit 7360 may recognize the user's fingerprint and detect whether the user is a legitimate user.
  • the function module 8000 may include a fingerprint recognition sensor.
  • the composite device 6000 including the pressure sensor 1000 may be provided at one side and the other side of the front input unit 7360 in the Y direction. Since the composite device 6000 is provided at both sides of the front input unit 7360 as a user input unit, a function of detecting a user's touch input and returning to the previous screen and setting a screen for the display unit 7310 may be performed. In this case, the front input unit 7360 using the fingerprint sensor may perform a function of returning to the initial screen as well as the fingerprint recognition of the user. Meanwhile, the composite device 6000 may include a haptic feedback device such as a piezoelectric vibration device to provide feedback in response to a user's input or touch.
  • a haptic feedback device such as a piezoelectric vibration device to provide feedback in response to a user's input or touch.
  • the composite device 6000 may detect the pressure or the touch of the user and provide feedback in response thereto. Meanwhile, at least one composite device 6000 may be provided in a predetermined region of the electronic device 7000 other than the display unit 7310. For example, the composite device 6000 may be further provided in an outer region of the sound output module 7310, an outer region of the front input unit 7360, or a bezel region.
  • a power supply unit and a side input unit may be further provided.
  • the power supply unit and the side input unit may be provided on two sides facing each other in the Y direction of the electronic device, or may be provided spaced apart from each other on one side.
  • the power supply unit may be used to turn on / off the electronic device, and may be used to enable or disable the screen.
  • the side input unit may be used to adjust the size of the sound output from the sound output module 7130.
  • the power supply unit and the side input unit may be configured as a touch key, a push key, or may be configured as a pressure sensor 1000.
  • the electronic device may be provided with the pressure sensor 1000 in a plurality of areas other than the display unit 7310.
  • At least one pressure sensor may be further provided.
  • a camera module 7330b may be additionally mounted on the rear of the electronic device 7000, that is, the rear case 7120.
  • the camera module 7330b has a photographing direction substantially opposite to the camera module 7330a and may be a camera having different pixels from the camera module 7330a.
  • a flash (not shown) may be further disposed adjacent to the camera module 7330b.
  • a fingerprint sensor may be provided below the camera module 7330b. That is, the fingerprint sensor may not be provided at the front input unit 7360, but a fingerprint sensor may be provided at the rear of the electronic device 7000.
  • the battery 7200 may be provided between the rear case 7120 and the battery cover 1300, and may be fixed or detachably provided.
  • the rear case 7120 may have a recessed area to provide an area into which the battery 7200 is inserted.
  • the battery cover 7130 may cover the battery 7200 and the rear case. It may be provided to cover the 7120.
  • a bracket 7310 is provided between the display unit 7310 and the rear case 7130 inside the electronic device 7000, and the window 1400 and the display unit (above the bracket 7720).
  • a pressure sensor 1000, or a composite device 6000 may be provided. That is, the touch input device according to the present invention may be provided on the bracket 7370 of the display unit 7310, and the bracket 7370 supports the touch input device.
  • the bracket 7370 may be formed to extend to an area other than the display portion 7310. That is, as illustrated in FIG. 20, the bracket 7370 may be extended to a region where the front input unit 7360 is formed. In addition, at least a portion of the bracket 7370 may be supported by at least a portion of the front case 7110.
  • the bracket 7310 extended to the outside of the display portion 7310 may be supported by an extension portion extending from the front case 7110.
  • a partition wall having a predetermined height may be formed on the bracket 7370 of the boundary area between the display unit 7310 and the outside thereof.
  • the bracket 7370 supports the composite device 6000 and the function module 8000 such as a fingerprint sensor.
  • power is supplied to the function module 8000 such as the pressure sensor 1000, the composite element 6000, the fingerprint recognition sensor, and the touch sensor on the bracket 7370, and the signals output from the input are detected by the detection.
  • a printed circuit board (PCB) or a flexible printed circuit board (FPCB) provided with at least one driving means may be provided.
  • At least one pressure sensor or a composite device including the same may be provided in a predetermined region of the electronic device.
  • the display unit 7310 and the user input unit may be provided respectively, or any one may be provided.
  • at least one pressure sensor or a composite device including the same may be provided in a predetermined region in the electronic device.
  • various embodiments of the electronic device according to the present invention, in which a pressure sensor or a composite device including the same may be provided in a plurality of regions are as follows.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of an electronic device according to a second embodiment of the present disclosure, and is a cross-sectional view of a touch input device provided in the display unit 7310.
  • the touch input device includes a pressure sensor 1000.
  • an electronic device includes a window 1400, a display unit 1500, a pressure sensor 1000, and a bracket 7370.
  • the window 1400 is provided above the display unit 1500 and supported by at least a portion of the front case 7310.
  • the window 1400 forms an upper surface of the electronic device and contacts an object such as a finger or a stylus pen.
  • the window 1400 may be made of a transparent material, for example, may be made of acrylic resin, glass, or the like.
  • the window 1400 may be formed on the upper surface of the electronic device 7000 outside the display unit 7310 as well as the display unit 7310. That is, the window 1400 may be formed to cover the top surface of the electronic device 7000.
  • the display unit 1500 displays an image to the user through the window 1400.
  • the display unit 1500 may include a liquid crystal display (LCD) panel, an organic light emitting display (OLED) panel, and the like.
  • a backlight unit (not shown) may be provided below the display unit 1500.
  • the backlight unit may include a reflective sheet, a light guide plate, an optical sheet, and a light source.
  • the light source may be a light emitting diode (LED). In this case, the light source may be provided below the optical structure on which the reflective sheet, the light guide plate, and the optical sheet are stacked, or may be provided on the side surface.
  • the liquid crystal material of the liquid crystal display panel outputs a character or an image according to an input signal in response to the light source of the backlight unit.
  • a light shielding tape (not shown) is attached between the display unit 1500 and the backlight unit to block light leakage.
  • the light blocking tape may be formed in a form in which an adhesive is applied to both sides of the polyethylene film.
  • the display unit 1500 and the backlight unit are adhered to the adhesive of the light blocking tape, and the light of the backlight unit is not leaked to the outside of the display unit 1500 by the polyethylene film inserted into the light blocking tape.
  • the pressure sensor 1000 may be provided under the backlight unit, or may be provided between the display unit 1500 and the backlight unit.
  • the pressure sensor 1000 may include first and second electrode layers 100 and 200, and piezoelectric layers 300 provided between the first and second electrode layers 100 and 200.
  • the pressure sensor 1000 may include a dielectric layer 500 provided between the first and second electrode layers 100 and 200. That is, although FIG. 21 illustrates the pressure sensor 1000 in which the piezoelectric layer 300 is formed, the pressure sensor 1000 may include the dielectric layer 500.
  • the first and second electrode layers 100 and 200 may be formed on the first and second support layers 110 and 210 and the first and second electrode layers 110 and 210 in various shapes, respectively. 120, 220). In this case, the first and second electrodes 120 and 220 may be provided to face each other with the piezoelectric layer 300 interposed therebetween.
  • the first and second electrodes 120 and 220 may be formed such that one of the first and second electrodes 120 and 220 faces the piezoelectric layer 300 and the other does not face the piezoelectric layer 300. That is, the first electrode layer 100 is formed so that the first electrode 120 is formed below the first support layer 110 so that the first electrode 120 does not face the piezoelectric layer 300, and the second electrode layer ( The second electrode 220 may be formed below the second support layer 210 so that the second electrode 220 faces the piezoelectric layer 300. In other words, the first electrode 120, the first support layer 110, the piezoelectric layer 300, the second electrode 220, and the second support layer 210 may be formed in the order from the lower side to the upper side.
  • adhesive layers 610, 620 and 600 may be formed on the lowermost layer and the uppermost layer.
  • the adhesive layers 610 and 620 may be provided to adhesively fix the pressure sensor 1000 between the display unit 1500 and the bracket 7370.
  • the adhesive layers 610 and 620 may use a double-sided adhesive tape, an adhesive tape, an adhesive, or the like.
  • a first insulating layer 710 is provided between the first electrode layer 100 and the adhesive layer 610
  • a second insulating layer 720 is provided between the piezoelectric layer 300 and the second electrode 220.
  • the insulating layers 710, 720; 700 may be formed using a material having elasticity and restoring force.
  • the insulating layers 710 and 720 may be formed using silicon, rubber, gel, Teflon tape, or urethane having a hardness of 30 or less.
  • a plurality of pores may be formed in the insulating layers 710 and 720.
  • the pores have a size of, for example, 1 ⁇ m to 500 ⁇ m and may be formed at a porosity of 10% to 95%.
  • the first and second support layers 110 and 210 are formed to have a thickness of 50 ⁇ m to 150 ⁇ m, respectively, and the first and second electrodes 120 and 220 are each formed to have a thickness of 1 ⁇ m to 500 ⁇ m
  • the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 may be formed to a thickness of 10 ⁇ m to 5000 ⁇ m. That is, the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 may be formed to be the same or thicker than the first and second electrode layers 100 and 200, and the first and second electrode layers 100 and 200 may have the same thickness. Can be. However, the first and second electrode layers 100 and 200 may be formed to have different thicknesses depending on the material.
  • the second electrode layer 200 may be formed to be thinner than the first electrode layer 100.
  • the first and second insulating layers 710 and 720 may each have a thickness of 3 ⁇ m to 500 ⁇ m, and the first and second adhesive layers 610 and 620 may each have a thickness of 3 ⁇ m to 1000 ⁇ m.
  • the first and second insulating layers 710 and 720 may have the same thickness, and the first and second adhesive layers 610 and 620 may have the same thickness.
  • the insulating layers 710 and 720 may be formed to have different thicknesses, and the adhesive layers 610 and 620 may be formed to have different thicknesses.
  • the first adhesive layer 610 may be thicker than the second adhesive layer 620. Can be formed.
  • the bracket 7370 is provided above the rear case 7120 as shown in FIG. 20.
  • the bracket 7370 supports the upper touch sensor, the display unit 1500 and the pressure sensor 1000 or the composite device 6000 including the same, and prevents pressing force of the object from being dispersed.
  • the bracket 7370 may be formed of a material that is not deformed in shape. That is, the bracket 7370 is formed of a material that does not deform the pressing force of the object, and the shape is not deformed by pressure because it supports the touch sensor, the display unit 1500, the pressure sensor 1000 or the composite device 6000. Can be.
  • the bracket 7370 may be formed of a conductive material or an insulating material.
  • the bracket 7370 may be formed in a corner or whole bent structure, that is, bent structure. As the bracket 7370 is provided, the pressing force of the object may be concentrated without being dispersed, and thus the touch area may be detected more accurately.
  • the composite device 6000 may be formed in the entire area under the display unit 1500 or in at least a portion of the area under the display unit 1500.
  • the arrangement of such a composite device is shown in FIG.
  • FIG. 22 is a plan view schematically illustrating a layout shape of a composite device of an electronic device according to a second embodiment of the present disclosure, and illustrates a layout shape of the composite device 6000 based on the display unit 1500.
  • the composite device 6000 may be provided along an edge of the display unit 1500.
  • the composite device 6000 may be provided at a predetermined width from an edge, that is, an edge of the substantially rectangular display unit 1500, and may be provided at a predetermined length. That is, the composite element 6000 having a predetermined width may be provided along two long sides of the display unit 1500, and the composite element 6000 having a predetermined width may be provided along two short sides. Therefore, four composite elements 6000 may be provided along the edge of the display unit 1500, and one composite element 6000 may be provided along the shape of the edge of the display unit 1500.
  • the composite device 6000 may be provided in the remaining area except for a predetermined width of the edge of the display unit 1500.
  • the composite device 6000 may be provided in a region where two adjacent sides of the display unit 1500 meet, that is, a vertex region. That is, the composite device 6000 may be provided at four corner regions of the display unit 1500.
  • the composite device 6000 is provided in the remaining area except the edge area of the display unit 1500, and the filling material such as a double-sided tape is provided in the remaining area in which the composite device 6000 is not provided. 2310 may be provided.
  • the plurality of composite elements 6000 may be provided at substantially equal intervals below the display unit 1500.
  • the filler 6100 such as a double-sided tape may be provided in an area where the composite device 6000 is not provided in FIGS. 22A, 22C and 22D.
  • the composite device 6000 may be provided in a region other than the display unit 7310. In this case, at least one composite device 6000 may be provided in a region other than the display unit 7310, and the arrangement of the composite device 6000 is illustrated in FIG. 23.
  • FIG. 23 is a plan view schematically illustrating an arrangement shape of the composite device 6000 of the electronic device according to the third embodiment of the present disclosure, and illustrates the arrangement shape of the composite device 6000 based on the window 1400.
  • the composite device 6000 may be provided along an edge of the window 1400.
  • the composite device 6000 may be provided at a predetermined width from an edge, that is, an edge of the substantially rectangular window 1400, and may be provided at a predetermined length. That is, the composite device 6000 having a predetermined width may be provided along two long sides of the window 1400, and the composite device 6000 having a predetermined width may be provided along two short sides.
  • the composite device 6000 may be provided in a region other than the display unit 7310, that is, the upper and lower regions of the display unit 7310 and the bezel region.
  • four composite elements 6000 may be provided along the edge of the window 1400, and one may be provided along the shape of the edge of the window 1400.
  • the composite device 6000 may be provided along a long side edge of the window 1400. That is, the composite device 6000 may be provided in an area between the edge of the display unit 7310 and the edge of the electronic device 7000, that is, the bezel area.
  • the composite device 6000 may be provided in a region where two adjacent sides of the window 1400 meet, that is, a vertex region. That is, the composite device 6000 may be provided at four corner regions of the window 1400.
  • the composite device 6000 may be provided along a short side edge of the window 1400.
  • the plurality of composite elements 6000 may be provided at predetermined intervals along the long side and short side edges of the window 1400. In this case, the plurality of composite elements 6000 may be provided at approximately equal intervals.
  • the composite elements 6000 are respectively provided at four corner regions of the window 1400, and the regions between the composite elements 6000, that is, the long side and short side edges of the window 1400.
  • a filler 6100 such as an adhesive tape may be provided.
  • FIG. 24 is a control block diagram of a composite device according to an embodiment of the present invention, and is a control block diagram of first and second composite devices 6000a and 6000b each having a pressure sensor. That is, it is a control block diagram of the 1st and 2nd pressure sensor contained in the 1st and 2nd composite elements 6000a and 6000b, respectively.
  • a control configuration of a composite device may enable driving of at least one first and second pressure sensors respectively included in the first and second composite devices 6000a and 6000b, respectively. It may include a control unit 6200 for controlling.
  • the controller 6200 may include a driver 6210, a detector 6220, a converter 6230, and a calculator 6240.
  • the controller 6200 including the driver 6210, the detector 6220, the converter 6230, and the calculator 6240 may be implemented as one integrated circuit (IC). Therefore, the output of the at least one pressure sensor 1000 in the at least one composite device 6000 may be processed using one integrated circuit IC.
  • the driver 6210 applies a driving signal to at least one pressure sensor 1000 in the at least one composite device 6000. That is, the driver 6210 may apply a drive signal to the first composite element 6000a and the second composite element 6000b or may apply a drive signal to the first composite element 6000a or the second composite element 6000b. Can be. To this end, the driver 6210 may include a first driver for driving the first composite device 6000a and a second driver for driving the second composite device 6000b. However, the driving unit 6210 may be configured as one to apply driving signals to the first and second composite elements 6000a and 6000b. That is, one driver 6210 may apply driving signals to the first and second composite elements 6000a and 6000b, respectively.
  • the driving unit 6210 may apply a driving signal to the pressure sensor 1000.
  • the driving signal from the driver 6210 may be applied to any one of the first and second electrodes 120 and 220 constituting the pressure sensor 1000.
  • the driver 6210 may apply a predetermined driving signal to the second electrode 220.
  • the driving signals applied to the plurality of pressure sensors 1000 may be identical to each other or may be different from each other.
  • the driving signal may be a square wave, a sine wave, a triangle wave, or the like having a predetermined period and amplitude, and may be sequentially applied to each of the plurality of first electrodes 220.
  • the driver 6210 may simultaneously apply a driving signal to the plurality of first electrodes 220 or selectively apply a driving signal to only a part of the plurality of first electrodes 220.
  • the detector 6220 detects a signal output from the pressure sensor 1000 of the composite device 6000. That is, the detector 6220 detects capacitance from the plurality of first electrodes 120 of the capacitive pressure sensor 1000.
  • the distances between the first and second electrodes 120 and 220 in the initial state are all the same.
  • Has a capacitance when the distance between the first and second electrodes 120 and 220 of at least one region approaches by a user's touch, the capacitance between them becomes larger than that of other portions.
  • the detector 6220 detects a change in capacitance between the first and second electrodes 120 and 220 of the pressure sensor 1000 to detect an input. Meanwhile, in the case of the piezoelectric pressure sensor 1000, a pressure according to a user's pressure or a touch is transmitted to the piezoelectric layer 300 through the second electrode 220, thereby generating a predetermined power from the piezoelectric layer 300. The detection unit 6220 detects this. Meanwhile, the detector 6220 may include first and second detectors for detecting capacitances or powers of the plurality of pressure sensors 1000, respectively.
  • one detector 6220 may detect all of the capacitances or powers of the plurality of pressure sensors 1000, and for this purpose, the detectors 6220 sequentially detect the capacitances or powers of the plurality of pressure sensors 1000. Can be detected. As such, the detector 6220 may detect the capacitance or the power of the pressure sensor 1000 to detect the touched region and the pressure of the region. For example, when a user touches with a finger, there may be a center region where the center of the finger is in contact so that the pressure is most transmitted, and a peripheral region where less pressure is transmitted around the center region.
  • the touch pressure of the user is transmitted the greatest, and thus the distance between the first and second electrodes is close, and the peripheral region is farther between the first and second electrodes than the center region, so that the capacitance of the center region is increased. Is larger than the surrounding area.
  • the pressure in the center region is greater than the pressure in the peripheral region, so that the power in the center region is greater than that in the peripheral region. Accordingly, by detecting and comparing capacitances or powers of a plurality of regions, it is possible to detect a central region in which pressure is most transmitted and a peripheral region in which a smaller pressure is transmitted. It can be determined by detecting.
  • the detector 6220 may include a plurality of CV converters (not shown) each having at least one operational amplifier and at least one capacitor, and the plurality of CV converters may include a plurality of CVs of the plurality of pressure sensors 1000. It may be connected to the first electrode of each.
  • the plurality of C-V converters may output an analog signal by changing the capacitance into a voltage signal.
  • each of the plurality of C-V converters may include an integrating circuit for integrating the capacitance. The integrating circuit may integrate the capacitance and change the output to a predetermined voltage.
  • the CV converter may be provided with the number of the plurality of first electrodes. Can be.
  • the converter 6230 generates a detection signal by converting an analog signal output from the detector 6220 into a digital signal. For example, the converter 6230 measures the time that the analog signal output from the detector 6220 reaches a predetermined reference voltage level in the form of voltage, and converts the time into a detection signal that is a digital signal.
  • a digital converter circuit or an analog-to-digital converter (ADC) circuit for measuring an amount of change in the level of the analog signal output from the detector 6220 for a predetermined time and converting the signal into a detection signal which is a digital signal may be included. .
