KR101725563B1 - 정보입력장치 및 정보입력장치에 이용되는 압력검출 유니트 - Google Patents

Abstract

정보입력장치(1)에 접촉식의 정보입력기능을 구비한 패널부재(4)와, 패널부재(4)를 지지하는 지지부(2b)를 가지는 케이스(2)와, 패널부재(4)와 지지부(2b)에 걸쳐 마련되고, 패널부재(4)에 대한 가압조작력을 검출하는 압력검출부(5)와, 패널부재(4)와 지지부(2b)에 걸쳐 마련되고, 패널부재(4) 및 지지부(2b)를 끌어당겨 압력검출부(5)에 초기하중을 부여하는 초기하중 부여부(6)를 구비하여, 패널부재(4)로의 가압력에 따른 정보입력조작을 신속히 행할 수 있도록 했다.

Description

정보입력장치 및 정보입력장치에 이용되는 압력검출 유니트 {INFORMATION INPUT DEVICE AND PRESSURE DETECTION UNIT USED FOR INFORMATION INPUT DEVICE}

본 발명은 유저가 패널부재상을 가압조작함으로써, 그 가압력에 따른 정보의 입력을 가능하게 한 정보입력장치 및 정보입력장치에 이용되는 압력검출 유니트에 관한 것이다.

정보입력기능을 가지는 패널부재를 구비한 정보입력장치로서, 액정 디스플레이상에 터치패널을 배치한 것이 널리 사용되고 있다. 액정모니터를 가지는 디지털카메라에서는 액정모니터의 상면에 접촉위치 및 가압력을 검지할 수 있는 패널부재를 마련하고, 접촉시의 가압의 강도에 따라 다른 지시를 주도록 한 것이 존재한다(예를 들면, 특허문헌 1, 도 22 참조).

또, 카-내비게이션 장치의 표시장치에서는, 액정표시기의 표면부에 터치패널을 구비하여 구성되고, 터치패널에 대한 가압력을 가압시간, 가압회수 등으로 검출하여, 다른 지시를 주도록 한 것이 존재한다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 터치패널 이외에서도, 휴대단말의 문자입력 등을 행하는 조작버튼의 아래에 압력센서를 배치하고, 당해 조작버튼이 눌러졌을 경우의 압력을 계측하여, 계측된 압력값에 따라 입력되는 문자의 크기를 바꾸도록 한 것이 존재한다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).

특허문헌 1 : 일본국 특개평11-355617호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개2006-39745호 공보 특허문헌 3 : 일본국 특개2004-177994호 공보

패널부재의 가압력을 검출하는 감압(感壓)센서는 통상, 도 23에 나타내는 바와 같이, 특히 경하중을 검출할 때, 검출값(저항값)의 오차범위가 넓고, 감도가 일정하지 않는다고 하는 문제가 있었다. 이와 같은 것으로부터, 오차범위가 넓은 경하중에서의 검출값은 그다지 채용하지 않고, 소정의 하중(도 23의 화살표로부터의 하중)의 검출값을 주로 채용하여 제어하고 있었다. 그러나, 이것으로는 패널부재의 초기 가압시의 경하중은 정보입력에는 아무런 기여를 하지 않고, 그 후에 안정된 검출값의 범위의 하중이 주어져서야 비로소 정보입력되게 되어, 신속한 정보입력조작을 행할 수 없다.

그래서, 본원에 관한 발명은, 정보입력조작에 대해서 응답성이 좋은 정보입력장치 및 정보입력장치에 이용되어 정보입력조작에 대한 응답성을 향상시키는 압력검출 유니트를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관한 정보입력장치의 제1 특징 구성은, 접촉식의 정보입력기능을 구비한 패널부재와, 상기 패널부재를 지지하는 지지부를 가지는 케이스와, 상기 패널부재와 상기 지지부에 걸쳐 마련되고, 상기 패널부재에 대한 가압조작력을 검출하는 압력검출부와, 상기 패널부재와 상기 지지부에 걸쳐 마련되고, 상기 패널부재 및 상기 지지부를 끌어당겨 상기 압력검출부에 초기하중을 부여하는 초기하중 부여부를 구비한 점에 있다.

이 구성에 의해, 초기하중 부여부가 패널부재 및 지지부를 끌어당겨 양자 사이의 거리를 좁혀, 압력검출부의 무가압인 상태에서의 두께를 작게 함으로써, 결과적으로 압력검출부에 초기하중이 부여된다. 압력검출부에는 미리 초기하중이 부여되게 되어, 초기의 불안정한 검출값이 자동적으로 배제된다. 패널부재가 가압되어, 압력검출부에서 검출되는 값은 압력검출부가 안정되는 검출값의 범위이므로, 이 검출값은 그대로 정보입력값으로서 활용할 수 있다. 이 때문에, 응답성이 좋고, 오차범위인 초기의 하중에 대해서 압력검출부의 검출값을 캔슬한다고 하는 제어 등을 행할 필요도 없다. 또, 초기하중 부여부는 패널부재 및 상기 지지부를 끌어당겨 압력검출부에 초기하중을 부여하므로, 초기하중 부여부는 정보입력장치의 두께를 증가시키는 방향에는 배치되지 않는다. 따라서, 초기하중 부여부가 마련된 정보입력장치의 박형화를 도모할 수도 있다.

본 발명에 관한 정보입력장치의 제2 특징 구성은, 상기 초기하중 부여부가 상기 패널부재와 상기 지지부에 접속된 탄성부재인 점에 있다.

이 구성에 의해, 초기하중 부여부를 탄성부재로 간단하게 구성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 정보입력장치를 간이하고 또한, 신속하게 제조할 수 있다. 또한, 초기하중 부여부로서 이용되는 탄성부재로서는, 예를 들면, 점착성 접착제, 양면(兩面) 점착재, 고무, 인장(引張) 코일스프링, 판스프링 등 각종의 부재를 들 수 있다.

본 발명에 관한 정보입력장치의 제3 특징 구성은, 상기 압력검출부와 상기 패널부재와의 사이 혹은 상기 압력검출부와 상기 지지부와의 사이에 상기 패널부재 혹은 상기 지지부로부터의 하중을 집중하여 받아들이고, 당해 하중을 상기 압력검출부에 분산시켜 전달함과 아울러, 상기 압력검출부에 대한 상기 패널부재 혹은 상기 지지부의 자세 변화를 허용하는 하중전달부를 구비한 점에 있다.

이 구성에 의해, 패널부재가 가압조작되었을 때에, 하중전달부가 패널부재 혹은 지지부로부터의 하중을 압력검출부에 확실히 전달한다. 또, 패널부재의 가압조작시에 패널부재의 주연부가 위쪽으로 휘어지는 경우라도, 하중전달부가 압력검출부에 대한 패널부재 혹은 지지부의 자세 변화를 허용하므로, 하중전달부는 패널부재의 수평시와 변함없이, 패널부재 혹은 지지부로부터의 하중을 집중하여 받아들이고, 당해 하중을 상기 압력검출부에 분산시켜 전달한다. 이와 같이, 패널부재로의 가압조작력이 안정적으로 압력검출부에 전달되어 압력이 검출되므로, 패널부재의 가압조작력을 정확하게 검출할 수 있다.

본 발명에 관한 정보입력장치의 제4 특징 구성은, 상기 압력검출부 및 상기 초기하중 부여부를 상기 패널부재의 주연부의 적어도 일부에 마련한 점에 있다.

