KR100546475B1

KR100546475B1 - 터치 패널 입력장치

Info

Publication number: KR100546475B1
Application number: KR1019990025613A
Authority: KR
Inventors: 마에다도시후미; 다나카히로시; 사쿠라다히데마사
Original assignee: 에스에무케이 가부시키가이샤
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2006-01-25
Also published as: US6522322B1; KR20000062107A; TW442747B; JP3352972B2; JP2000284913A

Abstract

터치 패널 입력장치(1) 전체를 경사시켜도 오동작되는 일이 없으며 손가락으로 입력시킬 경우라도 가벼운 압력 조작력으로 압력위치를 입력시킬 수 있는 터치 패널 입력장치를 제공한다.

상호 대향면에 가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5)이 형성된 2장의 가동측 투명판(2), 고정측 투명판(3) 사이에 투명한 절연성 액체(11)를 봉입하여 투과율을 향상시킨다. 또한 적어도 한쪽 투명판(3)의 대향면을 요철면(3a)으로 형성하고 그 대향면을 덮는 고정 도전체층(5)의 표면을 요철면으로 형성한다. 터치 패널 입력장치 전체를 경사시키면 절연성 액체(11)가 침하하여 상방의 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)이 접촉하는데, 한쪽 고정 도전체층(5)의 볼록부만이 접촉하므로, 접촉저항은 낮아지지 않아 잘못된 압력조작이 일어났다고 인식하는 일은 없다. 압력조작할 때에 있어서 절연성 액체(11)는 오목부에 주입되지 않으므로, 가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5) 사이에 주입되는 일 없이 가벼운 압력조작력으로도 확실하게 접촉하여 압력위치를 입력시킬 수 있다.

Description

터치 패널 입력장치{TOUCH PANEL INPUT DEVICE}

도1은 투명한 절연성 액체(11)를 봉입(封入)한 터치 패널 입력장치(1)의 분해 사시도,

도2는 세로로 경사시킨 터치 패널 입력장치(1)의 종단면도,

도3은 도2의 요부를 확대한 단면도,

도4는 압력위치 검출 회로(20)의 회로도,

도5는 종래의 터치 패널 입력장치(100)를 나타내는 분해 사시도,

도6은 터치 패널 입력장치(100)의 요부 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 터치 패널 입력장치(touch panel 入力裝置)

2 : 가동측 투명판(可動側透明板)

3 : 고정측 투명판(固定側透明板)

3a : 요철면(凹凸面) 4 : 가동 도전체층

5 : 고정 도전체층 10 : 실부(seal部)(접착제층)

11 : 투명 절연성 액체(실리콘 오일)

d : 틈

본 발명은 투명판의 표면에 펜, 손가락 등으로 압력을 가하여 압력위치에 따른 지시입력 데이터를 처리장치로 출력시키는 터치 패널 입력장치에 관한 것으로서, 특히 투명한 절연성 액체를 투명판 사이에 봉입시킴으로써 시각성을 향상시킨 터치 패널 입력장치에 관한 것이다.

터치 패널 입력장치는 주로 액정패널, CRT 등의 표시화면상에 배치하여, 표시된 내용을 보면서 터치 패널 입력장치의 압력 조작면에 압력을 가하여 압력 위치를 검출함으로써 표시내용에 대응하는 지시 입력데이터를 그 처리장치로 출력시키는 것이다. 여기서 이러한 종류의 용도로 사용되는 터치 패널 입력장치는, 기판과, 기판상에 절연성 틈을 두고 적층되는 가동판과, 이들의 대향면에 배치되는 도전체층 등 주요 구성부재가 투명한 재료로 형성되어 하방의 표시화면을 투시할 수 있는 구조로 되어 있으나, 기판과 가동판 사이에 이들과의 굴절율의 차가 큰 공기가 들어와 투과율이 80% 정도로서 잘 보이지 않았다.

이를 해결하기 위하여 예를 들어 일본국 특개소 64-14630호, 일본국 특개평 2-105916호에는 기판과 가동판 사이에 비교적 이들 재질의 굴절율과 비슷한 굴절율을 갖는 투명한 절연성 액체를 주입하여 반사율을 저하시키고 투과율을 향상시킨 터치 패널 입력장치가 개시되어 있다.

