KR20190055722A - 필름 및 입력 장치 - Google Patents

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KR20190055722A
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히로끼 우사
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후지쯔 콤포넌트 가부시끼가이샤
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Abstract

오동작의 요인이 되는 불필요한 조작 영역을 저감시킬 수 있는 필름 및 입력 장치를 제공한다. 필름(20)은 정전 용량식 터치 패널을 내장하거나 또는 외장된 액정 디스플레이의 화면 내의 원하는 위치와 대향하는 투명 전극(21a)과, 투명 전극(21a)과 전기적으로 접속된 투명 전극(23a) 또는 슬라이더 전극(24a)과, 액정 디스플레이의 화면으로부터의 광을 임의의 방향으로 굴절시키는 광 회절층(26)을 구비한다. 오퍼레이터는 부유 화상으로서 액정 디스플레이에 표시된 화상을 확인하면서, 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)을 조작함으로써, 대응하는 투명 전극(21a)에 대향하는 위치의 액정 디스플레이에 표시되는 기능만을 조작할 수 있어, 오동작의 요인이 되는 불필요한 조작 영역을 저감시킬 수 있다.

Description

필름 및 입력 장치{FILM AND INPUT DEVICE}
본 발명은 필름 및 입력 장치에 관한 것이다.
종래부터 액정 표시 패널 상에 설치되는 터치 패널과 같은 입력 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 터치 패널 기능을 TFT(Thin-Film-Transistor) 액정 셀 내에 내장한 인셀형 액정 디스플레이나, 액정 디스플레이의 유리 기판 상에 터치 패널 기능을 탑재한 온셀형 액정 디스플레이가 알려져 있다.
국제 공개 제2010/150724호 팸플릿
인셀형 액정 디스플레이나 온셀형 액정 디스플레이와 같은 터치 패널 내장형 액정 디스플레이가 POS(Point-Of-Sale) 단말기나 의료 기기 등에 내장되는 경우, 터치 패널 내장형 액정 디스플레이의 특정한 조작 영역만 사용되는 경우가 많다. 이 때문에, 터치 패널 내장형 액정 디스플레이의 미사용 영역은, 터치 오검출로 이어질 불필요한 과잉 스펙으로 되어 있다. 예를 들어, 미사용 영역에 수적(droplets of moisture)이 부착되거나 또는 미사용 영역 근방에 금속 등의 도체가 놓이면, 터치가 오검출되는 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 오동작의 요인이 되는 불필요한 조작 영역을 저감시킬 수 있는 필름 및 입력 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 명세서에 개시된 필름은, 정전 용량식 터치 패널을 내장하거나 또는 외장된 표시 장치의 화면 내의 원하는 위치와 대향하는 제1 전극과, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 제2 전극과, 상기 표시 장치의 화면으로부터의 광을 임의의 방향으로 굴절시키는 광학층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 필름 및 입력 장치에 따르면, 오동작의 요인이 되는 불필요한 조작 영역을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 입력 장치의 구성도.
도 2는 본 실시 형태에 관한 필름의 구성도.
도 3의 (A)는 정보 처리 단말기가 놓여진 경우의 영역 A1의 단면도, (B)는 영역 B1의 단면도, (C)는 영역 C1의 단면도.
도 4는 입력 장치의 변형예의 구성도.
도 5는 필름의 변형예의 구성도.
도 6의 (A)는 영역 C2의 단면도, (B)는 영역 A2 및 B2의 단면도.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 입력 장치의 구성도이다. 도 2는 본 실시 형태에 관한 필름의 구성도이다.
도 1에 있어서, 본 실시 형태에 관한 입력 장치(1)는 지지 스탠드(10)와, 당해 지지 스탠드의 표면에 부착된 필름(20)을 포함한다. 지지 스탠드(10)는 투명 유리, PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 아크릴 등의 절연재로 구성되어 있다. 지지 스탠드(10)는 바닥부(11)와, 바닥부(11)의 대략 중앙에 일단이 고정되며, 당해 바닥부(11)의 대략 중앙으로부터 경사 상방으로 세워 설치된 중간부(12)와, 중간부(12)의 타단으로부터 수평 방향으로 연장되며, 바닥부(11)와 대략 평행한 천장부(13)를 구비하고 있다.
