KR20000010511A - 터치 패널 입력장치 - Google Patents

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KR20000010511A
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이케다 데루타카
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Abstract

투과율이 향상되고 응답이 신속한 터치 패널 입력장치를 제공한다.
본 발명은 2장의 투명판(2,3)에서 도전체층(4,5)이 밀착되어, 도전체층(4,5)간에 좁은 틈(d)을 만들어 적층하여 지지하는 실부(10)는 탄력성을 지니는 반응형 접착제를 경화시킨 접착제층으로 형성하고, 실부(10)에 의하여 밀봉된 투명판(2,3) 사이에 투명한 절연성 액체(11)를 주입시킨다. 투명한 절연성 액체(11)가 봉입되므로 빛의 투과율이 향상됨과 아울러 반사율이 떨어지고 또한 반응형 접착제를 사용하여 투명판(2,3) 사이를 접착시키므로 투명판(2,3) 사이의 간격(d)이 좁게 되어 그 사이에 봉입되는 액체량을 감소시킬 수 있다. 따라서 압력위치에서의 액체(11)의 이동량이 감소하여 응답이 신속해 진다.

Description

터치 패널 입력장치
본 발명은 투명판의 표면에 펜, 손가락 등으로 압력을 가하여 압력위치에 따른 지시입력 데이터를 퍼스널 컴퓨터 등의 처리장치에 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 퍼스널 컴퓨터 등의 처리장치에 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 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 그 굴절율이 비슷한 투명한 절연성 액체를 주입하여 반사율을 저하시키고 투과율을 향상시킨 터치 패널 입력장치가 개시되어 있다.
이러한 종래의 터치 패널 입력장치(100)를 도4와 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(산화 인듐(酸化 indium)) 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 인출(引出)함으로써, 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)에 의하여 압력위치 이외의 조작면을 의도하지 않고 손으로 가볍게 건드려도 건드려진 위치가 압력위치로서 검출되는 일은 없다.
스페이서(105)는 틀 모양의 박판 플레이트(薄板 plate)(105a)의 상하면에 점착제(粘着劑)(105b)를 도포하여 형성된 것으로서, 투명 도전체층(103,104) 주위의 투명판(101)과 투명기판(102)에 박판 플레이트(105a)를 점착시킴으로써 스페이서(105)내의 투명 도전체층(103,104) 사이를 밀봉한다.
또한 투명판(101)은 점착제(105b)를 사용함으로써 박판 플레이트(105a)에 밀착되면서 탄생에 의하여 수평방향(도5에서 화살표로 나타내는 방향)으로 왕복이동할 수 있게 되고, 압력위치가 투명판(101), 특히 스페이서(105) 근방이라도 압력위치 주위가 똑같이 투명기판(102) 방향으로 굽혀지도록 되어 있다.
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 굴절율의 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 틀 모양의 박판 플레이트(105a) 상하면에 점착제(105b)를 도포한 스페이서(105)에 의하여 투명도전체층(]03,104)의 간격이 결정되는 것으로서 통상 그 간격은 60 내지 300㎛이다.
한편 투명판(101)에 압력을 가하여 투명 도전체층(103,104)을 접촉시키는 경우에는 60 내지 300㎛ 간격으로 주입된 절연성 액체(107)를 주위에 이동시키는 것으로서, 투명 도전체층(103,104) 사이에 있는 절연성 액체(107)의 양이 많으므로 필요 이상의 압력을 요한다.
또한 압력이 해제되면 접촉위치인 투명 도전체층(103,104) 사이에 다량의 절연성 액체(107)가 되돌아 올 때 까지는 투명판(101)이 원위치까지 복귀하지 않으므로, 복귀동작이 늦어져 간섭에 의하여 생기는 뉴턴링(newton ring)이 조작면상에 언제까지라도 남게 되거나 응답이 늦어져 조작성이 나쁘다는 문제가 생긴다.
또한 터치 패널 입력장치(100)를 기울이면 투명 도전체층(103,104)사이의 간격이 넓어지므로, 절연성 액체(107)의 자중(自重)이 표면장력을 능가하여 상방의 일부가 진공이 되어 투과율이 열화되거나 동작불량의 원인이 된다.
