KR101386170B1 - Piezo-electric touch pannel using transparency piezo-electric single crystal element - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 디스플레이장치에 적용되는 터치패널을 복수 개의 투명전극으로 이루어진 전극어레이를 상면과 하면에 코팅한 투명 압전 단결정 소자로 구성하여, 터치 동작에 따라 발생하는 전압을 투명전극을 통해 감지하여 입력신호로 변환하는 압력센서로서 동작하고 투명전극으로 개별 제어되어 인가되는 전압에 따라 다양한 형태의 감성진동을 발생하는 진동수단으로서 동작하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 터치스크린 방식의 디스플레이장치를 구성하는 터치패널에 있어서, 상기 디스플레이장치와 대응되는 평판 형상으로 소정의 두께를 가지는 투명 압전 단결정 소자; 상기 투명 압전 단결정 소자의 상면과 하면에 각각 복수 개의 투명전극이 어레이 형태로 코팅된 전극어레이; 상기 투명 압전 단결정 소자의 일측에 설치되되 상기 전극어레이의 각 투명전극과는 개별적으로 연결된 어레이제어모듈;을 포함하여 구성되어, 상기 투명 압전 단결정 소자에 대한 터치 동작에 의해 발생하는 전압이 상기 전극어레이의 투명전극을 통해 어레이제어모듈로 입력되면서 입력신호로 변환되고, 상기 전극어레이의 투명전극을 통해 상기 투명 압전 단결정 소자로 인가되는 전압이 어레이제어모듈에 의해 제어되면서 투명 압전 단결정 소자의 진동이 발생됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널을 기술적 요지로 한다. The present invention relates to a piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, and more particularly, to a touch panel applied to various display devices including a transparent piezoelectric single crystal device coated on an upper surface and a lower surface of an electrode array composed of a plurality of transparent electrodes. It operates as a pressure sensor that senses the voltage generated by the touch operation through the transparent electrode and converts it into an input signal, and acts as a vibration means for generating various types of emotional vibrations according to the voltage applied separately controlled by the transparent electrode. A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal element.
The present invention is a touch panel constituting a touch screen display device, comprising: a transparent piezoelectric single crystal element having a predetermined thickness in a flat plate shape corresponding to the display device; An electrode array having a plurality of transparent electrodes coated on the top and bottom surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device in an array form; An array control module installed on one side of the transparent piezoelectric single crystal device, the array control module being individually connected to each transparent electrode of the electrode array, wherein a voltage generated by a touch operation on the transparent piezoelectric single crystal device is applied to the electrode array. The input signal is input to the array control module through the transparent electrode and the voltage applied to the transparent piezoelectric single crystal element through the transparent electrode of the electrode array is controlled by the array control module to generate vibration of the transparent piezoelectric single crystal element. A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device characterized in that the technical gist.

Description

투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널{Piezo-electric touch pannel using transparency piezo-electric single crystal element}Piezoelectric touch panel using transparent piezoelectric single crystal element {Piezo-electric touch pannel using transparency piezo-electric single crystal element}

본 발명은 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 디스플레이장치에 적용되는 터치패널을 복수 개의 투명전극으로 이루어진 전극어레이를 상면과 하면에 코팅한 투명 압전 단결정 소자로 구성하여, 터치 동작에 따라 발생하는 전압을 투명전극을 통해 감지하여 입력신호로 변환하는 압력센서로서 동작하고 투명전극으로 개별 제어되어 인가되는 전압에 따라 다양한 형태의 감성진동을 발생하는 진동수단으로서 동작하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널에 관한 것이다.
The present invention relates to a piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, and more particularly, to a touch panel applied to various display devices including a transparent piezoelectric single crystal device coated on an upper surface and a lower surface of an electrode array composed of a plurality of transparent electrodes. It operates as a pressure sensor that senses the voltage generated by the touch operation through the transparent electrode and converts it into an input signal, and acts as a vibration means for generating various types of emotional vibrations according to the voltage applied separately controlled by the transparent electrode. A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal element.

일반적으로 모니터, 휴대폰, 스마트폰, 및 태블릿 등의 전자기기에 적용되고 있는 디스플레이장치에는 사용자의 터치 동작을 감지한 후 터치 동작이 행해진 좌표값을 검지하여 그 좌표값에 대응되는 신호를 발생시켜 전자기기의 입력신호로 사용하는 터치패널(touch pannel)이 설치되어 있다. In general, a display device applied to electronic devices such as a monitor, a mobile phone, a smartphone, and a tablet detects a user's touch motion, detects a coordinate value of the touch operation, and generates a signal corresponding to the coordinate value. A touch panel is used as an input signal of the device.

