KR100238360B1

KR100238360B1 - 입출력장치

Info

Publication number: KR100238360B1
Application number: KR1019970006890A
Authority: KR
Inventors: 마사아끼 아라끼; 에이지 니시까와; 까즈히로 스즈끼; 쓰네마사 미타; 까즈요시 이또오
Original assignee: 사까모도 마사모도; 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2000-01-15
Also published as: JP3463501B2; KR19980069678A; JPH09292948A; TW346635B; US5907375A

Abstract

본 발명은 정보입력 디스플레이에 표시되는 조작정보나 가상조작버튼의 관측성이 우수한 동시에 이러한 정보입력 디스플레이 조작시 파손의 염려가 없고, 또 저비용으로 제조할 수 있는 입출력장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 해결수단은 OA기기의 각종 조작정보나 조작정보에 대응한 가상조작버튼이 표시되는 정보입력디스플레이를 구비하고, 상기 가상조작버튼의 압압에 의해서 기기의 제어정보를 입력가능한 입출력장치를 구성하거나 소정의 피치로 복수의 입력피치(7)로 배열된 스위치매트릭스기판(1) 상에 유연성을 구비한 시트상의 정보표시화면(2)을 중첩배치하여 상기 정보입력디스플레이를 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

입출력장치

본 발명은 복사기, 팩시밀리나 프린터 등의 OA기기, 퍼스널컴퓨터나 워드프로세서 또는 휴대용 단말기기나 휴대형정보통신기기 등에 널리 사용되는 액정표시패널, EL 등을 구비한 입출력장치(유저인터페이스장치)에 관한 것이다.

종래 이런 입출력장치로서 예를들어 복사기나 팩시밀리 등의 OA기기나 전자기기의 콘트롤패널 등에 사용되는 입출력장치에서는 상기 기기의 조작정보 및 이 조작정보에 따른 가상조작버튼을 표시하는 액정표시화면 등의 정보입력 디스플레이를 구비하고, 상기 가상조작버튼의 압압에 의해서 기능선택이나 복사매수의 지시 등의 제어정보를 상기 기기로 입력할 수 있는 것이 알려져 있다.

이와같은 출력장치에 관한 기술로서는 예를들어 일본국 실개소 62-139025호 공보, 실개평 3-124542호 공보, 특개평 6-332602호 공보 및 특개소 63-247819호 공보 등에 개시되어 있는 것이 이미 제안되어 있다.

상기 실개소 62-139025호 공보에 의한 조작패널스위치는 다수표시를 행하는 조작패널스위치이고, 도트매트릭스 액정표시소자의 상면에 복수의 투명전극을 갖는 멤브레인 스위치(Membrane Switch)를 배치하도록 구성된 것이다.

또, 상기 실개평 3-124542호 공보에 의한 액정표시패널을 사용한 스위치기구는 전자기기의 각종 기능을 콘트롤하는 스위치기구에 있어서, 전자기기의 각종 기능을 나타내는 심볼군이 표시되는 액정표시패널과, 복수화면분의 심볼군을 기억하는 메모리부와, 상기 액정패널의 전면에 설비되어 있고 표시된 심볼군에 따른 기능으로 절환되는 투명한 감압센서와, 이 감압센서의 기능을 절환하는 인터페이스부와, 상기 액정표시패널을 이면에서 조사하는 백라이트를 구비하도록 구성한 것이다.

또, 상기 특개평 6-332602호 공보에 의한 정보처리장치는 각종 정보를 표시하는 액정디스플레이와, 상기 액정디스플레이의 전면으로 뻗은 감압식 터치패널과, 상기 액정디스플레이 상에 적의 표시되고, 표시시에는 그 표시 위에 입력된 좌표위치를 상기 감압식 터치패널로 수취하는 소프트웨어 키보드와, 상기 소프트웨어 키보드의 전면에 배치되거나 밖으로 빼내는 상기 소프트웨어키보드의 키 배열 맞추어서 상면으로 키보턴상의 돌기를 설비하고, 이 돌기의 표면에 상기 소프트웨어키보드의 키문자배열에 맞춘 문자를 인쇄 등에 의해서 표시한 돌기 부착 키보드 입력보조부를 구비하도록 구성한 것이다.

한편 상기 특개소 63-247819호 공보에 의한 터치패널 입출력장치는 다수의 캐릭터영역의 집합으로서 표시화면이 구성되는 표시장치와, 상기 화면상에 겹쳐 설비된 매트릭스상의 디지털터치스위치이고, 하나의 좌표를 검지하는 하나의 구획영역의 크기가 상기 캐릭터영역의 구획과 거의 같고, 또 상기 표시장치의 캐릭터영역의 표시피치와 상기 디지털 터치스위치의 구획영역의 검출피치가 거의 같은 디지털 터치스위치를 갖는 터치패널 입출력장치에 있어서, 상기 표시장치의 캐릭터영역에 대해서 상기 디지털 터치스위치의 구획영역을 X방향 및 Y방향으로 각각 1/2피치씩 어긋나게 겹쳐 배치되도록 구성한 것이다.

도24는 상기와 같이 각종 제안되어 있는 기술중 종래의 복사기의 콘트롤패널의 구체적구조를 나타낸 분해도이다. 이러한 종래의 구조에 있어서, 상기 정보입력디스플레이는 판유리를 맞대 형성되어 있는 투과형의 액정표시화면(21)과, 이 표시화면(21)의 위에 중첩배치되는 터치패널(22)로 구성되어 있고, 개구부(23)를 갖는 패널판(24)이 상기 정보입력 디스플레이를 덮도록 되어 있다. 또, 상기 터치패널(22)은 2매의 유리기판 위에 소정의 피치(예를들어 4mm 피치)로 ITO 등의 투명한 도전성박막의 매트릭스를 형성한 후에 이들 유리기판을 약간의 간극을 갖도록 맞댄 것이고, 상기 터치패널(22)의 임의의 위치를 누르면, 이러한 압압력에 의해서 서로 대향하는 도전성박막이 국소적으로 접촉되어 전기적 도통을 일으키고, 출력신호의 레벨변화에 따라서 CPU회로(25)가 터치패널(22) 위의 압압위치를 특정하도록 구성되어 있다. 또, 도면중에서 부호 26은 상기 액정표시화면(21)을 배후에서 조명하는 형광등이고, 부호 27은 형광등(26)의 조사광을 액정표시화면(21)의 전면에 확산시키는 광확산판이고, 부호 28은 상기 형광등(26)을 점등시키는 인버터회로이다.

이와같은 종래의 정보입력디스플레이에서는 기기의 사용기능에 따른 가상조작보턴을 상기 액정표시화면(21)에 표시하고, 이들을 유저에게 누르도록 하면, 유저는 터치패널(22) 상에서 가상조작버튼을 누르게 되므로, 터치패널(22) 상의 압압위치와 가상조작버튼의 표시위치의 관계에서 가상조작버튼이 눌려졌는지 여부를 체크할 수 있다. 따라서 이러한 정보입력 디스플레이를 갖는 종래의 콘트롤패널에서는 상기 액정표시화면(21)의 표시내용을 사용기능 마다 변경함으로서, 하나의 가상조작버튼에 복수의 기능을 할당할 수 있으므로 콘트롤패널위에 설비된 물리적인 조작버튼의 수를 현저하게 감소시킬 수 있었다.

그러나 종래의 정보입력 디스플레이에서는 액정표시화면의 전면에 터치패널을 배치하므로, 표시화면의 콘트라스트가 저하하여 그 표시내용을 보기 어렵다는 문제점이 있고, 표시내용을 보기 쉽게 함을 고려할 경우, 전술한 바와같이 액정표시화면을 투과형으로 하는 동시에 배면측에 백라이트를 설비하지 않을 수 없다.

또 터치패널이나 액정표시화면이 유리판을 기판으로 하고 있으므로, 터치패널의 감도가 악화된 경우 등 유저가 터치패널을 강하게 누르는 상황이 발생한 경우에는 압압력에 의해서 이들 유리판이 쪼개질 염려가 있다.

한편 카피매수를 입력하는 텐키(ten-key)와 같이 빈번하게 사용하는 조작버튼을 가상조작버튼으로서 정보입력 디스플레이에 표시하면, 콘트롤 패널의 외관이 세련되 보이기는 하나, 반대로 조작성이 악화될 염려가 있다. 이 때문에 도 24에 나타낸 바와같이 종래의 콘트롤패널에서는 사용빈도가 높은 텐키 등의 조작버튼(29)은 정보입력 디스플레이와 별개로 설비해 놓고, 당연히 조작버튼(29)의 아래측에는 입력스위치(30)가 배열된 스위치매트릭스기판(31)이 설비되어 있다. 이 스위치매트릭스기판(31)은 전술한 터치패널(22)과 나란히 배치된 것이므로, 이들을 일체로할 수 있으면 콘트롤패널의 조립이 용이하게 되어 제조비용의 저하도 기대할 수 있다.