이러한 종래의 터치 패널 입력장치(100)를 도5에 의거하여 설명하면, 도에서 101은 가동판인 얇은 투명판, 102는 표시장치(도시하지 않음)측의 기판인 두꺼운 투명기판으로서, 이들은 틀 모양의 스페이서(spacer)(105)에 의하여 좁은 틈을 두고 적층되어 있다.

투명판(101)과 투명기판(102)의 대향면에는 ITO(인듐(indium), 주석 산화물) 피막 등으로 이루어지는 균일한 두께의 투명 도전체층(103, 104)과 각 투명 도전체층(103, 104)의 양측에서 전기적으로 접속되는 리드부(103a, 103b, 104a, 104b)가 인쇄되어, 접촉위치에서 투명 도전체층(103, 104)간의 전압을 리드부(103a, 103b, 104a, 104b)로부터 출력함으로써, 접촉위치, 즉 투명판(101)의 압력위치를 검출한다.

투명 도전체층(103, 104) 사이는 스페이서(105)에 의하여 통상은 떨어져 있으나, 가벼운 압력으로 투명 도전체층(103, 104) 사이가 잘못 접촉되지 않도록 투명 도전체층(104)상에 에폭시 수지(epoxy 樹脂) 등 절연성 합성수지로 이루어지는 도트 스페이서(dot spacer)(106)가 적절한 간격으로 인쇄되어 있다. 이 도트 스페이서(106)는 입력전용 펜을 지닌 손으로 압력조작면에 잘못 압력을 가해버리는 조작(소위 오조작)이 있더라도 압력면의 곡율반경(曲率半徑)이 큰 손으로는 압력을 받은 위치가 압력위치로서 검출 되는 일이 없도록 하는 것이다.

스페이서(105) 상하의 면을 접착제로 투명 도전체층(103, 104) 가장자리에 접착시킴으로써, 스페이서(105)내의 투명 도전체층(103, 104) 사이를 밀봉한다.

이 스페이서(105)에 의하여 밀봉되는 투명 도전체층(103, 104) 사이에 투명한 절연성 액체(107)가 주입된다. 투명한 절연성 액체(107)는 투명 도전체층(103, 104)의 굴절율(예를 들어 ITO에서는 1.9)과 비교적 가까운 굴절율을 구비한 액체로서, 예를 들어 실리콘 오일(굴절율 1.4)이 사용된다.

이와 같이 투명 도전체층(103, 104) 사이에 비교적 굴절율이 비슷한 투명한 절연성 액체(107)를 넣음으로써 터치 패널 입력장치(100)의 상방으로부터 받는 빛의 반사율은 떨어지고 전체 투과율은 90% 전후로 상승하여 그 하방에 배치되는 표시화면을 시각으로 인식할 수 있는 성질이 현저히 향상된다.

이러한 종래의 터치 패널 입력장치(100)는 절연성 액체(107)가 압력이 가해져 굽어지는 투명판(101) 내에 밀봉되므로, 도6에 나타내는 바와 같이 전체를 경사시키는 상태로 하면 절연성 액체(107)가 자중(自重)에 의하여 하방으로 가라 앉는다. 그 결과 상방의 일부는 진공에 가까운 상태가 되어 도트 스페이서(106)가 있더라도 그 사이에서 투명판(101)과 투명기판(102)의 대향면이 수㎛까지 접근하는 것이다. 이 때 투명 도전체층(103, 104)은 광범위하게 면접촉하기 때문에 그 사이의 접촉저항은 2 내지 3㏀까지 낮아져, 접촉된 것으로 잘못 인식되어 압력조작이 이루어진 것으로 판정해버리는 문제가 있다.