  • the calculator 6240 determines the contact input applied to the plurality of pressure sensors 1000 using the detection signal.
  • the number, coordinates, and pressure of the touch inputs applied to the plurality of pressure sensors 1000 may be determined using the detection signal.
  • the detection signal based on the operation unit 6240 to determine the touch input may be data obtained by quantifying the change in capacitance, and in particular, data representing a difference between capacitance when no touch input occurs and when a touch input occurs. Can be.
  • the touch input of the pressure sensors 1000 of the first and second composite elements 6000a and 6000b is determined using the controller 6200, and the touch input is transferred to the main controller, for example, the host 9000 such as an electronic device.
  • the controller 6200 generates X, Y coordinate data and Z pressure data by using the signal input from the pressure sensor 1000 using the detector 6220, the converter 6230, the calculator 6240, or the like.
  • the generated X, Y coordinate data and Z pressure data are transmitted to the host 9000.
  • the host 9000 uses the main controller to touch the corresponding part using the X, Y coordinate data and the Z pressure data. And pressure.
  • the controller 6200 may include a first controller 6200a for processing the output of the first composite device 6000a and a second controller 6200b for processing the output of the second composite device 6000b.
  • the controller 6200 is the first and second composites as shown in FIG.
  • the first and second controllers 6200a and 6200b may process the outputs of the devices 6000a and 6000b, respectively.
  • the first controller 6200a may include a first driver 6210a, a first detector 6220a, a first converter 6230a, and a first calculator 6240a
  • the second controller 6200b may include the first controller 6200a.
  • a second driver 6210b, a second detector 6220b, a second converter 6230b, and a second calculator 6240b may be included.
  • the first and second controllers 6200a and 6200b may be implemented in different integrated circuits IC, respectively. Thus, two integrated circuits may be needed to process the outputs of the first and second pressure sensors 2300 and 2400.
  • the first and second controllers 6200a and 6200b may be implemented in one integrated circuit IC, respectively.
  • the configuration and function of the first and second control units 6200a and 6200b are the same as those described above with reference to FIG. 24 by dividing the outputs of the first and second composite elements 6000a and 6000b, respectively, and thus the detailed description thereof will be omitted. Shall be.
  • the electronic device may further include a touch sensor in addition to at least one of the first and second composite elements 6000a and 6000b.
  • the driving of the touch sensor may be performed by one controller 6200 as shown in FIG. 26. That is, one controller 6200 may control at least one of the first and second composite elements 6000a and 6000b and the touch sensor 9100.
  • the touch sensor 9100 is further provided, as illustrated in FIG. 27, a third in addition to the first and second controllers 6200a and 6200b for controlling the first and second composite elements 6000a and 6000b may be used.
  • the controller 6200c may be further provided. That is, a plurality of controllers may be provided to control the first and second composite elements 6000a and 6000b and the touch sensor 9100, respectively.
  • FIG. 28 is a block diagram illustrating a data processing method of a composite device according to another exemplary embodiment, and is a block diagram illustrating a data processing method of a pressure sensor in the composite device.
  • a first control unit 6300, a storage unit 6400, and a second control unit 6500 may be included to process data of a pressure sensor according to another exemplary embodiment.
  • Such a configuration may be configured in the same IC or may be configured in another IC.
  • the data processing of the present invention may be performed in conjunction with the first control unit 6300 and the second control unit 6500.
  • the first and second controllers 6300 and 6500 may be for processing data of the pressure sensor, respectively.
  • any one of the first and second controllers 6300 and 6500 (for example, the first controller) is a controller for controlling the touch sensor, and the other (for example, the second controller) controls the pressure sensor. It may be a control unit for.
  • the controller for controlling the touch sensor may control the pressure sensor simultaneously with the control of the touch sensor.
  • the storage unit 6400 may serve as a data movement path between the first control unit 6300 and the second control unit 6500 and store data of the first and second control units 6300 and 6500.
  • the first control unit 6300 scans a pressure sensor and stores raw data of the pressure sensor in the storage unit 6400.
  • the second control unit 6500 inputs raw data from the storage unit 6400 to process the pressure sensor data, and stores the result value in the storage unit 6400.
  • the result value stored in the storage unit 6400 may include data such as a Z axis and a state.
  • the first control unit 6300 reads the result value of the pressure sensor from the storage unit 6400 and generates an interrupt when an event occurs and transmits it to the host.
  • the front input unit 7360 of the electronic device 7000 may be a fingerprint sensor, and the fingerprint sensor may use a pressure sensor according to the present invention.
  • 29 is a block diagram of the fingerprint recognition sensor using the pressure sensor according to the embodiments of the present invention.
  • 30 is a cross-sectional view of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
  • a fingerprint recognition sensor using a pressure sensor includes a pressure sensor 1000 and a fingerprint detector 9200 electrically connected to the pressure sensor 1000 to detect a fingerprint. can do.
  • the fingerprint detector 9200 may include a signal generator 9210, a signal detector 9220, a calculator 9230, and the like.
  • the pressure sensor 1000 may further include a protective layer 800 as a protective coating on a surface on which a finger is placed.
  • the protective layer 800 can be made of urethane or another plastic that can act as a protective coating.
  • the protective layer 800 is attached to the second electrode layer 200 using an adhesive.
  • the pressure sensor 1000 may further include a support layer 900 that may be used as a support in the pressure sensor 1000.
  • the support layer 900 may be made of Teflon or the like. Of course, the support layer 900 may use other types of support materials instead of Teflon.
  • the support layer 900 may be attached to the first electrode layer 100 using an adhesive.
  • the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 may be provided at predetermined intervals in one direction and the other direction by the cutout 330, and may be provided at the cutout 330.
  • the elastic layer 400 may be formed. At this time, the elastic layer 400 is formed so that each vibration does not affect each other.
  • the fingerprint detector 9200 may be connected to the first and second electrodes 110 and 210 provided above and below the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 of the pressure sensor 1000, respectively.
  • the fingerprint detector 9200 generates an ultrasonic signal by applying a voltage having a resonance frequency of the ultrasonic band to the first and second electrodes 110 and 210 to vibrate the piezoelectric layer 300 or the dielectric layer 500 up and down. Can be.
  • the signal generator 9210 is electrically connected to the plurality of first and second electrodes 110 and 210 included in the pressure sensor 1000 and applies an AC voltage having a predetermined frequency to each electrode.
  • an ultrasonic signal having a predetermined resonance frequency for example, 10 MHz, is emitted to the outside.
  • a specific object may contact one surface of the pressure sensor 1000, for example, one surface of the protective layer 800.
  • the object in contact with one surface of the protective layer 800 is a finger of a person including a fingerprint
  • the pattern is determined differently. Assuming that no object is in contact with a contact surface such as one surface of the protective layer 800, most of the ultrasonic signals generated by the pressure sensor 1000 pass through the contact surface due to the difference between the contact surface and the air medium. I can't do it and come back.
  • the signal detector 6920 measures the difference in acoustic impedance generated by the ultrasonic signal in the valley and the ridge of the fingerprint from the pressure sensor 1000 so that the corresponding area is in contact with the ridge of the fingerprint. It may be determined whether the sensor is a sensor.
  • the calculator 9230 calculates a fingerprint pattern by analyzing a signal detected by the signal detector 9220.
  • the pressure sensor 1000 generated with a low intensity of the reflected signal is a pressure sensor 1000 abutting the ridge of the fingerprint, and generated with a high intensity of the reflected signal-ideally, almost equal to the intensity of the output ultrasonic signal.
  • the pressure sensor 1000 is a pressure sensor 1000 that corresponds to a valley of the fingerprint. Therefore, the fingerprint pattern can be calculated from the difference in acoustic impedance detected in each area of the pressure sensor 1000.

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Abstract

본 발명은 압력 센서와, 상기 압력 센서와는 다른 기능을 갖는 적어도 하나의 기능부를 포함하는 복합 소자 및 이를 구비하는 전자기기를 제공한다.

Description

복합 소자 및 이를 구비하는 전자기기
본 발명은 복합 소자 및 이를 구비하는 전자장치에 관한 것으로, 특히 압력 센서를 포함하는 복합 소자와, 이를 구비하는 전자장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기 등의 전자기기의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예를 들어, 버튼(button), 키(key) 및 터치 스크린 패널(touch screen panel) 등의 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린 패널, 즉 터치 입력 장치는 인체의 접촉을 감지하여 가벼운 터치만으로 쉽고 간편하게 전자기기를 조작할 수 있으므로 이용이 증가하고 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치는 이동통신 단말기, 가전제품, 산업기기, 자동차 등의 조작을 위해서도 이용되고 있다.
이동통신 단말기 등의 전자기기에 이용되는 터치 입력 장치는 보호용 윈도우와 영상을 표시하는 액정표시패널 사이에 마련될 수 있다. 따라서, 문자나 기호 등이 액정표시패널로부터 윈도우를 통해 나타나고, 사용자가 해당 부분을 터치하게 되면 터치 센서가 그 위치를 파악하고 제어 흐름에 따라 특정 처리를 실시하게 된다.
터치 입력 장치는 인체(손가락)나 펜과의 접촉 여부를 그 접촉에 따른 인체 전류의 감지나, 압력이나 온도변화 등을 이용해서 감지하고 인식하는 기술수단을 갖고 있다. 특히, 압력의 변화를 이용해서 인체나 펜과의 접촉 여부를 센싱하는 방식의 압력 센서가 각광받고 있다.
압력 센서는 다양한 방식이 있는데, 압전체를 이용하는 압전식 압력 센서와 정전 용량을 이용한 정전식 압전 센서가 있다. 압전식 압력 센서는 압전 세라믹 분말을 이용하여 형성된 소정 두께의 압전체를 이용하여 구현한다. 그러나, 압전 분말을 이용하는 경우 압전 특성이 낮고 그에 따라 출력값이 낮아 센싱 오류가 발생되는 문제가 있다. 또한, 압전 분말의 불규칙한 혼합으로 인한 불규칙한 전압 출력으로 인해 센싱 오류가 발생되는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 압전 세라믹 분말을 이용한 압전체는 취성이 약하여 이를 이용한 압전체를 다양한 기기에 적용하기 어려운 문제가 있다.
또한, 정전식 압력 센서는 두 전극 사이에 에어갭 또는 실리콘(또는 고무) 등의 물질이 마련된 구조를 갖는다. 이러한 압력 센서는 터치 입력에 따른 두 전극의 거리에 따라 정전용량이 변화하는 것을 검출하여 압력을 검출할 수 있다. 그런데, 에어갭을 형성하는 경우 에어의 유전율이 1이기 때문에 두 전극 사이의 간격 변화에 따른 캐패시턴스값을 센싱하기 위해서는 두 전극 사이의 많은 간격 변화량이 필요하고, 실리콘이나 고무 재질도 보통 4 이하의 유전율를 가지고 있기 때문에 두 전극 사이의 많은 변화량을 필요로 한다.
한편, 전자장치에는 압력 센서 이외에 다른 부품들이 더 포함될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 터치 입력에 반응하여 피드백하는 햅틱 액추에이터 등이 더 포함될 수 있다. 그런데, 전자장치에 햅틱 액추에이터, 압력 센서 등이 별개로 마련되므로 이들이 차지하는 면적이 넓어지고, 그에 따라 전자장치의 소형화 추세에 대응하기 어렵게 된다.
(선행기술문헌)
한국공개특허 제2014-0023440호
한국등록특허 제10-1094165호
본 발명은 터치 입력의 오류를 방지할 수 있는 압력 센서를 포함하는 복합 소자를 제공한다.
본 발명은 취성을 개선시킬 수 있는 압력 센서를 포함하는 복합 소자를 제공한다.
본 발명은 압력 센서와 압전 소자, NFC, WPC 및 MST 등이 일체화될 수 있는 복합 소자 및 이를 구비하는 전자장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 복합 소자는 압력 센서와, 상기 압력 센서와는 다른 기능을 갖는 적어도 하나의 기능부를 포함한다.
상기 압력 센서와 상기 기능부는 적층 형성되거나, 일체로 형성된다.
상기 압력 센서는, 서로 이격되어 마련되며, 제 1 및 제 2 전극을 각각 구비하는 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 및 제 2 전극층 사이에 마련된 압전층 또는 유전층을 포함한다.
상기 압전층은 판 형상의 압전체가 폴리머 내에 복수 마련된다.
상기 압전층에 소정의 폭 및 깊이로 형성된 복수의 절개부를 포함한다.
상기 절개부 내에 마련된 탄성층을 더 포함한다.
상기 유전층은 압축 및 복원이 가능하며 경도가 10 이하인 재료, 유전율이 4 이상인 복수의 유전체 및 복수의 기공 중 적어도 하나를 포함하고, 전자파 차폐 및 흡수 재료를 더 포함한다.
상기 유전층은 유전층 100%에 대해 상기 유전체가 0.01% 내지 95%의 함량으로 형성된다.
상기 유전층은 1% 내지 95%의 기공율을 갖는다.
상기 기공은 적어도 둘 이상의 크기 및 적어도 하나 이상의 형상으로 형성된다.
상기 유전층은 수직 단면의 기공 단면적율이 수평 단면의 기공 단면적율보다 작다.
상기 유전층은 적어도 하나의 기공이 수평 방향의 직경이 수직 방향의 직경보다 크다.
상기 유전층은 2 내지 20의 유전율을 갖는다.
상기 압전층 또는 유전층은 500㎛ 이하의 두께로 형성된다.
상기 제 1 전극층의 상측, 상기 제 1 및 제 2 전극층 사이, 그리고 상기 제 2 전극층의 하측 중 적어도 하나에 마련된 절연층을 더 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 각각 마련되며 서로 연결되는 제 1 및 제 2 연결 패턴을 더 포함한다.
상기 압력 센서는 상기 기능부를 인에이블시킨다.
상기 기능부는, 상기 압력 센서의 일측에 마련된 압전 소자; 및 상기 압전 소자의 일측에 마련된 진동판을 포함한다.
상기 압전 소자는 인가되는 신호에 따라 압전 진동 장치 또는 압전 음향 장치로 이용된다.
상기 기능부는 상기 압력 센서의 일측에 마련되며, 적어도 하나의 안테나 패턴을 각각 구비하는 NFC, WPC 및 MST 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 기능부는 상기 압력 센서의 일면 상에 마련된 압전 소자와, 상기 압전 소자의 일면 상에 마련된 진동판과, 상기 압력 센서의 타면 또는 진동판의 일면 상에 마련된 NFC, WPC 및 MST 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 압력 센서와 전기적으로 연결되어 지문의 골과 마루에서 초음파 신호에 의해 생성되는 음향 임피던스 차이를 상기 압력 센서로부터 측정하여 지문을 감지하는 지문 감지부를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 전자기기는 윈도우; 상기 윈도우를 통해 영상을 표시하는 표시부를 포함하고, 본 발명의 일 양태에 따른 복합 소자를 구비한다.
상기 복합 소자는 상기 표시부 하측에 마련된 적어도 하나의 제 1 복합 소자와, 상기 윈도우 하측에 마련된 적어도 하나의 제 2 복합 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 윈도우와 상기 표시부 사이에 마련된 터치 센서를 더 포함한다.
상기 제 1 전극층의 상측, 상기 제 1 및 제 2 전극층 사이, 그리고 상기 제 2 전극층의 하측 중 적어도 하나에 마련된 브라켓을 더 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 전극층의 어느 하나의 적어도 일부가 상기 브라켓 상에 형성된다.
본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층 사이에 압전층 또는 유전층이 형성된다. 또한, 본 발명은 이러한 압력 센서가 압력 센서와는 다른 기능을 하는 소정의 기능부와 적층 또는 일체화되어 복합 소자를 구현할 수 있다. 예를 들어, 압전 음향 소자 또는 압전 진동 소자로 기능하는 압전 소자와 일체화되어 복합 소자를 구현할 수도 있고, NFC, WPC 및 MST와 일체화되어 복합 소자를 구현할 수도 있다.
따라서, 복합 소자를 전자기기에 적용함으로써 적어도 둘 이상의 개별 소자를 각각 적용하는 종래에 비해 소자들이 차지하는 면적을 줄일 수 있고, 그에 따라 전자기기의 소형화에 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도.
도 2 내지 도 4는 압력 센서의 본 발명의 실시 예들에 따른 제 1 및 제 2 전극층의 평면 개략도.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 압력 센서의 단면도.
도 12는 압력 센서의 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제 1 및 제 2 전극층의 평면 개략도.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 실시 예들에 따른 압력 센서를 포함하는 복합 소자의 개략 단면도.
도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 실시 에에 따른 압력 센서를 포함하는 복합 소자의 분해 사시도 및 결합 사시도.
도 18 및 도 19는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 압력 센서 또는 이를 포함하는 복합 소자를 구비하는 전자기기의 전면 사시도 및 후면 사시도.
도 20은 도 18의 A-A' 라인을 절단한 상태의 부분 단면도.
도 21는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전자기기의 단면도.
도 22는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전자기기의 압력 센서 또는 복합 소자의 배치 형상을 도시한 평면 개략도.
도 23은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 전자기기의 압력 센서 또는 복합 소자의 배치 형상을 도시한 평면 개략도.
도 24 내지 도 27은 본 발명의 실시 예들에 따른 복합 소자의 제어 구성도.
도 28은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 소자의 데이터 처리 방법을 설명하기 위한 블럭도.
도 29는 본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서를 이용한 지문 인식 센서의 구성도.
도 30은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도이고, 도 2 내지 도 4는 압력 센서의 제 1 및 제 2 전극부의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)과, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련된 압전층(300)을 포함한다. 이때, 압전층(300)은 소정의 두께를 갖는 판 형상의 압전체(310)가 복수 마련될 수 있다.
