KR20130040130A - 정전용량식 터치 키 패널 - Google Patents

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Abstract

정전용량식 터치 키 패널은 기판, 적어도 하나의 키 유닛, 기준 전극층 및 연결 포트를 포함한다. 상기 적어도 하나의 키 유닛은 기판 상에 장착되고, 키 몸체 및 상기 키 몸체 아래에 형성되고 노출되지 않는 감지 전극을 갖는다. 기준 전극층은 키 몸체 하부 아래의 기판 상에 형성되고 감지 전극과 분리되어 있다. 연결 포트는, 기판 상에 형성되고 감지 전극에 연결되는 적어도 하나의 패드를 갖는다. 사용자는 키 몸체를 터치함으로써 본 발명의 터치 키 패널을 작동시킬 수 있다. 감지 전극이 외부로 노출되어 있지 않기 때문에, 감지 전극은 외부의 단단한 물체에 의해 거의 손상되지 않는다.

Description

정전용량식 터치 키 패널{CAPACITIVE TOUCH KEY PANEL}
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 정전용량식 터치 키 패널에 관한 것이다.
오늘날 전자 제품은 슬림하고 컴팩트할 것이 요구되고 있다. 휴대폰과 같은 종래의 전자 제품은 기계식 키보드와 같은 입력 장치를 갖는다. 키보드는 키, 전자 패드 등을 장착하기 위한 공간을 필요로 한다. 따라서, 종래의 키보드는 부피가 크다.
예를 들어, 대만 특허 제 M410914호를 참조하면, 울트라씬(ultrathin) 키보드가 개시되어 있다. 유연한 버튼의 내부 표면은 전도성 필름을 갖는다. 유연한 버튼을 누르면, 전도성 필름이 인쇄 회로 기판 위의 금속 와이어들에 접촉한다. 전도성 필름은 금속 와이어들 간의 전기적 연결의 역할을 한다. 그러나, 유연한 버튼이 탄성 피로를 갖는 경우 또는 전도성 필름이 유연한 버튼에서 벗겨지는 경우, 전도성 필름은 전기적 연결을 형성하지 못하고, 따라서 신호가 금속 와이어를 통과하지 못한다. 그 결과 키보드는 고장이 난다.
위에서 언급한 기계식 키보드 이외에, 종래의 정전용량식 터치 패널과 같은 또 다른 입력 장치는 기판, 투명 전극층 및 커버 필름을 갖는다. 투명 전극층은 기판 상에 형성된다. 커버 필름은 투명 전극층 상에 장착된다. 사용자가 커버 필름을 터치하면, 사용자와 투명 전극층 사이에 정전용량이 유도된다. 투명 전극층에 연결된 외부 장치는 정전용량을 검출하여 커버 필름 상에서 사용자가 터치한 위치를 결정한다.
그러나, 투명 전극층과 커버 필름은 단단한 물체 또는 사용자의 손톱에 의해 기판으로부터 쉽게 닳아 없어진다. 투명 전극층이 닳아 없어지면, 터치 패널은 기능을 상실한다. 따라서, 종래의 터치 패널은 사용하기 불편하다.
본 발명의 목적은 정전용량식 터치 키 패널을 제공하는 것이다. 터치 키 패널은 키 몸체 및 감지 전극을 포함하는 적어도 하나의 키 유닛을 갖는다. 감지 전극을 터치하는 대신에, 사용자는 키 몸체를 터치하여 감지 전극 상에서 정전용량을 유도한다.
본 발명의 정전용량식 터치 키 패널은 기판, 적어도 하나의 키 유닛, 기준 전극층 및 연결 포트를 포함한다.
상기 적어도 하나의 키 유닛은 기판 상에 장착되고, 키 몸체 및 감지 전극을 갖는다. 감지 전극은 키 몸체 아래에 형성된다.
상기 기준 전극층은 키 몸체 아래의 기판 상에 형성되고 감지 전극과 분리되어 있다.
상기 연결 포트는, 기판 상에 형성되고 감지 전극에 연결되는 적어도 하나의 패드를 갖는다.