이러한 터치패널은 사용자의 터치 동작을 어떤 형태로 감지하느냐에 따라 광학 방식, 저항막(감압) 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 및 전자유도 방식 등으로 대별되고 있는데, 그 중에서 현재 많이 사용하는 방식으로는 저항막 방식, 정전용량 방식 등이 있다. Such touch panels are classified into optical, resistive (capacitive), capacitive, ultrasonic, and electromagnetic induction methods depending on how the user senses the touch movement. Includes a resistive film type and a capacitive type.

상기 저항막 방식은 사용자의 터치 동작에 따른 압력을 감지한 후 좌표값을 검지하여 그에 대응되는 신호를 발생시키는 방식이다. 그리고 상기 정전용량 방식은 사용자의 터치 동작에 의해 가해지는 정전기를 감지한 후 좌표값을 검지하여 그에 대응되는 신호를 발생시키는 방식이다. The resistive film method detects a pressure according to a touch operation of a user and detects a coordinate value to generate a signal corresponding thereto. The capacitive method is a method of detecting a static electricity applied by a user's touch operation and detecting a coordinate value to generate a signal corresponding thereto.

그러나 이러한 터치패널은 사용자의 터치 동작에 따라 신호를 발생시켜 전자기기의 입력신호를 제공하는 입력수단으로서, 그 자체적으로 진동이나 소리 등을 발생시킬 수 없으므로 사용자가 자신의 터치 동작이 제대로 행해진 것인지 전혀 알 수 없는 구조이다. However, such a touch panel is an input means for generating a signal according to a user's touch operation and providing an input signal of an electronic device. As such, the touch panel cannot generate vibration or sound on its own, so that the user's touch operation is not performed properly. The structure is unknown.

즉, 사용자가 전자기기의 디스플레이장치에서 디스플레이되는 특정 아이콘을 터치한 경우, 그 터치 동작에 의해 발생하는 입력신호에 대한 처리결과가 디스플레이장치에 시각적으로 디스플레이된 이후에 사용자는 비로소 자신의 터치 동작에 따른 터치 입력이 제대로 행해진 것인지 알 수 있다. That is, when the user touches a specific icon displayed on the display device of the electronic device, after the processing result of the input signal generated by the touch operation is visually displayed on the display device, the user does not touch the touch operation. It can be seen whether the corresponding touch input is properly performed.

다시 말해, 사용자가 터치 동작을 행하는 동시에 자신의 터치 동작이 제대로 행해진 것인지를 알 수 없는 구조적인 한계가 있다. 이러한 구조적인 한계를 극복하기 위해 전자기기에는 스피커나 진동소자 등과 연계하여 사용자의 터치 동작을 시각이나 촉각 등으로 알리도록 구성되어 있다. In other words, there is a structural limitation in that the user may not know whether the user's touch operation is performed properly at the same time. In order to overcome these structural limitations, the electronic device is configured to notify the user's touch operation by visual or tactile sense in connection with a speaker or a vibrating element.

그러나 상기와 같이 스피커나 진동소자 등으로 터치 동작을 알리는 구성 또한 사용자의 터치 동작에 의해 발생하는 입력신호에 대한 처리결과로서 나타나는 것으로 터치패널에서 자체적으로 그 기능을 수행할 수 없고, 이를 위해서는 터치패널을 스피커나 진동소자 등과 연계시켜야 하므로 구조가 복잡하고 제어도 쉽지 않은 문제점이 있다. However, as described above, the configuration for informing the touch operation to the speaker or the vibrating element also appears as a result of processing the input signal generated by the user's touch operation, and the touch panel cannot perform its function by itself. To be connected to a speaker or a vibrating element, etc., there is a problem in that the structure is complicated and easy to control.

상기한 문제점을 해소하기 위해서는 터치패널이 진동소자나 스피커 등과 연계하지 않고도 자체적으로 촉각을 제공할 수 있는 기술에 대한 연구 개발이 절실히 요구되고 있다.
In order to solve the above problems, there is an urgent need for research and development on a technology that can provide a tactile sense of its own without connecting a touch panel with a vibrating element or a speaker.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 전자기기의 디스플레이장치에 적용되는 터치패널이 자체적으로 진동을 발생시켜 입력수단은 물론이고 진동수단으로도 동작 가능하게 하여 터치 동작 등이 행해질 때 이에 대응되는 다양한 형태의 감성진동을 발생시켜 촉각을 제공할 수 있는 구조를 가진 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented to solve the above problems, when the touch panel applied to the display device of the electronic device generates a vibration by itself to enable the operation as well as the input means as well as the vibration means when the touch operation is performed, etc. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device having a structure capable of providing tactile sensations by generating various types of emotional vibration corresponding thereto.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널은, 터치스크린 방식의 디스플레이장치를 구성하는 터치패널에 있어서, 상기 디스플레이장치와 대응되는 평판 형상으로 소정의 두께를 가지는 투명 압전 단결정 소자; 상기 투명 압전 단결정 소자의 상면과 하면에 각각 복수 개의 투명전극이 어레이 형태로 코팅된 전극어레이; 상기 투명 압전 단결정 소자의 일측에 설치되되 상기 전극어레이의 각 투명전극과는 개별적으로 연결된 어레이제어모듈;을 포함하여 구성되어, 상기 투명 압전 단결정 소자에 대한 터치 동작에 의해 발생하는 전압이 상기 전극어레이의 투명전극을 통해 어레이제어모듈로 입력되면서 입력신호로 변환되고, 상기 전극어레이의 투명전극을 통해 상기 투명 압전 단결정 소자로 인가되는 전압이 어레이제어모듈에 의해 제어되면서 투명 압전 단결정 소자의 진동이 발생됨을 특징으로 한다. A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device according to the present invention for achieving the above object, in the touch panel constituting a display device of the touch screen, a transparent having a predetermined thickness in a flat shape corresponding to the display device Piezoelectric single crystal elements; An electrode array having a plurality of transparent electrodes coated on the top and bottom surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device in an array form; An array control module installed on one side of the transparent piezoelectric single crystal device, the array control module being individually connected to each transparent electrode of the electrode array, wherein a voltage generated by a touch operation on the transparent piezoelectric single crystal device is applied to the electrode array. The input signal is input to the array control module through the transparent electrode and the voltage applied to the transparent piezoelectric single crystal element through the transparent electrode of the electrode array is controlled by the array control module to generate vibration of the transparent piezoelectric single crystal element. It is characterized by.