중간부(12)와 바닥부(11) 사이의 각도는 45도이며, 천장부(13)과 중간부(12) 사이의 각도도 45도이다. 또한, 중간부(12)와 바닥부(11) 사이의 각도 및 천장부(13)과 중간부(12) 사이의 각도는 일례이며, 45도에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에서는, 바닥부(11), 중간부(12) 및 천장부(13)는 일체 형성되어 있다. 바닥부(11), 중간부(12) 및 천장부(13)는 각각 별도의 부재로서 분리되어도 되고, 조립하였을 때에 도 1과 같은 형상을 형성해도 된다. 또한, 중간부(12) 및 천장부(13)는 투명하지만, 바닥부(11)는 반드시 투명하지는 않아도 된다. 바닥부(11)는, 표면에 금속막으로 회로(전극)를 형성한 몰드 부품인 MID(Molded Interconnect Device), 또는 PCB(Printed Circuit Board) 등이어도 된다.
또한, 도 1에서는, 오퍼레이터(3)측의 바닥부(11)의 표면을 영역 C1이라 하고, 오퍼레이터(3)측의 중간부(12)의 표면을 영역 B1이라 하고, 천장부(13)의 상면을 영역 A1이라 한다. 필름(20)은 오퍼레이터(3)측의 바닥부(11)의 표면(영역 C1), 오퍼레이터(3)측의 중간부(12)의 표면(영역 B1) 및 천장부(13)의 상면(영역 A1) 상에 부착되어 있다.
정보 처리 단말기(2)는 정전 용량식 터치 패널을 내장하는 액정 디스플레이를 구비한 장치이며, 예를 들어 스마트폰 또는 태블릿 단말기 등이다.
도 2에 있어서, 필름(20)은, 영역 A1 내지 C1에 대응하는 필름(20)의 부분은 연속하여 1매의 필름으로 구성되어 있다.
영역 A1에 대응하는 필름(20)의 부분은 제1 전극으로서의 투명 전극(21a)을 구비하고 있다. 도 1과 같이 정전 용량식 터치 패널을 내장하는 액정 디스플레이가 하측으로 향해진 상태에서 정보 처리 단말기(2)가 천장부(13)에 놓이면, 투명 전극(21a)은 정보 처리 단말기(2)의 액정 디스플레이와 접촉하거나 또는 약간의 공극(예를 들어, 2㎜ 미만)을 두고 대향한다. 투명 전극(21a)의 개수는 도 2의 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 하나의 투명 전극(21a)은 다른 투명 전극(21a)으로부터 절연되어 있다. 점선(22)은 정보 처리 단말기(2)의 액정 디스플레이가 놓이는 위치를 나타내고 있다.
영역 B1에 대응하는 필름(20)의 부분은 광학층으로서의 광 회절층(26)을 구비하고 있다. 광 회절층(26)은 예를 들어 컴바이너 필름으로 구성되며, 정보 처리 단말기(2)의 액정 디스플레이의 화상을 반반사한다. 반반사란 가시광의 대역에 있어서의 반사율이 100％보다 낮고 0％보다 높은 것을 말한다. 예를 들어, 도 1의 천장부(13)로부터의 액정 디스플레이의 광의 일부는 광 회절층(26)에 의해 반사(굴절)되어, 도 1의 오퍼레이터(3)측(즉, 광의 입사 방향과 수직인 방향 R1)으로 유도된다. 즉, 정전 용량식 터치 패널을 내장하는 액정 디스플레이가 하측으로 향해진 상태에서 정보 처리 단말기(2)가 천장부(13)에 놓이면, 액정 디스플레이에 표시된 화상이 광 회절층(26)에 의해 반반사(굴절)되고, 오퍼레이터(3)는 부유 화상으로서 액정 디스플레이에 표시된 화상을 확인할 수 있다.
영역 C1에 대응하는 필름(20)의 부분은, 제2 전극으로서의 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)을 구비하고 있다. 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)의 개수는 도 2의 예에 한정되는 것은 아니다. 투명 전극(23a)은 배선(25a)을 통해 영역 A1 내의 투명 전극(21a)에 접속되어 있다. 슬라이더 전극(24a)은 오퍼레이터(3)의 손가락의 연속 조작을 입력하기 위한 투명 전극이며, 배선(25a)을 통해 영역 A1 내의 복수의 투명 전극(21a)에 접속되어 있다. 배선(25a)은 도전성 소재의 배선이며, 예를 들어 인쇄에 의해 형성되는 구리 배선이고, 그 폭은 수㎛이다.