또한 터치 패널 입력장치(100)는 차량용 내비게이션 시스템(車輛用navigation system)의 입력장치 등에서 사용되어, 섭씨70도 이상의 환경에서 방치되는 경우가 있는데, 투명 도전체층(103,104) 사이의 간격이 넓으므로 주입되는 절연성 액체(107)의 총용량도 많아져 열팽창의 영향을 받을 우려도 있다. 이로 인하여 밀봉된 투명 도전체층(103,104) 사이와 외부를 구멍으로 연통(連通)시키는 것도 검토되고 있지만, 구멍으로부터 절연성 액체(107)가 누설된다든지 구멍을 통하여 절연성 액체(107)가 외기(外氣)와 접촉되어 산화되는 등의 문제가 있어 채용할 수 없는 것이다.
투명 도전체층(1O3,1O4) 사이의 간격을 좁힌다면 상기의 문제는 해결되지만, 박판 플레이트(105a) 양면에 점착제(105b)를 도포하는 스페이서(105)의 구조에서는 적어도 50㎛ 이하의 간격으로는 할 수 없다.
또한 점착제(105b)는 점착성의 고착제(固着劑)를 용제로 녹인 것이므로 용제가 투명한 절연성 액체(107)에 녹게 되어 절연성 액체(107)의 투명성이나 절연성이 파괴될 우려가 있다.
한편 스페이서(105) 대신에 반응형 접착제를 사용하여 투명판(101)과 투명기판(102)을 접착시킨다면 접착층의 높이로 투명판(101)과 투명기판(102)의 간격을 확보할 수 있고 그 간격을 좁힐 수 있는데, 투명판(101)은 투명기판(102)에 고착되어 버리므로 탄성에 의하여 수평으로 이동할 수 없게 된다. 따라서 투명판(101)의 접착층 근방이 압력을 받을 경우에는 투명판이 접착층측으로 끌리어 극단적으로 경사지고, 압력이 가해지는 위치를 벗어나거나 투명 도전체층(103)이 투명기판(102)측의 투명도전체층(104)에 닿지 않아 검출 에러가 발생될 우려가 있다.
이와 같은 이유로 투과율을 상승시키기 위하여 투명한 절연성 액체를 봉입하는 기술은 제안되어 있으나 그 실용화는 매우 곤란하다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서 도전체층간의 간격을 좁히고 또한 투명판 귀퉁이에 압력을 가해도 조작감(操作感)이 변하지 않아 확실하게 압력위치를 검출시킬 수 있는 터치 패널 입력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 반사율의 저하와 함께 투과율이 향상되고 또한 응답이 신속하며 어떠한 방향으로 경사시켜도 장소에 따라 투과율이 변하는 일없는 터치 패널 입력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 관한 터치패널 입력장치(touch panel 入力裝置)(1)의 분해 사시도,
도2는 투명한 절연성 액체(11)를 봉입(封入)한 터치 패널 입력장치(1)의 종단면도,
도3은 압력위치 검출 회로부(20)의 회로도,
도4는 종래의 터치 패널 입력장치(100)를 나타내는 분해사시도
도5는 터치 패널 입력장치(100)의 요부 종단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 터치 패널 입력장치(touch panel 入力裝置)
2 : 상부 투명판(透明板) 3 : 하부 투명판
4 : 가동 도전체층(導電層) 5 : 고정 도전체층
10 : 실부(sea1部)(접착제층) 11 : 투명 절연성 액체(실리콘 오일)
d : 틈
청구항1의 터치 패널 입력장치는 상호 대향면에 도전체층이 형성된 2장의 투명판과, 2장의 투명판에서 도전체층이 밀착되어 도전체층간에 좁은 틈을 만들어 적층하여 지지하는 실부(10)와, 실부(10)에 의하여 밀봉된 2장의 투명판(3) 사이에 주입되는 투명한 절연성 액체를 갖춘 터치 패널 입력장치에 있어서,
실부는 탄력성을 지니는 반응형 접착제를 경화시킨 접착제층인 것을 특징으로 한다.
밀봉된 2장의 투명판 사이에 투명한 절연성 액체가 실부에 의하여 주입되므로, 도전체층은 공기에 접촉되는 일 없이 투명한 절연성 액체와 접하여 투명판 상방으로부터의 빛의 투과율이 상승됨과 아울러 반사율이 떨어진다.