이와 같이 구성함으로써, 압력검출부 및 초기하중 부여부를 패널부재의 주연부의 필요한 개소에만 배치되게 되어, 패널부재의 구조의 간소화가 도모된다.

본 발명에 관한 압력검출 유니트의 제1 특징 구성은, 정보입력장치에 이용되는 압력검출 유니트로서, 제1 기판과, 상기 제1 기판에 대향 배치된 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 마련되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 서로의 밀어붙이는 힘을 검출하는 압력검출부와, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 걸쳐 마련되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 상기 압력검출부의 측으로 가압하여 초기하중을 부여하는 초기하중 부여부를 구비한 점에 있다.

이 구성에 의해, 초기하중 부여부가 제1 기판과 제2 기판과의 사이의 거리를 좁혀, 압력검출부의 무가압인 상태에서의 두께를 작게 함으로써, 압력검출부에 초기하중을 부여한다. 경하중의 힘을 검출하는 경우라도, 압력검출부에는 미리 하중이 부여되고 있으므로, 초기의 불안정한 검출값이 자동적으로 배제된다. 이것은 하중에 대한 검출값(저항값)의 오차범위를 지극히 작게 하는 것으로도 되어, 압력의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 압력검출 유니트에, 압력검출부와 압력검출부에 초기하중을 부여하는 부재가 일체적으로 조립되게 되어, 접촉식의 정보입력기능을 구비한 패널부재를 가지는 정보입력장치를 제조할 때에, 정보입력장치 자체에 초기하중을 부여하는 탄성부재에 상당하는 구조를 특별히 배치할 필요가 없다. 따라서, 정보입력장치의 구조를 간소화할 수도 있다. 또한, 초기하중을 부여하는 부재가 제1 기판 및 제2 기판을 끌어당겨 압력검출부에 초기하중을 부여하므로, 제1 기판 또는 제2 기판의 외측으로부터 밀어붙여 압력검출부에 초기하중을 부여하는 경우에 비해, 압력검출 유니트의 두께를 얇게 할 수 있다.

본 발명에 관한 압력검출 유니트의 제2 특징 구성은, 상기 초기하중 부여부가 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 접속된 탄성부재인 점에 있다.

이 구성에 의해, 초기하중 부여부를 탄성부재로 간단하게 구성할 수 있다. 초기하중 부여부로서 이용되는 탄성부재로서는, 예를 들면, 점착성 접착제, 양면 점착재, 고무, 인장 코일스프링, 판스프링 등의 각종 부재를 들 수 있다.

본 발명에 관한 압력검출 유니트의 제3 특징 구성은, 상기 압력검출부가 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 배치된 한 쌍의 전극과, 당해 한 쌍의 전극 사이에 배치되고, 외부로부터의 하중에 의해서 전기특성이 변화하는 도전성의 감압(感壓)잉크를 가지는 점에 있다.

이 구성에 의해, 압력검출부를 구성하는 한 쌍의 전극 및 도전성의 감압잉크가 인쇄법을 이용하여 제1 기판, 제2 기판에 도포할 수 있어, 압력검출부의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 결과적으로 압력검출 유니트 전체의 박형화를 도모할 수 있다.

본 발명에 관한 압력검출 유니트의 제4 특징 구성은, 상기 압력검출부가 상기 제1 기판 혹은 상기 제2 기판 중 어느 한쪽에 배치된 한 쌍의 전극과, 상기 제1 기판 혹은 상기 제2 기판의 다른 쪽에 당해 한 쌍의 전극을 덮도록 배치되고, 외부로부터의 하중에 의해서 전기특성이 변화하는 도전성의 감압잉크를 가지는 점에 있다.

이 구성에 의해, 압력검출부를 구성하는 한쪽의 기판에 배치된 한 쌍의 전극을 덮도록 도전성의 감압잉크가 인쇄법을 이용하여 도포할 수 있어, 전극층이 1층이 되므로 압력검출부의 두께가 더욱 얇아지고, 결과적으로 압력검출 유니트의 박형화를 도모할 수 있다. 또, 한쪽의 기판에 배치되는 한 쌍의 전극으로서 즐치(櫛齒)전극을 이용하여 전극과 도전성 감압잉크와의 접촉면적을 크게 하여, 감도의 조정을 용이하게 할 수도 있다.

본 발명에 관한 압력검출 유니트의 제5 특징 구성은, 상기 제1 기판의 외면 및 상기 제2 기판의 외면 중 적어도 어느 한쪽에 마련되고, 그 설치면적이 상기 압력검출부의 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판과의 접촉면적 이하가 되도록 형성한 하중전달부를 구비한 점에 있다.

이 구성에 의해, 압력검출 유니트에 외부로부터의 하중이 가해졌을 때, 하중전달부가 압력검출부를 지지하여 외부로부터의 하중을 분산시키지 않고 집중하여 받아들여, 당해 하중을 압력검출부에 확실히 전달한다. 이와 같이 압력검출부가 확실히 가압되므로, 압력검출 유니트의 압력의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 관한 압력검출 유니트의 제6 특징 구성은, 상기 하중전달부가 상기 제1 기판 혹은 상기 제2 기판의 설치된 외면으로부터 멀어질수록 단면적이 작게 되어 있는 점에 있다.

이 구성에 의해, 하중전달부가 압력검출부와, 압력검출부를 가압하는 외부부재(예를 들면 패널부재 등)와의 자세 변화를 어느 정도 허용한다. 따라서, 압력검출부와 외부부재와의 자세 변화가 작은 경우에는, 하중전달부에 의해 외부로부터의 하중의 압력검출부 이외로의 분산이 억제된다.

이 구성에 의해, 초기하중 부여부가 패널부재 및 지지부를 끌어당겨 양자 사이의 거리를 좁혀, 압력검출부의 무가압인 상태에서의 두께를 작게 함으로써, 결과적으로 압력검출부에 초기하중이 부여된다. 압력검출부에는 미리 초기하중이 부여되게 되어, 초기의 불안정한 검출값이 자동적으로 배제된다. 패널부재가 가압되어, 압력검출부에서 검출되는 값은 압력검출부가 안정되는 검출값의 범위이므로, 이 검출값은 그대로 정보입력값으로서 활용할 수 있다. 이 때문에, 응답성이 좋고, 오차범위인 초기의 하중에 대해서 압력검출부의 검출값을 캔슬한다고 하는 제어 등을 행할 필요도 없다. 또, 초기하중 부여부는 패널부재 및 상기 지지부를 끌어당겨 압력검출부에 초기하중을 부여하므로, 초기하중 부여부는 정보입력장치의 두께를 증가시키는 방향에는 배치되지 않는다. 따라서, 초기하중 부여부가 마련된 정보입력장치의 박형화를 도모할 수도 있다.