그러나 패널판(24)으로 덮여있는 상기 스위치매트릭스기판(31)은 조작버튼(29)의 압압력으로 전기신호로 변환할 수 있으면, 여하한 구조의 입력스위치(30)를 배열한 것이어도 지장이 없으나 전술한 터치패널(22)에는 투명해야한다는 제약이 있고, 양자를 일체화하여 제작하면 반대로 제조비용이 상승한다는 문제점이 있다.

또 액정패널을 압압력으로부터 보호하기 위해서 액정패널과 완충재를 조합시키는 기술에 대해서 조사를 한 결과, 특개평 7-114010호공보, 특개평6-75210호공보, 특개평 6-75213호공보, 특개평 6-75701호공보, 특개평 8-327975호공보, 특개평 6-337411호공보 및 특개평 7-209635호공보 등에 개시되어 있는 바와같이 많은 특허출원이 이미 되어 있음을 알수 있다.

상기 특개평 7-114010호공보에 의한 액정표시장치는 액정표시소자를 갖는 액정표시부와 이 액정표시부의 표시측에 배치설비되고, 광을 투과하는 광투과부와, 그광투과부와 상기 액정표시부의 사이에 개재되고, 자신의 굴절률이 공기의 굴절률보다도 상기 광투과부의 굴절률에 가깝고, 또 상기 광투과부의 변형을 실질적으로 흡수할 수 있는 정도의 유연성을 갖는 재료로 구성되는 완충부를 구비하도록 구성된 것이다.

또, 상기 6-75210호공보, 특개평 6-75213호공보, 특개평 6-75701호공보, 특개평 8-327975호공보등은 액정표시장치나 제조방법에 관한 기술을 제안한 것이다.

이들중 상기 특개평 6-75213호공보에 의한 액정표시장치는 액정표시패널에 타블랫판을 설비하여 수기입력을 가능하게 한 액정표시장치에 있어서, 액정표시패널과 그 관측측의 투명보호판이 완충성을 갖는 투명한 점접착성수지로 접착되어 있고, 그 접착층의 양접착대상에 대한 굴절률차가 0.2이하가 되도록 구성된 것이다.

또 상기 특개평 8-327975호공보에 의한 액정표시장치는 액정표시패널의 관측측에 완충성을 갖응 약접착성의 투명수지시트를 거쳐서 타블렛판을 밀착배치 하도록 구성된 것이다.

또, 상기 특개평 6-337411호공보에 의한 액정표시장치의 광산란방지구조 및 그 제조방법은 액정셀과, 이 액정셀 표면측에 형성된 완층층과, 이 완충층에 의해서 액정셀에 대해 일정 두께의 간극을 두고서 병설되는 보호패널을 구비한 액정표시장치에 있어서, 상기 완충층은 광산란방지소재로 형성되고, 또 완충층은 상기 액정셀 및 보호패널에 대해서 탈기상태로 밀착접합 되도록 구성된 것이다.

또 상기 특개평 7-209635호공보에 의한 액정표시장치의 광산란방지구조 및 그 제조방법은 액정셀과, 이 액정셀 표면측에 형성되는 완충층과, 이 완충층에 의해서 액정셀에 대해 일정 두께의 간극을 두고서 병설되는 보호패널을 구비한 액정표시장치에 있어서, 상기 완충층은 광산란방지소재로 형성되는 동시에, 완충층은 상기 액정셀 및 보호패널에 대해서 탈기상태로 밀착접합 되고 또 보호패널은 적어도 그 표면을 경질층으로 한 합성수지제로 되도록 구성한 것이다.

그러나 이들 기술의 경우에는 우선 액정표시패널과 편광판 사이에 완충재를 끼우고 또 액정표시패널과 편광판을 주위에서 지지하도록 구성하면, 액정표시패널과 편광판의 사이에는 공기 층이 존재함으로서 편광판의 상부로 유입된 광은 편광판과 공기의 굴절률이 차이가 있으므로, 액정표시패널과 편광판 사이의 간극에서 전반사가 발생하여 액정표시패널이 보기 어렵다는 문제점이 새로이 발생한다.

또 상기 제안에 의한 경우에는 어느것도 액정표시패널의 상부에 입력스위치를 배치한 것이므로 전술한 바와같이 상부에 배치되는 입력스위치에 의해서 표시화면의 콘트라스트가 저하하여 표시내용을 보기 어렵다는 문제점이나, 표시내용을 쉽게 볼 수 있게 함을 고려하면 액정표시화면을 투과형으로 하는 동시에 그 배면측에 백라이트를 설치하지 않을 수 없다는 문제점이 여전히 남게 된다.

또한 터치패널이나 액정표시화면이 유리판을 기판으로 하므로 터치패널의 관측성이 악화되는 경우와 유저가 터치패널을 강하게 압압하는 상황이 생길때는 완충층을 설치하여도 압압력에 의해서 유리판이 깨질 염려가 있다는 문제점도 여전히 남게 된다.

여기서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해서 된 것으로, 그 제1 목적으로 하는 바는, 정보입력 디스플레이에 표시되는 조작정보나 가상조작버튼의 관측성이 우수한 동시에, 이러한 정보입력디스플레이의 조작시의 파손염려가 없고 또 저비용으로 제조가능한 입출력장치를 제공하는데 있다.

또 본 발명의 제 2목적으로 하는 바는 액정표시패널 등의 표시장치가 압압에 의한 액정의 배향파괴 등을 확실하게 방지할 수 있는 동시에 입력장치의 입력동작을 확실히 행하는 것이 가능한 입출력장치를 제공하는데 있다.

도1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 입출력장치를 나타낸 분해사시도.

도2는 본 발명의 실시형태 1에 의한 입출력장치를 나타낸 평면도.

도3은 본 발명의 실시형태에 의한 입출력장치를 나타낸 요부단면도.

도4는 본 발명의 실시형태2에 의한 입출력장치를 나타낸 평면도.

도5는 본 발명의 실시형태 2에 의한 입출력장치를 나타낸 요부단면도.

도6은 멤브레인스위치를 나타낸 분해사시도.

도7은 제어회로를 나타낸 블록도.

도8은 액정표시패널에 화상을 표시하기 위한 프레임데이터의 일례를 나타낸 도표.

도9는 액정표시부의 변형상태를 나타낸 모식도.

도10은 액정표시패널의 변형상태를 나타낸 도면.

도11은 액정표시패널의 변형상태를 나타낸 도면.

도12는 액정표시패널의 변형상태를 나타낸 도면.

도13은 액정표시패널의 변형상태를 나타낸 도면.

도14는 멤브레인스위치의 변형상태를 나타낸 도면.

도15는 멤브레인스위치의 변형상태를 나타낸 도면.

도16은 본 발명의 실시형태3에 의한 입출력장치를 나타낸 요부단면도.

도17은 액정표시패널의 변형상태를 나타낸 모식도.

도18은 본 발명의 실시형태4에 의한 입출력장치를 나타낸 도면.

도19(a)∼(f)는 실험예 및 비교예를 각각 나타낸 모식도.

도20은 도19(a)∼(f)에 나타낸 샘플의 감압시험을 행한 결과를 나타낸 도표.

도21은 도19(a)∼(f)에 나타낸 샘플의 감압시험을 행한 결과를 나타낸 도표.

도22는 본 발명의 실시예3에 의한 입출력장치를 나타낸 단면도.

도23은 본 발명의 실시예4에 의한 입출력장치를 나타낸 단면도.

도24는 종래의 콘트롤패널의 일례를 나타낸 분해사시도.

즉, 청구항1기재의 발명은 가요성이 있는 표시화면상에 정보를 표시하는 표시장치와 상기 표시화면의 아래에 설비되어 상기 표시화면의 관측측으로 부터의 압압에 의해서 표시화면상의 위치를 검출하는 검출수단을 포함하는 감압형의 입력장치를 구비하도록 구성한 것이다.

또 청구항2 기재의 발명은 청구항 1기재의 입출력장치에 있어서, 상기 표시화면 및 상기 표시화면 아래의 검출수단부분이 시트상의 것이다.

또 청구항3기재의 발명은 청구항1기재의 입출력장치에 있어서, 상기 표시장치가 액정표시패널, 일렉트릭루미네선스(electric luminescence)패널, 트위스팅볼패널 디스플레이중 어느것을 포함한 것이다. 여기서 트위스팅볼패널 디스플레이는 미국 특허제4143103호에 개시되어 있는 바와 같이 예를들면 반절을 흑색으로 착색한 미소한 구체(球體)를 액체중에 다수분산시키고, 이 미소한 구체를 전계나 자계에 의해서 회전시킴으로서 백흑반전시켜 화상표시를 행하는 것이다.