반응형 접착제는 경화 반응전의 상태로서 스크린 인쇄에 적합하고, 그 두께를 조정할 수 있어 30 내지 40㎛의 두께로 도전체층의 주위에 인쇄할 수 있다.
따라서 2장의 투명판 도전체층간의 간격을 얇게 할수 있다.
접착제를 인쇄한 후 경화반응을 촉진시키면 분자간이 결합하여 인쇄하지 않은 위치에서 접착제가 유출되지 않는다. 또한 투명판 사이에 투명한 절연성 액체를 주입시켜 경화된 접착제를 2장의 투명판 사이에 끼워 압력을 가하면 투명판 사이가 접착되어 액체가 외부로 흐르는 일이 없다. 투명판 사이를 접착시킨 상태에서 접착제는 탄력성을 지니므로 투명판은 접착제층의 근방에서 탄성에 의하여 수평으로 이동할 수 있다.
또한 용제를 함유하고 있는 점착제 대신에 고형분(固形分) 100%인 접착제를 사용하므로, 용제가 투명한 절연성 액체에 녹아 들어가 투과율이 열화되거나 액체의 절연성이 파괴되는 일은 없다.
또한 청구항2의 터치 패널 입력장치는 상호 대향면에 도전체층이 형성된 2장의 투명판과, 2장의 투명판에서 도전체층이 밀착되어 도전체층간에 좁은 틈을 만들어 적층하여 지지하는 실부와, 실부에 의하여 밀봉된 2장의 투명판간에 주입되는 투명한 절연성 액체를 갖춘 터치 패널 입력장치에 있어서, 도전체층 사이의 틈을 50㎛이하로 하는 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 반사율이 떨어지고 투과율이 상승된다.
도전체층간의 간격을 50㎛ 이하로 하면 투명판의 압력조작 전후로 도전체층간의 접촉위치 근방을 이동하는 액체의 양이 극히 적어져, 투명판의 압력과 투명판 자체의 탄성에 의한 복귀력에 대하여 액체의 이동으로 받는 압력은 무시할 수 있을 만큼 작아진다. 따라서 액체의 존재에 상관없이 거의 동일한 압력으로 입력을 조작할 수 있고 압력이 접촉되면 저항판은 빠르게 원위치로 복귀한다.
또한 도전체층 사이의 간격을 50㎛ 이하로 하면, 그 사이에 주입된 액체의 표면장력이 자중을 능가하여 터치 패널 입력장치의 자세에 상관없이 상방의 일부가 진공이 되는 일은 없다.
또한 동일 조작면의 면적에 따라 주입되는 투명한 절연성 액체의 총용량이 감소하므로, 온도차가 큰 환경에 터치 패널 입력장치가 방치되어도 열팽창에 의한 체적팽창의 영향이 극히 적어 액체를 완전히 밀봉한 투명판 사이에 수용할 수 있다.
또한 청구항3의 터치 패널 입력장치는, 실부는 탄력성을 지니는 반응형 접착제를 경화시킨 접착제층인 것을 특징으로 한다.
스크린 인쇄에 의하여 도포할 수 있는 반응형 접착제를 사용하므로, 접착제를 30 내지 40㎛의 두께로 도전체층 주위에 인쇄할 수 있다. 따라서 도전체층 혹은 도전체층에 전기적으로 접속되는 리드부의 두께를 두껍게 하여도 2장의 투명판 도전체층 사이의 간격을 50㎛이하로 할 수 있다.
(실시예)
이하 본 발명에 있어서, 상하의 도전체층을 균일한 저항막으로 형성시킨 소위 아날로그 타입의 터치 패널 입력장치(1)로 실시한 경우의 실시예에 대하여 도1 내지 도3에 의거하여 설명한다. 도1은 터치 패널 입력장치(1)의 분해 사시도, 도 2는 투명한 절연성 액체를 봉입한 터치 패널 입력장치(1)의 종단면도, 도3은 압력위치를 검출하기 위한 회로도이다.