1. 전극층
제 1 및 제 2 전극층(100, 200)은 두께 방향(즉 수직 방향)으로 소정 간격 이격되며, 그 사이에 압전층(300)이 마련된다. 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)은 제 1 및 제 2 지지층(110, 120)과 제 1 및 제 2 지지층(110, 210) 상에 각각 형성된 제 1 및 제 2 전극(120, 220)을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)이 소정 간격 이격되어 형성되며, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)의 표면에 제 1 및 제 2 전극(120, 220)이 각각 형성된다. 여기서, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 서로 대면하는 방향에 형성될 수도 있고, 서로 대면하지 않도록 형성될 수도 있다. 즉, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 압전층(300)에 대면하도록 형성될 수도 있고, 어느 하나가 압전층(300)에 대면하고 다른 하나는 압전층(300)에 대면하지 않도록 형성될 수도 있으며, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)이 모두 압전층(300)에 대면하지 않도록 형성될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 압전층(300)에 접촉되어 형성될 수도 있고, 접촉되지 않도록 형성될 수도 있다. 본 발명에 따른 압력 센서는 예를 들어 하측으로부터 두께 방향으로 제 1 지지층(110), 제 1 전극(120), 압전층(300), 제 2 전극(220) 및 제 2 지지층(210)이 적층되어 압력 센서가 구현될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)은 그 일면 표면에 제 1 및 제 2 전극(120, 220)이 형성되도록 제 1 및 제 2 전극(120, 220)을 지지하며, 이를 위해 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)은 소정 두께를 갖는 판 형상으로 마련될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)은 플렉서블 특성을 갖도록 필름 형태로 마련될 수도 있다. 이러한 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)은 실리콘(Silicon), 우레탄(Urethane), 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리이미드, PET, PC 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)은 액상의 광경화성 모노머(monomer) 및 올리고머(oligomer)와 광개시제(photoinitiate) 및 첨가제(additives)를 이용한 프리폴리머를 이용하여 형성할 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)은 경우에 따라 투명할 수 있고, 불투명할 수도 있다. 한편, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)의 적어도 어느 하나에는 복수의 기공(미도시)이 마련될 수 있다. 예를 들어, 객체의 터치 또는 누름에 따라 하측으로 구부러져 형상이 변형될 수 있는 제 2 지지층(210)이 복수의 기공을 포함할 수 있다. 기공은 예를 들어 1㎛∼500㎛의 사이즈를 가지며 10%∼95%의 기공률로 형성될 수 있다. 제 2 지지층(210) 내에 복수의 기공이 형성됨으로써 제 2 지지층(210)의 탄성력과 복원력을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 기공률이 10% 미만이면 탄성력과 복원력의 향상이 미미하며, 95%를 초과하는 경우 제 2 지지층(210)의 형상을 유지하지 못할 수도 있다. 또한, 복수의 기공을 갖는 지지층(110, 210)은 표면에는 기공이 형성되지 않는 것이 바람직하다. 즉, 전극(120, 220)이 형성되는 일 표면에 기공이 형성되면 전극(120, 220)이 끊어지거나 전극의 두께가 증가할 수 있으므로 전극(120, 220)이 형성되는 일 표면에는 기공이 형성되지 않는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 이러한 물질 이외에 다른 투명 도전성 물질로 형성될 수도 있고, 은(Ag), 백금(Pt), 구리(Cu) 등의 불투명 도전성 물질로 형성될 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 서로 교차되는 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(120)이 소정의 폭을 갖도록 일 방향으로 형성되며 이것이 타 방향으로 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 제 2 전극(220)은 소정의 폭을 갖도록 일 방향과 직교하는 타 방향으로 형성되며, 이것이 타 방향과 직교하는 일 방향으로 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 예를 들어 제 1 전극(120)이 가로 방향으로 소정 폭으로 형성되고 이것이 세로 방향으로 소정 간격 이격되어 복수 배열되고, 제 2 전극(220)이 세로 방향으로 소정 폭으로 형성되고 이것이 가고 방향으로 소정 간격 이격되어 복수 배열될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 폭은 그 사이의 간격보다 크거나 같을 수 있다. 물론, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 폭이 그 사이의 간격보다 좁을 수도 있지만, 폭이 간격보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 폭 및 간격의 비율은 10:1 내지 0.5:1일 수 있다. 즉, 간격이 1이라 할 때 폭은 10 내지 0.5일 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 이러한 형상 이외에 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 어느 하나가 지지층 상에 전체적으로 형성되고 다른 하나는 일 방향 및 타 방향으로 소정의 폭 및 간격을 갖는 대략 사각형의 패턴으로 복수 형성될 수도 있다. 즉, 제 1 전극(120)이 대략 사각형의 패턴으로 복수 형성되고, 제 2 전극(220)이 제 2 지지층(120) 상에 전체적으로 형성될 수 있다. 물론, 사각형 이외에 원형, 다각형 등 다양한 형태의 패턴이 가능하다. 또한, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 어느 하나가 지지층 상에 전체적으로 형성되고, 다른 하나는 일 방향 및 타 방향으로 연장되는 격자 모양으로 형성될 수도 있다. 한편, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 예를 들어 0.1㎛∼500㎛의 두께로 형성되며, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 예를 들어 1㎛∼10000㎛의 간격으로 형성될 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 압전층(500)과 접촉될 수 있다. 물론, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 압전층(300)과 소정 간격 이격된 상태를 유지하고, 소정의 압력, 예를 들어 사용자의 터치 입력이 인가되면 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 적어도 어느 하나가 국부적으로 압전층(300)과 접촉될 수 있다. 이때, 압전층(300)은 소정 깊이로 압축될 수도 있다.
한편, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)의 적어도 어느 하나에는 복수의 홀(130)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 전극층(100)에는 복수의 홀(130)이 형성될 수 있다. 즉, 복수의 홀(130)은 그라운드 전극으로 이용되는 전극층에 형성될 수 있다. 물론, 홀(130)은 제 1 전극층(100) 이외에 신호 전극으로 이용되는 제 2 전극층(200)에 형성될 수도 있고, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)에 모두 형성될 수 있다. 또한, 홀(130)은 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 적어도 어느 하나가 제거되어 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)이 노출되도록 형성될 수도 있고, 제 1 및 제 2 전극(120, 220) 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)이 제거되어 형성될 수도 있다. 즉, 홀(130)은 전극(120, 220)이 제거되어 지지층(110, 210)이 노출되도록 형성될 수도 있고, 전극(120, 220)으로부터 지지층(110, 210)을 관통하도록 형성될 수도 있다. 또한, 홀(130)은 전극(120, 220)이 중첩되는 영역에 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 홀(130)은 제 2 전극(220)과 중첩되는 영역의 제 1 전극(120)에 형성될 수 있다. 여기서, 홀(130)은 제 2 전극(220)과 중첩되는 영역에 하나 형성될 수도 있고, 둘 이상 복수 형성될 수도 있다. 물론, 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 전극(120, 220)이 일 방향 및 이와 직교하는 타 방향으로 형성되는 경우에도 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 서로 교차되는 영역에 홀(130)이 형성될 수 있다. 홀(130)이 형성됨으로써 유전층(500)의 압축을 더욱 용이하게 할 수 있다. 이러한 홀(130)은 예를 들어 0.05㎜∼10㎜의 직경으로 형성될 수 있다. 홀(130)의 직경이 0.05㎜ 미만일 경우 압전층(300)의 압축 효과가 저하될 수 있고, 직경이 10㎜를 초과할 경우 유전층(500)의 복원력이 저하될 수 있다. 그러나, 홀(130)의 사이즈는 압력 센서 또는 입력 장치의 사이즈에 따라 다양하게 변경할 수 있다.
2. 압전층
압전층(300)은 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 소정 두께로 마련되며, 예를 들어 10㎛∼5000㎛의 두께로 마련될 수 있다. 즉, 압전층(300)은 압력 센서가 채용되는 전자기기의 사이즈에 따라 다양한 두께로 마련될 수 있다. 예를 들어, 압전층(300)은 10㎛~5000㎛, 바람직하게는 500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 200㎛ 이하의 두께로 마련될 수 있다. 이러한 압전층(300)은 소정의 두께를 갖는 대략 사각형의 판 형상의 압전체(310)와 폴리머(320)를 이용하여 형성될 수 있다. 즉, 복수의 판 형상의 압전체(310)가 폴리머(320) 내에 마련되어 압전층(300)이 형성될 수 있다. 여기서, 압전체(310)는 예를 들어 PZT(Pb, Zr, Ti), NKN(Na, K, Nb), BNT(Bi, Na, Ti) 계열의 압전 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 물론, 압전체(310)는 다양한 압전 재료로 형성할 수 있는데, 티탄산 바륨(barium titanate), 티탄산납(lead titanate), 티탄산 지르콘산납(lead zirconate titanate), 니오브산 칼륨(potassium niobate), 니오브산 리튬(lithium niobate), 탄탈산 리튬(lithium tantalate), 텅스텐산 나트륨(sodium tungstate), 산화아연(zinc oxide), 니오브산 나트륨 칼륨(potassium sodium niobate), 비스무트 페라이트(bismuth ferrite), 니오브산 나트륨(sodium niobate), 티탄산 비스무트(bismuth titanate) 등을 포함할 수 있다. 그러나, 압전체(310)는 플루오르화물 중합체(fluoride 重合體) 또는 그 공중합체(共重合體)로 형성될 수 있다. 이러한 소정의 판 형상의 압전체(310), 즉 일 방향 및 이와 직교하는 타 방향으로 소정의 길이를 갖고 소정의 두께를 갖는 대략 사각형의 판 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 압전체(310)는 3㎛∼5000㎛의 사이즈로 형성될 수 있다. 이러한 압전체(310)가 일 방향 및 타 방향으로 복수 배열될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이의 두께 방향(즉, 세로 방향)과 이와 직교하는 평면 방향(즉, 가로 방향)으로 복수 배열될 수 있다. 압전체(310)는 두께 방향으로 적어도 이층 이상으로 배열될 수 있는데, 예를 들어 5층 구조로 형성될 수 있으나, 층수는 한정되지 않는다. 압전체(310)를 폴리머(320) 내에 복수의 층으로 형성하기 위해 다양한 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 소정 두께의 폴리머층에 소정 두께의 압전체층을 형성하고 이를 복수 적층하여 압전층(300)을 형성할 수 있다. 즉, 압전층(300)보다 얇은 두께의 폴리머층 상에 판 형상의 압전판을 소정 간격으로 배치하여 압전체층을 형성하고, 이를 복수 적층하여 압전층(300)을 형성할 수 있다. 그러나, 폴리머(320) 내에 압전체(310)가 형성된 압전층(300)은 다양한 방법으로 형성할 수 있다. 한편, 압전체(310)는 동일 크기를 갖고 동일 간격으로 이격되는 것이 바람직하다. 그러나, 압전체(310)는 적어도 둘 이상의 크기 및 적어도 둘 이상의 간격으로 마련될 수도 있다. 이때, 압전체(310)는 30% 내지 99%의 밀도로 형성될 수 있고, 모든 영역에서 동일 밀도로 마련되는 것이 바람직하다. 그러나, 압전체(310)는 적어도 일 영역이 60% 이상의 밀도를 갖도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 압전체(310)의 적어도 일 영역이 65% 정도의 밀도를 갖고 적어도 타 영역이 90%의 밀도를 갖게 되면, 밀도가 큰 영역에서 더 큰 전력을 생성할 수 있지만, 60% 이상의 밀도를 가지게 되면 압전층에서 발생되는 전력을 제어부에서 충분히 센싱할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전체(310)는 단결정 형태로 형성되어 압전 특성이 우수하다. 즉, 종래의 압전 분말을 이용하는 경우에 비해 판 형태의 압전체(310)를 이용함으로써 압전 특성이 우수하고, 그에 따라 미세한 터치에 의해서도 압력을 검출할 수 있어 터치 입력의 오류를 방지할 수 있다. 한편, 폴리머(320)는 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide) 및 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystalline Polymer, LCP)로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 폴리머(320)는 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 열경화성 수지로는 예를 들어 노볼락 에폭시 수지(Novolac Epoxy Resin), 페녹시형 에폭시 수지(Phenoxy Type Epoxy Resin), 비피에이형 에폭시 수지(BPA Type Epoxy Resin), 비피에프형 에폭시 수지(BPF Type Epoxy Resin), 하이드로네이트 비피에이 에폭시 수지(Hydrogenated BPA Epoxy Resin), 다이머산 개질 에폭시 수지(Dimer Acid Modified Epoxy Resin), 우레탄 개질 에폭시 수지(Urethane Modified Epoxy Resin), 고무 개질 에폭시 수지(Rubber Modified Epoxy Resin) 및 디씨피디형 에폭시 수지(DCPD Type Epoxy Resin)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
3. 압전체의 다른 예
한편, 압전체(310)는 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 가지는 압전 물질로 형성되는 배향 원료 조성물과, 배향 원료 조성물 내에 분포하며 ABO3(A는 2가의 금속 원소, B는 4가의 금속 원소)의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물을 포함하는 압전 세라믹 조성물을 소결하여 형성된 압전 세라믹 소결체를 이용할 수도 있다. 여기서, 배향 원료 조성물은 페로브스카이트 결정 구조와 다른 결정 구조를 가지는 물질이 고용체를 형성하는 조성물을 이용할 수 있는데, 예를 들어 정방정계 구조를 가지는 PbTiO3[PT]와 능면체 구조를 가지는 PbZrO3[PZ]가 고용체를 형성하는 PZT계 물질을 이용할 수 있다. 또한, 배향 원료 조성물은 PZT계 물질에 릴랙서(relaxor)로서 Pb(Ni,Nb)O3[PNN], Pb(Zn,Nb)O3[PZN] 및 Pb(Mn,Nb)O3[PMN] 중 적어도 하나를 고용한 조성물을 사용하여 PZT계 물질의 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, PZT계 물질에 PZN계 물질과 PNN계 물질을 이용하여 높은 압전 특성과 낮은 유전율 및 소결 용이성을 갖는 PZNN계 물질을 릴랙서로서 고용하여 배향 원료 조성물을 형성할 수 있다. PZT계 물질에 PZNN계 물질을 릴랙서로서 고용한 배향 원료 조성물은 (1-x)Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-xPb((Ni1-yZny)1/3Nb2/3)O3의 조성식을 가질 수 있다. 여기서, x는 0.1<x<0.5 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.30≤x≤0.32 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.31의 값을 가질 수 있다. 또한, y는 0.1<y≤0.9 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.39≤y≤0.41 범위 내의 값을 가질 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.40의 값을 가질 수 있다. 또한, 배향 원료 조성물은 납(Pb)을 포함하지 않는 무연계 압전 물질을 사용할 수도 있다. 이와 같은 무연계 압전 물질로는 Bi0 .5K0. 5TiO3, Bi0.5Na0.5TiO3, K0. 5Na0 . 5NbO3, KNbO3, NaNbO3, BaTiO3, (1-x)Bi0 . 5Na0 . 5TiO3-xSrTiO3, (1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBaTiO3, (1-x)K0. 5Na0 . 5NbO3-xBi0 . 5Na0 . 5TiO3, BaZr0 . 25Ti0 . 75O3 등 중에서 선택된 적어도 하나의 압전 물질을 포함하는 무연계 압전 물질일 수 있다.
시드 조성물은 ABO3의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는데, ABO3는 배향성을 갖는 판 형상의 페로브스카이트(perovskite) 구조를 가지는 산화물로 A는 2가의 금속 원소로 이루어지며, B는 4가의 금속 원소로 이루어진다. ABO3의 일반식을 가지는 산화물로 형성되는 시드 조성물은 CaTiO3, BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3 및 Pb(Ti,Zr)O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 시드 조성물은 배향 원료 조성물에 대하여 1vol% 내지 10vol%의 부피비로 포함될 수 있다. 시드 조성물이 배향 원료 조성물에 대하여 1vol% 미만으로 포함되면 시드 조성물에 의하여 결정 배향성이 향상되는 효과가 미미하며, 10 vol%를 초과하여 포함되면 압전 세라믹 소결체의 압전 성능이 저하된다.
상기와 같이 배향 원료 조성물 및 시드 조성물을 포함하는 압전 세라믹 조성물은 판상 입형 성장법(TGG: Templated Grain Growth)에 의하여 시드 조성물과 동일한 방향성을 가지며 성장하게 된다. 즉, 압전 세라믹 소결체는, 예를 들어 0.69Pb(Zr0.47Ti0.53)O3-0.31Pb((Ni0.6Zn0.4)1/3Nb2/3)O3의 조성식을 가지는 배향 원료 조성물에 BaTiO3를 시드 조성물로 사용함으로써 1000℃ 이하의 낮은 온도에서도 소결이 가능할 뿐만 아니라, 결정 배향성을 향상시키고, 전기장에 따른 변위량을 극대화할 수 있어 단결정 물질과 유사한 높은 압전 특성을 가지게 된다.
배향 원료 조성물에 결정 배향성을 향상시키는 시드 조성물을 첨가하고 이를 소결하여 압전 세라믹 소결체를 제조함으로써, 전기장에 따른 변위량을 극대화하고, 압전 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 압전층(300)이 형성되고, 압전층(300)은 소정의 단결정의 판 형상의 압전체(310)가 복수 마련될 수 있다. 판 형상의 압전체(310)를 이용함으로써 종래의 압전 분말보다 압전 특성이 우수하고, 그에 따라 미세한 압력도 용이하게 센싱할 수 있어 센싱 효율을 향상시킬 수 있다.
즉, 현재 주로 이용되는 압전 소재는 PZT(lead zirconatetita-nate) 세라믹이 폭넓게 사용되고 있다. PZT는 현재까지 80년 이상 사용되면서 개선되어 현재 수준에서 더 이상 개선이 이루어지지 않고 있다. 이에 비해, 압전 재료를 응용하는 분야에서는 물성이 개선된 소재를 요구하고 있다. 단결정은 이러한 요구에 부응하기 위해 개발된 소재로서 PZT 세라믹이 한계에 도달한 물성을 향상시켜 응용소자의 성능을 개선할 수 있는 신소재이다. 종래 압전 재료의 주류인 다결정(Polycrystal) 세라믹스에 비해 2배 이상의 압전 상수(d33)를 얻을 수 있으며, 전기 기계 결합 계수도 크고, 뛰어난 압전 특성을 나타낸다.
아래 [표 1]에서 보는 바와 같이 압전소재의 특성을 좌우하는 d33, d31 (Piezoelectric Constant: 압전상수)과 K33(Elec-tromechanical Coupling Factor : 전기기계 결합계수) 값이 기존의 다결정에 비해 압전 단결정은 매우 높음을 볼 수 있다. 이러한 물성의 우수성은 이를 응용한 소자에 적용함에 있어서 탁월한 효과를 보여준다.
polycrystal single crystal
d33[pC/N] 160∼338 500
d31[pC/N] -50 -280
strain[%] ≒0.4 ≒1.0
이 때문에 압전 단결정은 기존의 다결정 세라믹스에 비해, 의료 및 비파괴 검사, 어군 탐지 등의 초음파 진동자로 보다 선명한 화상을 얻을 수 있으며, 세척기 등의 초음파 진동자로 보다 강력한 발진이 가능하고, 프린터 헤드, HDD 헤드의 위치 결정 장치, 손떨림 방지 장치 등의 고정밀도 제어용 액튜에이터 등 보다 응답성이 뛰어나면서도 소형화가 가능하다.
한편, 판 형상의 단결정 압전체를 제조하기 위해 고상 단결정 성장법, 브리지만법, 염용융법 등을 이용할 수 있다. 이러한 방법으로 제조된 단결정 압전체를 폴리머에 혼합한 후 인쇄, 성형 등의 방법으로 압전층을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도이다. 또한, 도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 압력 센서의 압전층의 평면 및 단면 사진이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)과, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련된 압전층(300)을 포함한다. 이때, 압전층(300)은 소정 두께의 압전 세라믹으로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예는 압전층(300)이 판 형상의 압전체(310)가 폴리머(320) 내에 형성되었지만, 본 발명의 다른 실시 예는 압전 세라믹을 이용하여 소정 두께의 압전층(300)을 형성할 수 있다. 또한, 압전층(300)은 압전체(310)와 동일 물질을 이용할 수 있다. 이러한 본 발명의 제 2 실시 예를 제 1 실시 예의 설명과 중복된 내용은 생략하여 설명하면 다음과 같다.