이들 청구항 1내지 3기재의 발명에서는, 표시화면의 아래에 검출수단을 설비함으로서 표시장치와 입력장치를 일체형으로 하므로, 표시화면상의 표시내용(예를들어 가상버튼)에 따라서 손가락 또는 펜등으로 표시화면의 관측측에서 압압하면, 검출수단이 표시화면의 위치를 검출하여 입력할 수 있어, 대단히 조작성이 좋다. 예를들어 검출장치가 가상버튼의 표시영역내에 있으면 가상버튼의 압압 입력조작이 행해진다. 또 표시화면의 아래에 입력장치의 검출수단이 설비되어 있으므로 표시화면상에 터치패널과 같은 표시의 장해가 발생하는 일이 없으므로, 대단히 관측성이 좋은 동시에 백라이트 등을 필요로 하지 않으므로 표시장치의 구성이 간단하게 되어 표시장치를 저가로 제조할 수 있다. 또 검출수단이 표시화면상용의 터치패널(22)과 같이 투명하게 할 필요가 없으므로 표시화면상용의 터치패널에 비해서 재료, 제조방법에 제한이 작으므로 매우 입력장치를 염가로 제작할 수 있고, 따라서 입출력장치를 염가로 제작할 수 있다. 또 상기 표시화면 및 표시화면 아래의 검출수단이 시트상의 것을 사용하면 가볍게할 수 있는 동시에, 공간효율이 좋으므로, 휴대용전자기기에 적용할 수 있는 동시에 본원발명을 사용한 입출력장치를 각종전자기기에 적용하면 전자기기를 소형 경량으로 할 수 있다.

또, 청구항4기재의 발명은 전자기기의 각종 조작정보나 조작정보에 대응한 가상조작버튼이 표시화면상에 표시되는 정보입력디스플레이를 구비하고, 상기 가상조작버튼의 압압에 의해서 상기 기기의 제어정보를 입력가능한 입출력장치에 관한 것으로, 상기 목적을 달성할 소정의 피치로 복수의 입력스위치가 배열된 스위치매트릭스기판상에 유연성을 구비한 시트상의 표시화면을 중첩배치하여 상기 정보입력디스플레이를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명의 콘트롤패널에의하면 OA기기의 조작정보나 가상조작버튼이 표시되는 정보표시화면으로서 유연성이 있는 시트상의 것을 사용하므로, 상기 스위치매트릭스기판 상에 정보표시화면을 중첩배치해도 상기 정보표시화면을 압압함으로서 상기 스위치매트릭스기판에 배열된 입력스위치를 간접적으로 압압할 수 있다.

이와같이 본발명에서는 상기 정보표시화면 상에 터치패널을 설비할 필요가 없으므로, 유저는 정보표시화면을 직접관측할 수 있고, 이러한 화면에 표시되는 조작정보나 가상조작버튼을 종래보다 명확하게 인식할 수 있는 외에 관측성을 높이기 위한 백라이트를 정보표시화면의 배면측에 설비할 필요가 없어 제조코스트의 저감화를 도모할 수 있다.

또, 정보표시화면이나 스위치매트릭스기판에 유리판을 사용할 필요가 없으므로 가상조작버튼의 조작시에 이러한 유리판이 파손될 염려도 없다.

또 청구항8기재의 발명은 화상표시소자를 갖는 가요성의 화상표시패널과, 이 화상표시패널의 아래측에 적층배치되고, 화상표시패널의 관측측으로 부터 압압된 위치의 좌표를 검지하는 좌표검지수단을 구비하도록 구성한 것이다.

또, 청구항9 기재의 발명은 청구항8기재의 입출력장치에 있어서, 상기 화상표시패널이 액정표시소자를 포함하는 가요성 액정표시패널이고, 상기 좌표검지수단이 액정표시패널의 관측측으로부터 압압된 위치의 좌표를 검출하는 것이다.

이들 청구항 8 및 9 기재의 발명은 액정표시소자 등의 화상표시소자를 갖는 가요성의 화상표시패널과, 이 화상표시패널의 아래측에 적층배치되고, 화상표시패널의 관측측으로부터 압압된 위치의 좌표를 검지하는 좌표검지수단을 구비하도록 구성했으므로, 화상표시패널이 입출력장치의 표시측에 배치되므로, 관측성이 우수하고, 조작성이 우수한 입출력장치를 제공할 수 있다.

또, 청구항10 기재의 발명은 청구항9기재의 입출력장치에 있어서, 상기 액정표시소자 관측측의 층에 상기 액정표시패널의 관측측으로부터의 국소적인 응력을 분산시키는 동시에 분산된 응력을 상기 좌표검지수단에 전달하는 탄성을 갖는 완충층을 설비한 것이다.

이 청구항10 기재의 발명은 액정표시소자 관측측 층에 상기 액정표시패널의 관측측으로부터 국소적인 응력을 분산시키는 동시에, 분산된 응력을 상기 좌표검지수단으로 전달하는 탄성을 갖는 완충층을 설비하도록 구성되므로, 액정표시소자에 작용하는 압압력을 유연성을 갖는 완충층에 의해서 흡수할 수 있어, 액정표시소자의 배향파괴를 확실하게 방지할 수 있는 동시에, 좌표검지수단으로 적절하게 분산된 응력을 좌표검출수단에 전달할 수 있다. 이 때문에 표시장치의 외력에 대한 보호와 입력의 확실성을 증가시킬 수 있다.

또, 청구항 11기재의 발명은 청구항 10기재의 입출력장치에 있어서, 상기 액정표시패널이 액정표시소자를 사이에 끼운 위치에 한쌍의 편광판을 갖고, 상기 액정표시소자와 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판 사이에 유연성을 갖는 완충층을 개재시켜, 이 완충층의 굴절률을 공기의 굴절률 보다도 액정표시소자 및 편광판을 구성하는 재료의 굴절률에 가깝게 설정한 것이다.

이 청구항11 기재의 발명은 액정표시소자와 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판의 사이에 유연성을 갖는 완충층을 개재시키고, 이 완충층의 굴절률을 공기의 굴절률 보다도 액정표시소자 및 편광판을 구성하는 재료의 굴절률에 가깝게 설정하도록 구성했으므로, 액정표시소자와 해당 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판의 사이에 유연성을 갖는 완충층을 개재시켜, 액정표시소자의 배향파괴를 방지하도록 구성한 경우에도, 완충층의 굴절률이 액정표시소자 및 편광판을 구성하는 재료의 굴절률에 가깝게 설정되어 있기 때문에, 완충층에 의해서 관측성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또, 청구항 12기재의 발명은 청구항 10기재의 입출력장치에 있어서, 상기 액정표시패널이 액정표시소자를 사이에 끼운 위치에 한쌍의 편광판을 갖고, 상기 액정표시소자와 해당 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판 사이에, 유연성을 갖는 완충층을 개재시키는 동시에, 이 완충층의 아래측에 액정표시소자를 보호하는 보강판을 배치한 것이다.

이 청구항12 기재의 발명은, 액정표시소자와 해당 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판 사이에, 유연성을 갖는 완충층을 개재시키는 동시에, 이 완충층의 하부에 액정표시소자를 보호하는 보강판을 배치하도록 구성했으므로, 보강판에 의해서 액정표시소자를 확실하게 보호할 수 있어, 액정표시소자의 배향파괴를 한층 확실하게 방지할 수 있다.

또, 청구항13 기재의 발명은, 청구항12 기재의 입출력장치에 있어서, 상기 액정표시소자와 해당 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판 사이에 유연성을 갖는 완충층을 개재시켜, 상기 액정표시소자의 하부에 해당 액정표시소자를 보호하는 동시에 상기 좌표검지수단이 압력을 받는 범위를 넓게하는 상기 보강판을 배치한 것이다.

또 청구항13 기재의 발명은, 액정표시소자와 해당 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판 사이에, 유연성을 갖는 완충층를 개재시키고, 상기 액정표시소자의 하부에 해당 액정표시소자를 보호하는 동시에, 상기 좌표검지수단이 압력을 받는 범위를 넓게 하는 보강판을 배치하도록 구성했으므로 보강판에 의해서 액정표시소자를 확실히 보호할 수 있는 동시에, 보강판에 의해서 좌표검지수단이 압력을 받는 소망 범위로 넓게 할 수 있기 때문에, 액정표시소자의 관측측으로 부터의 압력을 확실히 또 넓은 범위로 좌표검지수단에 전달하여 좌표검지수단의 분해능력을 향상시킬 수 있다.

또 청구항14기재의 발명은 청구항13 기재의 입출력장치에 있어서, 상기 완충층과 상기 액정표시소자와, 상기 보강판의 탄성계수의 대소관계가 보강판>액정표시소자>완충층의 관계를 만족하도록 설정한 것이다.