상기 어레이제어모듈은 상기 투명 압전 단결정 소자에 대한 터치 동작에 의해 상기 전극어레이의 투명전극에서 발생하는 전압을 입력신호로 변환하는 신호변환부; 상기 전극어레이의 투명전극으로 인가되는 전압을 제어하여 투명 압전 단결정 소자에 진동을 발생시키는 진동발생부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. The array control module may include a signal conversion unit converting a voltage generated from the transparent electrode of the electrode array into an input signal by a touch operation on the transparent piezoelectric single crystal element; And a vibration generator for generating a vibration in the transparent piezoelectric single crystal device by controlling a voltage applied to the transparent electrode of the electrode array.

상기 투명 압전 단결정 소자는 α-AlPO4, α-SiO2, LiTaO3, LiNbO3, SrxBayNb2O8, Pb5-Ge3O11, Tb2(MoO4)3, LiB4O7, CdS, ZnO, Bi12SiO20, Bi12GeO20, AIN 중의 하나로 구성됨을 특징으로 한다. The transparent piezoelectric single crystal device is α-AlPO 4 , α-SiO 2 , LiTaO 3 , LiNbO 3 , SrxBayNb 2 O 8 , Pb 5 -Ge 3 O 11 , Tb 2 (MoO 4 ) 3 , LiB 4 O 7 , CdS, ZnO, Bi 12 SiO 2 0, Bi 12 GeO 2 0, characterized in that it is composed of one of AIN.

상기 투명 압전 단결정 소자는 페로브스카이트 결정구조의 투명 압전 단결정 소재인 PMN-PT, BaTiO3, NaKNbO3 중의 하나로 구성됨을 특징으로 한다. The transparent piezoelectric single crystal device is characterized in that it is composed of one of the transparent piezoelectric single crystal material of the perovskite crystal structure PMN-PT, BaTiO 3 , NaKNbO 3 .

상기 전극어레이는 상기 투명 압전 단결정 소자의 상면과 하면에 대응되게 코팅됨을 특징으로 한다. The electrode array is coated to correspond to the upper and lower surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device.

상기 투명전극은 투명 세라믹 전극 소재인 ITO, SnO2, ZnO, IZO 중의 하나로 구성됨을 특징으로 한다. The transparent electrode is characterized in that composed of one of the transparent ceramic electrode material ITO, SnO 2 , ZnO, IZO.

상기 투명전극은 투명 전극 소재인 CNT, 그래핀 중의 하나로 구성됨을 특징으로 한다. The transparent electrode is characterized in that composed of one of the transparent electrode material CNT, graphene.

상기 전극어레이는 투명절연체로 코팅 처리됨을 특징으로 한다. The electrode array is characterized in that the coating treatment with a transparent insulator.

상기 투명절연체는 고분자 소재로 구성됨을 특징으로 한다.
The transparent insulator is characterized in that composed of a polymeric material.