압전층(300)은 일 방향 및 이와 대향되는 타 방향으로 소정의 폭 및 간격으로 형성될 수 있다. 즉, 압전층(300)은 소정 깊이로 절개부(330)가 형성되어 소정 폭 및 간격으로 복수 분리될 수 있다. 이때, 절개부(330)는 일 방향으로 소정 폭의 제 1 절개부가 복수 형성되고, 이와 직교하는 타 방향으로 소정 폭의 제 2 절개부가 복수 형성될 수 있다. 따라서, 압전층(300)은 각각 복수의 제 1 및 제 2 절개부에 의해 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 소정의 폭 및 간격을 갖는 복수의 단위 셀로 분할될 수 있다. 이때, 압전층(300)은 전체 두께가 절개될 수도 있고, 전체 두께의 50% 내지 95%의 두께가 절개될 수 있다. 즉, 압전층(300)은 전체 두께가 절개되거나 전체 두께의 50% 내지 95%가 절개되어 절개부가 형성될 수 있다. 이렇게 압전층(300)이 절개됨으로써 압전층(300)은 소정의 플렉서블 특성을 갖게 된다. 이때, 압전층(300)은 예를 들어 10㎛∼5000㎛ 정도의 크기를 갖고 1㎛∼300㎛의 간격을 가질 수 있도록 절개될 수 있다. 즉, 절개부(330)에 의해 단위 셀이 10㎛∼5000㎛ 정도의 크기를 갖고 1㎛∼300㎛의 간격을 가질 수 있다. 한편, 압전층(300)의 제 1 및 제 2 절개부는 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)의 전극 사이의 간격에 대응될 수 있다. 즉, 제 1 전극층(100)의 제 1 전극의 간격에 대응하도록 제 1 절개부가 형성되고 제 2 전극층(200)의 제 2 전극의 간격에 대응하도록 제 2 절개부가 형성될 수 있다. 이때, 전극층의 간격과 절개부의 간격은 동일할 수도 있고, 전극층의 간격이 절개부의 간격보다 크거나 작을 수 있다. 한편, 압전층(300)을 레이저, 다이싱, 블레이트 컷 등의 방법으로 절개하여 절개부를 형성할 수 있다. 또한, 압전층(300)은 그린 바(green bar) 상태에서 레이저, 다이싱, 블레이드 컷 등의 방법으로 절개하여 절개부를 형성한 후 소성 공정을 실시하여 형성할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)과, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련되며 일 방향 및 타 방향으로 복수의 절개부(330)가 형성된 압전층(300)과, 압전층(300)의 절개부(330)에 형성된 탄성층(400)을 포함할 수 있다. 이때, 절개부(330)는 압전층(300)의 두께 전체에 형성될 수 있고, 소정 두께로 형성될 수 있다. 즉, 절개부(330)는 압전층(300) 두께의 50% 내지 100%의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 압전층(300)은 절개부(330)에 의해 일 방향 및 타 방향으로 소정 간격 이격되어 단위 셀 단위로 분리되고, 단위 셀 사이에 탄성층(400)이 형성될 수 있다.
탄성층(400)은 탄성을 가진 폴리머, 실리콘 등을 이용하여 형성할 수 있다. 압전층(300)이 절개되고 탄성층(400)이 형성되므로 압전층(300)은 탄성층(400)이 형성되지 않은 본 발명의 다른 실시 예에 비해 더 높은 플렉서블 특성을 가질 수 있다. 즉, 압전층(300)에 절개부(330)가 형성되지만 탄성층이 형성되지 않는 경우 압전층(300)의 플렉서블 특성은 제한적일 수 있지만, 압전층(300)이 모두 절개되고 탄성층(400)이 형성됨으로써 압전층(300)을 말 수 있을 정도로 플렉서블 특성을 향상시킬 수 있다. 물론, 탄성층(400)은 압전층(300)의 전체 두께에 절개부(330)가 형성되지 않고 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 일부 두께에 형성된 절개부(330)를 충진하도록 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 압력 센서는 상기한 바와 같은 압전층을 이용한 압전식 압력 센서 이외에 유전층을 이용한 정전식 압력 센서를 포함할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시 예들에 따른 정전식 압력 센서를 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)과, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련된 유전층(500)을 포함한다. 이때, 유전층(500)은 압축 및 복원 가능하며, 경도가 10 이하인 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 한편, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압력 센서의 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
유전층(500)은 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 소정 두께로 마련되며, 예를 들어 10㎛∼5000㎛의 두께로 마련될 수 있다. 즉, 유전층(500)은 압력 센서가 채용되는 전자기기의 사이즈에 따라 다양한 두께로 마련될 수 있다. 예를 들어, 유전층(500)은 10㎛~5000㎛, 바람직하게는 500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 200㎛ 이하의 두께로 마련될 수 있다. 이러한 유전층(500)은 내부에 스페이스, 즉 에어갭이 형성되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 유전층(500) 내에 스페이스가 형성될 경우 이물질이나 수분이 스페이스 내에 침투할 수 있고, 그에 따라 유전층(500)의 유전율을 변화시켜 센싱 값에 변화를 줄 수 있으므로 본 발명은 스페이스 등이 형성되지 않은 유전층(500)을 이용할 수 있다. 또한, 유전층(500)는 압력 변화에 따라 두께가 변화될 수 있는 물질을 이용할 수 있다. 즉, 유전층(500)은 압축 및 복원이 가능한 물질을 이용할 수 있다. 이러한 유전층(500)은 경도가 10 이하인 물질로 형성할 수 있다. 예를 들어, 유전층(300)은 경도가 0.1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 10, 더욱 바람직하게는 경도가 5 내지 10일 수 있다. 이를 위해 유전층(300)은 예를 들어 실리콘, 겔, 고무, 우레탄 등을 이용하여 형성할 수 있다. 한편, 유전층(500)에는 전자파 차폐 및 흡수 재료가 더 포함될 수 있다. 이렇게 유전층(500) 내에 전자파 차폐 및 흡수 재료가 더 함유됨으로써 전자파를 차폐 또는 흡수할 수 있다. 전자파 차폐 및 흡수 재료는 페라이트, 알루미나 등을 포함할 수 있으며, 유전층(500) 내에 0.01중량% 내지 50중량% 함유될 수 있다. 즉, 유전층(500) 재료 100중량%에 대하여 전자파 차폐 및 흡수 재료는 0.01중량% 내지 50중량% 함유될 수 있다. 전자파 차폐 및 흡수 재료가 1중량% 미만이면 전자파 차폐 및 흡수 특성이 낮으며, 50중량%를 초과할 경우 유전층(500)의 압축 특성이 저하될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)과, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련된 유전층(500)을 포함한다. 이때, 유전층(500)은 압축 및 복원 가능하며, 복수의 기공(510)을 갖도록 형성될 수 있다.
유전층(500)은 압축 및 복원 가능하며, 복수의 기공(510)을 포함하여 형성될 수 있다. 기공(510)은 예를 들어 1㎛∼10000㎛의 크기로 형성될 수 있다. 여기서, 기공(510)의 크기는 가장 짧은 지름 또는 가장 긴 지름일 수 있으며, 평균 지름일 수도 있다. 그 중에서, 가장 짧은 지름이 1㎛∼500㎛일 수 있다. 예를 들어, 기공(510)은 1㎛∼10000㎛의 크기로 형성될 수 있고, 1㎛∼5000㎛의 크기로 형성될 수도 있으며, 1㎛∼1000㎛의 크기로 형성될 수도 있다. 즉, 기공(510)의 크기는 압력 센서의 크기, 압력 센서가 채용되는 전자기기의 크기, 유전층(500)의 두께 및 너비 등에 따라 다양하게 변경 가능하다. 또한, 기공(510)은 동일 크기 또는 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 1㎛∼100㎛의 평균 크기를 갖는 제 1 기공과, 300㎛∼600㎛의 평균 크기를 갖는 제 2 기공과, 600㎛∼1000㎛의 평균 크기를 갖는 제 3 기공이 혼합되어 유전층(500)을 형성할 수 있다. 이때, 제 1 내지 제 3 기공 또한 복수의 크기를 가질 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 3 기공은 각각의 평균 크기를 가지고, 각각의 평균 크기 내에서 복수의 크기를 가질 수 있다. 이렇게 복수의 크기를 갖는 기공(510)을 이용함으로써 큰 기공 사이에 작은 기공이 형성될 수 있고, 그에 따라 기공율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 복수의 기공(510)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 수평 또는 수직 단면 형상이 예를 들어 원형, 타원형으로 형성될 수 있으며, 적어도 일부는 일측으로 연장된 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 인접한 기공(510)이 적어도 일부 연결될 수도 있으며, 이 경우 예컨데 땅콩 모양으로 형성될 수도 있다. 그리고, 적어도 어느 하나의 기공(510)은 수평 방향의 직경이 수직 방향의 직경보다 클 수 있고, 예를 들어 2배 이상일 수 있다. 한편, 유전층(500)의 두께에 따라 기공(510)의 크기가 유전층(500)의 두께보다 클 수 있다. 이 경우 유전층(500)의 두께 방향으로 기공(510)이 형성되어 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 빈 영역이 마련될 수 있다. 그러나, 기공(510)의 크기가 커 유전층(500)에 빈 영역이 마련되면 압축력이 약해져 적은 접촉 압력으로도 큰 센싱 출력을 얻을 수 있다. 즉, 센싱 마진을 향상시킬 수 있다. 또한, 기공(510)은 1% 내지 95%의 기공율로 형성될 수 있다. 즉, 유전층(500)의 기공율이 높을수록 적은 압력에도 유전층(500)이 크게 압축될 수 있다. 그러나, 유전층(500)의 기공율이 너무 높으면 유전층(500)의 형상을 유지하기 어렵고, 유전층(500)의 일부가 붕괴될 수도 있다. 따라서, 소정의 압력에서 소정의 크기로 압축될 수 있고 유전층(500)의 일부가 붕괴되지 않고 형상을 유지할 수 있도록 복수의 기공(510)은 1% 내지 95%의 기공율을 갖는 것이 바람직하다. 이때, 기공률이 높을수록 감도가 증가할 수 있다. 한편, 기공율은 (임의의 수직 단면 1㎠ 내의 기공의 단면적 비율 + 임의의 수평 단면 1㎠ 내의 기공의 단면적 비율)/2로 정의될 수 있다. 또한, 유전층(500)은 모든 영역에서 동일 기공율을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 유전층(500)의 기공율은 적어도 일 영역이 10% 이상을 가질 수 있다. 예를 들어, 유전층(500)의 적어도 일 영역이 10% 정도의 기공율을 갖고 적어도 타 영역이 80%의 기공율을 갖게 되면, 기공율이 큰 영역에서 더 큰 정전용량의 변화값을 센싱할 수 있지만, 10% 이상의 밀도를 가지게 되더라고 그에 따른 정전용량의 변화값을 제어부에서 충분히 센싱할 수 있다. 또한, 유전층(500)은 수직 단면의 기공(510)의 단면적율이 수평 단면의 기공(510)의 단면적율보다 작을 수 있다. 즉, 유전층(500)은 적어도 일 영역, 바람직하게는 전체 영역에서 기공(510)의 수직 방향으로의 단면적율이 수평 방향으로의 단면적율보다 작을 수 있다.
한편, 유전층(500)은 압력 변화에 따라 두께가 변화될 수 있는 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 즉, 유전층(500)은 압축 및 복원이 가능한 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 유전층(500)은 기공(510)을 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유전층(500)은 발포 고무, 발포 실리콘, 발포 라텍스, 발포 우레탄 등 기공(510)을 포함하며 압축 및 복원 가능한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 유전층(500)은 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 열경화성 수지로는 예를 들어 노볼락 에폭시 수지(Novolac Epoxy Resin), 페녹시형 에폭시 수지(Phenoxy Type Epoxy Resin), 비피에이형 에폭시 수지(BPA Type Epoxy Resin), 비피에프형 에폭시 수지(BPF Type Epoxy Resin), 하이드로네이트 비피에이 에폭시 수지(Hydrogenated BPA Epoxy Resin), 다이머산 개질 에폭시 수지(Dimer Acid Modified Epoxy Resin), 우레탄 개질 에폭시 수지(Urethane Modified Epoxy Resin), 고무 개질 에폭시 수지(Rubber Modified Epoxy Resin) 및 디씨피디형 에폭시 수지(DCPD Type Epoxy Resin)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 물론, 유전층(500)은 경도가 10 이하인 물질로 형성될 수도 있다. 이러한 물질로 형성된 유전층(500)은 2 이상 20 이하의 유전율을 가질 수 있다. 한편, 본 발명의 제 5 실시 예의 유전층(500)에는 본 발명의 제 4 실시 예와 마찬가지로 전자파 차폐 및 흡수 재료가 더 포함될 수 있다. 전자파 차폐 및 흡수 재료는 기공(510)보다 작은 크기를 가질 수 있고, 그에 따라 기공(510) 내에 함유될 수 있다. 물론, 전자파 차폐 및 흡수 재료는 기공(510)보다 큰 크기를 가질 수 있고, 유전층(500)의 기공(510)이 형성되지 영역 내에 함유될 수 있다. 또한, 전자파 차폐 및 흡수 재료는 기공(510)보다 작은 사이즈를 가질 수 있고, 기공(510)이 형성되지 않은 유전층(500) 내에 함유될 수 있다. 물론, 전자파 차폐 및 흡수 재료는 기공(510)보다 크거나 작은 복수의 크기를 가질 수 있고, 일부가 기공(510) 내에 함유되거나 기공(510)이 형성되지 않은 유전층(500) 내에 함유될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)과, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련된 유전층(500)을 포함한다. 이때, 유전층(500)은 유전율이 실리콘 또는 고무보다 높은, 예를 들어 유전율이 4 이상, 바람직하게는 4 초과인 유전체(520)가 절연물(530)내에 혼합되어 마련될 수 있고, 그에 따라 유전층(500)은 유전율이 4 이상, 바람직하게는 4를 초과할 수 있다. 한편, 유전층(500)은 유전체(520) 뿐만 아니라 본 발명의 제 5 실시 예에서 설명한 기공(510)을 더 포함할 수 있다.
유전층(500)은 유전율이 4 이상, 바람직하게는 4 초과인 유전체(520)와 절연물(530)이 혼합되어 형성될 수 있다. 즉, 유전층(500)은 절연물(530) 내에 유전율이 4 초과인 유전체(520)가 마련되어 소정 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 유전층(500)은 4 이상의 유전율을 가질 수 있다. 유전체(520)는 예를 들어 1㎛∼500㎛ 크기의 분말 형태로 혼합될 수 있다. 이때, 유전체(520)는 복수의 크기를 갖는 단일 분말 또는 2종 이상의 분말을 이용할 수 있다. 예를 들어, 1㎛∼100㎛의 평균 입경을 갖는 제 1 유전체 분말과, 100㎛∼300㎛의 평균 입경을 갖는 제 2 유전체 분말과, 300㎛∼500㎛의 평균 입경을 갖는 제 3 유전체 분말을 혼합하여 이용할 수 있다. 이렇게 복수의 크기를 갖는 유전체 분말을 이용함으로써 큰 유전체 분말 사이에 작은 유전체 분말이 끼어들게 형성될 수 있고, 그에 따라 유전체 분말의 함량을 더욱 향상시킬 수 있다. 여기서, 제 1 유전체 분말은 제 2 유전체 분말보다 작거나 같고, 제 2 유전체 분말은 제 3 유전체 분말보다 작거나 같을 수 있다. 즉, 제 1 유전체 분말의 평균 입경을 A, 제 2 유전체 분말의 평균 입경을 B, 그리고 제 3 유전체 분말의 평균 입경을 C라 할 때, A:B:C는 10∼100:100∼300:300∼500일 수 있다. 예를 들어, A:B:C는 10:100:300일 수 있고, 100:200:500일 수 있다. 또한, 유전체(520)는 1㎛∼500㎛ 크기의 분말보다 큰 소정의 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유전체(520)는 소정의 두께를 갖는 대략 사각형의 판 형상으로 절연물(530)에 혼합될 수 있다. 이때, 판 형상의 유전체(520)는 수평 방향으로 일 방향 및 이와 직교하는 타 방향으로 각각 소정의 길이를 갖고, 수직 방향으로 소정의 두께를 갖는 대략 사각형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 사각형의 판 형상의 유전체(520)는 예를 들어 3㎛∼5000㎛의 크기를 가질 수 있다. 바람직하게, 사각형의 판 형상의 유전체(520)는 3㎛∼5000㎛의 적어도 일 방향의 길이를 가질 수 있다. 이때, 판 형상의 유전체(520) 또한 적어도 둘 이상의 크기를 갖는 단일 물질 또는 적어도 둘 이상의 물질로 구성될 수 있다. 물론, 유전체(520)는 적어도 둘 이상의 크기를 갖는 분말 형태의 제 1 유전체와, 적어도 둘 이상의 크기를 갖는 판 형상의 제 2 유전체가 혼합되어 구성될 수도 있다. 한편, 유전층(500)의 두께보다 유전체(520)의 크기가 더 클 수 있는데, 이 경우 유전체(520)는 수평 방향으로 마련되어 유전층(500)의 두께보다 수평 방향으로 더 큰 크기를 가질 수 있다.
유전체(520)는 유전율이 4 이상, 바람직하게는 4 초과인 물질, 예를 들어 Ba, Ti, Nd, Bi, Zn, Al 중 적어도 하나를 포함하는 물질, 예를 들어 상기 물질의 산화물을 이용할 수 있다. 예를 들어, 유전체(520)는 BaTiO3, BaCO3, TiO2, Nd, Bi, Zn, Al2O3 중의 하나 이상을 포함한 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 한편, 유전체(520)는 0.01% 내지 95%의 밀도로 형성될 수 있다. 즉, 절연물(530)과 유전체(520)가 혼합된 유전층(310)을 100이라 할 때 유전체(520)는 0.01 내지 95 정도로 혼합될 수 있다. 이때, 유전체(520)의 밀도가 높을수록 유전층(500)의 유전율이 높아지므로 유전율을 최대로 증가시킬 수 있는 범위로 유전체(520)의 밀도를 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 유전체(520)는 모든 영역에서 동일 밀도로 마련되는 것이 바람직하다. 그러나, 유전체(520)는 적어도 일 영역이 0.01% 이상의 밀도를 갖도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 유전체(520)의 적어도 일 영역이 1% 정도의 밀도를 갖고 적어도 타 영역이 95%의 밀도를 갖게 되면, 밀도가 큰 영역에서 더 큰 정전용량의 변화값을 센싱할 수 있지만, 0.01% 이상의 밀도를 가지게 되더라고 그에 따른 정전용량의 변화값을 제어부에서 충분히 센싱할 수 있다
절연물(530)은 압력 변화에 따라 두께가 변화될 수 있는 물질을 이용할 수 있다. 즉, 절연물(530)은 압축 및 복원이 가능한 물질을 이용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘, 고무, 폴리머(polymer), 에폭시(epoxy), 폴리이미드(polyimide) 및 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystalline Polymer, LCP)로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 절연물(530)은 고무 기준으로 경도 30 이내이며 발포용 고무, 젤, 포론, 우레탄 등을 이용할 수 있다. 여기서, 유전율이 4 이상이며 압축 및 복원이 가능한 우레탄의 경우 유전체(520)를 함유하지 않고 독자적으로 이용될 수도 있고, 유전체(520)를 포함하여 유전율을 더욱 향상시킬 수 있다. 물론, 유전층(500)은 경도가 10 이하인 물질로 형성할 수 있는데, 예를 들어 실리콘, 겔, 고무, 우레탄 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 절연물(530)은 열경화성 수지로 이루어질 수 있다. 열경화성 수지로는 예를 들어 노볼락 에폭시 수지(Novolac Epoxy Resin), 페녹시형 에폭시 수지(Phenoxy Type Epoxy Resin), 비피에이형 에폭시 수지(BPA Type Epoxy Resin), 비피에프형 에폭시 수지(BPF Type Epoxy Resin), 하이드로네이트 비피에이 에폭시 수지(Hydrogenated BPA Epoxy Resin), 다이머산 개질 에폭시 수지(Dimer Acid Modified Epoxy Resin), 우레탄 개질 에폭시 수지(Urethane Modified Epoxy Resin), 고무 개질 에폭시 수지(Rubber Modified Epoxy Resin) 및 디씨피디형 에폭시 수지(DCPD Type Epoxy Resin)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.물론, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 절연물(530)은 상기 물질 이외에 본 발명의 제 4 및 제 5 실시 예에서 설명된 유전층(500)으로 이용 가능한 물질을 이용할 수 있다.