또 청구항 15 기재의 발명은 청구항10 내지 14중 어느한항 기재의 입출력장치에 있어서, 상기 완충층이 겔상의 수지재료 또는 고무상의 수지재료로 구성되는 것이다.

또 청구항 16기재의 발명은 청구항 8내지 13중 어느한항 기재의 입출력장치에 있어서, 상기 좌표검지수단이 멤브레인스위치로 된 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

실시형태1

도1은 본 발명을 적용한 복사기의 콘트롤패널의 일실시예를 나타낸 분해사시도이다. 동도면에서 부호 1은 복수의 입력스위치가 배열된 스위치 매트릭스기판 부호2는 스위치 매트릭스기판(1)위에 중첩 배치된 정보표시화면, 부호3은 텐키(4)를 구비한 동시에 상기 정보표시화면(2)에 대응한 창(5)을 갖는 패널판이다.

우선, 정보표시화면(2)은 반사형의 액정표시화면이고, 유연성을 구비한 시트상으로 형성되어 있다. 이 액정표시화면(2)은 도3에 나타낸 바와같이 전극으로 되는 ITO(Indium Tin Oxide)(9)가 증착된 한쌍의 투명수지시트(10, 10)의 각각에 강유전성액정(11)을 도포한 후, 이들을 서로 맞대어 액정시트(12)를 형성하고, 또 상기 전극(9)에 소정의 구동전극을 인가하는 STN액정용 드라이버IC(13)를 도2에 나타낸 바와같이, 상기 투명수지시트(10,10)에 대해서 이방도전접착시트(14)에 의해서, 열압착접속하여 TCP(tape carrier package)(15)를 형성하고 있다. 또, 표시화면의 콘트라스트를 높이기 위해서 상기 액정시트(12)를 한쌍의 수지제편광판(16, 16)을 사이에 끼워 넣는 동시에, 상기 스위치매트릭스기판(1)의 대향면에는 두께 50㎛의 알루미늄제 반사막(17)을 접착하고 있다. 또, 상기 액정시트(12)내에 봉입한 액정(11)에 국소적인 응력이 작용하는 것을 방지하기 위해서 액정표시화면(2)의 상면은 두께 0.2mm정도의 수지성 필름(18)으로 피복하고, 이들을 완충재로 했다.

한편, 상기 스위치매트릭스기판(1)은 멤브레인기판(6) 상에 각각이 독립한 복수의 입력스위치(7)를 매트릭스상으로 배치한 것이고, 각 입력스위치(7)는 동으로 된 키전극을 상기 멤브레인기판(6) 상에 매트릭스 배선함으로서 형성되어 있다. 또, 상기 멤브레인기판(6) 상에는 각 입력스위치에서의 전기적 도통을 검지하는 CPU회로(8)가 설비되어 있다. 또 이 입력스위치(7)를 압압했을 때의 조작감을 부여하기 위하여 각 입력스위치(7)의 키전극에 대응하는 부위에는 도3에 나타낸 바와같이 돔상의 판스프링(7a)이 설비되고, 압압력에 대한 적당한 정도의 저항이 발생되도록 되어 있다.

실시예에서는 이와같이 구성된 스위치매트릭스기판(1) 상에 상기 액정표시화면(2)을 중첩배치하고 있으나, 전술한 바와같이 상기 액정표시화면(2)은 유연성이 있는 시트상으로 형성되어 있으므로, 액정표시화면(2)을 직접 압압함으로서 스위치매트릭스기판(1)상의 입력스위치(7)를 압압할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 유저가 상기 액정표시화면(2)에 표시된 가상조작버튼을 누르면 이러한 화면(2)의 하측에서 가상조작버튼에 대응한 입력스위치(7)가 압압되어, 상기 CPU회로(8)가 압압된 입력스위치(7)를 특정함으로서, 상기 가상조작버튼이 조작됐는지 여부를 판별할 수 있다.

한편, 본실시예에 있어서, 상기 스위치매트릭스기판(1) 상에 배열된 입력스위치(7)는 액정표시화면(2)의 아랫쪽만이 아니고, 패널판(3)에 설비된 텐키(4)의 아랫쪽에도 위치하고 있다. 즉, 텐키(4)의 압압에 의해서 전기적 도통을 발생하는 입력 스위치와, 가상조작버튼의 압압에 의해서 전기적도통을 발생하는 입력스위치는 1매의 멤브레인 기판(6)상에 배열되어 있다.

따라서, 이 실시예에서는 1매의 스위치매트릭스기판(1)으로 가상조작버튼(13)에 의한 입력과 텐키(4)에 의한 입력의 양쪽을 담당할 수 있어 텐키에 대응하는 스위치매트릭스기판을 터치패널과 별개로 설비하는 것이 필요한 종래의 콘트롤 패널보다도 제조비용의 저감화를 도모할 수 있는 것이다.

또, 상기 실시예에서는 스위치매트릭스기판(1) 상에 배열된 입력스위치를 멤브레인스위치로 했으나, 유저에 의한 가상조작버튼의 압압력을 전기신호의 온/오프로 변환할 수 있는 것이면, 스위치로서 사용할 수 있다. 스위치의 배열은 매트릭스에 한정하지 않고, 어떠한 배열도 좋고, 그 수도 l이상 이면 좋다.

제2실시형태

본 실시형태2는 실시형태1에 대해서 외력에 대한 표시장치의 보호와 입력장치의 입력의 확실성을 더 강화한 예를 나타낸 것이다.

도4 및 도5는 본 발명의 실시형태2에 의한 정보입력이 가능한 입출력장치를나타낸 평면도 및 단면도이다.

이 실시형태에 의한 입출력장치(40)는 도5에 나타낸 바와같이, 크게 나누어, 입출력장치(40)가 적용되는 기기의 기능에 따라서 각종 화면이 표시된다. 액정표시패널(41)과, 이 액정표시패널(41)의 하부에 배치되는 멤브레인스위치(42)로 구성되어 있다.

상기 액정표시패널(41)은 반사형 액정표시패널로 되고, 가요성을 구비한 시트상으로 형성되어 있다. 액정표시패널(41)은 액정표시부(43)의 표리양면측에 한쌍의 편광판(47, 47)을 배치하여 구성되어 있으나 이들 한쌍의 편광판(47, 47)은 액정표시부(43)에 직접적층되어 있을 필요가 없고, 한쌍의 편광판(47, 47)과 액정표시부(43) 사이에 다른 층이나 판상부재를 개재시켜도 좋다. 이 액정표시패널(41)중 액정표시부(43)는 도5에 나타낸 바와같이 투명전극인 ITO전극(44)이 소정의 피치로 직선상으로 증착된 한쌍의 PES(폴리에테르설폰산)제의 시트(45, 45) 사이에 액정(46)을 적층하여 구성하고 있다. 또, 한쌍의 PES 시트(45, 45)의 외측에는 편광판(47, 47)이 배치되어 있다. 상기 한 쌍의 PES 시트(45, 45)에 각각 증착되는 ITO전극(44)은 서로 직교하도록 소정의 피치로 직선상으로 배치되어 있고, 상측의 전극(44)과 하측의 전극(44)이 매트릭스를 형성하도록 되어 있다. 또 상기 한쌍의 PES시트(45, 45) 사이에 적층되는 액정(46)으로서는 예를들어 강유전성고분자액정이 사용되나 이것에 한정되지는 않고, 다른 종류의 액정을 이용해도 물론 좋다.

상기액정표시패널(41)의 액정표시부(43)로서는, 예를들어, 기본적인 구성 및 동작이 일본국 특허제 2512290호 공보등에 개시되어 있는 것이 사용되나, 더 구체적으로는 이래미쓰고산주식회사사의 출원 특개평5-61061호 공보나 특개평 5-273531호공보 등에 개시되어 있는 것을 사용할 수도 있다. 이 액정표시패널(41)의 액정표시부(43)는 예를들어 투명한 전극이 되는 ITO전극(44 ,44)이 증착된 한쌍의 PES시트(45, 45)의 한쪽 또는 양쪽에, 강유전성 고분자액정등으로 된 액정(48)을 도포하여 막을 만들고, 대향하는 한쌍의 PES 시트(45, 45)를 적층한 후, 복수의 롤러 사이를 통과시킴으로서 굽히는 배향처리를 행하여 제조한다. 여기서 강유전성고분자액정으로 된 액정(46)을 사용한 액정표시패널(41)은 메모리성을 갖고 있기 때문에 전압의 인가를 정지한 상태에서도, 표시화면을 유지 가능한 특징을 갖고 있다.