한편, 투명판(101)을 압력조작하여, 투명 도전체층(103)을 대향하는 투명 도전체층(104)에 접촉시킬 때에는, 그 사이에 봉입된 절연성 액체(107)가 박막상(薄膜狀)으로 주입되어 전기적으로 도통(導通)하는 것이 어렵게 됨으로써, 접촉위치를 검출하기 위한 하중(이하, ON하중이라 함)이 상승하여 투명판(101)으로부터 높은 압력이 요구되는 것이다.

단위면적당 압력이 높은 스타일러스 펜 등 입력조작 전용기기를 사용한다면 통상의 압력으로 입력시킬 수 있으나, 손가락 등 비교적 넓은 면적에서 압력조작하는 경우에는 단위면적당 접촉압력을 충분히 취할 수 없어 압력위치를 검출할 수 없었다.

따라서 손가락으로 투명판(101)의 압력 조작면을 따라 표시화면상에 문자, 도형을 그리거나 커서를 끄는 조작을 할 경우에는 높은 압력으로 압력위치를 이동시킬 필요가 있어 조작성이 나쁜 것이었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 고려된 것으로서, 장치 전체를 경사시켜도 오동작되는 일이 없으며 손가락으로 입력시킬 경우라도 가벼운 압력 조작력으로 압력위치를 입력시킬 수 있는 터치 패널 입력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항1의 터치 패널 입력장치는 상호 대향면이 도전체층으로 덮힌 2장의 투명판과, 2장의 투명판에 도전체층 가장자리에 밀착되어 도전체층 사이를 좁은 틈을 두고 평행하게 지지하는 실부와, 실부에 의하여 밀봉된 2장의 투명판 사이에 주입되는 투명한 절연성 액체를 갖추고, 투명판 중의 어느 하나에 압력을 가하여 접촉되는 도전체층 사이의 접촉위치로부터 압력위치를 검출하는 터치 패널 입력장치에 있어서,

도전체층으로 덮히는 일방 또는 쌍방의 투명판의 대향면을 요철면으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

투명한 절연성 액체가 실부에 의하여 밀봉된 2장의 투명판 사이에 주입되므로, 도전체층은 공기에 접촉되는 일 없이 투명한 절연성 액체와 접하여 투명판 상방으로부터의 빛의 투과율이 상승한다.

적어도 한 쪽의 도전체층은, 올록볼록하게 형성된 투명판의 대향면을 따라 굴곡되어 절연성 액체와 접하는 도전체층의 표면도 요철면으로 형성된다.

입력장치 전체를 경사시키면 절연성 액체가 하방으로 침하(沈下)하는데, 절연성 액체가 부족한 상방에서는 도전체층의 볼록부만이 대향하는 투명판의 도전체층에 근접하여 면접촉하지 않으므로 접촉저항은 낮아지지 않는다. 따라서 도전체층이 접촉한 것으로 인식되는 일 없이 오동작하지 않는 다.

한 쪽 투명판이 압력을 받으면 절연성 액체는 요철면이 된 도전체층의 오목부에 주입되므로, 도전체층 사이에 박막상으로 주입되기 어려워 도전체층 사이가 도통한다. 따라서 ON하중을 절연성 액체를 주입시키지 않은 입력장치의 ON하중과 거의 동등하게 할 수 있으며, 단위 면적당 압력이 낮은 손가락 등의 압력조작이어도 압력위치를 검출할 수 있다.

또한 청구항2의 터치 패널 입력장치에 있어서, 한 장의 투명판은 판 글라스로서, 판 글라스의 표면에 케미컬 부식법을 사용하여 대향면을 요철면으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

다른 쪽 투명판과 대향하는 판 글라스의 대향면에 케미컬 부식법을 사용하여 작은 고저의 차의 요철면을 용이하게 형성할 수 있으며, 대량 생산하여도 그 품질은 균일하다.

(실시예)

이하 본 발명에 있어서, 상하의 도전체층을 균일한 저항막으로 형성시킨 소위 아날로그 타입의 터치 패널 입력장치(1)로 실시한 경우의 실시예에 대하여 도1 내지 도4에 의거하여 설명한다. 도1은 투명한 절연성 액체(11)를 봉입한 터치 패널 입력장치(1)의 분해 사시도, 도2는 세로로 경사시킨 터치 패널 입력장치(1)의 종단면도, 도3은 도2의 요부를 확대한 단면도, 도4는 압력위치를 검출하기 위한 회로도이다.