상기 과제의 해결 수단에 의해 본 발명은, 압력센서로서의 기능을 하므로 스마트폰 등을 비롯한 모든 전자기기의 터치스크린 방식 디스플레이장치에 적용 가능하고, 진동수단으로서의 기능도 동시에 병행하므로 전자기기의 크기를 소형화가 가능하며, 압전 특성에 의해 빠른 응답 속도를 가지므로 터치 동작을 신속하게 감지하여 입력신호로 전환함은 물론이고 다양한 형태의 감성진동을 정밀하게 제어 가능한 효과가 있다.
The present invention can be applied to a touch screen display device of all electronic devices including a smart phone, etc. by the means for solving the above problems, and at the same time, the size of the electronic device can be miniaturized because the functions as the vibration means are also simultaneously used. In addition, since the piezoelectric characteristic has a fast response speed, the touch motion is quickly sensed and converted into an input signal, as well as precisely controlling various types of emotional vibration.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평면도.
도 2는 도 1의 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 종단면도.1 is a plan view according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a partially enlarged view of FIG. 1;
3 is a longitudinal sectional view according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널은, 사용자의 터치 동작을 입력신호로 변환하는 것으로 모니터, 휴대폰, 스마트폰, 및 태블릿 등의 전자기기에 사용되는 터치스크린 방식의 모든 디스플레이장치에 적용되는 것이다. The piezoelectric touch panel using the transparent piezoelectric single crystal device according to the present invention converts a user's touch operation into an input signal, and is applied to all display devices of a touch screen type used in electronic devices such as a monitor, a mobile phone, a smartphone, and a tablet. It applies.

특히, 본 발명에 따른 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널은, 터치 동작에 따라 가해지는 압력에 대응되게 전압을 발생시켜 입력신호로 변환함은 물론이고 전원으로부터 인가되는 전압을 제어하여 다양한 형태의 감성진동을 발생시킴으로써, 압력센서로서의 기능에 진동수단으로서의 기능이 더 부가된 것이 특징이다.In particular, the piezoelectric touch panel using the transparent piezoelectric single crystal device according to the present invention generates a voltage corresponding to the pressure applied according to a touch operation, converts it into an input signal, and controls various types of voltages from a power source. By generating an emotional vibration, the function as a vibration means is further added to the function as a pressure sensor.

이러한 특징은 압전효과를 가지는 투명 압전 단결정 소자를 터치패널로 이용함으로써 가능한데, 상기 투명 압전 단결정 소자의 상면과 하면에 각각 복수 개의 투명전극이 어레이 형태로 배치된 전극어레이가 코팅되고, 상기 투명 압전 단결정 소자의 일측에 전극어레이를 제어하는 어레이제어모듈이 설치된 구성에 의해 달성된다. This feature can be achieved by using a transparent piezoelectric single crystal device having a piezoelectric effect as a touch panel. An electrode array in which a plurality of transparent electrodes are arranged in an array form is coated on the top and bottom surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device, and the transparent piezoelectric single crystal is used. This is achieved by a configuration in which an array control module for controlling an electrode array is provided on one side of the device.

즉, 터치 동작에 따른 압력에 의해 투명 압전 단결정 소자에서 전압이 발생하면 전극어레이의 투명전극을 통해 좌표값을 검지하여 어레이제어모듈에서 이에 대응되는 입력신호로 변환함으로써 압력센서로서 기능을 하게 된다. That is, when a voltage is generated in the transparent piezoelectric single crystal element due to the pressure according to the touch operation, the coordinate value is detected through the transparent electrode of the electrode array, and the array control module converts the input signal into a corresponding input signal, thereby functioning as a pressure sensor.

그리고 터치 동작 또는 기타 다른 동작에 따라 전원으로부터 전극어레이의 투명전극으로 인가되는 전압이 어레이제어모듈에서 제어되어 투명 압전 단결정 소자에서 다양한 형태로 감성진동이 발생함으로써 진동수단으로서 기능도 하게 된다. In addition, the voltage applied from the power source to the transparent electrode of the electrode array according to the touch operation or other operations is controlled by the array control module, so that the emotional vibration occurs in various forms in the transparent piezoelectric single crystal element to function as a vibration means.

따라서 터치패널 자체적으로 입력센서와 진동수단으로서 기능을 동시 수행함으로써 전자기기의 크기를 더욱 소형화하고 압전 특성에 의해 빠른 응답 속도를 가지며 다양한 형태의 감성진동을 정밀하게 제어할 수 있다.
Therefore, the touch panel itself functions as an input sensor and a vibration means at the same time, further downsizing the size of the electronic device, having a fast response speed by the piezoelectric characteristics, and precisely controlling various types of emotional vibration.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평면도이고, 도 2는 도 1의 부분 확대도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 종단면도이다.
1 is a plan view according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a partial enlarged view of Figure 1, Figure 3 is a longitudinal sectional view according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널(100)은, 투명 압전 단결정 소자(10), 전극어레이(20), 및 어레이제어모듈(30)로 크게 구성된다. The piezoelectric touch panel 100 using the transparent piezoelectric single crystal device according to the preferred embodiment of the present invention is largely composed of the transparent piezoelectric single crystal device 10, the electrode array 20, and the array control module 30.

따라서 상기 투명 압전 단결정 소자(10)와 전극어레이(20) 및 어레이제어모듈(30)을 통해 압력센서와 진동수단으로서 기능을 동시에 수행함으로써 모니터, 휴대폰, 스마트폰, 및 태블릿 등의 전자기기의 터치스크린 방식의 모든 디스플레이장치에 적용 가능하다.
Therefore, the transparent piezoelectric single crystal device 10, the electrode array 20 and the array control module 30 by performing a function as a pressure sensor and vibration means at the same time, the touch of electronic devices such as monitors, mobile phones, smart phones, tablets Applicable to all display devices of the screen type.