또, 상기 액정표시패널(41)의 표시측, 즉 관측측에는 PES 시트(45)와 편광판(47) 사이에, 난반사등을 방지하여 액정표시패널(41)의 관측성을 향상시키기 위한 관측성향상 시트로 되는 완충층(48)이 적층상태로 배치되어 있다. 이 관측성향상시트로 되는 완충층(48)으로서는 예를들어 겔상의 수지 또는 고무상의 수지로 된 것이 사용된다. 이 관측성향상 시트로 되는 완충층(48)의 표면에는 전장이 가해진 액정의 광학적이방성의 변화에 준해서 표시화상의 농담을 명확하게 하기 위해서 편광판(47)이 적층 배치되어 있다. 이때 가요성을 갖는 액정표시부(43)와 편광판(47) 사이에 개재되는 완충층(48)은 다른 부재와 굴절률이 크게 다르면, 외광의 반사를 일으키게 되어 액정표시패널(41)의 표시품질이 악화된다. 이 때문에 상기 관측성향상 시트로 되는 완충층(48)으로 공기의 굴절률이 1.0인 것에 대해서, 강유전성액정(48)이나 편광판(47) 등을 구성하는 합성수지의 굴절률은 1.4 부근이기 때문에, 투명한 완충층(48)의 겔상수지 또는 고무상수지의 굴절률은 1.4 근방의 것을 사용하는 것이 최적이다.

이것에 적합한 것으로서 예를들어 닛도우덴고우사제의 관측성향상시트가 굴절률이 1.48 이므로, 완충층(48)으로서는 예를들어 두께 400㎛의 점착성을 갖는 닛도우덴고우사제의 관측성향상시트가 사용되고, 이 관측성향상시트(48)는 액정표시패널(41)과 편광판(47) 사이에 그 점착성에 의해서 접착유지된 상태로 개재된다. 상기 완충층(48)으로서 사용되는 관측성향상시트는 예를들어 아크릴계폴리머 등의 겔상수지나 실리콘계 수지등의 고무상수지로 된 것이 사용된다.

또, 상기 액정표시부(43)의 이면측에는, 아무런 부재를 개재하지 않고 편광판(47)이 그대로 적층배치되어 있고, 이 이면측의 편광판(47)은 액정표시패널(41)의 표면측에 배치되는 편광판(47)과 직교하도록 배치되어 있다. 또 상기 액정표시패널(41)의 이면측에 배치된 편광판(47)의 하부에는 액정표시패널(41)의 표면측으로부터 입사하는 광을 반사하는 반사판(49)이 적층배치되어 있다. 이 반사판(49)으로서는 예를들어, 알루미늄박등이 사용된다. 또 상기 반사판(49) 하부에는 액정표시패널(41)의 압압력에 대한 보강과 후술하는 멤브레인스위치(42)의 분해능을 향상시키기 위한 보강판(50)이 적층배치되어 있다. 이 보강판(50)으로서는 예를들어 아크릴판이나 플라스틱판등이 사용된다.

또 상기 보강판(50)의 이면측에는 액정표시패널(41)의 표면측에서 손가락이나 펜 등에 의해서 압압된 위치의 좌표를 검지하기위한 좌표검지수단으로서의 멤브레인스위치(42)가 배치되어 있다. 이 멤브레인스위치(42)로서는 도6에 나타낸 바와같이 매트릭스상으로 형성된 전극의 패턴(51)을 각각 종방향 및 횡방향에 따라서 소정의 피치로 각각 갖는 한쌍의 스위치시트(52,52)와 이들 한쌍의 스위치시트(52, 52) 사이에 배치되고, 전극패턴((51)의 스위치부(53)에 대응한 영역(54)이 원형상 또는 사각형상으로 절결된 스페이서 시트(55)로 된 것이 사용된다. 상기 멤브레인스위치(42)는 손가락 등으로 압압된 영역의 스위치시트(52, 52)가 휘어, 이들 한쌍의 스위치시트(52, 52)가 형성된 스위치부(53)가 서로 접촉함으로서, 압압된 위치의 좌표를 검지하는 것이 사용된다(일본국특허제2556711호공보).

그러나, 상기 멤브레인스위치(42)로서는, 이에 한정되지는 않고, 특개평 8-315668호 공보나 특개평 3－258147호공보, 특개평 8-241647호공보, 또는 특허 제2530651호공보 등에 개시되어 있는 각종의 것을 사용할 수 있고, 그 종류는 문제가 되지 않는다

또, 상기 멤브레인스위치(42)로서는, 그외 사각형상으로 형성된 한쌍의 도전성기판 사이에 동일형상으로 형성된 저항층을 개재시켜 도전성기판의 종방향 및 횡방향의 단부에 검출용의 그리드전극을 설비함으로서, 도전성기판의 일부가 압압되면, 종방향 및 횡방향의 단부에 설비된 검출용 그리드전극 사이의 저항치가 변화하기 때문에, 이 종방향 및 횡방향에 위치하는 검출용 그리드전극 사이의 저항치를 검출하여, 손가락등으로 압압된 위치의 좌표를 검지하도록 구성된 아나로그형의 것을 사용해도 좋다. 이와같이 아날로그형에 한정되지 않고 어떠한 종류라도 상관 없다.

도4는 상기와 같이 구성된 입출력장치(40)의 제어기판의 배선을나타낸 것 이다.

도4에 있어서, 41은 액정표시패널을 나타내고, 이 액정표시패널(41)의 아래측에는 멤브레인스위치(42)가 적층상태로 배치되어 있다. 액정표시패널(41)의 배선은 액정표시패널(41)의 ITO전극(44)에 플렉시블기판(55)을 거쳐서 소정구동전압을 인가하는 STN액정용 드라이버IC(56)을 TCP(tape carrier packge)(57)로 하고, 액정표시패널(41)의 투명수지시트(45)의 전극(44)을 이방도전접착시트(58)에 의해서 열압착접속하고 있다. 상기 TCP(57)는 프린트기판(59)에 접속되어 있다.

도7은 상기와 같이 구성되는 입출력장치(40)의 제어회로를 나타낸 블록도이다.

도7에 있어서, 60은 입출력장치(40)를 제어하기 위한 CPU를 나타내고, 이 입출력장치(40)의 매트릭스상으로 형성된 멤브레인스위치(42)는 X방향 또는 Y방향중 일방향에 따라서 소정의 피치로 배열된 전극패턴(51)이 CPU(60)부터 버퍼회로(61)를 거쳐서 출력되는 스캔출력에 의해서 스캔되고, 다른 방향에 따라 소정의 피치로 배열된 전극패턴(51)으로 부터의 출력신호가 드라이버회로(62)를 거쳐서 CPU(60)로 입력되고, CPU(60)는 액정표시패널(41)의 관측측으로 부터 손가락 등으로 압압된 위치의 좌표를 검출하도록 구성되어 있다.

또 상기 CPU(60)는 입력정보에 준한 표시화면을 액정표시패널(41)의 액정표시부(43)에 표시한다. 즉 CPU(60)는 표시하는 화면의 구성데이터(이하 프레임데이터라함)에 준해서 드라이버회로(63)를 거쳐서 액정표시부(43)로의 드로잉처리를 행하도록 되어 있다. 상기 액정표시부(43)에 화면을 표시하기 위한 프레임데이터로서는 예를들어 도8에 나타낸 바와같이, 이 프레임상에 표시된 가상버튼 등의 영역을 나타낸 표시이고, 또 아이콘 이미지 등의 오브젝트의 표시정보(드로잉용)(65)와 소정의 영역을 압압함으로서 입력을 행하는 터치영역의 범위를 지정하는 검출영역정보(66)가 포함되어 있다. 상기 오브젝트의 표시정보(드로잉용)(65)은 도8에 나타낸 바와같이 버튼 오브젝트(object)정보로의 좌표나 명암등의표시를 지정하는 포인트(67)와 아이콘 이미지 오브젝트 정보로의 좌표나 명암 등의 표시를 지정하는 포인터(pointer)(68)로서 기능하는 오브젝트테이블을 구비하고 있다.

이상의 구성에 있어서 본 실시형태에 의한 입출력장치에서는 다음과 같이 정보입력 디스플레이에 표시되는 조작정보나 가상조작버튼의 관측성이 우수한 동시에, 이러한 정보입력 디스플레이의 조작시 파손의 우려가 없고, 또 저비용으로 제작하는 것이 가능하게 된다. 또 본 실시형태에 의한 입출력장치에서는 다음과 같이 액정표시패널을 스위치소자 등의 상부에 배치함으로서 액정표시패널을 보기 쉽고, 액정표시패널에 표시된 화상의 관측성이 우수하도록 구성한 경우에도, 액정표시패널이 압압에 의한 액정의 배향파괴 등을 확실히 방지할 수 있는 동시에 스위치소자 등의 동작을 확실하게 행하는 것이 가능하게 되어 있다.