한편, 유전층(500)에는 전자파 차폐 및 흡수 재료가 더 포함될 수 있다. 전자파 차폐 및 흡수 재료는 유전체(520)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 물론, 전자파 차폐 및 흡수 재료는 유전체(520)보다 큰 크기를 가질 수 있다. 또한, 전자파 차폐 및 흡수 재료는 유전체(520)보다 크거나 작은 복수의 크기를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 제 4 내지 제 6 실시 예에 따른 압력 센서는 도 5에서 설명한 바와 같이 유전층(500)에 소정 깊이의 절개부(330)가 형성될 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 절개부(330) 내에 탄성층(500)이 형성될 수도 있다. 한편, 유전층(500)에 형성되는 절개부(330)는 레이저, 다이싱, 블레이트 컷 등의 방법 뿐만 아니라 금형 틀을 이용하여 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 스페이서가 형성되지 않으며 경도가 10 이하인 재료로 유전층(500)이 형성될 수 있다. 유전층(500)에 스페이서가 형성됨으로써 이물질이나 수분 등이 침투하지 못하고, 그에 따라 유전층(500)의 유전율이 변화되지 않아 센싱 값의 변화를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 복수의 기공(310)을 갖는 유전층(500)이 형성될 수 있다. 즉, 유전층(500)은 1% 내지 95%의 기공율을 갖는 복수의 기공(510)이 형성될 수 있다. 그리고, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 압력 센서는 서로 이격된 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 유전층(500)이 형성되고, 유전층(500)은 유전율이 4 초과인 유전체(520)와 압축 및 복원 가능한 절연물(530)이 혼합되어 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서는 작은 터치 압력에 의해서도 제 1 및 제 2 전극 사이의 변화량이 커져 충분한 데이터를 얻을 수 있다. 그에 따라 캐패시턴스값의 변화량에 따른 분해능이 좋아져 데이터 가공성이 용이한 압력 센서를 제작할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 큰 두께 변화가 필요하지 않아 두께를 최소화할 수 있어 압력 센서 및 압력 센서 모듈의 두께를 줄일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 압력 센서는 소정 영역에 개구(135, 235)가 형성될 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)이 소정의 형상으로 형성되며, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)의 소정 영역에 개구(135, 235)가 형성될 수 있다. 개구(135, 235)는 또 다른 압력 센서 또는 압력 센서와 다른 기능을 갖는 기능부가 삽입될 수 있도록 마련될 수 있다. 이때, 도시되지 않았지만, 압전층(300) 또는 유전층(500)에도 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)에 형성된 개구(135, 235)와 중첩되는 개구가 형성될 수 있다. 여기서, 압력 센서를 이용하여 개구(130, 230) 내에 삽입되는 또다른 압력 센서 또는 기능부를 인에이블시킬 수 있다. 즉, 압력 센서를 이용하여 개구(130, 230) 내에 삽입되는 또다른 압력 센서 또는 기능부에 전원을 인가하거나, 애플리케이션 또는 하드웨어적으로 압력 센서에 전원이 인가되는 동시에 또는 소정 시간 후에 개구(130, 230) 내에 삽입되는 또다른 압력 센서 또는 기능부에 전원이 인가될 수 있다. 한편, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)은 서로 다른 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 도 12에 도시된 바와 같이 제 1 전극층(100)은 제 1 전극(120)이 제 1 지지층(110) 상에 전체적으로 형성되고, 제 2 전극층(200)은 제 2 전극(220)이 제 2 지지층(210) 상에 소정 간격으로 이격되어 복수 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(210)은 대략 사각형 형태의 제 1 영역(210a)과, 개구(230)를 사이에 두고 형성된 대략 사각형 형태의 제 2 및 제 3 영역(220b, 220c)와, 대략 사각형 형상으로 형성된 제 4 영역(220d)이 소정 간격 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 제 1 지지층(110) 상에 제 1 연결 패턴(140)이 형성되고, 제 2 지지층(210) 상에 제 2 연결 패턴(240)이 형성될 수 있다. 이때, 제 1 연결 패턴(140)은 제 1 전극(110)과 접촉되어 형성되며, 제 2 연결 패턴(240)은 제 4 영역(220d)와 이격되어 형성된다. 또한, 제 1 및 제 2 연결 패턴(140, 240)은 적어도 일부 중첩되도록 형성될 수 있다. 물론, 도시되지 않았지만, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이의 압전층(300) 또는 유전층(500)의 적어도 일부에도 제 1 및 제 2 연결 패턴(140, 240) 사이에 제 3 연결 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 압전층(300) 또는 유전층(500)과 이격되어 제 3 연결 패턴이 형성될 수 있다. 따라서 ,제 1 및 제 2 연결 패턴(140, 240)은 제 3 연결 패턴을 통해 연결될 수 있다. 또한, 제 2 전극층(200)에는 제 1 내지 제 4 영역(210a 내지 210d)으로부터 연장되어 제 1 내지 제 4 연장 패턴(250a, 250b, 250c, 250d)이 각각 형성될 수 있고, 제 2 연결 패턴(240)으로부터 연장되어 제 5 연장 패턴(250e)이 형성될 수 있다. 제 1 내지 제 5 연장 패턴(250a 내지 250d)은 커넥터(미도시)로 연장되어 제어부 또는 전원부와 연결될 수 있다. 따라서, 제 5 연장 패턴(250e)과 제 2 연결 패턴(240) 및 제 3 연결 패턴을 통해 제 1 연결 패턴(140)으로 소정의 전원, 예를 들어 그라운드 전원이 인가될 수 있다. 또한, 제 1 내지 제 4 영역(220a 내지 220d)에 의해 센싱된 전압이 제 1 내지 제 4 연장 패턴(250a 내지 250d)을 통해 커넥터로 전달될 수 있다. 물론, 제 1 내지 제 4 연장 패턴(250a 내지 250d)을 통해 제 1 내지 제 4 영역(220a, 220d)로 소정의 전원, 예를 들어 구동 전원이 인가될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예들에 따른 압전 센서는 햅틱 소자, 압전 부저, 압전 스피커, NFC, WPC 및 MST(Magnetic Secure Transmission) 등과 결합되어 복합 소자로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 복합 소자는 압력 센서와, 압력 센서와는 다른 기능을 하는 적어도 하나의 기능부가 결합되거나, 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이 진동판(3000) 상에 압전 소자(2000)가 형성되고 그 상부에 본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서(1000)가 마련될 수 있다. 압력 센서(1000)는 본 발명의 제 1 내지 제 6 실시 예에서 설명한 바와 같은 압전층(300) 또는 유전층(500)을 구비하는 압력 센서를 포함할 수 있다. 도 13 내지 도 15에는 도 8을 이용하여 설명된 구조를 도시하였다. 즉, 압전층(300) 또는 유전층(500)에 형성된 절개부(330) 내에 탄성층(400)이 형성된 구조를 도시하였다.
압전 소자(2000)는 기판의 양면에 압전층이 형성된 바이모프 타입으로 형성될 수도 있고, 기판의 일면에 압전층이 형성된 유니모프 타입으로 형성될 수도 있다. 압전층은 적어도 일층이 적층 형성될 수 있는데, 바람직하게는 복수의 압전층이 적층 형성될 수 있다. 또한, 압전층의 상부 및 하부에는 각각 전극이 형성될 수 있다. 즉, 복수의 압전층과 복수의 전극이 교대로 적층되어 압전 소자(2000)가 구현될 수 있다. 여기서, 압전층은 압전층(300)과 동일 물질, 예를 들어 PZT(Pb, Zr, Ti), NKN(Na, K, Nb), BNT(Bi, Na, Ti) 계열의 압전 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 압전층은 서로 다른 방향 또는 동일 방향으로 분극되어 적층 형성될 수 있다. 즉, 기판의 일면 상에 복수의 압전층이 형성되는 경우 각 압전층은 서로 반대 방향 또는 동일 방향의 분극이 교대로 형성될 수 있다. 한편, 기판은 압전층이 적층된 구조를 유지하면서 진동이 발생할 수 있는 특성을 갖는 물질을 이용할 수 있는데, 예를 들어 금속, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 한편, 압전 소자(2000)는 적어도 일 영역에는 구동 신호가 인가되는 전극 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극 패턴은 압전 소자(2000)의 상부면 또는 하부면의 가장자리에 마련될 수 있다. 전극 패턴은 서로 이격되어 적어도 둘 이상 형성될 수 있고, 연결 단자(미도시)와 연결되어 이를 통해 전자기기에 연결될 수 있다. 이때, 전극 패턴이 압전 소자(2000)의 하부에 형성되는 경우 진동판(3000)과 절연시키는 것이 바람직하고, 이를 위해 압전 소자(2000)와 진동판(3000) 사이에 절연막을 형성할 수 있다.
진동판(3000)은 압전 소자(2000) 및 압력 센서(1000)와 동일한 형상을 갖도록 마련되며, 압전 소자(2000)보다 크게 마련될 수 있다. 진동판(3000)의 상면에는 압전 소자(2000)가 접착제에 의해 접착될 수 있다. 이러한 진동판(3000)은 금속, 폴리머계 또는 펄프계 물질을 이용할 수 있다. 예를 들어, 진동판(3000)은 수지 필름을 이용할 수 있는데, 에틸렌 플로필렌 고무계, 스티렌 부타디엔 고무계 등 영율이 1MPa∼10GPa로 손실 계수가 큰 재료를 이용할 수 있다. 이러한 진동판(3000)은 압전 소자(2000)의 진동을 증폭시키게 된다.
이렇게 진동판(3000)과 압력 센서(1000) 사이에 마련된 압전 소자(2000)는 전자기기를 통해 인가되는 신호, 즉 교류 전원에 따라 압전 음향 소자 또는 압전 진동 소자로 구동될 수도 있다. 즉, 압전 소자(2000)는 인가되는 신호에 따라 소정의 진동을 발생시키는 액추에이터, 즉 햅틱 소자로 이용될 수 있고, 소정의 음향을 발생시키는 압전 부저 또는 압전 스피커로 이용될 수도 있다.
한편, 압력 센서(1000)와 압전 소자(2000)는 접착제 등에 의해 접착될 수도 있고, 일체로 형성될 수도 있다. 압력 센서(1000)와 압전 소자(2000)가 일체로 제작되는 경우 압력 센서(1000)는 도 5 및 도 8을 이용하여 설명된 구조가 가능하다. 즉, 복수의 압전층 및 전극이 반복적으로 적층된 부분과 그 상부에 제 2 전극이 형성되고, 그 상부에 압전층(300)이 형성되며, 그 상부에 제 1 전극이 형성될 수 있다. 이때, 제 2 전극은 패터닝되어 형성되며, 압전층(300)은 복수의 절개부에 의해 소정 셀 단위로 절개될 수 있으며, 그 상부에 제 1 전극이 패터닝되어 형성될 수 있다.
또한, 압전 소자(2000)가 압전 부저 또는 압전 스피커로 이용되는 경우 압전 소자(2000)와 압전 센서(1000) 사이에는 소정의 공명 공간이 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 도 14에 도시된 바와 같이 압전 소자(2000)과 압전 센서(1000) 사이의 가장자리에 소정 두께의 지지대(4000)가 마련될 수 있다. 지지대(4000)는 폴리머를 이용할 수 있다. 지지대(4000)의 높이에 따라 압전 소자(2000)와 압전 센서(1000) 사이의 공명 공간의 크기가 조절될 수 있다. 한편, 지지대(4000)는 압전 소자(2000)와 압전 센서(1000)의 가장자리를 따라 접착 테이프 등이 형성되어 구현될 수도 있다. 또한, 도 15에 도시된 바와 같이 압전 소자(2000)와 압전 센서(1000) 사이의 가장자리에 제 1 지지대(4100)이 형성될 뿐만 아니라 압전 소자(2000)와 진동판(3000) 사이에도 제 2 지지대(4200)가 마련되어 소정의 공명 공간이 마련될 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 압력 센서가 포함된 복합 소자의 실시 예로서 NFC 및 WPC가 포함된 복합 소자의 분해 사시도 및 결합 사시도이다. 물론, 압력 센서가 NFC, WPC 및 MST 각각과 결합될 수 있으며, 이들 NFC, WPC 및 MST는 소정의 안테나 패턴으로 이루어질 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 압전 센서(1000)의 일면 상에 마련되며 제 1 안테나 패턴(4100)이 형성된 제 1 시트(4000)와, 제 1 시트(4000)의 상부 또는 하부 또는 동일면상에 마련되며 제 2 안테나 패턴(5100) 및 제 3 안테나 패턴(5200)이 형성된 제 2 시트(500)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 시트(4000)의 제 1 안테나 패턴(4100)과 제 2 시트(5000)의 제 2 안테나 패턴(5100)은 서로 연결되어 무선 충전(WPC: Wireless Power Charge) 안테나를 이루고, 제 2 시트(500)의 제 3 안테나 패턴(5200)은 제 2 안테나 패턴(5100)의 외측에 형성되어 근거리 무선통신(NFC : Near Field Communication) 안테나를 이룬다. 즉, 본 발명에 따른 복합 소자 모듈은 압전 센서, WPC 안테나 및 NFC 안테나가 일체화되어 마련될 수 있다.
제 1 시트(4000)는 압전 센서(1000)의 일면 상에 마련되며, 상부에 제 1 안테나 패턴(4100)이 형성된다. 또한, 제 1 시트(4000)에는 제 1 안테나 패턴(4100)과 연결되어 외부로 인출되는 제 1 및 제 2 인출 패턴(4200a, 4200b)과, 제 2 시트(500)에 형성된 제 3 안테나 패턴(5200)을 연결시키는 복수의 연결 패턴(4310, 4320, 4330)과, 제 3 안테나 패턴(5200)과 연결되어 외부로 인출되는 제 3 및 제 4 인출 패턴(4400a, 4400b)이 형성된다. 이러한 제 1 시트(4000)는 압력 센서(1000)와 동일 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 제 1 시트(4000)는 대략 직사각형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 제 1 시트(4000)의 두께는 압력 센서(1000)의 두께와 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 제 1 안테나 패턴(4100)은 제 1 시트(4000)의 예를 들어 중앙부로부터 일 방향으로 회전하여 소정의 턴 수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 안테나 패턴(4100)은 소정의 폭 및 간격을 가지며, 반시계 방향으로 외측으로 회전하는 나선형으로 형성될 수 있다. 이때, 제 1 안테나 패턴(4100)의 선폭 및 간격은 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 즉, 제 1 안테나 패턴(4100)은 선폭이 간격보다 더 클 수도 있다. 또한, 제 1 안테나 패턴(4100)의 끝단은 제 1 인출 패턴(4200a)과 연결된다. 제 1 인출 패턴(4200a)은 소정의 폭으로 형성되어 제 1 시트(4000)의 일 변으로 노출되도록 형성된다. 예를 들어, 제 1 인출 패턴(4200a)은 제 1 시트(4000)의 장변 방향으로 연장 형성되어 제 1 시트(4000)의 일 단변에 노출되도록 형성된다. 또한, 제 2 인출 패턴(4200b)은 제 1 인출 패턴(4200a)과 이격되어 제 1 인출 패턴(4200a)과 동일 방향으로 형성된다. 이러한 제 2 인출 패턴(4200b)은 제 2 시트(5000) 상에 형성된 제 2 안테나 패턴(5100)과 연결된다. 여기서, 제 2 인출 패턴(4200b)은 제 1 인출 패턴(4200a)보다 길게 형성될 수 있다. 그리고, 복수의 연결 패턴(4310, 4320, 4330)이 제 2 시트(5000)에 형성된 제 3 안테나 패턴(5200)을 연결시키기 위해 마련된다. 즉, 제 3 안테나 패턴(5200)은 적어도 두 영역이 끊어진 예를 들어 반원 형상으로 형성되는데, 이들을 서로 연결시키기 위해 제 1 시트(4000) 상에 복수의 연결 패턴(4210, 4220, 4230)이 형성된다. 연결 패턴(4210)은 제 1 인출 패턴(4200a) 사이의 영역에 일 단변 방향으로 소정의 폭 및 길이로 형성된다. 연결 패턴(4220, 4230)은 연결 패턴(4210)과 장변 방향으로 대향되는 위치, 즉 제 1 및 제 2 인출 패턴(4200a, 220b)이 형성되지 않은 타 단변 측에 형성되며, 타 단변으로 노출되지 않고 타 단변 방향을 따라 소정의 폭 및 길이로 형성된다. 또한, 연결 패턴(4220, 4230)은 서로 이격되도록 형성된다. 또한, 제 3 및 제 4 인출 패턴(4400a, 4400b)은 제 2 인출 패턴(4200b)와 이격되어 형성되며, 일 단변에 노출되도록 형성된다. 한편, 인출 패턴들(4200, 4400)이 형성된 일 변의 인출 패턴들(4200, 4400)이 형성되지 않은 영역에는 관통홀(4500a, 4500b)이 각각 이격되어 형성된다. 또한, 인출 패턴(4200, 4400)은 연결 단자(미도시)와 연결되고, 이를 통해 전자기기에 연결될 수 있다. 한편, 제 1 시트(4000)는 자성 세라믹으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 1 시트(4000)는 NiZnCu 또는 NiZn계 자성체를 이용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, NiZnCu계 자성 시트는 자성체로서 Fe2O3, ZnO, NiO, CuO가 혼합될 수 있는데, Fe2O3, ZnO, NiO 및 CuO가 5:2:2:1의 비율로 혼합될 수 있다. 이렇게 제 1 시트(4000)가 자성 세라믹으로 제작됨으로써 WPC 안테나 및 NFC 안테나에서 발생되는 전자파를 차폐하거나 전자파를 흡수하여 전자파의 간섭을 억제시킬 수 있다.