광 회절층(26)은 투명 전극(21a)과, 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a) 사이에 배치되어 있다. 투명 전극(21a), 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)은 금속(구리) 메쉬, 카본 나노 튜브 또는 그래핀 등의 저저항 재료로 구성되어 있고, 메쉬 형상으로 형성되어 있기 때문에 광의 투과가 가능하다.
투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)은 배선(25a)을 통해 영역 A1 내의 복수의 투명 전극(21a)에 접속되어 있으므로, 도 1과 같이 정전 용량식 터치 패널을 내장하는 액정 디스플레이가 하측으로 향해진 상태에서 정보 처리 단말기(2)가 천장부(13)에 놓이면, 오퍼레이터(3)는 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)을 조작함으로써 대응하는 투명 전극(21a)에 대향하는 위치의 액정 디스플레이에 표시되는 기능만을 조작할 수 있다.
또한, 도 2에 따르면, 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)은 영역 A1 내의 투명 전극(21a)의 위치에 관계없이, 영역 C1 내의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 정보 처리 단말기(2)의 액정 디스플레이에 표시되는 기능 중 필요한 기능이 표시되는 위치에 투명 전극(21a)을 배치함으로써, 정보 처리 단말기(2)의 액정 디스플레이에 표시되는 기능 중 필요한 기능에만 대응하는 전극의 재배치가 가능해진다. 바꾸어 말하면, 영역 C1에는, 사용 빈도가 높은 기능에만 대응하는 전극의 재배치가 가능해진다.
또한, 광 회절층(26)은 투명 전극(21a)과, 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a) 사이에 배치되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 필름(20)의 영역 B1의 광 회절층(26) 대신에, 도 1의 오퍼레이터(3)의 반대측 중간부(12)에 광 회절층(26)이 배치되도록, 도 2의 필름(20)의 영역 A1보다도 상측, 즉 필름(20)의 선단측에 광 회절층(26)을 형성해도 된다.
도 3의 (A)는 정보 처리 단말기(2)가 놓여진 경우의 영역 A1의 단면도이다. 도 3의 (B)는 영역 B1의 단면도이다. 도 3의 (C)는 영역 C1의 단면도이다.
도 3의 (A)에 도시한 바와 같이 정보 처리 단말기(2)가 천장부(13)에 놓여진 경우, 정보 처리 단말기(2)와 천장부(13) 사이에 필름(20)이 배치된다. 영역 A1에서는, 필름(20)은 투명 전극(21a), 배선(25a), 보호층(27), 베이스층(28) 및 접착층(29)을 구비하고 있다. 접착층(29)과, 베이스층(28)과, 투명 전극(21a) 또는 배선(25a)와, 보호층(27)은 이 순서로 지지 스탠드(10) 상에 적층되어 있다.
접착층(29)은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin) 등의 투명한 접착제이다. 베이스층(28)은 PET 필름 등의 투명한 필름이다. 보호층(27)은 투명 전극(21a) 및 배선(25a)을 보호하기 위한 투명한 수지 등이다. 보호층(27)은 투명 전극(21a) 상에 형성되어도 되지만, 형성되지 않아도 된다.
영역 B1에서는, 필름(20)은 광 회절층(26), 배선(25a), 보호층(27), 베이스층(28) 및 접착층(29)을 구비하고 있다. 접착층(29)과, 베이스층(28)과, 광 회절층(26) 또는 배선(25a)과, 보호층(27)은 이 순서로 지지 스탠드(10) 상에 적층되어 있다. 보호층(27)은 광 회절층(26) 상에 형성되어도 되지만, 형성되지 않아도 된다.
영역 C1에서는, 필름(20)은 투명 전극(23a), 슬라이더 전극(24a), 배선(25a), 보호층(27), 베이스층(28) 및 접착층(29)을 구비하고 있다. 접착층(29)과, 베이스층(28)과, 투명 전극(23a), 슬라이더 전극(24a) 또는 배선(25a)과, 보호층(27)은 이 순서로 지지 스탠드(10) 상에 적층되어 있다. 보호층(27)은 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a) 상에 형성되어도 되지만, 형성되지 않아도 된다.