즉 본실시 형태에 의한 입출력장치(40)는 도5에 나타낸 바와같이 플렉시블한 액정표시패널(41)의 상부에관측성 향상시트로 되는 완충층(48)이 배치되어 있고, 이 관측성 향상시트로 되는 완충층(48)으로서는 예를들어 겔상의 수지 또는 고무상의 수지로 된 것이 사용된다. 이 때문에 입출력장치(40)의 표면에 위치하는 편광판(47)위에서 가해진 압압력(F)은 도9에 나타낸 바와같이 편광판(47)의 하부에 배치된 겔상의 수지 또는 고무상의 수지로 된 완충층(48)으로 전달되어, 겔상의 수지 또는 고무상의 수지로 된 완충층(48)이 변형됨으로서, 겔상의 수지 또는 고무상의 수지로 된 완충층(48)이 압압력(F)을 흡수한다. 따라서 입출력장치(40)의 표면에서 가해진 압압력(F)을 완충층(48)이 흡수함으로서 입출력장치(40)의 표면에서 가해진 압압력(F)이 약화된 상태로 액정표시부(43)에 작용하기 때문에 액정(46)의 배향파괴 등을 확실하게 방지할 수 있다.

이와같이 플렉시블한 액정표시부(43)상의 관측성 향상시트(48)측에 위치하는 편광판(47)의 위에서 압압력(F)을 가함으로서, 완충층(48)을 통하여 액정표시부(43)에 힘이 작용하나, 표면의 편광판(47)에서 가해진 압압력(F)은 도9에 나타낸 바와같이 완충층(48)에서 분산/흡수 되므로 액정표시패널(41)에 가해진 압압력(F) 국부적으로 집중되지 않고, 압압력(F)을 가한 곳을 중심으로 완만하게 액정(46)에 전달되게 된다. 이 때문에 편광판(47)의 위에서 가해진 압압력(F)은 완충층(48)에서 분산/흡수되므로 완충되어 플렉시블 액정표시패널(41)에 대해서는 완만한 변형만을 일으키게 된다.

또 플렉시블한 액정표시패널(41)의 하부에 위치하는 편광판(47) 및 반사판(49)의 아래쪽에는 보강판(50)이 배치되어 있다. 이 플렉시블한 액정표시패널(41)의 보호와 액정표시패널(41)의 아래쪽에 배치된 보강판(50)은 플렉시블한 액정표시패널(41)의 아래쪽에 위치하는 멤브레인스위치(42)의 입력의 확실성이나 분해능의 향상에 유용하도록 되어 있다.

이것에 대해서 액정표시부(43)의 표면측에 완충층(48)이 없고, 액정표시부(43)만의 경우에는, 도9에 나타낸 바와같이 위로부터의 압압력(F)이 그대로 플렉시블한 액정표시부(43)에 그대로 가해지고, 액정(46)의 내부의 배향이 파괴된다. 한편 상기 액정표시부(43)의 표면측에 완충층(48)을 설비한 경우에는 도9에 나타낸 바와같이 위로부터의 압압력(F)을 완충층(48)이 흡수하여 국부에 집중되는 힘을 분산시킨다. 이 때문에 액정표시부(43)에 가해진 국부응력이 전체적으로 큰 곡률을 갖는 응력분포로 변한다. 또 액정표시부(43)의 아래에 보강판(50)을 배치함으로서, 완충층(48)의 존재에 의해서 국부응력이 큰 곡률의 응력분포로 변화한 것을 액정표시부(43)의 아래에 보강판(50)을 배치함으로서, 더 평면에 가까운 상태로 복귀시켜 액정(46)의 배향파괴의 원인인 액정내부의 엇갈림을 최소한으로 할 수 있다.

더 설명하면, 도10에 나타낸 바와같이, 액정표시패널(41)의 아래에 보강판(50)을 배치하지 않은 경우에, 즉 플렉시블액정표시패널(41)의 아래쪽이 공간 또는 유연한 재질의 것을 배치한 경우에는 플렉시블 액정표시패널(41)에 작용하는 압압력(F)에 의해서 도11에 나타낸 바와같이, 이 플렉시블 액정표시패널(41)이 크게 휘게 되고, 액정(46)의 부분적인 변위량이 커지게 되어 액정(46)의 배향파괴가 발생하기 쉬워진다. 이것에 대해서, 플렉시블 액정표시패널(41)의 아래에 보강판(50)을 배치한 경우에는 도12에 나타낸 바와같이 보강판(50)의 강도 때문에 플렉시블 액정표시패널(41)이 전체적으로 휘게 되고, 이에 수반하여 플렉시블 액정표시패널(41)의 변위량이 도13에 나타낸 바와같이 작게 억제되므로 액정(46)의 배향파괴가 발생하는 것을 확실히 방지할 수 있다.

또 액정표시패널(41)의 아래쪽에 배치된 멤브레인스위치(42)의 분해능의 관점에서도 액정표시패널(41)의 아래쪽에 보강판(50)을 배치하는 것이 바람직하다.

즉 액정표시패널(41)의 아래쪽에 배치되는 멤브레인스위치(42)는 스위치의 형상이 원형인 경우가 많고, 스위치 부분의 밀도가 불균일한 경우도 많으므로, 스위치의 분해능이 사양을 만족하지 않을 우려가 있다. 액정표시패널(41)의 아랫쪽에 보강판(50)을 배치하지 않은 경우에는, 도14에 나타낸 바와같이, 스위치 사이를 압압했을 때에 멤브레인스위치(42)의 스위치시트(52)가 국부적으로 휘어 압압한 곳의 상하의 멤브레인스위치시트(52) 사이의 거리가 가까워 지나, 상하의 스위치부(53)는 접촉되지 않아, 도통의 반응이 없기 때문에, 이 위치에서의 분해능이 없게 된다.

한편, 액정표시패널(41)의 아래쪽에 보강판(50)을 배치한 경우에는, 도15에 나타낸 바와같이, 보강판(50)이 크게 휨으로서, 멤브레인스위치(42)의 시트(52) 사이에서 압압되는 부분이 많아져 압압한 곳의 양측의 상하 스위치시트(52)가 확실히 접촉함으로서, 스위치의 도통반응이 있다. 이와 같이, 보강판(50)을 설비함으로서, 멤브레인스위치(42)의 시트(52, 52)에 설비된 스위치부(53) 끼리 확실히 접촉하기 때문에, 액정표시패널(41)의 아래쪽에 보강판(50)을 배치하는 것이, 멤브레인스위치(42)의 입력의 확실성이나 분해능을 향상시킴에도 바람직하다.

실시형태3

도16은 본 발명의 실시 형태3을 나타낸 것으로, 상기 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명하면, 본 실시형태 3에서는, 보강판의 위치가 상기실시형태2와 다르다.

즉, 본 실시형태 3에서는 액정표시패널(41)의 표면측의 PES시트(45)와, 관측성 향상시트로 되는 완충층(48)의 사이에, 보강판(50)이 배치되어 있다. 또, 액정표시패널(41)의 아래쪽에 위치하는 반사판(49)의 하부에는, 직접 멤브레인스위치(42)가 배치되어 있다.

완충층(48)의 아래에 위치하는 보강판(47)은 도17에서 명백한 바와같이, 완충층(48)에 가해진 압력을 역방향으로 향하게 하는 것이 목적이므로 완충층(48)의 아래이면 그 사이에 플렉시블 액정표시패널(41)의 아래에 보강판(50)을 위치시켜도 완충층(48)의 바로 아래에 보강판(50)을 위치시키고, 그 아래에 플렉시블 액정표시패널(41)을 위치시키더라도 동일한 효과를 발휘한다.

이와 같이, 보강판(50)을 액정표시패널(41) 위쪽의 PES 시트(45)와, 관측성향상시트로 되는 완충층(48) 사이에 배치한 경우에는 액정표시패널(41)의 변형을 효과적으로 방지할 수 있다.

그 외의 구성 및 작용은 상기 실시형태2와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다

실시형태4

도18은 본 발명의 실시형태4를 나타낸 것이고, 상기 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명하면, 본 실시형태4 에서는, 멤브레인스위치의 접촉한 곳이 복수인 경우에, 계산에 의해서, 그 압압된 위치를 검지하도록 구성되어 있다.

즉, 본 실시형태4 에서는, 도18에 나타낸 바와같이, 플렉시블한 액정표시부(43)의 위에 완충층(48)을 배치하는 동시에, 액정표시부(43) 아래로 보강층(50)을 배치한 경우나, 플렉시블한 액정표시부(43) 위에 완충층(48)과 보강층(50)을 배치한 경우 등에는, 인접하는 스위치부 사이의 위치를 압압하면, 인접하는 2개의 스위치부가 동시에 온상태가 되기 때문에, CPU는 인접하는 2개의 스위치부 중간에 위치가 압압된 것을 검지하도록 구성한다.

