KR20180043662A - Touch input device - Google Patents

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KR20180043662A
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touch input
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KR1020160136660A
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김용남
연효동
김혜영
오우식
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미래나노텍(주)
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Abstract

The present invention relates to a touch input device. The touch input device includes a ground substrate; a touch substrate disposed on the upper surface of the ground substrate and having an electrode part; a plurality of columnar spacers provided between the ground substrate and the touch substrate; and a pressure bar connected to the lower part of the touch substrate and interlocked with the touch substrate to selectively touch the ground substrate. Accordingly, the functionality and usability of the touch input device can be improved.

Description

터치 입력장치 {TOUCH INPUT DEVICE}A touch input device {TOUCH INPUT DEVICE}

본 발명은 터치 입력장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 동작에 의해 발생되는 벤딩(Bending)에 의해 압력레벨을 감지할 수 있는 터치 입력장치에 관한 것이다.The present invention relates to a touch input device, and more particularly, to a touch input device capable of sensing a pressure level by bending generated by a touch operation.

최근에 들어, 터치 입력방식이 차세대 입력방식으로 각광받으면서 각종 전자기기에도 터치 압력방식이 도입되고 있으며, 이에 따라 다양한 환경에 적용할 수 있으면서 정확한 터치인식이 가능한 터치 입력장치에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.Recently, the touch input method has been popularized as a next generation input method, and a touch pressure method has been introduced into various electronic devices. Accordingly, research and development on a touch input device which can be applied to various environments and can accurately recognize a touch It is progressing.

종래의 터치 입력장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 그라운드기판(2); 그라운드기판(2)의 상부에 이격 배치되는 터치기판(4); 그라운드기판(2) 및 터치기판(4) 사이의 테두리 부위에 접착되며, 그라운드기판(2) 및 터치기판(4)을 이격시켜 에어갭을 확보하기 위한 스페이서(6)를 포함하여 구성된다. 터치기판(4)은 베이스부(4a)의 저면에 일정 패턴의 투명전극부(4b)가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.As shown in Fig. 1, the conventional touch input device includes a ground substrate 2; A touch substrate 4 spaced apart from the upper surface of the ground substrate 2; And a spacer 6 adhered to a rim portion between the ground substrate 2 and the touch substrate 4 and spaced apart from the ground substrate 2 and the touch substrate 4 to secure an air gap. The touch substrate 4 has a structure in which a transparent electrode portion 4b of a certain pattern is formed on the bottom surface of the base portion 4a.

이와 같은 터치 입력장치는 사용자의 터치기판(4) 터치 시 발생되는 벤딩에 의해 그라운드기판(2) 및 터치기판(4) 사이에 형성되어 있는 에어갭에 간격 변화가 발생되고, 이러한 그라운드기판(2) 및 터치기판(4)의 간격 변화를 통해 상호정전용량(Cm) 및 기생용량(Cp) 값의 변화량을 측정하여 단계별로 압력레벨을 감지하는 방식으로 작동된다.Such a touch input device causes a variation in the air gap formed between the ground substrate 2 and the touch substrate 4 by bending generated when the user touches the touch substrate 4, (Cm) and the parasitic capacitance (Cp) through a change in the distance between the touch substrate 4 and the touch substrate 4, and sensing the pressure level in steps.

그리고 스페이서(4)로는 양면접착테이프 등과 같은 접착제가 사용되고 있는 실정이다.As the spacer 4, an adhesive such as a double-sided adhesive tape or the like is used.

그러나 위와 같은 구성의 터치 입력장치는 스페이서(6)가 그라운드기판(2) 및 터치기판(4)의 테두리 부위에 접착됨으로 인해, 터치 압력이 인가되는 부위에 따라 그라운드기판(2) 및 터치기판(4) 사이에 형성되어 있는 에어갭의 간격 변화에 차이가 발생된다. 보다 구체적으로 설명하면, 터치기판(4)의 테두리 부위는 접착제와 같은 스페이서(6)에 의해 지지되나, 그 중앙 부위 등은 별도로 지지되는 것이 없어 잦은 터치 입력 시 중앙 부위 등이 처지게 되어 에어갭의 간격이 좁아지게 되는 문제점이 발생된다.However, since the spacer 6 is bonded to the edge portions of the ground substrate 2 and the touch substrate 4, the touch input device according to the above configuration can prevent the ground substrate 2 and the touch substrate 4 4) between the air gaps formed between the air gaps. More specifically, the rim portion of the touch substrate 4 is supported by a spacer 6 such as an adhesive, but its central portion and the like are not supported separately, so that a central portion or the like is sagged at frequent touch input, A problem arises in that the interval between the first and second electrodes is narrowed.