이들 도면에 있어서 2는 상방의 투명판이 되는 가동측 투명판으로서 투명한 합성수지, 예를 들어 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate))를 사용하여 가요성(可撓性)의 시트상(seat狀)으로 성형시킨 것이다. 가동측 투명판(2)의 재질로서는 가요성을 구비한 투명한 것이라면 PC(폴리탄산염(polycarbonate)), PES(폴리에테르 술폰(polyether sulfone)), PI(폴리이미드(polyimide)) 글라스 등을 사용할 수 있다.

가동측 투명판(2)의 상면에는 투명한 하드 코팅제(hard coating劑)(도시하지 않음)가 도포되어 압력 조작면(2a)이 되는 상면을 보호한다.

또한 3은 하방의 투명판이 되는 고정측 투명판으로서 후술하는 실부(seal部 ; 접착제층)(10)에 의하여 가동측 투명판(2) 하방으로 평행하게 배치되며, 각각의 대향면을 덮는 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)이 틈(d)을 두고 평행하게 배치된다. 틈(d)은 예를 들어 도전체층간의 절연을 보증할 수 있는 5㎛ 이상이고 봉입되는 절연성 액체(11)의 체적을 필요이상으로 크게 하지 않는 50㎛ 미만의 간격으로서 10㎛ 이상 20㎛ 미만이 바람직하다. 고정측 투명판(3)은 가동측 투명판(2)과 같은 재질로 성형시킬 수도 있으나, 여기서는 소다 석회 유리(soda 石灰 glass)의 판 글라스를 사용한다.

도2와 도3에 나타내는 바와 같이 고정측 투명판(3)의 상면, 즉 가동측 투명판(2)과의 대향면은 그 전면이 요철면(3a)으로 형성되어 있다.

요철면(3a)의 고저의 차는 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)의 틈(d)에 대하여 매우 작은 폭으로서, 예를 들어 틈(d)이 10㎛ 이상 20㎛ 미만일 경우, 요철의 평균 고저의 차를 0.2㎛ 내지 0.4㎛의 범위로 하며, 최대 고저의 차가 0.4㎛ 이상 0.8㎛ 미만이 되도록 요철면(3a)을 형성한다.

본 실시예에서는 상기한 바와 같이 작은 고저의 차의 요철면이 판 글라스(3)의 대향면(표면)에 형성되므로, 케미컬 부식법(chemical 腐蝕法)에 의한 화학적 가공법을 사용한다. 즉, 판 글라스(3) 표면에 글라스 표면을 녹이는 불화 수소 등의 용해액을 내뿜어 올록볼록하게 형성하는 것으로서, 용해액의 농도, 분무시간, 압력 등을 조정하여 원하는 고저의 차, 원하는 곱기의 요철면을 얻는다.

케미컬 부식법에 의하여 판 글라스의 대향면을 가공시키므로, 작은 고저의 차의 올록볼록한 면을 간단하게 형성할 수 있으며 또한 터치 패널 입력장치를 대량으로 생산 할 때에도 요철면에 고저의 차가 균일한 판 글라스를 대량 생산 할 수 있다.

또한 판 글라스(3)의 표면에 요철면을 형성하는 방법으로서는, 이 이외에도 정밀 사진 기술을 응용하여 판 글라스(3) 표면의 볼록부가 되는 부분에 내식성 피막을 한 후, 피막이 없는 노출부를 부식액으로 용해하여 오목부를 형성하며, 내식성 피막을 제거하여 요철면으로 형성하는 포토 에칭법, 판 글라스(3)의 표면을 연마하고 직접적으로 물리적인 외력을 가하여 요철면을 형성시키는 샌드블라스트(sand blast) 등을 사용하여도 좋다.