이와 같이 구성함으로서 멤브레인스위치(42)의 스위치부의 피치의 1/2의 위치를 검지할 수 있어, 상기 계산법에 의해서 멤브레인스위치(42)의 분해능은 스위치의 배치밀도의 2배로 설정할 수 있다.

실시예

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 입출력장치에 대해서 설명한다.

실시예1

도5는 본 발명의 일실시예에 의한 입출력장치를 나타낸 것으로, 상기 실시형태2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명한다.

상기 입출력장치(40)의 액정표시패널(41)의 액정표시부(43)로서는 예를들어, 두께 2.5㎛의 강유전성액정(46)(IT0 전극(44)을 포함함)의 표리양면측에, 두께 0.1mm의 PES 시트(45)를 적층배치 한 것이 사용된다. 이들의 PES 시트(45)로서는, 예를들어 폭0.27mm의 직선상의 ITO전극(45)이 0.3mm의 피치로 형성되어 있다. 또, 상기 액정표시패널(41)의 표면측에 배치되는 관측성향상시트(48)로서는, 예를들어, 닛도우덴고우사제의 두께 400㎛의 관측성향상시트가 사용된다. 또, 상기 액정표시패널(41)의 액정표시부(43)의 표리양면측에 배치되는 편광판(47)으로서는, 예를들어, 두께 0.4mm의 것이 사용된다.

또, 상기 이면측의 편광판(47)의 아래측에 배치되는 반사판(49)으로서는 예를들어 두께 0.1∼ 0.2mm의 알루미늄박을 편광판(47)의 이면에 접착한 것이 사용된다. 또, 상기 반사판(49)의 아래측에 배치되는 보강판(50)으로서는, 예를들어 두께 0.4m m의 아크릴판이 사용된다.

실시예2

도16은 본 발명의 실시예2를 나타낸 것으로, 상기 실시예l과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명하면, 본 실시예2에서는, 상기 실시형태4와 같이, 보강판의 위치가 상기 실시예1과 다르다.

즉, 본 발명의 실시예2에 의한 입출력장치(40)에서는 도16에 나타낸 바와같이, 예를들어, 두께 0.4mm의 아크릴판으로 된 보강판(50)이 액정표시패널(41) 위쪽의 PES시트(45)와 관측성향상시트로 되는 완충층(48)의 사이에 배치되어 있다.

그밖의 구성 및 작용은 상기 실시예1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.

실시예3

도22는 본 발명의 실시예3를 나타낸 것이고, 상기 실시예1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명하면, 본 실시예3에서는, 멤브레인스위치의 분해능을 향상시키기 위해서, 액정표시패널(41)과 멤브레인스위치(42)의 사이에, 돌기를 일정한 간격으로 설치한 시트(80)를 개재시키도록 구성되어 있다.

즉, 본 실시예3에 의한 입출력장치는, 도22에 나타낸 바와같이, 관측측으로 부터 얇은 보호막(82)과 두게 0.4mm의 관측성향상시트(48)와 두께 0.4mm의 아크릴판으로 된 보강판(50)과, 두께 0.1mm의 폴리에스테르로 된 편광판(47)과, 두께 0.1mm의 PES 시트(45)와, 두께 2.5㎛의 겔상 강유전성액정(46)(ITO 전극(44)을 포함함)과, 두께 0.1mm의 PES 시트(45)와, 두께 0.1mm의 폴리에스테르로 된 편광판(47)을 순차 적층하여, 액정표시패널(41)을 구성하고 있다. 그리고, 액정표시패널(41)의 아래측에는, 9.8mm의 피치로 높이 0.41mm의 돌기(81)를 설치한 시트(80)가 개재되어 있다. 또 시트(80)의 돌기(81)의 피치는 멤브레인스위치(42)의 스위치부(53)의 간격과 일치하도록 설정되어 있다. 이와 같이, 액정표시패널(41)의 아래측에 돌기(81)를 일정한 간격으로 설치한 시트(80)를 개재시킴으로서, 액정표시패널(41)의 관측측에 가해지는 압압력이 집중적으로 멤브레인스위치(41)에 작용하기 때문에, 멤브레인스위치(41)의 분해능을 향상시킬 수 있다.

그 밖의 구성 및 작용은 상기 실시예1과 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.

실시예4

도23은 본 발명의 실시예 4를 나타낸 것이고, 상기 실시예1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명하면, 본 실시예4에서는, 실시예3과 동일하게 멤브레인스위치(42)의 분해능을 향상시키기 위하여 액정표시패널(41)과 멤브레인스위치(42)의 사이에 돌기를 일정한 간격으로 설치한 시트(80)를 개재시키도록 구성되어 있지만, 액정표시패널(41)의 적층상태는 실시예3과 다르다.

즉, 본 실시예4에 의한 입출력장치는 도23에 나타낸 바와같이, 관측측에서, 두께 0.1mm의 폴리에스테르로 된 편광판(47)과 두께 0.4mm의 관측성 향상시트(48)과 두께 0.4mm의 아크릴판으로 된 , 보강판(50)과, 두께 0.1mm의 PES 시트(45)와, 두께 2.5㎛의 겔상의 강유전성액정(46)(ITO전극(44)을 포함함)과 두께 0.1mm의 PES시트(45)와, 두께 0.1mm의 폴리에스테르로 된 편광판(47)을 순차 적층하여, 액정표시패널(41)을 구성하고 있다. 그리고, 액정표시패널(41)의 아래측에는, 9.8mm의 피치로 높이 0.4mm의 돌기(81)를 설치한 시트(80)가 개재되어 있다. 또 시트(80)의 돌기(81)의 피치는 멤브레인스위치(41)의 스위치부(53)의 간격과 일치하도록 설정되어 있다.

이와 같이, 액정표시패널(41)의 아래측에 돌기(81)를 일정한 간격으로 설치한 시트(80)를 개재시킴으로서, 액정표시패널(41)의 관측측에 가해지는 압압력이 집중적으로 멤브레인스위치(41)에 작용하기 때문에, 멤브레인스위치의 분해능을 향상시킬 수 있다.

그 밖의 구성 및 작용은 상기 실시예1과 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다

실험예

실험예1

다음에, 본발명자들은 실시예1에 나타낸 재료와 동일한 재료를 사용하여 도19( b )에 나타낸 바와같이, 표면측에서 편광판(47)과, 겔상수지로 된 완충층(48)과, 액정표시부(43)와, 편광판(47)과, 도시하지 않은 멤브레인스위치를 순차 적층하여 배치한 입출력장치(40)를 시험 제작하고, 멤브레인스위치(42)의 스페이서 두께를 0.04mm와 0.1mm변경하여 입출력장치(41)의 표면을 압압하는 압압력(F)의 크기를 여러 가지로 변화시킨 경우에, 이 압압력(F)의 작용방식 등이 어떻게 변화하는지를 확인하는 실험을 행했다.

도20( b )는 상기 실험예1의 실험결과를 나타낸 것이다.

실험예2

다음에, 본발명자들은 실시예1에 나타낸 재료와 동일한 재료를 사용하여, 도19( c )에 나타낸 바와같이같이, 표면측으로부터 순차로 아크릴판으로 된 보강판(50)과, 편광판(47)과, 액정표시부(43)와, 편광판(47)과, 도시하지않은 멤부렌스위치를, 순차 적층, 배치하여 된 입출력장치(40)를 시험제작하여, 입출력장치(40)의 표면을 압압하는 압압력(F)의 크기를 여러가지로 변화시킨 경우에, 이 압압력(F)의 작용 방식등이 어떻게 변화하는지를 확인하는 실험을 행하였다.

도20( c )은 상기 실험예l의 실험결과를 나타낸 것이다.

실험예3

다음에 본 발명자들은 실시예 1에 나타낸 재료와 동일한 재료를 사용하여, 도19( d )에 나타낸 바와같이, 표면측으로부터 순차로 아크릴판으로 된 보강판(50)과, 편광판(47)과, 액정표시부(43)와, 편광판(47)과, 도시하지 않은 멤브레인스위치를 순차 적층, 배치하여 된 입출력장치(40)를 시험제작 하여, 입출력장치(40)의 표면을 압압하는 압압력(F)의 크기를 여러가지 변화시킨 경우에, 이 압압력(F)의 작용방식등이 어떻게 변화하는지를 확인하는 실험을 행하였다.

도20( d )는 상기 실험예3의 실험결과를 나타낸 것이다.

실험예4

또, 본발명자들은 실시예1에 나타낸 재료와 동일한 재료를 사용하여, 도19(e)에 나타낸 바와같이, 표면측으로부터 편광판(47)과, 보강판(50)으로서의 아크릴판과, 액정표시부(43)와, 편광판(47)과, 도시하지 않은 멤브레인스위치를 순차 적층, 배치하여 된 입출력장치(40)를 시험제작하여, 동일하게 압압력의 작용방식등을 확인하는 실험을 하였다.