먼저, 상기 투명 압전 단결정 소자(10)는 디스플레이장치의 형상과 대응되는 평판 형상으로 형성되고 소정의 두께를 가진 것으로, 이는 외부로부터 물리적인 압력이 가해지면 상기 압력에 대응되는 전압이 발생하고 이와 반대로 외부로부터 전압이 인가되면 상기 전압에 대응되는 변형이 발생하는 압전효과를 가진다. First, the transparent piezoelectric single crystal element 10 is formed in a flat plate shape corresponding to the shape of the display device and has a predetermined thickness. When physical pressure is applied from the outside, a voltage corresponding to the pressure is generated and vice versa. When a voltage is applied from the outside, a piezoelectric effect is generated in which deformation corresponding to the voltage occurs.

즉, 투명 압전 단결정 소자(10)에 터치 동작이 행해지면, 그 압력에 대응되는 전압이 발생하고, 터치 동작 또는 기타 다른 동작이 행해지면서 투명 압전 단결정 소자(10)로 전압이 인가되면, 그 전압에 대응되는 변형이 발생하게 된다. That is, when a touch operation is performed on the transparent piezoelectric single crystal element 10, a voltage corresponding to the pressure is generated, and when a voltage is applied to the transparent piezoelectric single crystal element 10 while a touch operation or other operation is performed, the voltage Deformation corresponding to

따라서 터치 동작에 대응되는 전압을 기초로 하여 입력신호로 변환 가능하게 하고, 인가되는 전압에 대응되는 변형을 기초로 하여 다양한 형태의 감성진동을 발생 가능하게 한다. Therefore, it is possible to convert to an input signal based on the voltage corresponding to the touch operation, and to generate various types of emotional vibration based on the deformation corresponding to the applied voltage.

상기 투명 압전 단결정 소자(10)는 모든 압전 단결정 소재로 구성할 수 있다. 즉, α-AlPO4(Berlnite), α-SiO2(Quartz), LiTaO3, LiNbO3, SrxBayNb2O8, Pb5-Ge3O11, Tb2(MoO4)3, LiB4O7, CdS, ZnO, Bi12SiO20, Bi12GeO20, AlN(Aluminium Nitride) 등과 같이 투과율은 높지만 변위가 비교적 작은 일반 압전 단결정 소재로 구성할 수 있고, PMN-PT(lead magnesium niobate-lead titanate), BaTiO3, KTaO3, KNbO3, NaNbO3 등과 같이 투과율은 낮지만 변위가 비교적 큰 페로브스카이트(Perovskite) 결정구조의 압전 단결정 소재로도 구성할 수 있다. The transparent piezoelectric single crystal element 10 may be formed of any piezoelectric single crystal material. That is, α-AlPO 4 (Berlnite), α-SiO 2 (Quartz), LiTaO 3 , LiNbO 3 , SrxBayNb 2 O 8 , Pb 5 -Ge 3 O 11 , Tb 2 (MoO 4 ) 3 , LiB 4 O 7 , It can be composed of general piezoelectric single crystal material with high transmittance but relatively small displacement such as CdS, ZnO, Bi 12 SiO 20 , Bi 12 GeO 20 , AlN (Aluminum Nitride), PMN-PT (lead magnesium niobate-lead titanate), It can also be composed of a piezoelectric single crystal material having a perovskite crystal structure with low permeability but relatively large displacement, such as BaTiO 3 , KTaO 3 , KNbO 3 , NaNbO 3, and the like.

여기서 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면 가장자리부에는 도 1에 도시된 바와 같이 에지부재(50)가 설치되는데, 이는 도시하지 않았지만 터치패널(100)과 함께 디스플레이장치를 구성하는 강화유리와 디스플레이소자를 각각 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면에 부착시키기 위한 것이다. Here, the upper and lower edges of the transparent piezoelectric single crystal device 10 are provided with edge members 50 as shown in FIG. 1, which is not shown, but the tempered glass constituting the display device together with the touch panel 100. Display elements are attached to the upper and lower surfaces of the transparent piezoelectric single crystal element 10, respectively.

즉, 상기 강화유리와 디스플레이소자는 에지부재(50)와의 사이에 도포되는 접착제를 매개로 하여 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면에 각각 접착 고정되어 디스플레이장치를 구성하게 된다.
That is, the tempered glass and the display element are adhesively fixed to the upper and lower surfaces of the transparent piezoelectric single crystal element 10 by using an adhesive applied between the edge member 50 to form a display device.