도 1은 정보입력장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II단면도이다.
도 3은 도 2의 압력검출부 근방의 확대도이다.
도 4는 정보입력장치의 압력검출부와 초기하중 부여부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5는 다른 실시형태의 정보입력장치의 주요부의 단면도이다.
도 6은 다른 실시형태의 정보입력장치의 주요부의 단면도이다.
도 7은 다른 실시형태의 정보입력장치의 주요부의 단면도이다.
도 8은 다른 실시형태의 정보입력장치의 주요부의 단면도이다.
도 9는 다른 실시형태의 정보입력장치의 주요부의 단면도이다.
도 10은 다른 실시형태의 정보입력장치의 주요부의 단면도이다.
도 11은 다른 실시형태의 정보입력장치에서의 압력검출부와 초기하중 부여부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 관한 압력검출 유니트를 배치한 정보입력장치의 사시도이다.
도 13은 도 12의 XIII-XIII 단면도이다.
도 14는 압력검출 유니트의 정보입력장치에서의 배치를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 13의 압력검출 유니트 근방의 확대도이다.
도 16은 압력검출 유니트의 실시형태 3을 나타내는 도면이다.
도 17은 압력검출 유니트의 실시형태 3의 동작상태를 나타내는 도면이다.
도 18은 효과확인시험에 이용한 샘플을 나타내는 도면이다.
도 19는 실시예(샘플(S1 ~ S15))에서의 저항값과 하중과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20은 비교예(샘플(S16 ~ S30))에서의 저항값과 하중과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 21은 샘플(S1 ~ S30)에서의 저항값의 변동계수와 하중과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 22는 종래기술에 관한 정보입력장치의 단면도이다.
도 23은 감압센서에서의 하중과 저항값과의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명에 관한 정보입력장치(1)의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 정보입력장치(1)는 전면(前面)에 개구부(2A) 등이 형성된 케이스(2)에 액정 또는 유기EL 등의 표시부(3A)를 가지는 표시장치(3), 접촉식의 정보입력기능을 가지는 패널부재(4)를 구비하여 구성되어 있다.

본 발명에서, 케이스(2)의 개구부(2A)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 패널부재(4)의 끼워 넣기를 허용하는 단차를 가지도록 케이스(2)의 상면을 잘라내어 형성되고, 그 저면에 케이스(2)의 내부에 장비된 표시장치(3)의 표시부(3A)를 외부로 임(臨)하게 하는 표시장치용 개구부(2a)와, 패널부재(4)의 주연부(4A)를 지지하는 프레임 모양의 지지부(2b)를 가지고 있다.

개구부(2A)의 형상이나 크기는 패널부재(4)의 형상이나 크기에 따라 여러 가지의 변경이 가능하다. 또, 개구부(2A)의 실장(實裝) 깊이는 패널부재(4)의 두께 등에 따라 여러 가지의 변경이 가능하다. 또한, 개구부(2A)에서의 표시장치용 개구부(2a)의 형상이나 크기는 표시부(3A)의 형상이나 크기 등에 따라 여러 가지의 변경이 가능하다. 여기에서는, 개구부(2A), 표시장치용 개구부(2a), 표시부(3A) 및 패널부재(4)의 형상을 직사각형 모양 또는 대략 직사각형 모양으로 한다. 단, 패널부재(4) 등의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 원형이라도 된다. 개구부(2A)의 실장 깊이는 케이스(2)의 표면과 패널부재(4)의 표면이 대략 동일한 높이가 되도록 설정되어 있으면 된다.

정보입력장치(1)에는 패널부재(4)에 대한 가압조작력을 검출하기 위한 압력검출수단이 마련되어 있다. 이 압력검출수단은 패널부재(4)와 케이스(2)의 지지부(2b)에 걸쳐 마련된 압력검출부(5) 및 그 압력검출부(5)로부터의 출력신호를 처리하는 도시하지 않은 신호처리회로 등으로 구성되어 있다. 압력검출부(5)의 구성은 가압력을 검출할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 압력검출부(5)는 패널부재(4)의 주연부(4A)에 적어도 1개 이상 배치되어 있다. 이 압력검출수단은 패널부재(4)에 대한 터치조작에 근거하여, 그 조작위치가 되는 X-Y좌표를 검지하는 소위 터치입력기능을 구비하는 것이라도 된다. 또, 터치입력기능을 구비하는 것에서는, 저항막방식, 정전용량방식 및 전자유도방식 등으로부터 선택할 수 있다.

도 1 ~ 도 4에 나타내는 바와 같이, 압력검출부(5)에 대해서 초기하중을 부여하는 초기하중 부여부(6)는 인장부재(6a)를 구비하고 있고, 압력검출부(5)의 양측에 근접하여 배치되어 있다. 인장부재(6a)는 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이에 끼워진 상태로 마련하고 있으며, 패널부재(4)와 지지부(2b)를 끌어당기도록 구성되어 있다. 인장부재(6a)는, 예를 들면, 압력검출부(5)보다도 두께를 얇게 한 비탄성의 스페이서(패널부재(4), 지지부(2b)와의 접착층을 포함하는, 접착제 단체로도 가능)이며, 패널부재(4) 또는 지지부(2b)의 변형이 허용되는 경우에는, 패널부재(4) 또는 지지부(2b)에 의해, 초기하중이 부여된 압력검출부(5)를 더욱 압축하여 가압력을 검출한다. 또, 인장부재(6a)는 탄성을 가지는 점착성 접착제나 양면 점착재라도 되고, 인장력을 발휘하는 상태로 설정되어 있는 고무, 인장 코일스프링, 판스프링 등의 각종의 탄성부재라도 된다.

인장부재(6a)는 그 두께를 압력검출부(5)의 무가압인 상태에서의 두께보다도 얇게 하여, 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이에 배치된다. 배치된 인장부재(6a)는 당초의 두께를 유지하려고 하여, 패널부재(4)와 지지부(2b)를 서로 끌어당긴다. 이렇게 하여, 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이의 거리를 좁혀, 압력검출부(5)가 무가압인 상태에서의 두께를 작게 함으로써, 결과적으로 압력검출부(5)에 초기하중을 부여하고 있다.

이와 같이 초기하중 부여부(6)를 구성함으로써, 패널부재(4)가 가압조작되기 전에, 압력검출부(5)에 초기하중이 부여되게 되고, 그 후 패널부재(4)가 가압조작될 때에는 압력검출부(5)가 검출한 값을 그대로 정보입력의 제어에 이용할 수 있다. 또, 인장부재(6a)의 두께는 압력검출부(5)의 무가압인 상태에서의 두께보다도 얇기 때문에, 탄성부재(6a)에 의해서 정보입력장치(1)의 두께가 두꺼워지지도 않는다.