도1과 도2에 있어서 2는 상방의 투명판이 되는 상부 투명판으로서 투명한 합성수지, 예를 들어 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate))를 사용하여 가요성(可撓性)의 시트상(seat狀)으로 성형시킨 것이다. 상부 투명판(2)의 재질로서 투명할 정도의 가요성을 구비한 것이라면 PC(폴리탄산염(polycarbonate)), PES(폴리에테르 술폰(polyether sulfone)), PI(폴리이미드(polyimide)) 등을 사용할 수 있다.
상부 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 하부 투명기판으로서 후술하는 실부(seal部;접착제층)(10)에 의하여 상부 투명판(2)과의 사이에 약간의 틈을 두고 그 하방으로 평행하게 배치된다. 하부 투명기판(3)은 상부 투명판과 같은 재질로 성형시킬 수도 있으나, 여기서는 소다 라임 글라스(soda lime glass)를 사용하여 사각형 박판상으로 성형한다.
상부 투명판(2)과 하부 투명기판(3)의 대향면에는 투명 도전막인 가동 도전체층(可動 導電體層)(4)과 고정 도전체층(固定 導電體層)(5)이 균일한 막압(膜壓)으로 고착되어 있다. 가동 도전체층(4)와 고정 도전체층(5)은 각각 ITO(인듐·주석 산화물)로 형성되어, 균일한 막압으로 막이 부착됨으로써 도전체층의 각 위치에서 단위 길이당 저항값을 같게 한다.
또한 하부 투명기판(3)은 소다 라임 글라스로 성형되어 있으므로 그 알카리 성분이 후술하는 투명한 절연성 액체(11)에 녹아 나오지 않도록 하부 투명기판(3) 상면과 고정 도전체층(5) 사이에 실리콘 피막 등으로 언더 코팅(under coating)(도시하지 않음)한다.
도2에 나타내는 바와 같이 고정 도전체층(5)상에는 절연성 합성수지로 이루어지는 도트 스페이서(6)가 1mm에서 2mm의 피치로 고착되어 있다. 이 도트 스페이서(6)는 압력 조작면(2a)의 일부를 의도하지 않으면서도 손 언저리 등으로 건드린 경우에 가동 도전체층(4)와 고정 도전체층(5)이 잘못 접촉되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 실부(l0)에 의하여 떨어진 가동 도전체층(4)와 고정 도전체층(5)의 틈(d)에 비하여 낮은 5㎛ 전후의 높이로 되어 있다.
또한 상부 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 투명한 도전체로서, 각각의 일단은 외부회로와 전기적으로 접속되므로 상부 투명판(2)의 외부 접속부(2b)까지 인출(引出)된다.
마찬가지로 하부 투명기판(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 투명한 도전체로서, 각각의 일단은 외부 접속부(2b)와 대향하는 하부 투명기판(3)의 외부 접속부(3a)까지 인출된다.
외부 접속부(2b,3a)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, 후술하는 도3의 압력위치 검출 회로부(20)에 전기적으로 접속된다.
상부 투명판(2)과 하부 투명기판(3)은 도전체층(4, 5) 주위에서 탄력성과 점착 특성을 지니는 반응형 접착제(예를 들어 아티손사제 상품명 ML-25251)에 의하여 접착된다. 이 예시한 접착제는 자외선 경화형접착제이며, 반응형으로서 스크린 인쇄에 적합하여 도포하는 두께를 조정할 수 있으므로, 예를 들어 40㎛의 높이로 하부 투명기판(3)상에 인쇄로 도포한다. 또한 여기서는 용제를 함유하지 않은 100% 고형분인 접착제를 사용하여 용제를 함유하고 있는 것과 구별한다. 도1에 나타내는 바와 같이 접착제의 인쇄는 플렉시블 기판(9)과 도전성 접착제(12)로 접속하는 외부 접속부(3a)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 상부 투명판(2)과 하부 투명기판(3)에 압력을 가하면 감압성(減壓性)이 생기므로, 실부(10)를 통하여 상부 투명판(2)과 하부 투명기판(3)의 대향면이 접착되고 각 대향면에 고착된 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)은 평행하게 배치되어 그 사이의 틈(d)은 실부(10)의 높이와 거의 같은 40㎛로 유지된다.