상기한 바와 같이 가동측 투명판(2)의 하면과 그 하면과 대향하는 고정측 투명판(3)의 요철면(3a)에 투명 도전막인 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)이 약 0.01 ∼ 0.03㎛의 균일한 막의 두께로 고착되어 있다. 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)은 각각 ITO(인듐·주석 산화물)로 형성되어, 균일한 막의 두께로 막이 부착됨으로써 도전체층의 각 위치에서 단위 길이당 저항값을 같게 한다.

또한 고정측 투명판(3)은 소다 석회 유리로 성형되어 있으므로 그 알카리 성분이 후술하는 투명한 절연성 액체(11)에 녹아 나오지 않도록 고정측 투명판(3)의 요철면(3a)과 고정 도전체층(5) 사이에 산화 규소(SiO₂) 등으로 언더 코팅(under coating)(도시하지 않음)한다.

도2에 나타내는 바와 같이 고정 도전체층(5)상에는 절연성 합성수지로 이루어지는 도트 스페이서(6)가 고착되어 있다. 이러한 종류의 터치 패널 입력장치(1)에서는 일반적으로 0.5mm 내지 3mm의 피치로 도트 스페이서(6)가 설치되나, 본 실시예에서는 예를 들어 2mm 피치로서 그 높이는 실부(10)에 의하여 떨어진 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)의 틈(d)에 비하여 낮은, 3㎛ 내지 10㎛의 높이로 형성되어 있다. 이 도트 스페이서(6)는 소위 오동작에 의한 잘못된 입력을 방지하기 위한 것이다.

또한 가동측 투명판(2)의 하면에는, 도1에 있어서 가동 도전체층(4)의 X방향의 양측변에서 가동 도전체층(4)과 전기적으로 접속되는 X인가측 리드부(lead部)(7a)와 X접지측 리드부(7b)가 인쇄되어 있다. X인가측 리드부(7a)와 X접지측 리드부(7b)는 은 페이스트(銀 paste) 등의 불투명한 도전체로서, 각각의 일단은 외부회로와 전기적으로 접속되므로 가동축 투명판(2)의 외부 접속부(2b)까지 인출(引出)된다.

마찬가지로 고정측 투명판(3)의 하면에는, 도1에 있어서 고정 도전체층(5)의 X방향과 직교하는 Y방향의 양측변에서 고정 도전체층(5)과 전기적으로 접속되는 Y인가측 리드부(8a)와 Y접지측 리드부(8b)가 인쇄되어 있다. Y인가측 리드부(8a)와 Y접지측 리드부(8b)도 은 페이스트 등의 불투명한 도전체로서, 각각의 일단은 외부 접속부(2b)와 대향하는 고정측 투명판(3)의 외부 접속부(3b)까지 인출된다.

외부 접속부(2b, 3b)까지 인출된 각 리드부(7a, 7b, 8a, 8b)는 도2에 나타내는 바와 같이 플렉시블 기판(flexble 基板)(9)의 상하면에 대응하여 인쇄된 패턴에 도전성 접착제(12)로 접속되고, 도4의 압력위치 검출 회로부(20)에 전기적으로 접속된다.

가동측 투명판(2)과 고정측 투명판(3)은 도전체층(4, 5) 가장자리에서 탄력성을 지니는 자외선 경화형 감압 접착제(紫外線硬化型減壓接着劑)(예를 들어 아티손사제 상품명 ML-25251)(10)에 의하여 접착된다. 이 접착제는 자외선 경화형으로서 스크린 인쇄에 적합하고 도포하는 두께를 조정할 수 있으므로, 예를 들어 도전체층(4, 5)의 틈이 소정의 틈(d)이 되도록 고정측 투명판(3)상에 인쇄하여 도포한다. 도1에 나타내는 바와 같이 접착제의 인 쇄는 플렉시블 기판(9)과 도전성 접착제(12)로 접속하는 외부 접속부(3b)의 위치를 피하고 고정 도전체층(5)을 둘러 싸도록 한다.

접착제를 인쇄한 후 자외선을 조사(照射)하면 몇 초 사이에 분자가 결합하여 경화하고 탄력성이 있는 실부(10)로 변한다.