이에 따라, 터치기판(4)의 터치 시 좌표의 왜곡으로 인한 터치 인식의 정확도가 떨어진다.Accordingly, the accuracy of the touch recognition due to the distortion of the coordinates of the touch substrate 4 during touch is lowered.

즉, 사용자가 터치기판(4)의 중앙 부위를 터치하여 압력을 인가할 때와 터치기판(4)의 외곽 부위를 터치하여 압력을 인가할 때에, 그라운드기판(2) 및 터치기판(4) 사이의 간격 변화가 서로 동일하지 않고 차이가 발생하여 좌표가 왜곡되는 경우가 발생된다.That is, when the user touches the central portion of the touch substrate 4 to apply pressure and when the pressure is applied by touching the outer peripheral portion of the touch substrate 4, the gap between the ground substrate 2 and the touch substrate 4 There is a case in which the difference occurs and the coordinates are distorted.

그리고 그라운드기판(2) 및 터치기판(4) 사이에 에어갭이 형성되는 경우, 그라운드기판(2)과의 굴절율 차이로 인해 휘도 등과 같은 광학적 특성이 저하되는 단점이 있다.In the case where an air gap is formed between the ground substrate 2 and the touch substrate 4, there is a disadvantage in that optical characteristics such as brightness are deteriorated due to the difference in refractive index with respect to the ground substrate 2.

또한 스페이서(6)로 접착제가 사용됨으로써 경시변화로 인한 여러 문제점이 발생된다.Further, since the adhesive 6 is used as the spacer 6, various problems arise due to aging.

이는 결국, 터치 입력장치의 기능성 및 사용성 등을 저하시키는 결과를 초래한다.This results in lowering the functionality and usability of the touch input device.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 터치 압력이 인가되는 부위에 관계없이 정확한 터치 인식이 가능함과 아울러 광학적 특성을 향상시킬 수 있는 터치 입력장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a touch input device capable of accurately recognizing a touch regardless of a region where a touch pressure is applied, .

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터치 입력장치는, 그라운드기판; 상기 그라운드기판의 상부에 이격 배치되며, 전극부가 구비되어 있는 터치기판; 상기 그라운드기판 및 상기 터치기판 사이에 복수 개 마련되는 컬럼 형상의 스페이서; 상기 터치기판의 하부에 연결되며, 상기 터치기판의 터치에 따라 연동되어 상기 그라운드기판에 선택적으로 접촉되는 가압바를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch input device including: a ground substrate; A touch substrate disposed on an upper surface of the ground substrate and having an electrode portion; A plurality of spacers arranged between the ground substrate and the touch substrate; And a pressing bar connected to a lower portion of the touch substrate and interlocked with the touch substrate to selectively contact the ground substrate.

본 발명에 따른 터치 입력장치는 컬럼 형상을 지닌 스페이서 및 가압바가 그라운드기판 및 터치기판 사이에 복수 개 마련됨으로 인해, 그리운드기판 및 터치기판 사이의 간격을 균일하게 유지시킬 수 있을 뿐 아니라 터치 압력이 인가되는 터치기판의 부위에만 벤딩이 이루어짐으로써 좌표의 왜곡 가능성을 최소화하여 터치 인식의 정확도를 높일 수 있다.Since the touch input device according to the present invention is provided with a plurality of spacers having a columnar shape and a pressing bar between the ground substrate and the touch substrate, it is possible not only to maintain uniform spacing between the old substrate and the touch substrate, Bending is performed only on a portion of the touch substrate to be applied, thereby minimizing the possibility of distortion of coordinates, thereby improving the accuracy of touch recognition.

그로 인해, 터치 입력장치의 기능성 및 사용성 등을 상대적으로 향상시킬 수 있다.As a result, the functionality and usability of the touch input device can be improved relatively.

도 1은 종래의 터치 입력장치의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 터치 입력장치의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 터치 입력장치의 스페이서 및 가압부재의 배치상태를 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 터치 입력장치의 사용상태도,
도 5는 본 발명에 따른 터치 입력장치의 다른 실시예를 도시한 단면도이고,
도 6은 도 5의 광학패턴 구조를 도시한 이미지이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional touch input device,
2 is a cross-sectional view of a touch input device according to the present invention,
3 is a plan view showing the arrangement of spacers and pressing members of the touch input device according to the present invention,
FIG. 4 is a use state diagram of the touch input device according to the present invention,
5 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the touch input device according to the present invention,
6 is an image showing the optical pattern structure of FIG.