제 2 시트(5000)는 제 1 시트(4000) 상에 마련되며, 제 2 안테나 패턴(5100) 및 제 3 안테나 패턴(5200)이 서로 이격되어 형성된다. 또한, 제 2 시트(5000)에는 복수의 홀(5310, 5320, 5330, 5340, 5350, 5360, 5370, 5380)이 형성된다. 이러한 제 2 시트(5000)는 압전 센서(1000) 및 제 1 시트(4000)와 동일 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 제 2 시트(5000)는 대략 직사각형의 판 형상으로 마련될 수 있다. 이때, 제 2 시트(5000)의 두께는 압전 센서(1000) 및 제 1 시트(4000)의 두께와 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 즉, 제 2 시트(5000)는 압전 센서(1000)보다 얇고 제 1 시트(4000)와 동일 두께로 마련될 수 있다. 제 2 안테나 패턴(5100)은 제 2 시트(5000)의 예를 들어 중앙부로부터 일 방향으로 회전하여 소정의 턴 수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 안테나 패턴(5100)은 소정의 폭 및 간격을 가지며, 시계 방향으로 외측으로 회전하는 나선형으로 형성될 수 있다. 즉, 제 1 시트(4000)에 형성된 제 1 안테나 패턴(4100)과 동일 영역에서 시작하여 시계 방향으로 회전하는 나선형으로 형성되며, 제 1 시트(4000) 상에 형성된 제 2 인출 패턴(4200b)과 중첩되는 영역까지 형성될 수 있다. 이때, 제 2 안테나 패턴(5100)의 선폭 및 간격은 제 1 안테나 패턴(4100)의 선폭 및 간격과 동일할 수 있고, 제 2 안테나 패턴(5100)과 제 1 안테나 패턴(4100)은 중첩될 수 있다. 제 2 안테나 패턴(5100)의 시작점과 끝점에는 각각 홀(5310, 5320)이 형성되며, 홀(5310, 5320)에는 도전 물질이 매립되어 있다. 따라서, 홀(5310)을 통해 제 2 안테나 패턴(5100)의 시작점은 제 1 안테나 패턴(4100)의 시작점과 연결되고, 홀(5320)을 통해 제 2 안테나 패턴(5100)의 끝점은 제 2 인출 패턴(4200b)의 소정 영역과 연결된다. 제 3 안테나 패턴(5200)은 제 2 안테나 패턴(5100)과 이격되어 형성되며, 제 2 시트(5000)의 가장자리를 따라 복수의 턴 수로 형성된다. 즉, 제 3 안테나 패턴(5200)은 제 2 안테나 패턴(5100)을 외부에서 둘러싸도록 마련된다. 이때, 제 3 안테나 패턴(5200)은 제 2 시트(5000) 상의 소정 영역에서 끊어진 형상으로 형성된다. 즉, 제 3 안테나 패턴(5200)은 서로 연결된 복수의 턴 수로 형성되지 않고, 적어도 두 영역에서 끊어져 제 2 시트(5000) 상에서 전기적으로 서로 연결되지 않는 형태로 형성될 수 있다. 이렇게 서로 끊어진 제 3 안테나 패턴(5200) 사이에는 복수의 홀(5330, 5340, 5350, 5360, 5370, 5380)이 형성된다. 또한, 복수의 홀(5330, 5340, 5350, 5360, 5370, 5380)은 도전 물질이 매립되어 제 1 시트(400)의 연결 패턴(4310, 4320, 4330)과 각각 연결된다. 따라서, 제 3 안테나 패턴(5200)은 적어도 두 영역에서 끊어진 형태로 형성되지만 복수의 홀(5330, 5340, 5350, 5360, 5370, 5380) 및 제 1 시트(4000)의 연결 패턴(4310, 4320, 4330)을 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 또한, 제 2 시트(5000)에는 제 1 시트(4000)의 관통홀(4500a, 4500b) 및 복수의 인출 패턴(4200, 4400)을 각각 노출시키는 복수의 관통홀(5410, 5420)이 각각 형성된다. 또한, 관통홀(5420)은 제 1 시트(4000)의 복수, 즉 네개의 인출 패턴(4200, 4400)을 노출시키도록 네개 형성된다. 한편, 제 2 시트(5000)는 제 1 시트(4000)와는 다른 재질의 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 제 2 시트(5000)는 비자성 세라믹으로 제작될 수 있는데, 저온 동시 소결 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic; LTCC)을 이용하여 제작될 수 있다.
한편, 안테나 패턴(4100, 4100, 4200), 인출 패턴(4200, 4400), 연결 패턴(4310, 4320, 4330) 등은 동박 또는 도전성 페이스트를 이용하여 형성되는데, 도전성 페이스트를 이용하여 형성하는 경우 도전성 페이스트는 다양한 인쇄법에 의하여 시트 상에 인쇄될 수 있다. 도전성 페이스트의 도전성 입자로는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 은 코팅 구리(Ag coated Cu), 은 코팅 니켈(Ag coated Ni), 니켈 코팅 구리(Ni coated Cu), 니켈 코팅 그라파이트(Ni coated graphite)의 금속 입자와 카본 나노 튜브, 카본 블랙(Carbon black), 그라파이트(Graphite), 은 코팅 그라파이트(Ag coated graphite) 등이 이용될 수 있다. 도전성 페이스트는 도전성 입자가 유동성을 가지는 유기 바인더 중에 고르게 분산되어 있는 상태의 물질로서 인쇄 등의 방법에 의해 시트 상에 도포되어 건조, 경화, 소성 등의 열처리에 의해 전기적인 도전성을 나타낸다. 또한, 인쇄법으로서는 스크린 인쇄 등의 평판 인쇄, 그라비아 인쇄 등과 같은 롤투롤(Roll to Roll) 인쇄, 잉크젯 인쇄 등이 이용될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 소자 모듈은 압력 센서, WPC 안테나 및 NFC 안테나가 일체화되어 제작될 수 있다. 따라서, 하나의 모듈을 이용하여 전자기기의 압력을 센싱할 수 있고, 무선으로 전자기기를 충전할 수 있으며, 근거리 통신이 가능하다. 물론, 압력 센서를 포함하여 압전 스피커, 압전 액추에이터, WPC 안테나, NFC 안테나 및 MST 안테나의 적어도 하나가 일체화되어 제작될 수도 있다. 또한, 하나의 모듈로 다기능을 구현함으로써 각 기능들이 개별적으로 구비되는 것에 비해 이들이 차지하는 영역의 면적을 줄일 수 있다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 센서를 포함하는 복합 소자를 구비하는 전자기기의 전면 사시도 및 후면 사시도이고, 도 20은 도 18의 A-A' 라인을 따라 절취한 일부 단면도이다. 여기서, 본 발명의 실시 예는 압력 센서를 포함하는 복합 소자를 구비하는 전자기기로서 스마트 폰을 포함하는 이동 단말기를 예로 들어 설명하며, 도 18 내지 도 20는 본 발명과 관계된 주요 부분을 개략적으로 도시하였다.
도 18 내지 도 20을 참조하면, 전자기기(7000)는 외관을 이루는 케이스(7100)를 포함하고, 케이스(7100) 내부에 전자기기(7000)의 복수의 기능을 수행하기 위한 복수의 기능 모듈 및 회로 등이 마련된다. 이러한 케이스(7100)는 프론트 케이스(7110), 리어 케이스(7120) 및 배터리 커버(7130)를 포함할 수 있다. 여기서, 프론트 케이스(7110)는 전자기기(7000)의 상부와 측면 일부를 이룰 수 있고, 리어 케이스(7120)는 전자기기(7000)의 측면 일부와 하부를 이룰 수 있다. 즉, 프론트 케이스(7110)의 적어도 일부와 리어 케이스(7120)의 적어도 일부가 전자기기(7000)의 측면을 형성할 수 있고, 프론트 케이스(7110)의 일부가 디스플레이부(7310)를 제외한 상면 일부를 이룰 수 있다. 또한, 배터리 커버(7130)는 리어 케이스(7120) 상에 마련되는 배터리(7200)를 덮도록 마련될 수 있다. 한편, 배터리 커버(7130)는 일체로 마련되거나 착탈 가능하게 마련될 수 있다. 즉, 배터리(7200)가 일체형일 경우 배터리 커버(7130)는 일체로 형성될 수 있고, 배터리(7200)가 착탈 가능할 경우 배터리 커버(7130) 또한 착탈 가능할 수 있다. 물론, 프론트 케이스(7110)와 리어 케이스(7120)가 일체로 제작될 수도 있다. 즉, 프론트 케이스(7110) 및 리어 케이스(7120)의 구분없이 측면 및 후면을 폐쇄하고 상면을 노출시키도록 케이스(7100)가 형성되고, 케이스(7100)의 후면을 커버하도록 배터리 커버(7130)가 마련될 수도 있다. 이러한 케이스(7100)는 적어도 일부가 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질로 형성될 수 있다. 즉, 프론트 케이스(7110) 및 리어 케이스(7120)의 적어도 일부가 금속 재질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 전자기기(7000)의 측면을 이루는 부분이 금속 재질로 형성될 수 있다. 물론, 배터리 커버(7130) 또한 금속 재질로 형성될 수 있다. 케이스(7100)로 이용되는 금속 재질로는 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 한편, 프론트 케이스(7110)와 리어 케이스(7120)의 사이에 형성된 공간에는 액정표시장치 등의 표시부, 압력 센서, 회로 기판, 햅틱 장치 등 각종 부품이 내장될 수 있다.
프론트 케이스(7110)에는 디스플레이부(7310), 음향 출력 모듈(7130), 카메라 모듈(7330a) 등이 배치될 수 있다. 또한, 프론트 케이스(7110) 및 리어 케이스(7120)의 일 측면에는 마이크(7340), 인터페이스(7350) 등이 배치될 수 있다. 즉, 전자기기(7000)의 상면에 디스플레이부(7310), 음향 출력 모듈(7130) 및 카메라 모듈(7330a) 등이 배치되고, 전자기기(7000)의 일 측면, 즉 아래 측면에 마이크(7340), 인터페이스(7350) 등이 배치될 수 있다. 디스플레이부(7310)는 전자기기(7000)의 상면에 배치되어 프론트 케이스(7110)의 상면의 대부분을 차지한다. 즉, 디스플레이부(7310)는 X 및 Y 방향으로 각각 소정의 길이를 갖는 대략 직사각형의 형상으로 마련되며, 전자기기(7000) 상면의 중앙 영역을 포함하여 전자기기(7000) 상면의 대부분의 영역에 형성된다. 이때, 전자기기(7000)의 외곽, 즉 프론트 케이스(7110)의 외곽과 디스플레이부(7310) 사이에는 디스플레이부(7310)가 차지하지 않는 소정의 공간이 마련되는데, X 방향으로 디스플레이부(7310)의 상측에 음향 출력 모듈(7130) 및 카메라 모듈(7330a)이 마련되고, 하측에 전면 입력부(7360)를 포함한 사용자 입력부가 마련될 수 있다. 또한, X 방향으로 연장되는 디스플레이부(7310)의 두 가장자리와 전자기기(7000)의 테두리 사이, 즉 Y 방향으로 디스플레이부(7310)와 전자기기(7000)의 테두리 사이에 베젤 영역이 마련될 수 있다. 물론, 별도의 베젤 영역이 마련되지 않고 디스플레이부(7310)가 Y 방향으로 전자기기(7000)의 테두리까지 확장되어 마련될 수 있다.
디스플레이부(7310)는 시각 정보를 출력하고 사용자의 촉각 정보를 입력할 수 있다. 이를 위해 디스플레이부(7310)에는 터치 입력 장치가 마련될 수 있다. 터치 입력 장치는 단말기 바디의 전면을 커버하는 윈도우(1400)와, 시작 정보를 출력하는 예를 들어 액정표시장치 등의 표시부(1500)와, 사용자의 터치 또는 압력 정보를 입력하는 본 발명의 실시 예들의 적어도 어느 하나에 따른 압력 센서(1000)를 포함할 수 있다. 또한, 압력 센서(1000) 대신에 압력 센서(1000)를 구비하는 복합 소자(6000)가 터치 입력 장치를 이룰 수 있다. 또한, 터치 입력 장치는 윈도우(1400)와 표시부(1500) 사이에 마련된 터치 센서를 더 포함할 수 있다. 즉, 터치 입력 장치는 터치 센서와 압력 센서(1000)를 포함할 수 있고, 터치 센서와 압력 센서(1000)를 포함하는 복합 소자(6000)를 포함할 수 있다. 터치 센서는 예를 들어 소정 두께의 투명한 판 상에 일 방향 및 이와 직교하는 타 방향으로 복수의 전극이 소정 간격 이격되어 형성되고 그 사이에 유전층이 마련되어 사용자의 터치 입력을 검출할 수 있다. 즉, 터치 센서는 복수의 전극이 예를 들어 격자 모양으로 배열되고, 사용자의 터치 입력에 따른 전극 사이의 거리에 따른 정전용량을 검출할 수 있다. 여기서, 터치 센서는 사용자가 터치하는 수평 방향, 즉 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향의 좌표를 검출하고, 압력 센서(1000) 또는 복합 소자(6000)는 X 방향 및 Y 방향 뿐만 아니라 수직 방향, 즉 Z 방향의 좌표를 검출할 수 있다. 즉, 터치 센서와 압력 센서(1000) 또는 복합 소자(6000)가 X 방향 및 Y 방향의 좌표를 동시에 검출하고, 압력 센서(1000) 또는 복합 소자(6000)가 Z 방향의 좌표를 더 검출할 수 있다. 이렇게 터치 센서와 압력 센서(1000) 또는 복합 소자(6000)가 수평 좌표를 동시에 검출하고 압력 센서(1000) 또는 복합 소자(6000)가 수직 좌표를 검출함으로써 사용자의 터치 좌표를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
한편, 프론트 케이스(7110) 상면의 디스플레이부(7310) 이외의 영역에는 음향 출력 모듈(7130), 카메라 모듈(7330a), 전면 입력부(7360) 등이 마련될 수 있다. 이때, 음향 출력 모듈(7130) 및 카메라 모듈(7330a)는 X 방향으로 디스플레이부(7310)의 상측에 마련되고, 전면 입력부(7360) 등의 사용자 입력부는 X 방향으로 디스플레이부(7310)의 하측에 마련될 수 있다. 전면 입력부(7360)는 터치키, 푸쉬키 등으로 구성될 수 있고, 터치 센서 또는 압력 센서를 이용하여 전면 입력부(7350)가 없는 구성도 가능하게 된다. 이때, 전면 입력부(7360)의 하측 내부, 즉 Z 방향으로 전면 입력부(7360) 하측의 케이스(7100) 내부에는 전면 입력부(7360)의 기능을 위한 기능 모듈(3000)이 마련될 수 있다. 즉, 전면 입력부(7360)의 구동 방식에 따라 터치키 또는 푸쉬키의 기능을 수행하는 기능 모듈이 마련될 수 있고, 터치 센서 또는 압력 센서가 마련될 수 있다. 또한, 전면 입력부(7360)는 지문 인식 센서를 포함할 수 있다. 즉, 전면 입력부(7360)를 통해 사용자의 지문을 인식하고 적법한 사용자인지 검출할 수 있고, 이를 위해 기능 모듈(8000)이 지문 인식 센서를 포함할 수 있다. 한편, Y 방향으로 전면 입력부(7360)의 일측 및 타측에는 본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서(1000)를 포함하는 복합 소자(6000)가 마련될 수 있다. 사용자 입력부로서 전면 입력부(7360) 양측에 복합 소자(6000)가 마련됨으로써 사용자의 터치 입력을 검출하여 이전 화면으로 돌아가는 기능 및 디스플레이부(7310)의 화면 설정을 위한 설정 기능을 수행할 수 있다. 이때, 지문 인식 센서를 이용하는 전면 입력부(7360)는 사용자의 지문 인식 뿐만 아니라 초기 화면으로 돌아가는 기능을 수행할 수도 있다. 한편, 복합 소자(6000)는 압전 진동 장치 등의 햅틱 피드백 장치를 구비하여 사용자의 입력 또는 터치에 반응하여 피드백을 제공할 수 있다. 즉, 복합 소자(6000)는 사용자의 압력 또는 터치를 검출하는 동시에 이에 반응하여 피드백을 제공할 수 있다. 한편, 복합 소자(6000)는 디스플레이부(7310) 이외의 전자기기(7000)의 소정 영역에 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 예를 들어, 음향 출력 모듈(7310) 외측 영역, 전면 입력부(7360) 외측 영역, 베젤 영역 등에 복합 소자(6000)가 더 마련될 수 있다.
전자기기(7000)의 측면에는 도시되지 않았지만 전원부 및 측면 입력부가 더 마련될 수 있다. 예를 들어, 전원부 및 측면 입력부가 전자기기의 Y 방향으로 서로 대향되는 두 측면에 각각 마련될 수 있고, 일 측면에 서로 이격되어 마련될 수도 있다. 전원부는 전자기기를 온/오프시킬 때 이용될 수 있고, 화면을 인에이블 또는 디스에이블할 때 이용할 수 있다. 또한, 측면 입력부는 음향 출력 모듈(7130)에서 출력되는 음향의 크기 조절 등에 이용할 수 있다. 이때, 전원부 및 측면 입력부는 터치키, 푸쉬키 등으로 구성될 수 있고, 압력 센서(1000)로 구성될 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 전자기기는 디스플레이부(7310) 이외의 복수의 영역에 압력 센서(1000)가 각각 마련될 수 있다. 예를 들어, 전자기기의 상측의 음향 출력 모듈(7130) 및 카메라 모듈(7330a) 등의 압력 감지, 하측의 전면 입력부(7360)의 압력 제어, 그리고 측면의 전원부 및 측면 입력부 등의 압력을 제어하기 위해 적어도 하나의 압력 센서가 더 마련될 수 있다.
한편, 전자기기(7000)의 후면, 즉 리어 케이스(7120)에는 도 12에 도시된 바와 같이 카메라 모듈(7330b)이 추가로 장착될 수 있다. 카메라 모듈(7330b)은 카메라 모듈(7330a)과 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라 모듈(7330a)과 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다. 카메라 모듈(7330b)에 인접하게는 플래시(미도시)가 추가로 배치될 수 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 카메라 모듈(7330b)의 하측에 지문 인식 센서가 마련될 수 있다. 즉, 전면 입력부(7360)에 지문 인식 센서가 마련되지 않고 전자기기(7000)의 후면에 지문 인식 센서가 마련될 수도 있다.
배터리(7200)는 리어 케이스(7120)와 배터리 커버(1300) 사이에 마련될 수 있으며, 고정될 수도 있고, 탈착 가능하게 마련될 수도 있다. 이때, 리어 케이스(7120)는 배터리(7200)가 삽입되는 영역을 마련하도록 해당 영역이 오목하게 형성될 수 있고, 배터리(7200)가 장착된 후 배터리 커버(7130)가 배터리(7200) 및 리어 케이스(7120)를 덮도록 마련될 수 있다.