도20( e )는 상기 실험예4의 실험결과를 나타낸 것이다.

실험예5

또, 본발명자들은 실시예1에 나타낸 재료와 동일한 재료를 사용하여, 도19(f)에 나타낸 바와같이, 표면측으로 부터 편광판(47)과, 실험예1의 완충층(48)보다도 단단한 재료로 된 완충층(48)과, 액정표시부(43)와, 편광판(47)과, 도시하지 않은 멤브레인스위치를, 순차 적층, 배치하여 된 입출력장치(40)를 시험제작하여, 동일하게 압압력의 작용방식등을 확인하는 실험을 하였다.

도20( f )는 상기 실험예5의 실험결과를 나타낸 것이다.

비교예

비교예1

또, 본발명자들은, 실시예1에 나타낸 재료와 동일한 재료를 사용하여, 도19( a )에 나타낸 바와같이, 표면측으로부터 편광판(47)과, 액정표시부(43)와, 편광판(47) 과, 도시하지 않은 멤브레인스위치를, 순차적층, 배치하여 된 입출력장치(40)를 시험제작하여 동일하게 압압력의 작용방법등을 확인하는 실험을 행하였다.

도20( a ) 및 도21( a )는 상기 비교예1의 실험결과를 나타낸 것이다.

도20( a )∼( f ) 및 도21( a )∼f로 알 수 있는 바와같이, 실험예2와 실험예4의 입출력장치(40)는, 멤브레인스위치(42)의 반응성이 약간 나쁘다는 것을 알 수 있으나, 현저한 차이는 없다. 또, 비교예1은 멤브레인스위치(42)의 반응성이 좋지만, 액정표시부(43)가 압압력에 의해 배향파괴가 발생하였다.

이상 상세하게 설명한 바와같이, 본 발명에서는 표시화면 아래에 검출수단을 설비함으로서 표시장치와 입력장치를 일체형으로 했기 때문에, 표시화면상의 표시내용(예를들어, 가상버튼)에 따라서 손가락 또는 펜등으로 표시화면의 관측측에서 압압하면, 검출수단이 표시화면의 위치를 검출하여 입력을 할수 있어, 대단히 조작성이 좋다. 예를들어, 검출장치가 가상 버튼의 표시영역내이면 가상버튼의 누르는 입력조작이 행해지게 된다. 또, 표시화면의 아래에 입력장치의 검출수단이 설비되어 있기 때문에, 표시화면상에 터치패널 같은 표시가 없으므로, 대단히 관측성이 좋은 동시에, 백라이트등이 필요없으므로, 표시장치의 구성이 간단하게 되어 표시장치를 저가로 할 수 있다. 또, 검출수단이 표시화면상용의 터치패널과 같이 투명으로 할 필요가 없으므로 표시화면상용의 터치패널과 비교하여, 재료, 제조방법에 제한이 작기 때문에, 대단히 입력장치를 저가로 만들 수 있고, 따라서, 입출력장치를 저가로 제작할 수 있다. 또, 상기 표시화면 및 표시화면 아래의 검출수단을 시트상의 것을 사용하면, 가볍게 할 수 있는 동시에, 공간효율이 좋기 때문에, 휴대용기기에 적용할 수 있는 동시에, 본 발명을 사용한 입출력장치를 각종 전자기기에 적용하면, 전자기기를 소형, 경량으로 할 수 있다.

또, 본 발명의 입출력장치에 의하면, 콘트롤패널중에 설비된 정보입력디스플레이는 스위치 매트릭스 기판상에 유연성이 있는 시트상의 정보표시화면이 중첩하여 형성되어 있기 때문에, 이러한 정보표시화면에 표시되는 조작정보나 가상조작버튼의 관측성이 양호함과 동시에, 가상조작버튼의 조작시의 압압력으로 디스플레이가 파손될 염려가 없고, 또 구성부품 수를 종래보다도 감소시킬 수 있기 때문에 저비용으로 제조할 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와같이, 본 발명의 정보입력을 목적으로 액정표시패널의 위에서 압압하더라도, 액정의 배향을 파괴하지 않고, 패널로서의 표시품질이 좋은 입출력장치를 공급할 수 있다.

또, 액정표시패널의 아래에 스위치를 배치하는 구조에 있어서, 스위치의 분해능을 향상시켜, 저가의 액정표시에 의한 입출력장치을 공급할 수 있다.

또, 본 발명은 액정표시패널을 스위치소자등의 상부에 배치함으로서, 액정표시패널을 보기 쉽고, 액정표시패널에 표시되는 화상의 관측성이 우수하도록 구성한 경우에도, 액정표시패널이 압압되는 것에 의한 액정의 배향파괴 등을 확실히 방지할 수 있는 동시에, 스위치소자 등의 동작을 확실히 행하는 것이 가능한 입출력장치를 제공할 수 있다.

또, 완충층이나 보강층을 사용함으로서 관측성을 향상시키는 동시에 표시장치에 대한 외력의 보호나 입력의 확실성을 증가시킬 수 있다.

Claims

가요성이 있는 표시화면상에 정보를 표시하는 표시장치와, 상기표시화면 아래에 설비되어 표시화면의 관측측으로 부터의 압압에 의해 표시화면상의 위치를 검출하는 검출수단을 포함하는 감압형 입력장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제1항에 있어서, 상기 표시화면 및 표시화면 아래의 검출수단부분이 시트상인 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제2항에 있어서, 상기 표시장치가 액정표시패널, 일렉트릭루미네선스(electric luminescence)패널, 트위스팅볼패널 디스플레이 중 어느하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입출력장치.
전자기기의 각종조작정보나 조작정보에 대응한 가상조작버튼이 표시화면상에 표시되는 정보입력디스플레이를 구비하고, 상기 가상조작버튼의 압압에 의해서 기기의 제어정보를 입력가능한 입출력장치에 있어서,

상기 정보입력 디스플레이가 소정피치로 복수의 입력스위치가 배열된 스위치 매트릭스 기판상에 유연성을 갖는 시트상의 표시화면을 중첩배치하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제4항에 있어서, 상기 정보표시화면이 반사형 액정패널인 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제4항에 있어서, 상기 스위치 매트릭스기판이 멤브레인기판인 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제4항에 있어서, 상기 스위치 매트릭스기판상에 형성된 입력스위치가 감압식 스위치인 것을 특징으로 하는 입출력장치.
화상표시소자를 갖는 가요성의 화상표시패널과, 이 화상표시패널의 하측에 적층 배치되고, 화상표시패널의 관측측에서 압압된 위치의 좌표를 검지하는 좌표검지수단을 구비한 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제8항에 있어서, 상기 화상표시패널이 액정표시소자를 포함하는 가요성의 액정표시패널이고, 상기 좌표검지수단이 액정표시패널의 관측측으로부터 압압된 위치의 좌표를 검출하는 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제9항에 있어서, 상기 액정표시소자 관측측 층에 상기 액정표시패널의 관측측으로 부터의 국소적인 응력을 분산시키는 동시에, 분산된 응력을 상기 좌표검지수단에 전달하는 탄성을 갖는 완충층을 설비한 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제10항에 있어서, 상기 액정표시패널이 액정표시소자를 사이에 끼우는 위치에 한쌍의 편광판을 갖고, 상기 액정표시소자와 상기 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판의 사이에 유연성을 갖는 완충층을 개재시켜, 이 완충층의 굴절률을 공기의 굴절률보다도 액정표시소자 및 편광판을 구성하는 재료의 굴절률에 가깝게 설정한 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제10항에 있어서, 상기 액정표시패널이 액정표시 소자를 사이에 끼우는 위치에편광판을 갖고, 상기 액정표시소자와 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판의 사이에, 유연성을 갖는 완충층을 개재시킴과 동시에, 이 완충층의 하부에 액정표시소자를 보호하는 보강판을 배치한 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제12항에 있어서, 상기 액정표시소자와 액정표시소자의 관측측에 위치하는 편광판의 사이에 유연성을 갖는 완충층을 개재시키고, 상기 액정표시소자의 하부에 액정표시소자를 보호함과 동시에 상기 좌표 검지수단이 압력을 받는 범위를 넓히는 상기 보강판을 배치한 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제13항에 있어서, 상기 완충층과, 상기 액정표시소자와, 보강판의 탄성계수의 대소관계가 보강판>액정표시소자〉완충층의 관계를 만족하도록 설정한 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제10항 내지 14항중 어느한 항에 있어서, 상기 완충층이 겔상의 수지재료 또는 고무상의 수지재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 입출력장치.
제8항 내지 13항중 어느한 항에 있어서, 상기 좌표검지수단이 멤브레인스위치로 되는 것을 특징으로 하는 입출력장치