아래에서는 본 발명에 따른 터치 입력장치를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a touch input device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 입력장치는 그라운드기판(20); 그라운드기판(20)의 상부에 배치되는 터치기판(30); 그라운드기판(20) 및 터치기판(30) 사이에 마련되는 복수 개의 스페이서(40); 터치기판(30)의 하부에 연결되는 가압바(50)를 포함하여 구성된다.2 and 3, the touch input device according to the present invention includes a ground substrate 20; A touch substrate 30 disposed on the top of the ground substrate 20; A plurality of spacers (40) provided between the ground substrate (20) and the touch substrate (30); And a pressure bar (50) connected to a lower portion of the touch substrate (30).

그라운드기판(Ground Substrate)(20)은 그라운드(Ground) 전위를 가지는 기준 전위층 역할을 수행하며, 이렇게 기준 전위층 역할을 하는 그라운드기판(20)은 구동전극(Tx)과 수신전극(Rx) 사이에 생성된 정전용량에 변화를 야기시킬 수 있도록 하는 임의의 전위를 가진다.The ground substrate 20 serves as a reference potential layer having a ground potential so that the ground substrate 20 serving as a reference potential layer functions as a reference potential layer between the driving electrode Tx and the receiving electrode Rx So as to cause a change in the electrostatic capacity generated in the capacitor.

이러한 그라운드기판(20)의 크기 및 두께 등은 필요에 따라 적절하게 조절 가능하다.The size and thickness of the ground substrate 20 can be appropriately adjusted as needed.

한편, 그라운드기판(20)으로는 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.Meanwhile, various known types of the ground substrate 20 can be selectively applied.

터치기판(Touch Substrate)(30)은 그라운드기판(20)의 상부에 일정 거리 이격 배치되어, 사용자의 터치 동작에 의해 벤딩(Bending)이 이루어진다. 물론, 터치기판(30)의 이격거리는 적절하게 조절 가능하다. 이와 같이 터치기판(30)을 그라운드기판(20)과 이격시키는 이유는 터치기판(30)의 벤딩에 따른 상호정전용량(Cm) 및 기생용량(Cp) 값의 변화량을 통해 압력레벨을 감지하여 정확한 터치 인식을 하기 위한 것이다.The touch substrate 30 is spaced a predetermined distance above the ground substrate 20 and bending is performed by a user's touch operation. Of course, the separation distance of the touch substrate 30 is suitably adjustable. The reason why the touch substrate 30 is spaced apart from the ground substrate 20 is to sense the pressure level through the amount of change of the mutual capacitance Cm and parasitic capacitance Cp due to bending of the touch substrate 30, This is for touch recognition.

이러한 터치기판(30)은 베이스부(30a); 베이스부(30a)의 저면에 구비되는 전극부(30b)로 이루어진다.The touch substrate 30 includes a base portion 30a; And an electrode portion 30b provided on the bottom surface of the base portion 30a.

베이스부(30a)는 일정의 두께를 지닌 사각플레이트 형상을 가지며, 그 재질로는 폴리머(Polyner) 등을 비롯하여 물적 특성이 우수하면서 터치 기능을 원활하게 구현할 수 있는 범위 내에서 공지된 다양한 종류의 재질을 선택적으로 적용할 수 있다. 또한 베이스부(30a)의 크기 및 두께 등도 필요에 따라 적절하게 조절 가능함은 물론이다.The base portion 30a has a rectangular plate shape having a predetermined thickness. The base portion 30a may be formed of a variety of materials known in the art such as a polymer (polyne) Can be selectively applied. It is needless to say that the size and thickness of the base 30a can be appropriately adjusted as needed.

전극부(30b)는 소정 간격의 패턴으로 배열된 전극들을 포함할 수 있고, 이러한 전극들은 메탈메쉬, 은나노와이어, ITO 등이 사용 가능하다. 또한 전극부(30b)는 전극들이 별도 기재필름에 일체화되어 메탈메쉬필름(Metal mesh film) 또는 은나노와이어필름(AgNW film) 등과 같은 투명전도필름을 사용하는 것도 가능하다.The electrode portion 30b may include electrodes arranged in a predetermined interval pattern. Such electrodes may be metal mesh, silver nano wire, ITO, or the like. In addition, the electrodes 30b may be formed of a transparent conductive film such as a metal mesh film or a silver nano wire film (AgNW film) in which the electrodes are integrally formed on the base film.

한편, 터치기판(30)은 그라운드기판(20)과 마찬가지로 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용 가능하다.Meanwhile, the touch substrate 30 can be selectively applied to a variety of known types, such as the ground substrate 20.