압력검출부(5)의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일례로서 감압잉크를 이용한 압력검출부(5)에 대해서 설명한다. 압력검출부(5)는, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 프레임 모양의 상부 전극(21a)과, 상부 전극(21a)에 대향 배치된 프레임 모양의 하부 전극(22a)과의 사이에 도트 모양의 상부 감압잉크(23a)와 도트 모양의 하부 감압잉크(23b)가 배치되어 있다. 상부 감압잉크(23a)는 상부 전극(21a)을 피복하도록 배치되고, 하부 감압잉크(23b)는 하부 전극(22a)을 피복하고 또한 상부 감압잉크(23a)와 대향하도록 배치되어 있다. 감압잉크 부분의 전극은 감압잉크 인쇄치수보다 약간 작게 되도록 설계되어 있다. 그러나, 전극 부분이 대향하는 기판에 배치된 전극에 직접 접촉하지 않도록 배려되어 있다면, 치수 사이즈 등은 특별히 한정되지 않는다. 압력검출부(5)는 패널부재(4)의 하면에, 예를 들면 풀 등의 접착제나 양면 점착테이프 등의 점착층에 의해서 접착되어 있다. 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)의 두께 치수는, 예를 들면, 10㎛ ~ 20㎛로 설정되어 있다. 상부 감압잉크(23a) 또는 하부 감압잉크(23b)의 두께 치수는, 예를 들면 15㎛ ~ 35㎛로 설정되어 있다. 또한, 감압잉크는 상부 혹은 하부의 1층뿐이라도 된다. 감압잉크의 형상은 도트 모양에 한정되지 않고, 평면시(平面視)에서 원형, 직사각형, 프레임 모양이라도 된다. 전극에 대해서도, 반드시 프레임 모양으로 배치할 필요는 없고, 프레임 모양의 기판상에 개별 독립하여 배치되어 있어도 된다. 또, 전극을 감압잉크의 상하 양면이 아니라, 상하면 중 어느 한쪽의 면에만 배치하도록 해도 된다. 이 경우, 한 쌍의 전극을 즐치 모양, 소용돌이 모양 등으로 형성하여 감압잉크와의 접촉면적을 제어함으로써, 바람직한 검출범위의 신호를 얻을 수가 있다.

상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)의 재료로서는 금, 은, 동, 혹은 니켈 등의 금속 혹은 카본 또는 이들 재료를 복수 포함하는 혼합물 등의 도전성을 가지는 페이스트(paste)를 이용할 수 있다. 이러한 형성방법으로서는 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어(gravure) 인쇄 혹은 플렉소(flexo) 인쇄 등의 인쇄법, 포토레지스트법 등을 들 수 있다. 또, 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 동이나 금 등의 금속박을 부착하여 형성할 수도 있다. 또한, 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 동 등의 금속을 도금한 FPC의 위에 레지스트로 전극패턴을 형성하고, 레지스트로 보호되어 있지 않은 부분의 금속박을 에칭 처리함으로써 형성할 수도 있다. 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 여기에 든 형성방법이나 재료를 조합하거나 적층해도 된다.

상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)를 구성하는 조성물은 외력에 따라 전기저항값 등의 전기특성이 변화하는 소재로 구성되어 있다. 상기 조성물로서 예를 들면, 영국의 페라테크(Peratech)사제의 양자터널현상 복합재료(상품명 「QTC」)를 이용할 수 있다. 상부 감압잉크(23a), 하부 감압잉크(23b)는 도포에 의해 상부 전극(21a), 하부 전극(22a)에 배치할 수 있다. 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)의 도포방법으로서는, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄 또는 플렉소 인쇄 등의 인쇄법을 이용할 수도 있다. 감압잉크는 상부 전극(21a) 혹은 하부 전극(22a) 중 어느 한 면에만 도포해도 된다.

상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 커넥터(도시생략)에 접속되어 있고, 커넥터는 정보입력장치(1)에 내장된 가압검출부(도시생략)에 접속되어 있다. 상기 구성의 압력검출부(5)는, 통상시(무가압시)에는, 상부 감압잉크(23a)와 하부 감압잉크(23b)는 가압되고 있지 않다. 이 상태에서, 압력검출부(5)상에 마련된 패널부재(4)의 터치입력면에 가압조작력이 가해졌을 경우, 당해 가압조작력에 의해, 상부 감압잉크(23a)와 하부 감압잉크(23b)가 가압접촉한다. 이 가압 접촉에 의해서, 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)의 전기저항값과 접촉저항값이 작아진다. 이 저항변화를 검출함으로써, 패널부재(4)로의 터치입력면으로의 가압조작력을 검출할 수 있다.

또, 패널부재(4)의 터치입력면으로의 가압조작력이 커지면, 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)에 가해지는 외력이 증대하게 되어, 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)의 전기저항값과 접촉저항값이 더욱 작아진다. 이와 같은 저항변화를 검출함으로써, 상부 감압잉크(23a) 또는 하부 감압잉크(23b)에 가해지는 외력을 검출하여, 패널부재(4)의 터치입력면으로의 가압조작력을 검출할 수 있다.

〔정보입력장치의 다른 실시형태〕

(1) 상기의 실시형태에서는, 인장부재(6a)의 두께를 압력검출부(5)의 무가압인 상태에서의 두께보다도 얇게 하여, 압력검출부(5)에 초기하중을 부여했지만, 인장부재(6a)의 재료 등에 의해, 그 두께를 통상의 압력검출부(5)의 두께보다도 얇게 할 수 없는 경우에는, 반대로 압력검출부(5)의 두께를 증가시켜 인장부재(6a)의 두께보다 커지도록 구성하여, 압력검출부(5)에 초기하중을 부여해도 된다. 또한, 압력검출부(5)의 두께를 증가시키기 위해서는, 상부 전극(21a), 하부 전극(22a) 또는 감압잉크(23a, 23b)를 통상보다 두껍게 도포나 인쇄 등 한다, 또는 덧칠을 행하는 등을 한다.

(2) 압력검출부(5)를 패널부재(4)에 고착하여 유니트화한 패널유니트의 일부로서 구성하도록 해도 된다. 또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 인장부재(6a)를 압력검출부(5)와 함께 패널부재(4)에 고착하여 패널유니트의 일부로서 구성하도록 해도 된다. 패널부재(4)에 압력검출부(5)를 고착한 패널유니트에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 압력검출부(5)의 외측에 경질재료, 비탄성재료 등으로 이루어진 판상부재(9)가 장착되어 있다. 상기와 같은 패널유니트로 함으로써, 정보입력장치(1)의 조립시에, 압력검출부(5)나 초기하중 부여부(6)로서의 인장부재(6a)를 마련하는 수고를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 이것으로 제조비용의 저감이나 제조공정의 간략화를 도모할 수도 있다.

(3) 도 6 ~ 도 8에 나타내는 바와 같이, 압력검출부(5)와 패널부재(4)와의 사이 혹은 압력검출부(5)와 지지부(2b)와의 사이에, 패널부재(4) 혹은 지지부(2b)로부터의 하중을 집중하여 받아들이고, 당해 하중을 압력검출부(5)에 분산시켜 전달함과 아울러, 압력검출부(5)에 대한 패널부재(4) 혹은 지지부(2b)의 자세 변화를 허용하는 하중전달부(8)를 구비하고 있는 편이 바람직하다. 도 6에서는, 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이에 압력검출부(5), 볼록한 모양의 하중전달부(8)가 순서대로 배치되며, 압력검출부(5)와 볼록한 모양의 하중전달부(8)의 측부에 인장부재(6a)가 배치되고, 패널부재(4)에 압력검출부(5), 볼록한 모양의 하중전달부(8)가 고착되어 있다. 도 7에서는, 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이에 압력검출부(5), 볼록한 모양의 하중전달부(8)가 순서대로 배치되며, 압력검출부(5)의 측부에 인장부재(6a)가 배치되고, 패널부재(4)에 압력검출부(5), 인장부재(6a), 판상부재(9), 볼록한 모양의 하중전달부(8)가 고착되어 있다. 어느 경우도, 볼록한 모양의 하중전달부(8)가 지지부(2b)로부터의 하중을 집중하여 받아들이고, 당해 하중을 압력검출부(5)에 분산시켜 전달한다.