도 4는 입력 장치의 변형예의 구성도이다. 도 5는 필름의 변형예의 구성도이다. 도 1 및 도 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 여기서, 도 4에서는, 오퍼레이터(3)측의 바닥부(11)의 표면을 영역 C1이라 하고, 오퍼레이터(3)측의 중간부(12)의 표면을 영역 B1이라 하고, 천장부(13)의 상면을 영역 A1이라 한다. 또한, 오퍼레이터(4)측의 바닥부(11)의 표면을 영역 C2라 하고, 오퍼레이터(4)측의 중간부(12)의 표면을 영역 B2라 하고, 천장부(13)의 하면을 영역 A2라 한다.
도 4의 지지 스탠드(10)는 도 1의 지지 스탠드(10)와 동일하지만, 도 4의 필름(30)은 도 1의 필름(20)과 구조가 상이하다. 구체적으로는, 필름(20)은 지지 스탠드(10)의 영역 A1, 영역 B1 및 영역 C1 상에 부착되어 있지만, 필름(30)은 지지 스탠드(10)의 영역 A1, 영역 B1 및 영역 C1에 더하여, 지지 스탠드(10)의 영역 A2, 영역 B2 및 영역 C2 상에도 부착되어 있다.
도 5에 있어서, 필름(30)은, 영역 A1 내지 C1 및 영역 A2 내지 C2에 대응하는 필름(30)의 부분은 연속하여 1매의 필름으로 구성되어 있다. 영역 A1 내지 C1에 대응하는 필름(30)의 부분은 필름(20)의 대응 부분과 동일하다.
영역 C2에 대응하는 필름(30)의 부분은, 제3 전극으로서의 투명 전극(23b) 및 슬라이더 전극(24b)을 구비하고 있다. 투명 전극(23b) 및 슬라이더 전극(24b)의 개수는 도 5의 예에 한정되는 것은 아니다. 투명 전극(23b)은 투명 전극(21a)으로부터 투명 전극(23a)을 향하는 방향 P1과 반대의 방향 P2에 배치되며, 배선(25b)을 통해 영역 A1 내의 투명 전극(21a)에 접속되어 있다. 슬라이더 전극(24b)은 오퍼레이터(4)의 손가락의 연속 조작을 입력하기 위한 전극이며, 복수의 투명 전극(21a)으로부터 슬라이더 전극(24a)을 향하는 방향 P1과 반대의 방향 P2에 배치되며, 배선(25b)을 통해 영역 A1 내의 복수의 투명 전극(21a)에 접속되어 있다. 또한, 투명 전극(23b), 슬라이더 전극(24b) 및 배선(25b)은, 투명 전극(23a), 슬라이더 전극(24a) 및 배선(25a)과 동일 재료로 각각 구성되어 있다.
도 6의 (A)는 영역 C2에 대응하는 필름(30)의 부분의 단면도이다. 영역 C2에서는, 필름(30)은 투명 전극(23b), 슬라이더 전극(24b), 배선(25b), 보호층(27), 베이스층(28) 및 접착층(29)을 구비하고 있다. 접착층(29)과, 베이스층(28)과, 투명 전극(23b), 슬라이더 전극(24b) 또는 배선(25b)과, 보호층(27)은 이 순서로 지지 스탠드(10) 상에 적층되어 있다. 보호층(27)은 투명 전극(23b) 및 슬라이더 전극(24b) 상에 형성되어도 되지만, 형성되지 않아도 된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 영역 A2 및 B2에 대응하는 필름(30)의 부분은 배선(25b)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 도 6의 (B)의 단면도에 도시한 바와 같이, 영역 A2 및 B2에 대응하는 필름(30)의 부분은, 배선(25b), 보호층(27), 베이스층(28) 및 접착층(29)을 구비하고 있다.
영역 B2에 대응하는 필름(30)의 부분은, 영역 B2의 반대측에 위치하는 영역 B1에 대응하는 필름(30)의 부분과 달리, 광 회절층(26)을 구비하고 있지 않다. 이것은, 영역 B1 또는 B2 중 어느 한쪽에 대응하는 필름(30)의 부분이 광 회절층(26)을 구비하고 있으면 충분하기 때문이다. 즉, 도 4의 천장부(13)로부터의 액정 디스플레이의 광은 광 회절층(26)에 의해 반반사(굴절)되어, 오퍼레이터(3)측(즉, 광의 입사 방향과 수직인 방향 R1)으로 유도됨과 함께 오퍼레이터(4)측(즉, 광의 입사 방향과 수직이며 또한 방향 R1과 반대의 방향 R2)으로 유도된다. 이 때문에, 오퍼레이터(3 및 4)는 부유 화상으로서 액정 디스플레이에 표시된 화상을 동시에 확인할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 투명 전극(23a) 및 투명 전극(23b)을 영역 A1 내의 동일한 투명 전극(21a)에 접속하고, 슬라이더 전극(24a) 및 슬라이더 전극(24b)을 영역 A1 내의 동일한 복수의 투명 전극(21a)에 접속함으로써, 동일한 기능을 조작하는 2개의 조작 영역(영역 C1, C2)을 작성할 수 있다.