도2에 나타내는 바와 같이 실부(10)를 끼워 가동측 투명판(2)과 고정측 투명판(3)에 압력을 가하면 감압성(減壓性)이 생기므로, 실부(10)를 통하여 가동측 투명판(2)과 고정측 투명판(3)의 대향면이 접착되고 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)은 틈(d)을 두고 평행하게 배치된다.

또한 자외선 경화형 감압 접착제는 경화된 후에 탄력성을 지니므로 가동측 투명판(2)은 실부(10) 혹은 고정측 투명판(3)에 대하여 탄성을 지니어 수평방향(X, Y평면과 평행한 방향)으로 이동할 수 있게 된다. 따라서 실부(10) 근방의 압력 조작면(2a)에 압력을 가해도 가동측 투명판(2)이 내측으로 이동하여 가동 도전체층(4)은 압력위치에서 확실하게 고정 도전체층(5)과 접촉된다.

가동측 투명판(2)과 고정측 투명판(3)의 접착과정에 있어서 투명한 절연성 액체(11)가 그 사이의 공간으로 주입된다. 접착된 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5) 사이에 있는 틈(d)의 공간은 주위가 실부(10)로 둘러싸여 있으므로 외부와 완전히 차단되어 있어 이 공간내에 주입된 투명한 절연성 액체(11)는 외부로 누설되는 일 없이 봉입된다.

절연성 액체(11)를 봉입한 상태에서, 실부(10)를 구성하는 좌외선 경 화형 감압 접착제는 용제를 함유하지 않은 고형분 100% 접착제이므로, 절연성 액체(11)와 접하여도 실부(10)에서 용제가 절연성 액체(11) 속으로 녹아 들어가 절연성 액체의 투명성이 파괴되는 문제는 생기지 않는다.

투명한 절연성 액체(11)로서는 순수(純水), 파라핀계 오일, 석유계 오일, 식물 오일, 실리콘 오일 등 투명하다면 여러 종류의 액체를 사용할 수 있으나, 여기에서는 압력을 해제한 후 신속하게 가동측 투명판(2)과 고정측 투명판(3) 사이가 원위치에 복귀하도록 점도 5cp ∼ 20cp 정도의 유동성이 높은 실리콘 오일을 사용한다.

실리콘 오일의 굴절율(1.4)은 공기의 굴절율(1.0)과 비교하여 도전체층(4, 5)의 재질인 ITO의 굴절율(1.9)에 가깝고, 따라서 공기와 도전체층(4, 5)의 경계에 있어서 빛의 반사율은 실리콘 오일이 직접 도전체층(4, 5)과 접하는 본 실시예의 형태로 함으로써 비약적으로 감소하여 터치 패널 입력장치(1)의 전체 빛의 투과율은 90% 이상으로 할 수 있다.

또한 고정측 투명판(3)의 대향면은 그 전면이 요철면(3a)으로 형성되어 있으나, 입사광(入射光)이 산란할 뿐 빛의 투과율에 영향을 주는 일은 없다.

가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5) 사이의 틈(d)은 5㎛ 이상 20㎛로서 좁으므로, 밀봉된 절연성 액체(11)에서는 표면장력이 발생하는데, 터치 패널 입력장치(1)를 경사시키면 상기한 바와 같이 절연성 액체(11)의 자중이 표면장력을 능가하여 하방으로 침강하며, 그 결과 상부가 진공에 가까운 상태까지 감압하여 도2에 나타내는 바와 같이 상방의 일부에서 가동측 투명판(2)과 고정측 투명판(3)의 대향면이 접근한다.

고정 도전체층(3)의 대향면은 요철면(3a)으로 형성되어 있으므로, 그 위에 0.01 내지 0.03㎛의 두께로 피착된 고정 도전체층(5)의 표면도 마찬가지로 요철면으로 형성되어 있다. 따라서 접근한 부분에 있어서 도3에 나타내는 바와 같이 고정 도전체층(5)의 볼록부만이 가동 도전체층(4)에 접촉되는 것으로서, 고정 도전체층(5)과 가동 도전체층(4) 전체의 접촉저항은 크게 낮아지지 않아, 접촉된 것으로 잘못 인식하여 압력조작된 것으로 잘못 판정되는 일은 없다.