또한 본 실시예에서 사용되는 반응형 접착제는 경화된 후에 탄력성을 지니므로 상부 투명판(2)은 실부(10) 혹은 하부 투명기판(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 상부 투명판(2)이 내측으로 이동하여 가동 도전체층(4)은 압력위치에서 확실하게 고정 도전체층(5)과 접촉된다.
상부 투명판(2)과 하부 투명기판(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(1l)는 외부로 누설되는 일 없이 봉입된다.
가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5) 사이의 틈(d)은 약 40㎛이므로, 공간내 절연성 액체(11)의 표면장력이 절연성 액체(11)의 자중을 능가하여 터치 패널 입력장치(1) 전체를 수직으로 세워도 진공부분이 발생하지 않는다. 따라서 터치 패널 입력장치(1)를 어떠한 자세로 하여도 그 일부 영역이 진공이 되어 표시화면이 잘 안 보이는 일은 없다.
절연성 액체(11)를 봉입한 상태에서, 실부(10)를 구성하는 반응형 접착제는 용제를 함유하지 않은 고형분 100%이므로, 절연성 액체(11)와 접하여도 실부(10)에서 용제가 절연성 액체(11) 속으로 녹아 들어가 액체의 투명성이나 절연성이 파괴되는 문제는 생기지 않는다.
투명한 절연성 액체(11)로서는 순수(純水), 파라핀계 오일, 석유계 오일, 식물 오일, 실리큰 오일 등 투명하다면 여러 종류의 액체를 사용할 수 있으나, 여기에서는 압력에 영향을 끼치는 점도의 조정이 용이함으로써 점도 5cp의 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.
한편 절연성 액체(실리콘)(11)를 주입시킴으로써 손가락 등 완만한 곡면으로 압력 조작면(2a)에 압력을 가했을 때에는 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5) 사이에 충분한 접촉 압력을 얻을 수 없어 보다 큰 압력을 필요로 하는 경우가 발생한다. 여기서 본 발명의 실시예에서는 도트 스페이서(6)의 높이보다도 조금 작은 직경(예를 들어 3 내지 4㎛)의 도전성 분체(도시하지 않음)를 절연성 액체(11) 속에 분산시키고 이 도전성 분체를 통하여 가동 도전체층(4)과 고정 도전체층(5)을 전기적으로 접속시킴으로써 손가락 등 완만한 곡면으로 압력을 조작할 경우에도 가벼운 압력으로 압력위치를 검출할 수 있도록 한다.
다음에 이와 같이 구성된 아날로그 타입의 터치 패널 입력장치(1)에 의한 압력위치의 검출에 대하여 압력위치 검출 회로부(20)를 나타내는 도3에 의거하여 설명한다. 이 터치 패널 입력장치(1)는 도시하지 않은 액정표시 화면상에 부착되어 펜, 손가락 등으로 눌러진 압력 조작면(2a)의 압력위치를 검출함으로써 압력위치 하방에 표시된 지시내용을 나타내는 지시입력 데이터를 도시하지 않은 퍼스널컴퓨터에 출력시킨다.
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 경사의 전위 기울기가 형성되어 도전체층(4, 5)의 각 위치에서 리드부로부터 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 전위기울기를 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(xp, yp)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 거리의 저항을 x1이라 한다면, Vcc*x1/(x1+x2)가 되고 이 전위(Vxp)를 A/D컨버터(18)로 읽어냄으로써 x좌표(xp)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(yp)를 검출한다.
이와 같이 X, Y좌표 검출 모드를 반복하여 압력 조작면(2a)의 압력조작에 의한 압력위치를 X방향과 Y방향에서 검출한다.
상기 실시예는 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, 상부 투명판(2)과 하부 투명기판(3)의 대향면에 서로 직교하도록 부착시켜 매트릭스 모양의 접촉위치를 설정한 소위 디지털 타입의 터치 패널 입력장치로 하여도 무방하다. 이 디지털 타입의 터치 패널 입력장치에서는 어느것이든 접촉되는 가동 접촉편과 고정 접촉편에서 접촉위치를, 즉 상부 투명판(2)에 대한 압력위치를 검출하는 것이다.