패널부재(4)의 가압조작시에 패널부재(4)의 주연부(4A)가 위쪽으로 휘어지는 경우라도, 볼록한 모양의 하중전달부(8)와 지지부(2b)의 측과의 접촉면적이 거의 변화하지 않고, 압력검출부(5)에 대한 지지부(2b)의 자세 변화를 허용한다. 이 때문에, 볼록한 모양의 하중전달부(8)는 패널부재(4)의 수평시와 변함없이, 지지부(2b)로부터의 하중을 집중하여 받아들이고, 당해 하중을 압력검출부(5)에 분산시켜 전달한다. 이와 같이, 지지부(2b)로부터의 하중이 압력검출부(5)에 확실히 전달되어 압력이 검출되므로, 패널부재(4)의 가압조작력을 정확하게 검출할 수 있다.

도 8에서는, 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이에 볼록한 모양의 하중전달부(8)와 판상부재(9), 압력검출부(5), 인장부재(6a)가 배치되고, 이들이 지지부(2b)에 고착되어 있다. 이 경우는, 볼록한 모양의 하중전달부(8)가 패널부재(4)로부터의 하중을 집중하여 받아들이고, 당해 하중을 압력검출부(5)에 분산시켜 전달한다.

(4) 하중전달부(8)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 패널부재(4)의 이면 측에 형성된 볼록부(10)와 판상부재(9)로 구성되어 있어도 되고, 도 10에 나타내는 바와 같이, 지지부(2b)에 형성한 볼록부(10)와 판상부재(9)로 구성되어 있어도 된다. 도 9에서는, 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이에 볼록부(10), 판상부재(9), 압력검출부(5), 인장부재(6a)가 배치되고, 지지부(2b)에 판상부재(9), 압력검출부(5), 인장부재(6a)가 고착되어 있다. 볼록부(10)는 패널부재(4)에 고정하여 마련되어 있으며, 볼록부(10)가 패널부재로부터의 하중을 집중하여 판상부재(9)로 전달하고, 압력검출부(5)에 분산시켜 전달한다. 또, 도 10에서는, 패널부재(4)와 지지부(2b)와의 사이에 압력검출부(5), 인장부재(6a), 판상부재(9), 볼록부(10)가 배치되고, 패널부재에 압력검출부(5), 인장부재(6a), 판상부재(9)가 고착되어 있다. 이 경우는, 볼록부(10)가 지지부(2b)로부터의 하중을 집중하여 판상부재(9)에 전달하며, 압력검출부(5)에 분산시켜 전달한다.

(5) 압력검출부(5) 및 초기하중 부여부(6)는 패널부재(4)의 주연부(4A)의 적어도 일부에 마련되어 있으면 되고, 초기하중 부여부(6)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 압력검출부(5)의 근방에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 초기하중 부여부(6)를 패널부재(4)의 주연부(4A)의 일부에 마련하도록 하면, 초기하중 부여부(6)를 필요한 개소에만 마련할 수 있어, 패널부재(4)에 배치되는 압력검출부(5)가 적은 경우 등에, 정보입력장치(1)를 제조하는데 적합하게 된다.

(6) 초기하중 부여부(6)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 패널부재(4)의 주연부(4A)의 전체에 구비되어 있어도 된다. 패널부재(4)에 대해서 압력검출부(5)를 다수 배치하는 경우 등에서는, 초기하중 부여부(6)를 패널부재(4)의 주연부(4A)의 일부에 구비하는 것보다 주연부(4A)의 전체에 구비하는 편이 용이하게 되는 경우도 있다. 또, 도시하지 않으나, 초기하중 부여부(6)와 함께, 압력검출부(5)를 패널부재(4)의 주연부(4A)의 전체에 구비하도록 해도 된다.

다음으로, 본 발명에 관한 압력검출 유니트(20)의 실시형태 1에 대해서, 도면에 근거하여 설명한다.

〔압력검출 유니트의 실시형태 1〕

우선, 압력검출 유니트(20)를 장착하는 정보입력장치(1)의 구성에 대해서, 도 12 ~ 도 15에 근거하여 설명한다. 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 정보입력장치(1)는 전면에 개구부(2A) 등이 형성된 케이스(2)와, 접촉식의 정보입력기능을 구비한 패널부재(4)와, 이 패널부재(4)에 대한 가압조작력을 검출하기 위한 압력검출 유니트(20)를 포함하는 압력검출수단을 구비하고 있다.

압력검출수단은, 도 15에 나타내는 바와 같이, 패널부재(4)와 케이스(2)의 지지부(2b)에 걸쳐 마련된 압력검출 유니트(20) 및 그 압력검출 유니트(20)로부터의 출력신호를 처리하는 도시하지 않은 신호처리회로 등으로 구성되어 있다. 압력검출수단으로서는, 예를 들면 패널부재(4)에 대한 이용자의 터치조작에 근거하여, 그 조작위치가 되는 X-Y좌표를 검지하는 소위 터치입력기능을 구비하는 것이면 장치의 편리성이 높아진다. 터치입력기능을 구비하는 것에서는 저항막방식, 정전용량방식 및 전자유도방식 등으로부터 선택할 수 있다.

다음으로, 압력검출 유니트(20)의 구성에 대해서 설명한다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 압력검출 유니트(20)는 제1 기판(21)과, 제1 기판(21)에 대향하여 배치되는 제2 기판(22)과, 제1 기판(21)과 제2 기판(22)에 끼워진 압력검출부(23)를 구비함과 아울러, 압력검출부(23)에 초기하중을 부여하는 부재(30)를 제1 기판(21)과 제2 기판(22)에 걸쳐 구비하고 있다. 압력검출부(23)는 제1 기판(21)과 제2 기판(22)과의 서로의 밀어붙이는 힘을 검출한다.

도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이, 정보입력장치(1)에 이용되는 압력검출 유니트(20)는 프레임 모양의 제1 기판(21)과, 제1 기판(21)과 대향 배치된 프레임 모양의 제2 기판(22)을 구비하고 있다. 프레임 모양의 제1 기판(21), 제2 기판(22)의 내경은 개구부(2A)의 치수에 맞추고, 외경은 별도로 구비하는 XY좌표 검출장치(도시생략)에 맞춘다. 제1 기판(21)의 제2 기판(22)과의 대향면에는 상부 전극(21a)이 프레임 모양으로 배치되어 있다. 제2 기판(22)의 제1 기판(21)과의 대향면에는 하부 전극(22a)이 상부 전극(21a)과 대향하도록 프레임 모양으로 배치되어 있다. 제1 기판(21)의 코너 부분이나 주연부분에는 상부 전극(21a)을 피복하도록 도트 모양의 상부 감압잉크(23a)가 배치되어 있다. 제2 기판(22)의 경우도 마찬가지로, 제2 기판(22)의 코너 부분이나, 그 주연부분에는 하부 전극(22a)을 피복하고 또한 상부 감압잉크(23a)와 대향하도록 도트 모양의 하부 감압잉크(23b)가 배치되어 있다. 감압잉크 부분의 전극은 감압잉크 인쇄치수보다 약간 작게 되도록 설계되어 있다. 그러나, 전극 부분이 대향하는 기판에 배치된 전극에 직접 접촉하지 않도록 배려되어 있다면, 치수 사이즈 등은 특별히 한정되지 않는다. 압력검출 유니트(20)는 제2 기판(22)이 지지부(2b)의 위에, 예를 들면 점착제(도시생략)에 의해 접착됨으로써 개구부(2A)에 장착된다.