또한, 도 20에 도시된 바와 같이 전자기기(7000) 내부의 디스플레이부(7310)와 리어 케이스(7130) 사이에 브라켓(7370)이 마련되고, 브라켓(7370) 상측에 윈도우(1400), 표시부(1500), 압력 센서(1000) 또는 복합 소자(6000)가 마련될 수 있다. 즉, 디스플레이부(7310)의 브라켓(7370) 상측에 본 발명에 따른 터치 입력 장치가 마련될 수 있고, 브라켓(7370)은 터치 입력 장치를 지지한다. 또한, 브라켓(7370)은 디스플레이부(7310) 이외의 영역으로 연장 형성될 수도 있다. 즉, 도 20에 도시된 바와 같이 전면 입력부(7360) 등이 형성된 영역으로 브라켓(7370)이 연장 형성될 수 있다. 또한, 브라켓(7370)의 적어도 일부는 프론트 케이스(7110)의 적어도 일부에 지지될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(7310)의 외측으로 확장된 브라켓(7370)은 프론트 케이스(7110)로부터 연장된 연장부에 의해 지지될 수 있다. 그리고, 디스플레이부(7310)과 그 외측 사이의 경계 영역의 브라켓(7370) 상에는 소정 높이의 격벽이 형성될 수도 있다. 이러한 브라켓(7370)은 복합 소자(6000)와 지문 인식 센서 등의 기능 모듈(8000) 등을 지지하게 된다. 또한, 도시되지 않았지만, 브라켓(7370) 상에는 압력 센서(1000), 복합 소자(6000), 지문 인식 센서 등의 기능 모듈(8000) 및 터치 센서 등에 전원을 공급하고 이들로부터 출력되는 신호를 입력하여 검출하기 위한 적어도 하나의 구동 수단이 마련된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB) 또는 플렉서블 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)이 마련될 수도 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서 또는 이를 포함하는 복합 소자는 전자기기 내의 소정 영역에 적어도 하나 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기한 바와 같이 디스플레이부(7310) 및 사용자 입력부에 각각 마련될 수도 있고, 어느 하나 마련될 수도 있다. 그러나, 압력 센서 또는 이를 포함하는 복합 소자는 전자기기 내의 소정 영역에 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 이렇게 복수의 영역에 압력 센서 또는 이를 포함하는 복합 소자가 마련될 수 있는 본 발명에 따른 전자기기의 다양한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 21은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전자기기의 단면도로서, 디스플레이부(7310)에 마련되는 터치 입력 장치의 단면도이다. 여기서, 터치 입력 장치는 압력 센서(1000)를 포함한다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전자기기는 윈도우(1400), 표시부(1500), 압력 센서(1000) 및 브라켓(7370)을 포함한다.
윈도우(1400)는 표시부(1500) 상측에 마련되어 프론트 케이스(7310)의 적어도 일부에 의해 지지된다. 또한, 윈도우(1400)는 전자기기의 상면을 이루어 손가락, 스타일러스 펜 등의 객체가 접촉된다. 이러한 윈도우(1400)는 투명 재질로 마련될 수 있는데, 예를 들어 아크릴 수지, 유리 등으로 제작될 수 있다. 한편, 윈도우(1400)은 디스플레이부(7310) 뿐만 아니라 디스플레이부(7310) 외측의 전자기기(7000) 상면에 형성될 수 있다. 즉, 윈도우(1400)는 전자기기(7000)의 상면을 커버하도록 형성될 수 있다.
표시부(1500)는 윈도우(1400)를 통해 사용자에게 영상을 표시한다. 이러한 표시부(1500)는 액정표시(Liquid Crystal Display: LCD)패널, 유기발광표시(Organic Light Emitting Display: OLED)패널 등을 포함할 수 있다. 표시부(1500)가 액정표시 패널일 경우 표시부(1500) 하측에는 백라이트 유닛(미도시)이 마련될 수 있다. 백라이트 유닛은 반사 시트, 도광판, 광학 시트 및 광원을 포함할 수 있다. 광원은 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 이용될 수 있다. 이때, 광원은 반사 시트, 도광판, 광학 시트가 적층된 광학 구조물의 하측에 마련될 수도 있고, 측면에 마련될 수도 있다. 액정표시패널의 액정 물질은 백라이트 유닛의 광원에 반응하여 입력되는 신호에 따른 문자 또는 영상 등을 출력한다. 한편, 표시부(1500)와 백라이트 유닛 사이에 차광 테이프(미도시)가 부착되어 빛의 누출을 차단한다. 차광 테이프는 폴리에틸렌 필름의 양 측면에 점착제가 도포된 형태로 구성될 수 있다. 표시부(1500) 및 백라이트 유닛은 차광 테이프의 점착제에 접착되고, 차광 테이프에 삽입된 폴리에틸렌 필름에 의해 백라이트 유닛의 빛은 표시부(1500)의 외부 측으로 새어나오지 못하게 된다. 한편, 백라이트 유닛이 마련되는 경우 압력 센서(1000)는 백라이트 유닛 하측에 마련될 수도 있고, 표시부(1500)와 백라이트 유닛 사이에 마련될 수도 있다.
압력 센서(1000)는 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)과, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련된 압전층(300)을 포함할 수 있다. 또한, 압력 센서(1000)는 제 1 및 제 2 전극층(100, 200) 사이에 마련된 유전층(500)을 포함할 수 있다. 즉, 도 21은 압전층(300)이 형성된 압력 센서(1000)를 도시하였지만, 압력 센서(1000)는 유전층(500)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)은 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)과, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210) 상에 각각 다양한 형상으로 형성된 제 1 및 제 2 전극(120, 220)을 포함할 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)는 압전층(300)을 사이에 두고 서로 대면하도록 마련될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 도 21에 도시된 바와 같이 어느 하나가 압전층(300)과 대면하고 다른 하나는 압전층(300)과 대면하지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 제 1 전극층(100)은 제 1 지지층(110)의 하측에 제 1 전극(120)이 형성되어 제 1 전극(120)이 압전층(300)과 대면하지 않도록 형성되고, 제 2 전극층(200)은 제 2 지지층(210)의 하측에 제 2 전극(220)이 형성되어 제 2 전극(220)이 압전층(300)과 대면하도록 형성될 수 있다. 다시 말하면, 하측으로부터 상측으로 제 1 전극(120), 제 1 지지층(110), 압전층(300), 제 2 전극(220) 및 제 2 지지층(210)의 순으로 형성될 수 있다. 또한, 압력 센서(1000)는 최하층 및 최상층에 접착층(610, 620; 600)이 형성될 수 있다. 접착층(610, 620)은 압력 센서(1000)를 표시부(1500)와 브라켓(7370) 사이에 접착 고정시키기 위해 마련될 수 있다. 이러한 접착층(610, 620)은 양면 접착 테이프, 접착 테이프, 접착제 등을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 전극층(100)과 접착층(610) 사이에 제 1 절연층(710)이 마련되고, 압전층(300)과 제 2 전극(220) 사이에 제 2 절연층(720)이 마련될 수 있다. 절연층(710, 720; 700)은 탄성력과 복원력을 가진 재료를 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 절연층(710, 720)은 경도가 30 이하인 실리콘, 고무, 겔, 테프론테이프, 우레탄을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 절연층(710, 720)에는 복수의 기공이 형성될 수 있다. 기공은 예를 들어 1㎛∼500㎛의 사이즈를 가지며 10%∼95%의 기공률로 형성될 수 있다. 절연층(710, 720) 내에 복수의 기공이 형성됨으로써 절연층(710, 720)의 탄성력과 복원력을 더욱 향상시킬 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 지지층(110, 210)은 각각 50㎛∼150㎛의 두께로 형성되고, 제 1 및 제 2 전극(120, 220)은 각각 1㎛∼500㎛의 두께로 형성되며, 압전층(300) 또는 유전층(500)은 10㎛∼5000㎛의 두께로 형성될 수 있다. 즉, 압전층(300) 또는 유전층(500)은 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)보다 같거나 두껍게 형성될 수 있고, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)은 동일 두께로 형성될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 전극층(100, 200)은 재질 등에 따라 서로 다른 두께로 형성될 수 있는데, 예를 들어 제 2 전극층(200)이 제 1 전극층(100)보다 얇은 두께로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 절연층(710, 720)은 각각 3㎛∼500㎛의 두께로 형성되며, 제 1 및 제 2 접착층(610, 620)은 각각 3㎛∼1000㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 절연층(710, 720)은 동일 두께로 형성되며, 제 1 및 제 2 접착층(610, 620)은 동일 두께로 형성될 수 있다. 그러나, 절연층(710, 720)이 서로 다른 두께로 형성되고 접착층(610, 620)이 서로 다른 두께로 형성될 수 있는데, 예를 들어 제 1 접착층(610)이 제 2 접착층(620)보다 두껍게 형성될 수 있다.
브라켓(7370)은 도 20에 도시된 바와 같이 리어 케이스(7120) 상측에 마련된다. 이러한 브라켓(7370)은 상측의 터치 센서, 표시부(1500) 및 압력 센서(1000) 또는 이를 포함하는 복합 소자(6000)를 지지하며, 객체의 누르는 힘이 분산되지 않도록 한다. 이러한 브라켓(7370)은 형상이 변형되지 않는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 브라켓(7370)은 객체의 누르는 힘이 분산되지 않도록 하고, 터치 센서, 표시부(1500), 압력 센서(1000) 또는 복합 소자(6000)를 지지하므로 압력에 의해 형상이 변형되지 않는 물질로 형성될 수 있다. 이때, 브라켓(7370)은 도전 물질 또는 절연 물질로 형성될 수 있다. 또한, 브라켓(7370)은 모서리 또는 전체가 벤딩된 구조, 즉 구부러진 구조로 형성될 수 있다. 이렇게 브라켓(7370)이 마련됨으로써 객체의 누르는 힘이 분산되지 않고 집중될 수 있고, 그에 따라 터치 영역을 더욱 정확하게 검출할 수 있다.
한편, 복합 소자(6000)는 표시부(1500) 하측의 전체 영역에 형성될 수도 있고, 표시부(1500) 하측의 적어도 일부 영역에 형성될 수 있다. 이러한 복합 소자의 배치 형태를 도 22에 도시하였다. 도 22는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전자기기의 복합 소자의 배치 형상을 도시한 평면 개략도로서, 표시부(1500)를 기준으로 복합 소자(6000)의 배치 형상을 도시하였다.
도 22의 (a)에 도시된 바와 같이, 복합 소자(6000)는 표시부(1500)의 가장자리를 따라 마련될 수 있다. 이때, 복합 소자(6000)는 대략 사각형의 표시부(1500) 가장자리, 즉 에지(edge)로부터 소정의 폭으로 마련되며, 소정의 길이로 마련될 수 있다. 즉, 표시부(1500)의 두 장변을 따라 소정 폭의 복합 소자(6000)가 마련되고, 두 단변을 따라 소정 폭의 복합 소자(6000)가 마련될 수 있다. 따라서, 표시부(1500)의 가장자리를 따라 네개의 복합 소자(6000)가 마련될 수 있고, 표시부(1500)의 가장자리의 형상을 따라 하나의 복합 소자(6000)가 마련될 수도 있다.
도 22의 (b)에 도시된 바와 같이, 표시부(1500)의 가장자리의 소정 폭을 제외한 나머지 영역에 복합 소자(6000)가 마련될 수 있다.
도 22의 (c)에 도시된 바와 같이, 표시부(1500)의 인접한 두 변이 만나는 영역, 즉 꼭지점 영역에 복합 소자(6000)가 마련될 수 있다. 즉, 복합 소자(6000)는 표시부(1500)의 네 코너(corner) 영역에 마련될 수 있다.
도 22의 (d)에 도시된 바와 같이, 표시부(1500)의 가장자리 영역을 제외한 나머지 영역에 복합 소자(6000)가 마련되고, 복합 소자(6000)가 마련되지 않은 나머지 영역에는 양면 테이프 등의 충진재(2310)가 마련될 수 있다.
도 22의 (e)에 도시된 바와 같이, 표시부(1500) 하측에 복수의 복합 소자(6000)가 대략 등간격으로 마련될 수 있다.
물론, 도 22의 (a), (c) 및 (d)에서 복합 소자(6000)가 마련되지 않은 영역에 양면 테이프 등의 충진재(6100)가 마련될 수도 있다.
또한, 복합 소자(6000)는 디스플레이부(7310) 이외의 영역에 마련될 수도 있다. 이때, 적어도 하나의 복합 소자(6000)가 디스플레이부(7310) 이외의 영역에 마련될 수 있는데, 이러한 복합 소자(6000)의 배치 형태를 도 23에 도시하였다. 도 23은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 전자기기의 복합 소자(6000)의 배치 형상을 도시한 평면 개략도로서, 윈도우(1400)를 기준으로 복합 소자(6000)의 배치 형상을 도시하였다.
도 23의 (a)에 도시된 바와 같이, 복합 소자(6000)는 윈도우(1400)의 가장자리를 따라 마련될 수 있다. 이때, 복합 소자(6000)는 대략 사각형의 윈도우(1400) 가장자리, 즉 에지(edge)로부터 소정의 폭으로 마련되며, 소정의 길이로 마련될 수 있다. 즉, 윈도우(1400)의 두 장변을 따라 소정 폭의 복합 소자(6000)가 마련되고, 두 단변을 따라 소정 폭의 복합 소자(6000)가 마련될 수 있다. 다시 말하면, 복합 소자(6000)는 디스플레이부(7310) 이외의 영역, 즉 디스플레이부(7310)의 상측 및 하측 영역, 그리고 베젤 영역에 마련될 수 있다. 이때, 복합 소자(6000)는 윈도우(1400)의 가장자리를 따라 네개가 마련될 수 있고, 윈도우(1400)의 가장자리의 형상을 따라 하나가 마련될 수도 있다.
도 23의 (b)에 도시된 바와 같이, 복합 소자(6000)는 윈도우(1400)의 장변 가장자리를 따라 마련될 수 있다. 즉, 복합 소자(6000)는 디스플레이부(7310)의 가장자리와 전자기기(7000)의 테두리 사이의 영역, 즉 베젤 영역에 마련될 수 있다.
도 23의 (c)에 도시된 바와 같이, 윈도우(1400)의 인접한 두 변이 만나는 영역, 즉 꼭지점 영역에 복합 소자(6000)가 마련될 수 있다. 즉, 복합 소자(6000)는 윈도우(1400)의 네 코너(corner) 영역에 마련될 수 있다.
도 23의 (d)에 도시된 바와 같이, 복합 소자(6000)는 윈도우(1400)의 단변 가장자리를 따라 마련될 수 있다.
도 23의 (d)에 도시된 바와 같이, 복수의 복합 소자(6000)가 윈도우(1400)의 장변 및 단변 가장자리를 따라 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다. 이때, 복수의 복합 소자(6000)는 대략 등간격으로 마련될 수 있다.
도 23의 (e)에 도시된 바와 같이, 윈도우(1400)의 네 코너 영역에 복합 소자(6000)가 각각 마련되고, 복합 소자(6000) 사이의 영역, 즉 윈도우(1400)의 장변 및 단변 가장자리 영역에는 접착 테이프 등의 충진재(6100)이 마련될 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 소자의 제어 구성도로서, 압력 센서를 각각 구비하는 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)의 제어 구성도이다. 즉, 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)에 각각 포함하는 제 1 및 제 2 압력 센서의 제어 구성도이다.
도 24를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 소자의 제어 구성은 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)에 각각 포함된 각각 적어도 하나의 제 1 및 제 2 압력 센서의 구동을 제어하는 제어부(6200)를 포함할 수 있다. 제어부(6200)는 구동부(6210), 검출부(6220), 변환부(6230) 및 연산부(6240)를 포함할 수 있다. 이때, 구동부(6210), 검출부(6220), 변환부(6230) 및 연산부(6240)를 포함하는 제어부(6200)는 하나의 집적 회로(IC)로 구현될 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 복합 소자(6000) 내의 적어도 하나의 압력 센서(1000)의 출력을 하나의 집적 회로(IC)를 이용하여 처리할 수 있다.
구동부(6210)는 적어도 하나의 복합 소자(6000) 내의 적어도 하나의 압력 센서(1000)에 구동 신호를 인가한다. 즉, 구동부(6210)은 제 1 복합 소자(6000a) 및 제 2 복합 소자(6000b)에 구동 신호를 인가하거나, 제 1 복합 소자(6000a) 또는 제 2 복합 소자(6000b)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 이를 위해, 구동부(6210)는 제 1 복합 소자(6000a)를 구동시키기 위한 제 1 구동부와, 제 2 복합 소자(6000b)를 구동하기 위한 제 2 구동부를 포함할 수 있다. 그러나, 구동부(6210)는 하나로 구성되어 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 즉, 하나의 구동부(6210)가 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)에 구동 신호를 각각 인가할 수 있다. 복합 소자(6000)가 복수로 구성되거나 복합 소자(6000) 내의 압력 센서(1000)가 복수로 구성되는 경우 구동부(6210)가 압력 센서(1000)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 구동부(6210)로부터의 구동 신호는 압력 센서(1000)를 구성하는 제 1 및 제 2 전극(120, 220)의 어느 하나에 인가될 수 있다. 예를 들어, 구동부(6210)은 제 2 전극(220)에 소정의 구동 신호를 인가할 수 있다. 이때, 복수의 압력 센서(1000)에 인가되는 구동 신호는 서로 동일할 수 있고, 서로 다를 수도 있다. 구동 신호는 소정의 주기와 진폭을 갖는 구형파(Square Wave), 사인파(Sine Wave), 삼각파(Triangle Wave) 등일 수 있으며, 복수의 제 1 전극(220) 각각에 순차적으로 인가될 수 있다. 물론, 구동부(6210)는 복수의 제 1 전극(220)에 동시에 구동 신호를 인가하거나, 복수의 제 1 전극(220) 중에서 일부에만 선택적으로 구동 신호를 인가할 수도 있다.
검출부(6220)는 복합 소자(6000)의 압력 센서(1000)로부터 출력되는 신호를 검출한다. 즉, 검출부(6220)는 정전식 압력 센서(1000)의 복수의 제 1 전극(120)으로부터의 정전용량을 검출한다. 제 2 전극(220)에 소정의 신호가 인가되고 이와 대향되는 제 1 전극(120)에 그라운드 전위가 인가되면 초기 상태에서 제 1 및 제 2 전극(120, 220) 사이의 거리가 모두 동일하여 동일한 정전용량을 갖는다. 그런데, 사용자의 터치에 의해 적어도 일 영역의 제 1 및 제 2 전극(120, 220) 사이의 거리가 가까워지면 이들 사이의 정전용량이 다른 부분에 비해 커지게 된다. 따라서, 검출부(6220)는 압력 센서(1000)의 제 1 및 제 2 전극(120, 220) 사이의 정전용량의 변화를 검출하여 입력을 검출하게 된다. 한편, 압전식 압력 센서(1000)의 경우 사용자의 압력 또는 터치에 따른 압력이 제 2 전극(220)을 통해 압전층(300)에 전달되고, 그에 따라 압전층(300)으로부터 소정의 전력이 발생되며, 검출부(6220)는 이를 검출한다. 한편, 검출부(6220)는 복수의 압력 센서(1000)의 정전용량 또는 전력을 각각 검출하기 위한 제 1 및 제 2 검출부를 포함할 수 있다. 그러나, 하나의 검출부(6220)가 복수의 압력 센서(1000)의 정전용량 또는 전력을 모두 검출할 수 있고, 이를 위해 검출부(6220)는 복수의 압력 센서(1000)의 정전용량 또는 전력을 순차적으로 검출할 수 있다. 이렇게 검출부(6220)는 압력 센서(1000)의 정전용량 또는 전력을 검출하여 터치되는 영역과 그 영역의 압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 손가락으로 터치하는 경우 손가락의 중심이 접촉되어 압력이 가장 크게 전달되는 중심 영역과 그 주변에 그보다 적은 압력이 전달되는 주변 영역이 있을 수 있다. 중심 영역은 사용자의 터치 압력이 가장 크게 전달되고 그에 따라 제 1 및 제 2 전극 사이의 거리가 가깝고, 주변 영역은 중심 영역에 비해 제 1 및 제 2 전극 사이의 거리가 멀게 되어 중심 영역의 정전용량은 주변 영역에 비해 크게 된다. 또한, 압전식 압력 센서의 경우 중심 영역의 압력이 주변 영역의 압력보다 크고, 그에 따라 중심 영역의 전력이 주변 영역의 전력보다 크게 발생된다. 따라서, 복수의 영역의 정전용량 또는 전력을 검출하고 이를 비교함으로써 압력이 가장 크게 전달된 중심 영역과 그보다 작은 압력이 전달된 주변 영역을 검출할 수 있고, 결과적으로 사용자가 터치하고자 하는 영역을 중심 영역으로 판단하여 검출할 수 있다. 물론, 사용자가 터치하지 않는 영역은 주변 영역보다 낮은 초기 정전용량 또는 전력을 갖게 된다. 한편, 이러한 검출부(6220)는 적어도 하나의 연산 증폭기와 적어도 하나의 캐패시터를 각각 구비하는 복수의 C-V 컨버터(미도시)를 포함할 수 있으며, 복수의 C-V 컨버터는 복수의 압력 센서(1000)의 복수의 제 1 전극과 각각 연결될 수 있다. 복수의 C-V 컨버터는 정전용량을 전압 신호로 변경하여 아날로그 신호를 출력할 수 있는데, 이를 위해 예를 들어 복수의 C-V 컨버터 각각은 정전용량을 적분하는 적분 회로를 포함할 수 있다. 적분 회로는 정전용량을 적분하여 소정의 전압으로 변경하여 출력할 수 있다. 한편, 구동부(6210)로부터 복수의 제 2 전극에 구동 신호를 순차적으로 인가하는 경우, 복수의 제 1 전극으로부터 정전용량을 동시에 검출할 수 있으므로, C-V 컨버터는 복수의 제 1 전극의 개수만큼 구비될 수 있다.