또한 잘못된 접촉을 방지하기 위하여 도트 스페이서(6)를 형성하였으나 반드시 형성할 필요는 없다. 예를 들어 절연성 액체(11)의 점도등을 조정하여, 의도하지 않은 가벼운 압력에 대하여 도전체층(4, 5) 사이가 접촉되지 않도록 설정할 수 있다면 도트 스페이서(6)를 고착시키는 제조공정을 생략할 수 있다.
또한 상기의 실시예에서는 도전체층(4, 5) 주위의 상부 투명판(2)과 하부 투명기판(3)을 접촉시키는 것을 나타내었으나, 어느 한쪽 혹은 쌍방이 가동 도전체층(4) 혹은 고정 도전체층(5)으로서 도전체층(4, 5)에 접착되는 것이어도 무방하다.
또한 본 실시예에서는 반응형 접착제로서 자외선 경화형 접착제를 사용하였으나, 열경화형 등 다른 반응형 접착제를 사용하여도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 청구항1의 발명에 의하면 상방으로부터의 빛의 투과율이 상승함과 아울러 반사율이 떨어져 하방에 배치되는 표시화면이 보기 쉬워진다.
또한 투명한 절연성 액체를 탁하게 하거나 그 절연성을 열화시키는 일 없이 또한 접착제층 근방의 압력 조작감을 잃는 일 없이 상부 투명판인 2장의 투명판 도전체층간의 간격을 얇게 할 수 있다.
따라서 도전체층간에 봉입되는 액체량을 감소시킬 수 있어 압력조작의 응답특성이 뛰어나고 액체의 온도변화에 의한 열팽창을 실무상 무시할 수 있을 만큼 작게 할 수 있다.
또한 청구항2의 발명에 의하면 하방에 배치되는 표시화면을 보기쉽게 하기 위하여 투명한 절연성 액체를 넣어도 액체의 존재에 의하여 압력 조작감이 영향을 받는 일은 없다.
또한 도전체층간의 간격이 50㎛ 이하가 되므로 그 사이 주입된 액체의 표면장력에 의하여 터치 패널 입력장치의 자세에 상관없이 상방의 일부가 진공이 되는 일은 없다.
또한 액체의 온도변화에 의한 열팽창을 실무상 무시할 수 있을만큼 작게 할 수 있으므로 액체를 완전히 밀봉한 투명판 사이에 수용시킬 수 있다.
또한 청구항3의 발명에 의하면 청구항2의 발명 이외에도 스크린 인쇄에 의하여 도포할 수 있는 반응형 접착제를 사용하므로, 낮은 높이의 접착제층을 형성할 수 있어 2장의 투명판 도전체층간의 간격을 50㎛ 이하로 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 상호 대향면에 가동 도전체층(可動 導電層)(4), 고정 도전체층(固定 導電體層)(5)이 형성된 2장의 상부 투명판(2), 하부 투명기판(3)과,
    2장의 상부 투명판(2), 하부 투명기판(3)에서 가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5)이 밀착되어 가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5)간에 좁은 틈(d)을 만들어 적층하여 지지하는 실부(sea1部)(10)와,
    실부(10)에 의하여 밀봉된 2장의 상부 투명판(2), 하부 투명기판(3)간에 주입되는 투명한 절연성 액체(11)를 갖춘 터치 패널 입력장치에 있어서,
    실부(10)는 탄력성을 지니는 반응형 접착제를 경화시킨 접착제층인 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력장치.
  2. 상호 대향면에 가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5)이 설치된 2장의 상부 투명판(2), 하부 투명기판(3)과,
    2장의 상부 투명판(2), 하부 투명기판(3)에서 가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5)이 밀착되어, 가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5)간에 좁은 틈(d)을 만들어 적층하여 지지하는 실부(10)와,
    실부(10)에 의하여 밀봉된 2장의 상부 투명판(2), 하부 투명기판(3) 사이에 주입되는 투명한 절연성 액체(11)를 갖춘 터치 패널 입력장치에 있어서,
    가동 도전체층(4), 고정 도전체층(5)간의 틈(d)을 50㎛이하로 하는것을 특징으로 하는 터치 패널 입력장치.
  3. 제2항에 있어서,
    실부(10)는 탄력성을 지니는 반응형 접착제를 경화시킨 접착제층인 것을 특징으로 하는 터치 패널 입력장치.
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