다음으로, 상기 전극어레이(20)는 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면에 각각 코팅되어 투명 압전 단결정 소자(10)로 전압을 인가하는 역할을 하는 것이다. Next, the electrode array 20 is coated on the upper and lower surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device 10, respectively, and serves to apply a voltage to the transparent piezoelectric single crystal device 10.

즉, 터치 동작시 투명 압전 단결정 소자(10)에 작용하는 압력에 의해 발생하는 전압을 어레이제어모듈(30)로 입력하고, 전원(60)으로부터 제공되는 전압을 어레이제어모듈(30)을 거쳐 투명 압전 단결정 소자(10)로 인가하는 역할을 하는 것이다. That is, the voltage generated by the pressure acting on the transparent piezoelectric single crystal element 10 during the touch operation is input to the array control module 30, and the voltage provided from the power supply 60 is transparent through the array control module 30. It serves to apply to the piezoelectric single crystal element 10.

여기서 전극어레이(20)는 복수 개의 투명전극(21)이 어레이 형태로 배치되어 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면에 각각 코팅되는데, 이때 상기 전극어레이(20)를 어레이 형태로 코팅하는 이유는 터치 동작시 투명 압전 단결정 소자(10)에 대한 좌표값을 정확하게 감지하기 위한 것이다. Here, the electrode array 20 is coated on the upper and lower surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device 10 with a plurality of transparent electrodes 21 arranged in an array form, in which case the electrode array 20 is coated in an array form In order to accurately detect coordinate values of the transparent piezoelectric single crystal device 10 during a touch operation.

그리고 투명 압전 단결정 소자(10)를 어레이 형태로 구획시켜 진동 발생을 위해 인가되는 전압에 의해 어레이 형태로 변형되도록 하여 다양한 형태의 감성진동을 발생시키기 위한 것이다. In addition, the transparent piezoelectric single crystal device 10 is partitioned into an array so as to be deformed into an array by a voltage applied to generate vibration, thereby generating various types of emotional vibration.

상기 투명전극(21)은 가시광 영역의 빛을 투과하면서도 전기 전도성을 가지는 기능성 박막전극으로서, 투명 압전 단결정 소자(10)의 변위에 대응되게 변형될 수 있도록 탄성력을 지닌 변형 가능한 소재로 구성되는 것이 바람직하다. The transparent electrode 21 is a functional thin film electrode that transmits light in the visible light region and has electrical conductivity. The transparent electrode 21 may be made of a deformable material having elastic force so that the transparent electrode 21 may be deformed to correspond to the displacement of the transparent piezoelectric single crystal device 10. Do.

즉, 투명전극(21)은 ITO(Indium Tin Oxide), SnO2, ZnO, IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 세라믹 전극 소재나, CNT(Carbon Nano Tube), 그래핀(Graphene) 등의 투명 전극 소재로 구성할 수 있다. That is, the transparent electrode 21 is a transparent ceramic electrode material such as indium tin oxide (ITO), SnO 2 , ZnO, or indium zinc oxide (IZO), or a transparent electrode such as carbon nanotube (CNT) or graphene (Graphene). It can be composed of materials.

그리고 전극어레이(20)는 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면에 대칭을 이루도록 대응되게 코팅되는 것이 바람직한데, 이는 투명 압전 단결정 소자(10)의 변형이 어레이 형태로 구획된 형태로 발생하게 하여 정밀한 진동 제어가 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. In addition, the electrode array 20 is preferably coated so as to be symmetrically formed on the upper and lower surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device 10, which causes deformation of the transparent piezoelectric single crystal device 10 to be partitioned into an array. This is to enable precise vibration control.

이때 전극어레이(20)는 투명절연체(40)로 절연 코팅되는 것이 바람직하다. 상기 투명절연체(40)는 투명전극(21)의 상호 간에 발생할 수 있는 간섭을 배제시켜 투명전극(21)을 통해 어레이제어모듈(30)로 입력되는 전압과 어레이제어모듈(30)을 통해 투명전극(21)으로 인가되는 전압을 안정적으로 제어하기 위한 것이다. In this case, the electrode array 20 is preferably coated with a transparent insulator (40). The transparent insulator 40 excludes interference that may occur between the transparent electrodes 21, thereby providing a voltage input to the array control module 30 through the transparent electrode 21 and a transparent electrode through the array control module 30. This is to stably control the voltage applied to (21).

상기 투명절연체(40)는 투명 압전 단결정 소자(10)의 압전효과에 따른 변형에 유연하게 대처할 수 있는 특성을 가진 폴리에틸렌(PE) 등과 같은 고분자 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
The transparent insulator 40 is preferably made of a polymer material such as polyethylene (PE) having a property that can flexibly cope with deformation caused by the piezoelectric effect of the transparent piezoelectric single crystal device 10.

다음으로, 상기 어레이제어모듈(30)은 투명 압전 단결정 소자(10)의 일측에 설치되어 전극어레이(20)를 제어하는 것으로, 신호변환부와 진동발생부로 구성되는 것이 바람직하다. Next, the array control module 30 is installed on one side of the transparent piezoelectric single crystal element 10 to control the electrode array 20, preferably composed of a signal converter and a vibration generator.