압력검출부(23)는 제1 기판(21)의 위에 형성되는 상부 전극(21a)과, 상부 전극(21a)에 대향하여 제2 기판(22)의 위에 형성되는 하부 전극(22a)과, 상부 전극(21a)의 위에 형성되는 상부 감압잉크(23a)와, 상부 감압잉크(23a)와 대향하도록 하여 하부 전극(22a)의 위에 형성되는 하부 감압잉크(23b)를 가지고 있다.

초기하중 부여부(30)는 인장부재(30a)를 구비하고 있고, 제1 기판(21)과 제2 기판(22)과의 대향 영역으로서, 압력검출부(23)의 주연부에 배치되어 있다. 인장부재(30a)는 제1 기판(21)과 제2 기판(22)에 끼워진 상태에서 마련되어 있고, 제1 기판(21)과 제2 기판(22)을 압력검출부(23)의 측으로 가압하도록 구성되어 있다. 인장부재(30a)는, 예를 들면, 압력검출부(23)보다도 두께를 얇게 한 비탄성의 스페이서(기판(21, 22)과의 접착층을 포함하는, 접착제 단체로도 가능)이며, 제1 기판(21) 또는 제2 기판(22)의 변형이 허용되는 경우에는, 제1 기판(21) 또는 제2 기판(22)에 의해, 초기하중이 부여된 압력검출부(23)를 더욱 압축하여 가압력을 검출한다. 또, 인장부재(30a)는 탄성을 가지는 점착성 접착제나 양면 점착재라도 되고, 인장력을 발휘하는 상태에서 설정되어 있는 고무, 인장 코일스프링, 판스프링 등의 각종의 탄성부재라도 된다. 또한, 도 15에서는 압력검출부(23)와 초기하중 부여부(30)가 이간하고 있지만, 압력검출부(23)와 초기하중 부여부(30)는 일부 접촉하고 있어도 된다.

여기서, 인장부재(30a)는, 자유상태에서는 그 두께가 압력검출부(23)의 두께보다도 얇아지도록 구성되어 있다. 배치된 인장부재(30a)에는 당초의 두께를 유지 하도록 하는 힘이 작용하고, 이 힘이 제1 기판(21)과 제2 기판(22)을 서로 근접시키는 방향으로 작용한다. 이렇게 하여, 제1 기판(21)과 제2 기판(22)과의 사이의 거리를 좁혀, 압력검출부(23)의 무가압인 상태에서의 두께를 작게 함으로써, 결과적으로 압력검출부(23)에 초기하중을 부여하고 있다.

이하, 정보입력장치(1)에 장착된 압력검출 유니트(20)의 동작에 대해서 설명한다. 정보입력장치(1)의 내부에서 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 커넥터(도시생략)에 접속되어 있고, 커넥터는 정보입력장치에 내장된 하중검출부(도시생략)에 접속되어 있다.

패널부재(4)가 가압조작되었을 때의 압력검출 유니트(20)의 압력검출부(23)의 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)에 걸리는 저항의 변화를 검출한다. 이 저항의 변화의 검출에 의해서, 양(兩) 감압잉크(23a, 23b)에 가해지는 외력을 검출할 수 있어, 패널부재(4)로의 하중을 검출할 수 있다.

이 때, 압력검출 유니트(20)에는 인장부재(30a)가 구비되어 있으므로, 패널부재(4)가 가압조작되기 전에, 압력검출부(23)에 초기하중이 부여되게 된다. 무하중으로부터 안정검출하중까지의 검출편차가 큰 하중범위를 없앨 수 있으므로, 그 후 패널부재(4)가 가압조작될 때에는 압력검출부(23)가 검출한 값을 그대로 정보입력의 제어에 이용할 수 있다.

압력검출 유니트(20)의 제1 기판(21) 및 제2 기판(22)은, 예를 들면 필름 등으로서, 재질로서는 플렉서블 기판에 사용 가능한 재질, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌계 수지, 폴리오레핀계 수지, ABS수지, AS수지, 아크릴계 수지, AN수지 등의 범용 수지를 들 수 있다. 또, 폴리스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아세탈계 수지, 폴리카보네이트 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지, 초고분자량 폴리에틸렌 수지 등의 범용 엔지니어링 수지나, 폴리설폰(polysulphone) 수지, 폴리페닐렌 설파이드계 수지, 폴리페닐렌 옥시드계 수지, 폴리아릴레이트(polyarylate) 수지, 폴리에테르이미드(polyetherimide) 수지, 폴리이미드 수지, 액정 폴리에스테르 수지, 폴리 아릴계 내열 수지 등의 슈퍼 엔지니어링 수지를 이용할 수도 있다.

압력검출부(23)의 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)의 재료로서는 금, 은, 동 혹은 니켈 등의 금속 혹은 카본 또는 이들 재료를 복수 포함하는 혼합물 등의 도전성을 가지는 페이스트를 이용할 수 있다. 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)의 제1 기판(21) 및 제2 기판(22)으로의 형성방법으로서는 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 혹은 플렉소 인쇄 등의 인쇄법, 포토 레지스트법 등을 들 수 있다. 또, 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 동이나 금 등의 금속박을 부착하여 형성할 수도 있다. 또한, 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 동 등의 금속을 도금한 FPC의 위에 레지스트로 전극패턴을 형성하고, 레지스트로 보호되어 있지 않은 부분의 금속박을 에칭 처리함으로써 형성할 수도 있다. 상부 전극(21a) 및 하부 전극(22a)은 여기에 든 형성방법이나 재료를 조합하거나 적층해도 된다.

압력검출부(23)의 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)를 구성하는 조성물은 외력에 따라 전기저항값 등의 전기특성이 변화하는 소재로 구성되어 있다. 조성물로서 예를 들면, 영국의 페라테크사제의 양자터널현상 복합재료(상품명 「QTC」)를 이용할 수 있다. 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)는 도포에 의해 제1 기판(21) 및 제2 기판(22)에 배치할 수 있다. 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)의 도포방법으로서는 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄 또는 플렉소 인쇄 등의 인쇄법을 이용할 수 있다. 감압잉크는 제1 기판(21) 혹은 제2 기판(22) 중 어느 한쪽 면에만 도포해도 된다.

압력검출 유니트(20)는 정보입력장치(1)의 패널부재(4)의 하면에, 예를 들면 풀 등의 접착제, 양면 점착테이프 등의 점착층에 의해서 접착되고, 패널부재(4)의 주연부(4A)의 가식부(加飾部)에 은폐되도록 적어도 하나에 배치되어 있다. 따라서, 압력검출 유니트(20)를 구성하는 각 부재는 투명한 재질로 구성되는 것에 한정되지 않고, 유색의 재질로 구성되어 있어도 된다.

〔압력검출 유니트의 실시형태 2〕

실시형태 1에서는, 제1 기판(21)과 제2 기판(22)과의 사이에 배치된 한 쌍의 전극(21a, 22a)과, 당해 한 쌍의 전극 사이에 감압잉크를 배치한 압력검출부(23)를 이용하여 설명했지만, 압력검출부(23)는 제1 기판(21) 혹은 제2 기판(22) 중 어느 한쪽에 배치된 한 쌍의 전극과, 제1 기판 혹은 제2 기판의 다른 쪽에 당해 한 쌍의 전극을 덮도록 배치하는 구성이라도 된다. 이렇게 하면, 전극층이 1층이 되므로 압력검출부(23)의 두께가 더욱 얇아져, 결과적으로 압력검출 유니트(20)의 박형화를 도모할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 전극을 즐치 모양, 소용돌이 모양 등으로 형성하여 감압잉크 부재와의 접촉면적을 제어함으로써, 바람직한 검출범위의 신호를 얻을 수가 있다.