스페이서(Spacer)(40)는 그라운드기판(20) 및 터치기판(30) 사이에 형성되어 있는 에어갭의 전체 영역에 걸쳐 일정 패턴으로 구비되어 있다. 이러한 스페이서(40)는 안정성 등을 고려하여 컬럼(Column) 형상을 가지는 것이 바람직하다. 그리고 가압바(50)는 그 일단이 터치기판(30)에 연결됨과 아울러 타단은 그라운드기판(20)과 일정 거리 이격되어, 터치기판(30)의 터치에 따라 연동되어 그라운드기판(20)에 선택적으로 접촉된다.The spacers 40 are provided in a predetermined pattern over the entire area of the air gap formed between the ground substrate 20 and the touch substrate 30. It is preferable that the spacer 40 has a column shape in consideration of stability and the like. One end of the pressure bar 50 is connected to the touch substrate 30 and the other end of the pressure bar 50 is spaced apart from the ground substrate 20 by a predetermined distance. .

위와 같은 스페이서(40) 및 가압바(50)의 구성적 특징으로 인해, 그라운드기판(20) 및 터치기판(30) 사이의 간격을 항상 균일하게 유지시킬 수 있다. 또한 터치 압력이 인가되는 터치기판(30)의 국부적인 부위에만 벤딩이 이루어짐으로써 터치 동작 시 좌표의 왜곡 가능성을 최소화하여 터치 인식의 정확도를 한층 향상시킬 수 있다.The space between the ground substrate 20 and the touch substrate 30 can be maintained uniformly at all times due to the constitutional feature of the spacer 40 and the pressing bar 50 as described above. In addition, bending is performed only on a local area of the touch substrate 30 to which the touch pressure is applied, thereby minimizing the possibility of distortion of the coordinates during the touch operation, thereby further improving the accuracy of touch recognition.

그로 인해, 터치 입력장치의 기능성 및 사용성 등을 상대적으로 향상시킬 수 있다.As a result, the functionality and usability of the touch input device can be improved relatively.

그리고 스페이서(40) 및 가압바(50)는 수지로 이루어져 종래의 접착제에 비하여 경시변화를 최소화시킬 수 있으며, 특히 광경화성 수지 또는 열경화성 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 스페이서(40) 및 가압바(50)는 마이크로 패턴의 형성에 적합한 임프린팅(Imprinting) 공정을 통해 형성되며, 그 형성방법은 임프린팅 외에도 공지된 다양한 방법을 적용할 수 있다.The spacers 40 and the pressure bar 50 are made of a resin so as to minimize changes with time compared to conventional adhesives. In particular, the spacer 40 and the pressure bar 50 preferably comprise a photo-curing resin or a thermosetting resin. The spacer 40 and the pressure bar 50 are formed through an imprinting process suitable for forming a micropattern, and various known methods other than imprinting can be applied to the forming method.

한편, 스페이서(40)의 높이는 5∼1,000㎛, 밀도는 0.05∼35%, 최대폭은 5∼500㎛로 설정되고, 스페이서(40) 간의 피치는 10∼1,000㎛로 설정되는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the height of the spacer 40 is set to 5 to 1,000 mu m, the density is set to 0.05 to 35%, the maximum width is set to 5 to 500 mu m, and the pitch between the spacers 40 is set to 10 to 1,000 mu m.

스페이서(40) 및 가압바(50)의 형상, 높이, 밀도, 최대폭 및 피치 등은 그 적용되는 대상에 따라 적절하게 조절 가능하다. The shape, height, density, maximum width and pitch of the spacer 40 and the pressure bar 50 can be appropriately adjusted according to the application to which they are applied.

이상에서 설명한 터치 입력장치의 사용상태를 도 4를 통해 간단하게 설명하면 하기와 같다.The use state of the above-described touch input device will be briefly described with reference to FIG.

먼저, 사용자가 터치기판(30)을 터치하게 되면, 터치 압력에 의해 그라운드기판(20) 및 터치기판(30) 사이의 가압바(50)가 하부로 이동하여 그라운드기판(20)에 접촉됨으로써 터치 인식을 하게 된다. First, when the user touches the touch substrate 30, the pressing bar 50 between the ground substrate 20 and the touch substrate 30 moves downward by the touch pressure and contacts the ground substrate 20, It is recognized.

이때, 복수의 스페이서(40)는 그라운드기판(20) 및 터치기판(30) 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다. At this time, the plurality of spacers 40 maintain the gap between the ground substrate 20 and the touch substrate 30 constant.