상기 신호변환부는 투명 압전 단결정 소자(10)에서 발생하는 전압을 전극어레이(20)의 투명전극(21)을 통해 입력받아 디스플레이장치의 입력신호로 변환하는 역할을 한다. The signal conversion unit receives a voltage generated from the transparent piezoelectric single crystal device 10 through the transparent electrode 21 of the electrode array 20 and converts the voltage into an input signal of the display device.

상기 진동발생부는 전원(60)으로부터 제공되어 전극어레이(20)의 투명전극(21)으로 인가되는 전압을 서로 다르게 제어하여 다양한 형태의 감성진동을 발생시키는 역할을 한다. The vibration generator is provided from the power supply 60 to control the voltage applied to the transparent electrode 21 of the electrode array 20 to serve to generate various types of emotional vibration.

여기서 어레이제어모듈(30)은 상기 역할을 수행하기 위해서는 외부로는 전원(60)과 연결되고 내부로는 배선(22)을 통해 전극어레이(20)의 각 투명전극(21)과 개별적으로 연결되는 것이 바람직하다. Here, the array control module 30 is connected to the power supply 60 to the outside in order to perform the above role, and is connected to each transparent electrode 21 of the electrode array 20 through the wiring 22 to the inside. It is preferable.

따라서 어레이제어모듈(30)은 터치 동작시 압력에 가해지면서 투명 압전 단결정 소자(10)에서 발생하는 전압을 해당 좌표값에 위치하고 있는 투명전극(21)을 통해 입력받아 상기 투명전극(21)의 좌표값에 대응되는 입력신호로 변환하게 되고, 터치 동작 또는 기타 동작시 전원(60)으로부터 각 투명전극(21)으로 인가되는 전압을 개별적으로 제어하여 투명 압전 단결정 소자(10)의 진동 세기, 진동 시간, 및 진동 위치 등이 다른 다양한 형태의 감성진동을 발생시키게 된다.
Therefore, the array control module 30 receives the voltage generated by the transparent piezoelectric single crystal device 10 while being applied to the pressure during the touch operation through the transparent electrode 21 positioned at the corresponding coordinate value, and coordinates of the transparent electrode 21 are received. The vibration intensity and the vibration time of the transparent piezoelectric single crystal device 10 are converted into input signals corresponding to the values, and the voltages applied to the transparent electrodes 21 from the power supply 60 are individually controlled during touch operations or other operations. , And vibration positions may generate various types of emotional vibrations.

이상과 같이 본 발명에 따른 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널(100)은, 터치 동작에 따른 압력을 입력신호로 변환하는 압력센서로서의 기능뿐만 아니라 터치 동작 또는 기타 동작에 따라 다양한 형태의 감성진동을 발생시키는 진동수단으로서의 기능을 동시에 갖게 됨으로써 다양한 형태의 감성진동을 통해 사용자에게 촉각을 제공할 수 있다.
As described above, the piezoelectric touch panel 100 using the transparent piezoelectric single crystal device according to the present invention has not only a function as a pressure sensor for converting a pressure according to a touch operation into an input signal, but also various types of emotional vibration according to a touch operation or other operations. By simultaneously having a function as a vibration means for generating a can provide the user with tactile vibration through various forms of emotional vibration.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다. The above-described embodiments are merely illustrative, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예 뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.
Therefore, the true technical protection scope of the present invention should include not only the above embodiments but also various other modified embodiments according to the technical idea of the invention described in the following claims.

10: 투명 압전 단결정 소자
20: 전극어레이
21: 투명전극
22: 배선
30: 어레이제어모듈
40: 투명절연체
50: 에지부재
60: 전원
100: 투명 압전 단결정 터치패널10: transparent piezoelectric single crystal element
20: electrode array
21: transparent electrode
22: wiring
30: array control module
40: transparent insulator
50: edge member
60: power
100: transparent piezoelectric single crystal touch panel

Claims (9)