〔압력검출 유니트의 실시형태 3〕

도 16에 나타내는 바와 같이, 제2 기판(22)의 외면에 하중전달부(24)로서 범프(bump)(24a)를 마련해도 된다. 범프(24a)의 설치면적은 압력검출부(23)의 제2 기판과의 접촉면적 이하가 되도록 형성되어 있다. 압력검출부(23)에 외부로부터의 하중이 가해졌을 때, 범프(24a)가 압력검출부(23)를 하부로부터 지지하고, 당해 하중을 집중하여 압력검출부(23)에 전달한다(도 17). 범프(24a)의 구성으로서, 열경화 성 수지나 자외선 경화성 수지를 인쇄나 도포 등으로 배치하여 경화시킨 것, 압력검출부에 치수를 맞추어 재단하여 접합한 필름이나 수지판, PE폼이나 우레탄폼 등의 발포체, 점착성 접착제나 양면점착재, 양면테이프 등이 있다. 범프(24a)는 제1 기판(21)의 외면에 마련되어 있어도 되고, 제1 기판(21) 및 제2 기판(22)의 외면의 양쪽에 마련되어 있어도 된다. 여기서, 범프(24a)의 높이 치수는, 예를 들면 50㎛ ~ 200㎛(제2 기판(22)에 접착하기 위한 접착층의 두께를 포함)이다. 범프(24a)는 압력검출부(23)가 마련되어 있는 위치의 이면 측(바로 아래)에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 상부 감압잉크(23a)와 하부 감압잉크(23b)를 서로 확실히 밀어붙일 수 있어, 압력검출 유니트(20)의 압력의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

〔압력검출 유니트의 실시형태 4〕

범프(24a)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 설치된 제2 기판(22)의 외면으로부터 멀어질수록 단면적이 작아지도록 형성되어 있는 편이 바람직하다. 이렇게 하면, 압력검출부(23)와, 압력검출부(23)를 가압하는 외부부재(예를 들면 패널부재 등)와의 자세 변화를 어느 정도 허용한다. 따라서, 압력검출부(23)와 외부부재와의 자세 변화가 작은 경우에는, 범프(24a)에 의해 외부로부터의 하중의 압력검출부(23) 이외로의 분산이 억제된다. 또한, 범프(24a)는 비탄성부재, 탄성부재 중 어느 것이라도 된다.

〔압력검출 유니트의 다른 실시형태〕

(1) 상기의 실시형태에서는, 인장부재(30a)의 두께를 압력검출부(23)의 무가압인 상태에서의 두께보다도 얇게 하여, 압력검출부(23)에 초기하중을 부여했지만, 인장부재(30a)의 재료 등에 의해, 그 두께를 통상의 압력검출부(23)의 두께보다도 얇게 할 수 없는 경우에는, 반대로 압력검출부(23)의 두께를 증가시켜 인장부재(30a)의 두께보다 커지도록 구성하여, 압력검출부(5)에 초기하중을 부여해도 된다. 또한, 압력검출부(23)의 두께를 증가시키기 위해서는, 상부 전극(21a), 하부 전극(22a) 또는 감압잉크(23a, 23b)를 통상보다 두껍게 도포나 인쇄 등 하거나, 또는 덧칠을 행하는 등을 한다.

(2) 상기의 실시형태 1에서는, 압력검출부(23)로서, 한 쌍의 전극과 당해 전극의 사이에 끼워진 2층의 감압잉크(23a, 23b)로 구성된 것을 이용하여 설명했지만, 압력검출부(23)의 구성은 가압력을 검출할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 감압잉크는 1층이라도 된다. 또, 감압잉크의 형상은 도트 모양에 한정되지 않고, 평면시에서 원형, 직사각형, 프레임 모양이라도 된다. 압력검출부(23)의 전극에 대해서도, 반드시 프레임 모양으로 배치할 필요는 없으며, 프레임 모양의 기판상에 개별 독립하여 배치되어 있어도 된다.

(3) 상기의 실시형태 1에서는, 상부 감압잉크(23a) 또는 하부 감압잉크(23b)를 제1 기판(21) 또는 제2 기판(22)의 각 코너부에 배치했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 상부 감압잉크(23a) 또는 하부 감압잉크(23b)는 제1 기판(21) 또는 제2 기판(22)의 가장자리를 따라서 점재(點在)하도록 배치되어 있어도 된다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 상부 감압잉크(23a) 및 하부 감압잉크(23b)는 좌우 대칭이고 또한 등간격으로 배치해도 된다. 이렇게 하면, 패널부재(4)에 대한 이용자의 터치조작에 근거하여, 그 조작위치가 되는 X-Y좌표를 검지하는 기능을 구비하는 것이면, X-Y좌표의 검지도 용이하게 되어 장치의 편리성이 높아진다.

(4) 상기의 실시형태 1에서는, 압력검출 유니트(20)를 패널부재(4)의 하면에 접착하고 있지만, 압력검출 유니트(20)를 패널부재(4)는 아니고 케이스의 지지부(2b)에 접착하도록 해도 된다.

(압력의 측정 정밀도의 평가시험)

다음으로, 제1 기판(21) 및 제2 기판(22)과의 대향 영역에 초기하중 부여부(30)로서, 그 두께를 압력검출부(23)의 두께보다도 얇게 한 인장부재(30a)를 구비한 압력검출 유니트(20)를 이용하여 간 효과확인시험의 결과에 대해서 설명한다.

여기에서는, 본 발명에 관한 압력검출 유니트의 실시예로서, 도 18에 나타내는 바와 같이, 압력검출부(23)를, 상부 필름(제1 기판)(21)과 하부 필름(제2 기판)(22)의 사이에, 은전극(21a), 감압잉크(23a), 카본 인쇄, 은전극(22b)의 순서로 배치했다. 압력검출부(23)의 두께(은전극(21a, 22a)과, 감압잉크(23a), 카본의 두께의 합계)보다도 그 두께를 얇게 한 인장부재(30a)(풀 인쇄)를 배치한 15개의 샘플(S1 ~ S15)을 제작했다. 또, 비교예로서, 본 발명의 실시예와 동일한 압력검출부(23)를 배치하고, 상부 필름(21)과 하부 필름(22)과의 사이에, 압력검출부(23)의 두께보다도 그 두께를 두껍게 한 양면 테이프(아크릴계의 접착재를 양면에 도포했음)를 배치한 15개의 샘플(S16 ~ S30)을 제작했다.