그리고 터치기판(30)의 터치 동작이 해제되면, 터치기판(30)의 이동과 연동되어 가압바(50)가 상부로 이동함으로써 그라운드기판(20)으로부터 이격 위치하게 된다.When the touch operation of the touch substrate 30 is released, the pressing bar 50 is moved upward to interlock with the movement of the touch substrate 30, thereby being positioned apart from the ground substrate 20. [

도 5는 본 발명에 따른 터치 입력장치의 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 그라운드기판(20); 그라운드기판(20)의 상부에 이격 배치되며, 베이스(30a) 및 전극부(30b)가 구비되어 있는 터치기판(30); 그라운드기판(20) 및 터치기판(30) 사이에 복수 개 마련되는 컬럼 형상의 스페이서(40); 터치기판(30)의 하부에 연결되며, 터치기판(30)의 터치에 따라 연동되어 그라운드기판(20)에 선택적으로 접촉되는 가압바(50) : 터치기판(30)의 저면에 형성되는 광학패턴(60)을 포함하여 구성된다.5 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the touch input device according to the present invention, which includes a ground substrate 20; A touch substrate 30 spaced apart from the upper surface of the ground substrate 20 and having a base 30a and an electrode unit 30b; A plurality of columnar spacers 40 provided between the ground substrate 20 and the touch substrate 30; A pressing bar 50 connected to a lower portion of the touch substrate 30 and interlocked with a touch of the touch substrate 30 to selectively contact the ground substrate 20; (60).

광학패턴(60)은 투과율 및 휘도, 탁도 및 시야각 조정 등과 같은 광학적 기능을 수행하며, 이러한 광학패턴(60)은 스페이서(40) 및 가압바(50)의 상부영역에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다.The optical pattern 60 preferably performs optical functions such as transmittance and brightness, turbidity and viewing angle adjustment, and the optical pattern 60 is preferably formed corresponding to the upper region of the spacer 40 and the pressure bar 50 .

그리고 광학패턴(60)은 광경화성 또는 열경화성 수지를 이용하여 임프린팅(Imprinting) 공정 등을 통해 형성될 수 있다. The optical pattern 60 may be formed through an imprinting process using a photocurable or thermosetting resin.

또한 광학패턴(60)은 도 6에 나타나 있는 바와 같이 그 사용목적에 따라 여러 다양한 패턴을 적용할 수 있다. 예컨대, 프리즘 패턴(Prism pattern), 렌즈 패턴(Lens pattern), 디퓨져 패턴(Diffuser pattern) 등 중 적어도 어느 하나를 적용할 수 있다.As shown in FIG. 6, various patterns can be applied to the optical pattern 60 according to the purpose of use. For example, at least one of a prism pattern, a lens pattern, a diffuser pattern, and the like can be applied.

한편, 광학패턴(60)을 제외한 다른 기술적 구성(그라운드기판, 터치기판, 스페이서)은 도 2 및 도 3을 통해 설명한 터치 입력장치와 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.Other technical features (ground substrate, touch substrate, and spacer) except for the optical pattern 60 are the same as those of the touch input device described with reference to FIG. 2 and FIG. 3, and thus detailed description thereof will be omitted.

20 : 그라운드기판 30 : 터치기판
30a : 베이스부 30b : 전극부
40 : 스페이서 50 : 가압바
60 : 광학패턴20: ground substrate 30: touch substrate
30a: base portion 30b: electrode portion
40: spacer 50: pressure bar
60: Optical pattern

Claims (4)

그라운드기판;
상기 그라운드기판의 상부에 이격 배치되며, 전극부가 구비되어 있는 터치기판;
상기 그라운드기판 및 상기 터치기판 사이에 복수 개 마련되는 컬럼 형상의 스페이서;
상기 터치기판의 하부에 연결되며, 상기 터치기판의 터치에 따라 연동되어 상기 그라운드기판에 선택적으로 접촉되는 가압바를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 압력장치.
A ground substrate;
A touch substrate disposed on an upper surface of the ground substrate and having an electrode portion;
A plurality of spacers arranged between the ground substrate and the touch substrate;
And a pressure bar connected to a lower portion of the touch substrate and selectively in contact with the ground substrate interlocked with the touch of the touch substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 스페이서는 상기 그라운드기판 및 상기 터치기판 사이의 전체 영역에 걸쳐 일정 패턴으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
The method according to claim 1,
Wherein the spacer is provided in a predetermined pattern over the entire area between the ground substrate and the touch substrate.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 스페이서는 광경화성 수지 또는 열경화성 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the spacer is made of a photo-curing resin or a thermosetting resin.
청구항 1에 있어서,
상기 터치기판의 저면에 광학패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터치 입력장치.The method according to claim 1,
Wherein an optical pattern is formed on a bottom surface of the touch substrate.
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