터치스크린 방식의 디스플레이장치를 구성하는 터치패널에 있어서,
상기 디스플레이장치와 대응되는 평판 형상으로 소정의 두께를 가지는 투명 압전 단결정 소자(10);
상기 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면에 각각 복수 개의 투명전극(21)이 어레이 형태로 코팅된 전극어레이(20);
상기 투명 압전 단결정 소자(10)의 일측에 설치되되 상기 전극어레이(20)의 각 투명전극(21)과는 개별적으로 연결된 어레이제어모듈(30);을 포함하여 구성되어,
상기 투명 압전 단결정 소자(10)에 대한 터치 동작에 의해 발생하는 전압이 상기 전극어레이(20)의 투명전극(21)을 통해 어레이제어모듈(30)로 입력되면서 입력신호로 변환되고,
상기 전극어레이(20)의 투명전극(21)을 통해 상기 투명 압전 단결정 소자(10)로 인가되는 전압이 어레이제어모듈(30)에 의해 제어되면서 투명 압전 단결정 소자(10)의 진동이 발생되도록 구성되되,
상기 어레이제어모듈(30)은,
상기 투명 압전 단결정 소자(10)에 대한 터치 동작에 의해 상기 전극어레이(20)의 투명전극(21)에서 발생하는 전압을 입력신호로 변환하는 신호변환부; 및
상기 전극어레이(20)의 투명전극(21)으로 인가되는 전압을 제어하여 투명 압전 단결정 소자(10)에 진동을 발생시키는 진동발생부;를 포함하여 구성되고,
상기 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면 가장자리부에,
에지부재(50)가 설치됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.
In the touch panel constituting the touch screen display device,
A transparent piezoelectric single crystal element 10 having a predetermined thickness in a flat plate shape corresponding to the display device;
An electrode array 20 having a plurality of transparent electrodes 21 coated on an upper surface and a lower surface of the transparent piezoelectric single crystal device 10 in an array form;
And an array control module 30 installed at one side of the transparent piezoelectric single crystal element 10 and individually connected to each transparent electrode 21 of the electrode array 20.
The voltage generated by the touch operation with respect to the transparent piezoelectric single crystal element 10 is converted into an input signal while being input to the array control module 30 through the transparent electrode 21 of the electrode array 20,
The voltage applied to the transparent piezoelectric single crystal element 10 through the transparent electrode 21 of the electrode array 20 is controlled by the array control module 30 so that the vibration of the transparent piezoelectric single crystal element 10 is generated. But
The array control module 30,
A signal converting unit converting a voltage generated from the transparent electrode 21 of the electrode array 20 into an input signal by a touch operation on the transparent piezoelectric single crystal element 10; And
And a vibration generator configured to control the voltage applied to the transparent electrode 21 of the electrode array 20 to generate vibration in the transparent piezoelectric single crystal device 10.
Upper and lower edge portions of the transparent piezoelectric single crystal element 10
Piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal element, characterized in that the edge member 50 is installed.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 투명 압전 단결정 소자(10)는,
α-AlPO4, α-SiO2, LiTaO3, LiNbO3, SrxBayNb2O8, Pb5-Ge3O11, Tb2(MoO4)3, LiB4O7, CdS, ZnO, Bi12SiO20, Bi12GeO20, AIN 중의 하나로 구성됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.
The method of claim 1,
The transparent piezoelectric single crystal device 10,
α-AlPO 4 , α-SiO 2 , LiTaO 3 , LiNbO 3 , SrxBayNb 2 O 8 , Pb 5 -Ge 3 O 11 , Tb 2 (MoO 4 ) 3 , LiB 4 O 7 , CdS, ZnO, Bi 12 SiO 2 A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, characterized in that one of 0, Bi 12 GeO 2 0, AIN.
제1항에 있어서,
상기 투명 압전 단결정 소자(10)는,
페로브스카이트 결정구조의 투명 압전 단결정 소재인 PMN-PT, BaTiO3, NaKNbO3 중의 하나로 구성됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.
The method of claim 1,
The transparent piezoelectric single crystal device 10,
A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, characterized in that it is composed of one of PMN-PT, BaTiO 3 , NaKNbO 3 , a transparent piezoelectric single crystal material having a perovskite crystal structure.
제1항에 있어서,
상기 전극어레이(20)는,
상기 투명 압전 단결정 소자(10)의 상면과 하면에 대응되게 코팅됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.
The method of claim 1,
The electrode array 20,
Piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, characterized in that the coating to correspond to the upper and lower surfaces of the transparent piezoelectric single crystal device (10).
제1항에 있어서,
상기 투명전극(21)은,
투명 세라믹 전극 소재인 ITO, SnO2, ZnO, IZO 중의 하나로 구성됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.
The method of claim 1,
The transparent electrode 21,
A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, which is composed of one of ITO, SnO 2 , ZnO, and IZO, which are transparent ceramic electrode materials.
제1항에 있어서,
상기 투명전극(21)은,
투명 전극 소재인 CNT, 그래핀 중의 하나로 구성됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.
The method of claim 1,
The transparent electrode 21,
Piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, characterized in that composed of one of the transparent electrode material CNT, graphene.
제1항에 있어서,
상기 전극어레이(20)는,
투명절연체(40)로 코팅 처리됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.
The method of claim 1,
The electrode array 20,
Piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device characterized in that the coating treatment with a transparent insulator (40).
제8항에 있어서,
상기 투명절연체(40)는,
고분자 소재로 구성됨을 특징으로 하는 투명 압전 단결정 소자를 이용한 압전 터치패널.9. The method of claim 8,
The transparent insulator 40,
A piezoelectric touch panel using a transparent piezoelectric single crystal device, characterized in that composed of a polymer material.
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