한편 압력조작할 때에 있어서, 거의 평면인 도전체층(103, 104) 사이를 접촉시키는 종래의 기술과 비교하여 볼록부만이 접촉되므로 접촉면적은 감소하지만, 그 만큼 단위 면적당 접촉압이 커져서 전체의 접촉저항과의 큰 차이는 생기지 않는다.

또한 본 실시예에 관한 터치 패널 입력장치(1)에 있어서, 절연성 액체(11)가 고정 도전체층(5)의 오목부 안으로 주입되지 않으므로, 고정 도전체층(5)과 가동 도전체층(4) 사이에 주입되는 일 없이 종래에 비하여 낮은 압력으로 양호한 접촉을 얻을 수 있다. 따라서 전용 펜과 비교하여 큰 압력면이 되는 손가락 등에 의하여 압력면(2a)을 압력조작하여도 압력위치를 입력할 수 있다.

이와 같이 구성된 터치 패널 입력장치(1)는 도시하지 않은 액정 표 시 화면상에 부착되어 펜, 손가락 등으로 눌러진 압력 조작면(2a)의 압력위치를 압력위치 검출 회로부(20)로 검출함으로써 압력위치 하방에 표시된 지시내용을 나타내는 지시입력 데이터를 도시하지 않은 퍼스널 컴퓨터에 출력시킨다. 이하 압력위치 검출 회로부(20)에 있어서 압력위치의 검출을 도4에서 설명한다.

가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)은 각각 균일한 저항체로 형성되어 있으므로, 도전체층(4, 5)의 인가측 리드부(7a, 8a)에 좌표 검출용 전압을 인가하고, 타측의 접지측 리드부(7b, 8b)를 접지시키면 같은 기울기의 전위가 형성되어 도전체층(4, 5)의 각 위치에서 리드부로부터의 거리에 비례한 전위가 발생한다.

압력위치를 검출할 경우에는 우선 X좌표 검출 모드로서, CPU(13)의 제어에 의하여 X측 스위치(14, 15)를 닫아 가동 도전체층(4)에 전위를 인가함과 아울러 Y측 스위치(16, 17)를 개방한다. 이 때 A/D컨버터(18)의 입력단자와 접속하는 스위치(19)는 고정 도전체층(5)의 Y접지측 리드부(8b)측과 접속되어 있다.

여기서 압력 조작면(2a)의 P점(x_p, y_p)이 스타일러스 펜(stylus pen) 등으로 압력을 받으면 가동 도전체층(4)이 고정 도전체층(5)과 접촉한다. 가동 도전체층(4)상의 P점에서의 전위(Vxp)는 도에 나타낸 바와 같이 X인가측 리드부(7a)로부터의 거리의 저항을 x₂, X접지측 리드부(7b)로부터의 거 리의 저항을 x₁이라 한다면, Vcc × x₁/ (x₁＋x₂)가 되고 이 전위(Vxp)를 A/D컨버터(18)로 읽어냄으로써 x좌표(x_p)를 검출한다.

계속해서 Y좌표 검출 모드로서 X측 스위치(14, 15)를 개방함과 아울러 Y측 스위치(16, 17)를 닫고, A/D컨버터(18)의 입력단자와 접속하는 스위치(19)를 가동 도전체층(4)의 X접지측 리드부(7b)측에 접속시킨다.

고정 도전체층(5)상의 P점에서의 전위(Vyp)는 마찬가지로 Y인가측 리드부(8a)로부터의 거리의 저항을 y₂, Y인가측 리드부(8a)로부터의 거리의 저항을 y₁이라 한다면, Vcc × y₁/ (y₁＋y₂)가 되고 이 전위(Vyp)를 A/D컨버터(18)로 읽어냄으로써 y좌표(y_p)를 검출한다.

이와 같이 X, Y좌표 검출 모드를 반복하여 압력 조작면(2a)의 압력조작에 의한 압력위치를 X방향과 Y방향에서 검출한다.