은전극(21a, 22a)은 직경 4㎜, 두께 10㎛, 감압잉크(23a)는 직경 3㎜, 두께 20㎛, 카본은 직경 3㎜, 두께를 10㎛로 하고(압력검출부(23)의 두께를 합계 50㎛로 하고), 각각 대략 원형으로 인쇄했다. 샘플(S1 ~ S15)의 인장부재(30a)(풀인쇄)의 두께는 30㎛로 하고, 샘플(S16 ~ S30)의 양면 테이프의 두께는 70㎛로 했다. 감압잉크(23a)에는 영국의 페라테크사제 「QTC」(상품명)을 사용했다. 또한, 상부 필름(21)은 두께 50㎛의 PET 필름이며, 하부 필름(22)은 두께 50㎛의 PET 필름과 두께 38㎛의 PET 필름을 2매 접착시키고 있다. 상부 필름(21) 및 하부 필름(22)의 두께 50㎛의 PET 필름에 은전극(21a, 22a)을 인쇄하고, 하부 필름(22)의 두께 38㎛의 필름에는 직경 1㎜, 높이 100㎛의 범프(도시생략)를 배치했다.

각 샘플(S1 ~ S30)을 시험대상에 얹어 놓은 후, 각 샘플(S1 ~ S30)의 감압잉크(23a)의 위치하는 중앙 부분(C)에 추를 배치하고, 저항값을 각 샘플에 대해서 3회씩 측정했다. 이 동작을 추의 무게를 바꾸어 복수 회 반복하여, 감압잉크가 받는 하중에 대한 저항값을 측정했다.

도 19는 샘플(S1 ~ S15)에서의 저항값(3회 측정한 저항값의 평균값)과 하중과의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 20은 샘플(S16 ~ S30)에서의 저항값(3회 측정한 저항값의 평균값)과 하중과의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 실시예(샘플(S1 ~ S15))에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 하중이 약 100gf 이상일 때, 어느 샘플도 대략 동일한 저항값을 나타냈다. 한편, 비교예(샘플(S16 ~ S30))에서는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 하중이 작아질수록 각 샘플의 저항값에 편차가 생겼다. 이 저항값의 편차는 하중이 200gf보다 작을 때, 특히 현저하게 되어 있다. 또한, 하중이 150gf 미만인 경우는 저항값을 측정할 수 없었다.

도 21은 샘플(S1 ~ S30)에서의 저항값의 변동계수와 하중과의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기서, 변동계수란, 표준 편차를 산술 평균으로 나눈 것으로, 변동계수가 클수록 하중에 대한 저항값의 편차가 큰 것을 나타낸다.

본 발명의 실시예(샘플(S1 ~ S15))에서는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 각 샘플에 걸리는 하중이 작은 경우라도, 각 샘플의 하중마다의 저항값의 변동계수는 매우 작았다. 한편, 비교예(샘플(S16 ~ S30))에서는, 하중이 작아질수록 각 샘플의 저항값의 변동계수가 커졌다. 이 변동계수의 증가는 하중이 200gf보다 작을 때, 특히 현저하게 되어 있다.

이상의 시험결과로부터, 제1 기판(21) 및 제2 기판(22)의 사이에 압력검출부(23)의 두께보다도 얇은 인장부재(30a)를 배치함으로써, 외부로부터의 하중이 작은 경우라도 압력의 측정 정밀도를 향상할 수 있는 것이 확인되었다.

또한, 상기 여러 가지 실시형태 중 임의의 실시형태를 적절히 조합함으로써, 각각이 가지는 효과를 발휘하도록 할 수 있다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명에 관한 정보입력장치 및 압력검출 유니트는 휴대 전화기, 스마트 폰, PDA, 카-내비게이션 장치, 디지털카메라, 디지털 비디오 카메라, 유기기 및 타블렛 등의 전자기기에 유효 이용되며, 전자기기의 다기능화 및 조작성의 향상을 도모하기 위해서 이용할 수 있다.

Claims (10)

1. 접촉식의 정보입력기능을 구비한 패널부재와,
   전면에 개구부를 가짐과 아울러 상기 개구부의 주위에서 상기 패널부재의 주연부를 하부로부터 지지하는 프레임 모양의 지지부를 가지는 케이스와,
   상기 패널부재에 마련된 프레임 모양의 제1 기판과,
   상기 개구부를 따라서 상기 지지부에 마련되고, 상기 제1 기판에 대향 배치된 프레임 모양의 제2 기판과,
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 걸쳐 마련되고, 상기 패널부재에 대한 가압조작력을 검출하는 압력검출부와,
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 걸쳐 마련되고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 끌어당겨 상기 압력검출부에 초기하중을 부여하는 점착성 접착재 또는 양면 접착재로 형성된 초기하중 부여부를 구비한 정보입력장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 초기하중 부여부가, 상기 패널부재의 주연부를 따라 평면시에서 루프 모양으로 배치되어 있는 정보입력장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 압력검출부와 상기 패널부재와의 사이 혹은 상기 압력검출부와 상기 지지부와의 사이에,
   상기 패널부재 혹은 상기 지지부로부터의 하중을 집중하여 받아들이고, 당해 하중을 상기 압력검출부에 분산시켜 전달함과 아울러,
   상기 압력검출부에 대한 상기 패널부재 혹은 상기 지지부의 자세 변화를 허용하는 하중전달부를 구비한 정보입력장치.
4. 청구항 1 또는 2 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 초기하중 부여부가, 상기 압력검출부에 대해서 당해 압력검출부의 양쪽에 배치되어 있는 정보입력장치.
5. 접촉식의 정보 입력 기능을 구비한 패널부재와, 전면에 개구부를 가짐과 아울러 상기 개구부의 주위에서 상기 패널부재의 주연부를 하부로부터 지지하는 프레임 모양의 지지부를 가지는 케이스를 구비하는 정보입력장치에 이용되는 압력검출 유니트로서,
   상기 패널부재에 마련된 프레임 모양의 제1 기판과,
   상기 개구부를 따라 상기 지지부에 마련되고, 상기 제1 기판에 대향 배치된 프레임 모양의 제2 기판과,
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 마련되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 서로의 밀어붙이는 힘을 검출하는 압력검출부와,
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 걸쳐 마련되고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 상기 압력검출부 측으로 가압하여 초기하중을 부여하는, 점착성 접착재 또는 양면 접착재로 형성된 초기하중 부여부를 구비한 압력검출 유니트.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 초기하중 부여부가, 상기 패널부재의 주연부를 따라 평면시에서 루프 모양으로 배치되어 있는 압력검출 유니트.
7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
   상기 압력검출부가 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 배치된 한 쌍의 전극과, 당해 한 쌍의 전극 사이에 배치되고, 외부로부터의 하중에 의해서 전기특성이 변화하는 도전성의 감압(感壓)잉크를 가지는 압력검출 유니트.
8. 청구항 5 또는 6에 있어서,
   상기 압력검출부가 상기 제1 기판 혹은 상기 제2 기판 중 어느 한쪽에 배치된 한 쌍의 전극과, 상기 제1 기판 혹은 상기 제2 기판의 다른 쪽에 당해 한 쌍의 전극을 덮도록 배치되고, 외부로부터의 하중에 의해서 전기특성이 변화하는 도전성의 감압잉크를 가지는 압력검출 유니트.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 한쌍의 전극이 상기 패널부재의 주연부를 따라 평면시에서 루프 모양으로 배치되어 있는 동시에,
   상기 감압잉크가, 루프 모양의 상기 한쌍의 전극을 따라 도트 모양으로 배치되어 있는 압력검출 유니트.
10. 청구항 5 또는 6에 있어서,
    상기 초기하중 부여부가, 상기 압력검출부에 대해서 상기 압력검출부의 양쪽에 배치되어 있는 압력검출 유니트.

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