상기 감지 전극과 기준 전극층은 외부 장치에 연결되도록 구성되어 있다. 외부 장치가 감지 전극 및 기준 전극층에 작동 전압을 제공하면, 감지 전극과 기준 전극층 사이에 정전용량이 형성된다. 사용자가 키 몸체를 터치하면, 키 몸체에서의 원래의 정전용량이 변한다. 외부 장치는 정전용량의 변화를 검출하고 키 유닛의 키 몸체가 눌려진 것을 결정한다.
사용자는 키 몸체만 터치하고, 외부로 노출되지 않은 감지 전극을 직접 터치할 수 없다. 따라서, 감지 전극과 기준 전극층은 단단한 물체 또는 사용자의 손톱에 의해 손상되지 않도록 보호된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 저면 사시도이고;
도 2A는 본 발명의 제 1 실시형태의 저면도이고;
도 2B는 본 발명의 연결 포트의 확대 평면도이고;
도 3은 키보드 부호들의 평면도이고;
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태의 부분 단면도이고;
도 5는 본 발명의 제 3 실시형태의 부분 단면도이고;
도 6은 본 발명의 제 4 실시형태의 부분 단면도이고;
도 7은 본 발명의 제 5 실시형태의 부분 단면도이고;
도 8은 본 발명의 제 6 실시형태의 부분 단면도이고;
도 9는 본 발명의 제 7 실시형태의 부분 단면도이고; 및
도 10은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 키보드의 사시도이다.
도 1 및 도 2A를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시형태는 기판(10), 적어도 하나의 키 유닛(20), 연결 포트(30) 및 기준 전극층(40)을 갖는다.
상기 기판(10)은 상부 표면과 하부 표면을 갖는다.
상기 적어도 하나의 키 유닛(20)은 기판(10) 상에 장착된다. 본 실시형태에서, 터치 패널은 다수의 키 유닛(20)을 갖는다. 각각의 키 유닛(20)은 감지 전극(21)과 키 몸체(22)를 갖는다. 키 몸체(22)는 기판(10)의 상부 표면 상에 장착된다. 감지 전극(21)은 기판(10)의 하부 표면 상에 그리고 키 몸체(22) 아래에 형성된다. 키 몸체(22)는 키 유닛(20)의 기능을 나타내는 임의의 패턴, 단어 또는 부호를 갖고 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 키 몸체(22)의 패턴은 컴퓨터 키보드의 키 부호로서 형성될 수 있다.
도 2A 및 도 2B를 참조하면, 연결 포트(30)는 기판(10)의 하부 표면 상에 장착되며, 서로 분리된 다수의 패드(31)를 갖는다. 패드(31)는 각각 기판(10)의 하부 표면 상에 장착된 와이어(23)를 통해 감지 전극(21)에 연결된다.
기준 전극층(40)은 기판(10)의 하부 표면 상에 형성되며, 전기적 연결 없이 감지 전극(21)과 와이어(23)로부터 분리되어 있다. 도 2B를 참조하면, 기준 전극층(40)은, 연결 포트(30)로 연장되고 패드(31)와 교대로 배열된 다수의 연결부(41)를 갖는다.
패드(31)와 연결부(41)는 외부 장치에 연결하는데 사용된다. 외부 장치는 상기 패드(31)에 양 전위를 제공하고 기준 전극층(40)의 연결부(41)를 접지할 수 있다. 그러면, 감지 전극(21)과 기준 전극층(40) 사이에 정전용량이 형성된다. 사용자가 손가락과 같은 물체로 키 몸체(22)를 터치하면, 손가락의 전하가 감지 전극(21)과 기준 전극층(40) 사이의 원래의 정전용량을 변화시킨다. 따라서, 외부 장치는 정전용량의 변화를 검출하고 사용자가 어느 키 몸체(22)를 눌렀는지를 결정한다.