상기 실시예는 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)을 상하 투명판(2, 3)의 대향면에 일제히 부착시킨, 소위 아날로그 타입의 터치 패널 입력장치(1)를 설명하였으나, 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)을 각각 다수의 두꺼운 종이 모양의 가동 접촉편과 고정 접촉편으로 분할하고, 가동측 투명판(2)과 고정측 투명판(3)의 대향면에 서로 직교하도록 부착시켜 매트릭스 모양의 접촉위치를 설정한 소위 디지털 타입의 터치 패널 입력장치로 하여도 무방하다. 이 디지털 타입의 터치 패널 입력장치에서는 어느 것이든 접촉되는 가동 접촉편과 고정 접촉편에서 접촉위치를, 즉 가동측 투명판(2)에 대한 압력위치를 검출하는 것이다.

또한 상기의 실시예에서는 고정측 투명판(3)의 대향면을 요철면(3a)으로 형성하였으나, 가동측 투명판(4)과 고정측 투명판(3)과의 대향면을 요철면으로 형성하여도 무방하며 또한 모든 대향면을 요철면으로 형성하여도 좋다.

또한 대향면을 요철면으로 형성하는 가공공법은, 상기의 예에 한정되지 않고 투명판(3, 4)을 성형하는 금형 내면을 올록볼록하게 형성하여 성형시에 요철면을 형성하거나 투명판(3, 4)의 표면에 기계적인 외력을 가하여 요철면으로 형성하여도 무방하다.

또한 요철면의 고저의 차, 간격은 도전체층(4, 5)의 틈(d), 고정측 투명판(3)과 가동측 투명판(4)의 탄성, 두께 등을 고려하여 결정되는 것으로서, 반드시 상기의 수치예에 한정되지 않는다.

또한 잘못된 접촉을 방지하기 위하여 도트 스페이스는 어떠한 타입의 터치 패널 입력장치에 있어서도 반드시 형성할 필요는 없다.

이상 설명한 바와 같이 청구항1의 발명에 의하면 상방으로부터의 빛의 투과율이 상승함과 아울러 하방에 배치되는 표시화면이 보기 쉬워지고 또한 터치 패널 입력장치를 경사시켜도 조작면이 압력을 받은 것으로 잘못 인식되는 일은 없다.

또한 압력을 조작할 때에는 요철면(3a)으로 인하여 형성되는 고정 도전체층(5)의 오목부에 절연성 액체를 주입시키지 않을 수 있으므로, 절연성 액체(11)를 주입시키지 않은 상태의 ON하중과 동등 혹은 그 이하로 할 수 있어, 단위면적당 압력이 낮아지는 손가락 등의 압력조작이라도 가벼운 압력으로 압력위치를 입력 시킬 수 있다.

또한 청구항2의 발명에 의하면 이 이외에도 아주 작은 고저의 차의 요철면을 투명판 대향면에 용이하게 형성할 수 있고 또한 다수의 투명판에 대하여 가공을 하여도 요철면의 고저의 차를 균일하게 안정된 품질의 터치 패널 입력장치를 대량 생산 할 수 있다

Claims

상호 대향면이 도전체층(導電體層)(4, 5)으로 덮힌 2장의 투명판(2, 3)과,

2장의 투명판(2, 3)에 도전체층(4, 5) 가장자리에 밀착되어 도전체층(4, 5)간에 좁은 틈(d)을 만들어 평행하게 지지하는 실부(seal部)(10)와,

실부(10)에 의하여 밀봉된 2장의 투명판(2, 3)간에 주입되는 투명한 절연성 액체(11)를 갖추고,

투명판(2, 3) 중의 어느 하나에 압력을 가하여 접촉되는 도전체층(4, 5) 사이의 접촉위치로부터 압력위치를 검출하는 터치 패널 입력장치에 있어서,

도전체층(4, 5)으로 덮히는 일방 또는 쌍방의 투명판(3)의 대향면을 요철면(3a)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력장치.
제1항에 있어서,

한 장의 투명판(3)은 판 글라스로서, 판 글라스의 표면에 케미컬 부식법(chemical 腐蝕法)을 사용하여 대향면을 요철면(3a)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력장치.