변환부(6230)는 검출부(6220)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 검출 신호를 생성한다. 예를 들어, 변환부(6230)는 전압 형태로 검출부(6220)가 출력하는 아날로그 신호가 소정의 기준 전압 레벨까지 도달하는 시간을 측정하여 이를 디지털 신호인 검출 신호로 변환하는 TDC(Time-to-Digital Converter) 회로 또는 검출부(6220)로부터 출력되는 아날로그 신호의 레벨이 소정 시간 동안 변화하는 양을 측정하여 이를 디지털 신호인 검출 신호로 변환하는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 회로를 포함할 수 있다.
연산부(6240)는 검출 신호를 이용하여 복수의 압력 센서(1000)에 인가된 접촉 입력을 판단한다. 검출 신호를 이용하여 복수의 압력 센서(1000)에 인가된 터치 입력의 개수, 좌표 및 압력을 판단할 수 있다. 연산부(6240)가 터치 입력을 판단하는데 기초가 되는 검출 신호는 정전용량의 변화를 수치화한 데이터일 수 있으며, 특히 터치 입력이 발생하지 않은 경우와 터치 입력이 발생한 경우의 정전용량의 차이를 나타내는 데이터일 수 있다.
이렇게 제어부(6200)를 이용하여 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)의 압력 센서(1000)의 터치 입력을 판단하고, 이를 전자기기 등의 호스트(9000)의 예를 들어 메인 제어부에 전달할 수 있다. 즉, 제어부(6200)는 검출부(6220), 변환부(6230) 및 연산부(6240) 등을 이용하여 압력 센서(1000)로부터 입력된 신호를 이용하여 X, Y 좌표 데이터 및 Z 압력 데이터를 생성한다. 이렇게 생성된 X, Y 좌표 데이터 및 Z 압력 데이터는 호스트(9000)로 전달되며, 호스트(9000)는 예를 들어 메인 콘트롤러를 이용하여 X, Y 좌표 데이터 및 Z 압력 데이터를 이용하여 해당 부분의 터치 및 압력을 검출한다.
또한, 제어부(6200)는 제 1 복합 소자(6000a)의 출력을 처리하는 제 1 제어부(6200a)와, 제 2 복합 소자(6000b)의 출력을 처리하는 제 2 제어부(6200b)를 포함할 수 있다. 즉, 도 24은 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)의 출력을 처리하는 하나의 제어부(6200)를 설명하였으나, 제어부(6200)는 도 25에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)의 출력을 각각 처리하는 제 1 및 제 2 제어부(6200a, 6200b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 제어부(6200a)는 제 1 구동부(6210a), 제 1 검출부(6220a), 제 1 변환부(6230a) 및 제 1 연산부(6240a)를 포함할 수 있고, 제 2 제어부(6200b)는 제 2 구동부(6210b), 제 2 검출부(6220b), 제 2 변환부(6230b) 및 제 2 연산부(6240b)를 포함할 수 있다. 한편, 제 1 및 제 2 제어부(6200a, 6200b)는 서로 다른 집적 회로(IC)에 각각 구현될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 압력 센서(2300, 2400)의 출력을 처리하기 위해 두개의 집적 회로가 필요할 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 제어부(6200a, 6200b)가 하나의 집적 회로(IC)에 각각 구현될 수도 있다. 이들 제 1 및 제 2 제어부(6200a, 6200b)의 구성 및 기능은 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)의 출력을 각각 나누어 처리하고 도 24를 이용하여 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 전자기기가 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)의 적어도 하나 이외에 터치 센서를 더 구비할 수도 있다. 이 경우 터치 센서의 구동은 도 26에 도시된 바와 같이 하나의 제어부(6200)에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 제어부(6200)가 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)이 적어도 하나와 터치 센서(9100)를 제어할 수 있다. 또한, 터치 센서(9100)를 더 구비하는 경우 도 27에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b)를 제어하기 위한 제 1 및 제 2 제어부(6200a, 6200b)에 더하여 제 3 제어부(6200c)가 더 마련될 수 있다. 즉, 제 1 및 제 2 복합 소자(6000a, 6000b) 및 터치 센서(9100)를 각각 제어하기 위해 복수의 제어부가 마련될 수 있다.
도 28은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 소자의 데이터 처리 방법을 설명하기 위한 블럭도로서, 복합 소자 내의 압력 센서의 데이터 처리 방법을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 28에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압력 센서의 데이터를 처리하기 위해 제 1 제어부(6300)와, 저장부(6400) 및 제 2 제어부(6500)를 포함할 수 있다. 이러한 구성은 동일 IC에 구성될 수도 있고, 다른 IC에 구성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 데이터 처리는 제 1 제어부(6300)와 제 2 제어부(6500)가 연동하여 이루어질 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 제어부(6300, 6500)는 각각 압력 센서의 데이터를 처리하기 위한 것일 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 제어부(6300, 6500) 중 어느 하나(예를 들어 제 1 제어부)가 터치 센서를 제어하기 위한 제어부이고, 다른 하나(예를 들어 제 2 제어부)가 압력 센서를 제어하기 위한 제어부일 수 있다. 이 경우 터치 센서를 제어하기 위한 제어부는 터치 센서의 제어와 동시에 압력 센서를 제어할 수 있다. 그리고, 저장부(6400)는 제 1 제어부(6300) 및 제 2 제어부(6500)의 데이터 이동 경로가 되는 동시에 제 1 및 제 2 제어부(6300, 6500)의 데이터를 저장하는 역할을 한다.
도 28에 도시된 바와 같이, 제 1 제어부(6300)는 압력 센서를 스캐닝하고 압력 센서의 로 데이터(raw data)를 저장부(6400)에 저장한다. 제 2 제어부(6500)는 저장부(6400)로부터 로 데이터를 입력하여 압력 센서 데이터를 처리하고, 그 결과 값을 저장부(6400)에 저장한다. 저장부(6400)에 저장되는 결과 값은 Z축, 상태 등의 데이터를 포함할 수 있다. 제 1 제어부(6300)는 저장부(6400)로부터 압력 센서의 결과값을 읽어온 후 이벤트 발생 시 인터럽트를 발생하여 호스트에 전송한다.
한편, 도 20 내지 도 22를 이용하여 설명한 바와 같이 전자기기(7000)의 전면 입력부(7360)가 지문 인식 센서로 이루어질 수 있는데, 지문 인식 센서는 본 발명에 따른 압력 센서를 이용할 수도 있다. 이러한 본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서를 이용한 지문 인식 센서의 구성도를 도 29에 도시하였다. 또한, 도 30은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압력 센서의 단면도이다.
도 29를 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 압력 센서를 이용한 지문 인식 센서는 압력 센서(1000)와, 압력 센서(1000)와 전기적으로 연결되어 지문을 감지하는 지문 감지부(9200)를 포함할 수 있다. 또한, 지문 감지부(9200)는 신호 생성부(9210), 신호 감지부(9220) 및 연산부(9230) 등을 포함할 수 있다.
한편, 압력 센서(1000)는 도 30에 도시된 바와 같이 손가락이 놓여지는 면에 보호 코팅으로서 보호층(800)이 더 형성될 수 있다. 보호층(800)은 우레탄 또는 보호 코팅으로 작용할 수 있는 또 다른 플라스틱으로 제조 가능하다. 보호층(800)은 접착제를 사용하여 제 2 전극층(200)에 부착된다. 또한, 압력 센서(1000)는 압력 센서(1000) 내부에서 지지대로서 이용될 수 있는 지지층(900)을 더 포함할 수 있다. 지지층(900)은 테프론(Teflon) 등으로 제조 가능하다. 물론, 지지층(900)은 테프론 대신에 다른 형태의 지지 재료를 이용할 수 있다. 지지층(900)은 접착제를 이용하여 제 1 전극층(100)에 부착될 수 있다. 한편, 본 발명의 압력 센서(1000)는 압전층(300) 또는 유전층(500)이 절개부(330)에 의해 일 방향 및 타 방향으로 소정 간격 이격되어 마련될 수 있고, 절개부(330)에 탄성층(400)이 형성될 수 있다. 이때, 탄성층(400)이 형성됨으로써 각각의 진동이 서로 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.
지문 감지부(9200)는 압력 센서(1000)의 압전층(300) 또는 유전층(500)의 상하부에 마련된 제 1 및 제 2 전극(110, 210)과 각각 연결될 수 있다. 지문 감지부(9200)는 제 1 및 제 2 전극(110, 210)에 초음파 대역의 공진 주파수를 갖는 전압을 인가하여 압전층(300) 또는 유전층(500)을 상하부로 진동시킴으로써 초음파 신호를 생성할 수 있다.
신호 생성부(9210)는 압력 센서(1000)에 포함되는 복수의 제 1 및 제 2 전극(110, 210)과 전기적으로 연결되고, 각 전극에 소정의 주파수를 갖는 교류 전압을 인가한다. 전극에 인가되는 교류 전압에 의해 압력 센서(1000)의 압전층(300) 또는 유전층(500)이 상하로 진동하면서 소정의 공진 주파수, 예를 들어 10MHz를 갖는 초음파 신호가 외부로 방출된다.
압력 센서(1000) 상의 일면, 예를 들어 보호층(800)의 일면에 특정 물체가 접촉될 수 있다. 보호층(800)의 일면에 접촉되는 물체가 지문을 포함하는 사람의 손가락인 경우, 지문에 존재하는 미세한 골(valley)과 마루(ridge)에 따라 압력 센서(1000)가 방출하는 초음파 신호의 반사 패턴이 다르게 결정된다. 보호층(800)의 일면과 같은 접촉면에 어떠한 물체도 접촉되지 않은 경우를 가정하면, 접촉면과 공기(air)의 매질 차이로 인해 압력 센서(1000)에서 생성되는 초음파 신호는 거의 대부분이 접촉면을 통과하지 못하고 반사되어 되돌아온다. 반면, 접촉면에 지문을 포함하는 특정 물체가 접촉된 경우에는, 지문의 마루(ridge)에 직접 맞닿은 압력 센서(1000)에서 생성되는 초음파 신호의 일부가 접촉면과 지문의 계면을 통과하게 되고, 생성된 초음파 신호의 일부만이 반사되어 되돌아온다. 이와 같이 반사되어 돌아오는 초음파 신호의 세기는 각 물질의 음향 임피던스에 따라 결정될 수 있다. 결국, 신호 감지부(6920)는 지문의 골(valley)과 마루(ridge)에서 초음파 신호에 의해 생성되는 음향 임피던스 차이를 압력 센서(1000)로부터 측정하여 해당 영역이 지문의 마루(ridge)에 맞닿은 센서인지 여부를 판단할 수 있다.
연산부(9230)는 신호 감지부(9220)가 감지한 신호를 분석하여 지문 패턴을 연산한다. 반사 신호의 강도가 낮게 생성된 압력 센서(1000)는 지문의 마루(ridge)에 맞닿은 압력 센서(1000)이며, 반사 신호의 강도가 높게 생성된 - 이상적으로는 출력되는 초음파 신호의 강도와 거의 동일하게 생성된 - 압력 센서(1000)는 지문의 골(valley)에 대응하는 압력 센서(1000)이다. 따라서, 압력 센서(1000)의 각 영역에서 검출되는 음향 임피던스의 차이로부터 지문 패턴을 연산할 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.

Claims (28)

  1. 압력 센서와,
    상기 압력 센서와는 다른 기능을 갖는 적어도 하나의 기능부를 포함하는 복합 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 압력 센서와 상기 기능부는 적층 형성되거나, 일체로 형성된 복합 소자.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 압력 센서는,
    서로 이격되어 마련되며, 제 1 및 제 2 전극을 각각 구비하는 제 1 및 제 2 전극층과,
    상기 제 1 및 제 2 전극층 사이에 마련된 압전층 또는 유전층을 포함하는 복합 소자.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 압전층은 판 형상의 압전체가 폴리머 내에 복수 마련된 복합 소자.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 압전층에 소정의 폭 및 깊이로 형성된 복수의 절개부를 포함하는 복합 소자.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 절개부 내에 마련된 탄성층을 더 포함하는 복합 소자.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 유전층은 압축 및 복원이 가능하며 경도가 10 이하인 재료, 유전율이 4 이상인 복수의 유전체 및 복수의 기공 중 적어도 하나를 포함하는 복합 소자.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 유전층은 전자파 차폐 및 흡수 재료를 더 포함하는 복합 소자.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 유전층은 유전층 100%에 대해 상기 유전체가 0.01% 내지 95%의 함량으로 형성된 복합 소자.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 유전층은 1% 내지 95%의 기공율을 갖는 복합 소자.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 기공은 적어도 둘 이상의 크기 및 적어도 하나 이상의 형상으로 형성된 복합 소자.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 유전층은 수직 단면의 기공 단면적율이 수평 단면의 기공 단면적율보다 작은 복합 소자.
  13. 청구항 7에 있어서, 상기 유전층은 적어도 하나의 기공이 수평 방향의 직경이 수직 방향의 직경보다 큰 복합 소자.
  14. 청구항 7에 있어서, 상기 유전층은 2 내지 20의 유전율을 갖는 복합 소자.
  15. 청구항 3에 있어서, 상기 압전층 또는 유전층은 500㎛ 이하의 두께로 형성된 복합 소자.
  16. 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 전극층의 상측, 상기 제 1 및 제 2 전극층 사이, 그리고 상기 제 2 전극층의 하측 중 적어도 하나에 마련된 절연층을 더 포함하는 복합 소자.
  17. 청구항 3에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 각각 마련되며 서로 연결되는 제 1 및 제 2 연결 패턴을 더 포함하는 복합 소자.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 기능부를 인에이블시키는 복합 소자.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 기능부는,
    상기 압력 센서의 일측에 마련된 압전 소자; 및
    상기 압전 소자의 일측에 마련된 진동판을 포함하는 복합 소자.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 압전 소자는 인가되는 신호에 따라 압전 진동 장치 또는 압전 음향 장치로 이용되는 복합 소자.
  21. 청구항 1에 있어서, 상기 기능부는 상기 압력 센서의 일측에 마련되며, 적어도 하나의 안테나 패턴을 각각 구비하는 NFC, WPC 및 MST 중 적어도 어느 하나를 포함하는 복합 소자.
  22. 청구항 1에 있어서, 상기 기능부는 상기 압력 센서의 일면 상에 마련된 압전 소자와, 상기 압전 소자의 일면 상에 마련된 진동판과, 상기 압력 센서의 타면 또는 진동판의 일면 상에 마련된 NFC, WPC 및 MST 중 적어도 하나를 포함하는 복합 소자.
  23. 청구항 1에 있어서, 상기 압력 센서와 전기적으로 연결되어 지문의 골과 마루에서 초음파 신호에 의해 생성되는 음향 임피던스 차이를 상기 압력 센서로부터 측정하여 지문을 감지하는 지문 감지부를 포함하는 복합 소자.
  24. 윈도우;
    상기 윈도우를 통해 영상을 표시하는 표시부를 포함하고,
    청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항 기재의 복합 소자를 구비하는 전자기기.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 복합 소자는 상기 표시부 하측에 마련된 적어도 하나의 제 1 복합 소자와, 상기 윈도우 하측에 마련된 적어도 하나의 제 2 복합 소자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전자기기.
  26. 청구항 24에 있어서, 상기 윈도우와 상기 표시부 사이에 마련된 터치 센서를 더 포함하는 전자기기.
  27. 청구항 24에 있어서, 상기 제 1 전극층의 상측, 상기 제 1 및 제 2 전극층 사이, 그리고 상기 제 2 전극층의 하측 중 적어도 하나에 마련된 브라켓을 더 포함하는 전자기기.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전극층의 어느 하나의 적어도 일부가 상기 브라켓 상에 형성된 전자기기.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109841653A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 乐金显示有限公司 显示装置
CN113037894A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 Oppo广东移动通信有限公司 一种电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110105388A (ko) * 2008-12-23 2011-09-26 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 미세다공성 유기실리케이트 재료를 갖는 유기 화학적 센서
US20110278078A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 Synaptics Incorporated Input device with force sensing
KR20150051832A (ko) * 2013-11-05 2015-05-13 삼성전자주식회사 터치 기반 사용자 인터페이스를 포함하는 전자 장치
KR20150059331A (ko) * 2013-11-22 2015-06-01 엘지이노텍 주식회사 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2015152443A1 (ko) * 2014-04-02 2015-10-08 엘지전자 주식회사 스타일러스 및 이를 구비하는 이동 단말기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110105388A (ko) * 2008-12-23 2011-09-26 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 미세다공성 유기실리케이트 재료를 갖는 유기 화학적 센서
US20110278078A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 Synaptics Incorporated Input device with force sensing
KR20150051832A (ko) * 2013-11-05 2015-05-13 삼성전자주식회사 터치 기반 사용자 인터페이스를 포함하는 전자 장치
KR20150059331A (ko) * 2013-11-22 2015-06-01 엘지이노텍 주식회사 터치 윈도우 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
WO2015152443A1 (ko) * 2014-04-02 2015-10-08 엘지전자 주식회사 스타일러스 및 이를 구비하는 이동 단말기

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109841653A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 乐金显示有限公司 显示装置
CN113037894A (zh) * 2019-12-24 2021-06-25 Oppo广东移动通信有限公司 一种电子设备
CN113037894B (zh) * 2019-12-24 2023-03-03 Oppo广东移动通信有限公司 一种电子设备

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