기판(10)의 하부 표면 상에 형성되거나 장착된 감지 전극(21), 기준 전극층(40) 및 와이어(23)를 직접 접촉하는 대신에, 사용자는 기판(10)의 상부 표면 상의 키 몸체(22)를 터치한다. 따라서, 감지 전극(21), 기준 전극층(40) 및 와이어(23)는 사용자의 비정상적인 동작이나 물체에 의해 손상되지 않도록 보호된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시형태는 커버층(51)과 보호층(52)을 포함한다. 커버층(51)은 기판(10)의 상부 표면 상에 장착된다. 키 몸체(22)는 커버층(51) 상에 장착된다. 보호층(52)은 기판(10) 아래에 형성되어 감지 전극(21), 기준 전극층(40) 및 와이어(23)를 커버한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 3 실시형태의 키 몸체(22)는 기판(10)의 상부 표면 상에 장착되고, 중공형(hollow)일 수 있으며, 유연한 터치부(221)를 갖는다. 감지 전극(21)은 유연한 터치부(221) 아래에 있다. 사용자가 5 내지 200 그램의 압력으로 유연한 터치부(221)를 누르면, 유연한 터치부(221)는 오목해진다. 사용자가 유연한 터치부(221)로부터 압력을 해제하면, 유연한 터치부(221)는 원래의 상태로 복귀한다. 따라서, 본 실시형태의 유연한 터치부(221)는 실제 버튼처럼 작동한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시형태는 커버층(51)을 갖는다. 감지 전극(21), 기준 전극층(40) 및 와이어는 기판(10)의 상부 표면 상에 형성되거나 장착된다. 커버층(51)은 감지 전극(21), 기준 전극층(40) 및 와이어를 커버한다. 키 몸체(22)는 커버층(51) 상에 장착되고 각각 감지 전극(21)에 대응한다. 커버층(51)과 키 몸체(22)의 색상은 다르다. 따라서, 사용자는 이들의 색상에 의해 키 몸체(22)의 위치를 쉽게 구별할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시형태가 개시되어 있다. 감지 전극(21), 와이어 및 기준 전극층(40)은 기판(10)의 상부 표면 상에 형성되거나 장착된다. 키 몸체(22)는 기판(10)의 상부 표면 상에 장착되고 감지 전극(21)을 커버한다. 유연한 터치부(221)는 각각 감지 전극(21) 위에 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 6 실시형태가 개시되어 있다. 기판은 적어도 하나의 전도성 홀(53)을 갖는다. 적어도 하나의 감지 전극(21)이 기판(10)의 상부 표면 상에 형성된다. 기판(10)의 상부 표면 상의 상기 적어도 하나의 감지 전극(21)은 상기 적어도 하나의 전도성 홀(53)을 통해 적어도 하나의 패드(31)에 전기적으로 연결된다. 커버층(51)은 기판(10)의 상부 표면 상에 장착되어, 기판(10)의 상부 표면 상에 형성된 상기 적어도 하나의 감지 전극(21)을 커버한다. 다른 감지 전극들(21)은 기판(10)의 하부 표면 상에 형성되고 다른 패드들(31)과 전기적으로 연결된다. 보호층(52)은 기판(10)의 하부 표면 상에 장착되어, 기판(10)의 하부 표면 상에 형성된 감지 전극(21)을 커버한다.
본 실시형태에서, 전도성 홀(53)은 기판(10) 내에 매립되고 외부로 노출되지 않는다. 전도성 홀(53)은 껍데기와 같은 외부의 단단한 물체에 의해 방해를 받지 않을 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 7 실시형태가 개시되어 있다. 감지 전극(21), 와이어 및 기준 전극층(40)은 기판(10)의 상부 표면 상에 형성되거나 장착된다. 키 몸체(22)는 중공형이며 기판(10)의 상부 표면 상에 장착되어 각각 감지 전극(21)을 커버한다. 각각의 키 몸체(22)는 감지 전극(21) 위의 오목한 표면(222) 및 오목한 표면(222) 상에 형성된 돌출부(223)를 갖는다. 사용자가 어느 하나의 키 몸체(22)의 돌출부(223)를 물체로 터치하면, 그 물체 아래에서 가장 근접한 감지 전극(21)이 작동된다. 돌출부(223)는 다른 감지 전극들(21)로부터 물체를 이격시킨다. 따라서, 다른 감지 전극들(21)은 작동되지 않을 것이다. 외부 장치는 사용자에 의해 눌러진 키 유닛(20)만을 검출한다. 키 유닛들(20) 간의 오작동이 방지된다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 터치 패널은 키보드 내에 설치되어 종래의 키보드 키를 대체할 수 있다. 기판(10)이 얇기 때문에, 본 발명은 종래의 키보드에 비해 부피가 작고 무게가 가볍다. 감지 전극(21)은 외부로 노출되지 않는다. 사용자가 본 발명의 터치 패널을 작동시킬 때, 감지 전극(21)을 터치하는 대신에, 사용자는 기판(10)의 상부 표면 상의 키 몸체(22)를 터치한다. 따라서, 감지 전극(21)은 사용자에 의해 손상되지 않을 것이다.
10: 기판 20: 키 유닛
30: 연결 포트 40: 기준 전극층
21: 감지 전극 22: 키 몸체
23: 와이어 31: 패드
41: 연결부 51: 커버층
52: 보호층 53: 전도성 홀
221: 유연한 터치부 222: 오목한 표면
223: 돌출부

Claims (9)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 장착되고, 키 몸체 및 상기 키 몸체 아래에 형성된 감지 전극을 갖는 적어도 하나의 키 유닛;
    상기 키 몸체 아래의 기판 상에 형성되고 상기 감지 전극과 분리된 기준 전극층; 및
    상기 기판 상에 형성되고 상기 감지 전극과 연결되는 적어도 하나의 패드를 갖는 연결 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상부 표면과 하부 표면을 갖고;
    상기 키 몸체는 상기 기판의 상부 표면에 장착되며;
    상기 감지 전극, 기준 전극층 및 연결 포트는 상기 기판의 하부 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    커버층을 더 포함하되,
    상기 기판은 상부 표면과 하부 표면을 갖고;
    상기 커버층은 상기 기판의 상부 표면에 장착되고;
    상기 키 몸체는 상기 커버층 상에 장착되며; 및
    상기 감지 전극은 상기 기판의 하부 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판 아래에 형성되어 감지 전극 및 기준 전극층을 커버하는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상부 표면과 하부 표면을 갖고;
    상기 키 몸체는 상기 기판의 상부 표면 상에 장착되고, 유연한 터치부를 가지며;
    상기 감지 전극 및 기준 전극층은 상기 기판의 하부 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    커버층을 더 포함하되,
    상기 기판은 상부 표면을 갖고;
    상기 감지 전극 및 기준 전극층은 상기 기판의 상부 표면 상에 형성되고;
    상기 커버층은 상기 감지 전극 및 기준 전극층을 커버하며;
    상기 키 몸체는 상기 커버층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상부 표면을 갖고;
    상기 감지 전극 및 기준 전극층은 상기 기판의 상부 표면 상에 형성되며;
    상기 키 몸체는 상기 기판의 상부 표면 상에 장착되고, 상기 감지 전극을 커버하며, 상기 감지 전극 위에 유연한 터치부를 갖는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 상부 표면을 갖고;
    상기 감지 전극 및 기준 전극층은 상기 기판의 상부 표면 상에 형성되며;
    상기 키 몸체는 상기 기판의 상부 표면 상에 장착되어 상기 감지 전극을 커버하고, 상기 감지 전극 위의 오목한 표면 및 상기 오목한 표면 상에 형성된 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
  9. 제 1 항에 있어서,
    다수의 키 유닛 및 다수의 패드를 갖고 커버층 및 보호층을 더 포함하되,
    상기 기판은 상부 표면, 하부 표면 및 적어도 하나의 전도성 홀을 갖고;
    상기 패드는 상기 기판의 하부 표면 상에 형성되고;
    상기 적어도 하나의 키 유닛의 감지 전극은 상기 기판의 상부 표면 상에 형성되고 상기 전도성 홀을 통해 적어도 하나의 패드에 연결되며;
    상기 다른 키 유닛의 감지 전극은 상기 기판의 하부 표면 상에 형성되고;
    상기 커버층은 상기 기판의 상부 표면 상에 형성되어, 기판의 상부 표면 상에 형성된 감지 전극을 커버하고;
    상기 보호층은 상기 기판의 하부 표면 상에 장착되어, 기판의 하부 표면 상에 형성된 감지 전극을 커버하며; 및
    상기 키 유닛의 키 몸체는 상기 커버층 상에 장착되고 각각 감지 전극에 대응하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 터치 키 패널.
KR1020120111847A 2011-10-13 2012-10-09 정전용량식 터치 키 패널 KR20130040130A (ko)

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