도 5와 달리, 투명 전극(23a) 및 투명 전극(23b)은 서로 다른 투명 전극(21a)에 접속되어도 되고, 슬라이더 전극(24a) 및 슬라이더 전극(24b)은 서로 다른 복수의 투명 전극(21a)에 접속되어도 된다. 이 경우, 서로 다른 기능을 조작하는 2개의 조작 영역(영역 C1, C2)을 작성할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 정보 처리 단말기(2)로서, 스마트폰이나 태블릿 단말기를 상정하고 있지만, 정보 처리 단말기(2)는 정전 용량식 터치 패널을 내장하는 디스플레이 또는 정전 용량식 터치 패널이 외장된 디스플레이를 구비하고 있으면 종류는 불문한다. 예를 들어, 정보 처리 단말기(2)는 카 네비게이션 장치, 어뮤즈먼트 장치, 게임 단말기, 의료 기기, POS 단말기 또는 가전 등이어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 필름(20 또는 30)은 정전 용량식 터치 패널을 내장하거나 또는 외장된 액정 디스플레이의 화면 내의 원하는 위치와 대향하는 투명 전극(21a)과, 투명 전극(21a)과 전기적으로 접속된 투명 전극(23a) 또는 슬라이더 전극(24a)과, 액정 디스플레이의 화면으로부터의 광을 임의의 방향으로 굴절시키는 광 회절층(26)을 구비한다.
따라서, 오퍼레이터는 부유 화상으로서 액정 디스플레이에 표시된 화상을 확인하면서, 투명 전극(23a) 및 슬라이더 전극(24a)을 조작함으로써, 대응하는 투명 전극(21a)에 대향하는 위치의 액정 디스플레이에 표시되는 기능만을 조작할 수 있어, 오동작의 요인이 되는 불필요한 조작 영역을 저감시킬 수 있다.
또한, 필름(20 또는 30)은 제어 칩이나 무선 배터리 등은 불필요하여, 이용 전력은 제로이다. 또한, 투명 전극(21a)과 전기적으로 접속되는 투명 전극(23a)의 배치에 제약이 없으므로, 정보 처리 단말기(2)의 화면 기능에서 필요한 기능만을 재배치할 수 있다. 또한, 오퍼레이터가 정보 처리 단말기(2)의 액정 디스플레이에 직접 접촉하는 일이 없으므로, 수적에 의한 오동작에 대한 내성을 강화할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
1 : 입력 장치
2 : 정보 처리 단말기
10 : 지지 스탠드
11 : 바닥부
12 : 중간부
13 : 천장부
20, 30 : 필름
21a, 23a, 23b : 투명 전극
24a, 24b : 슬라이더 전극
26 : 광 회절층

Claims (4)

  1. 정전 용량식 터치 패널을 내장하거나 또는 외장된 표시 장치의 화면 내의 원하는 위치와 대향하는 제1 전극과,
    상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 제2 전극과,
    상기 표시 장치의 화면으로부터의 광을 임의의 방향으로 굴절시키는 광학층을 구비하는 것을 특징으로 하는 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극을 향하는 제1 방향과 반대의 제2 방향에 배치되며, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 제3 전극을 구비하고,
    상기 광학층은, 상기 표시 장치의 화면으로부터의 광을 입사 방향과 수직인 제3 방향으로 굴절시킴과 함께 상기 입사 방향과 수직이며 또한 제3 방향과 반대의 제4 방향으로 굴절시키는 것을 특징으로 하는 필름.
  3. 바닥부,
    상기 바닥부에 일단이 고정되며, 당해 바닥부로부터 경사 상방으로 세워 설치된 중간부, 및
    상기 중간부의 타단으로부터 수평 방향으로 연장되며, 상기 바닥부와 대략 평행하고, 정전 용량식 터치 패널을 내장하거나 또는 외장된 표시 장치를 적재 가능한 천장부를 갖는 지지체와,
    상기 천장부에 부착되며, 상기 표시 장치의 화면 내의 원하는 위치와 대향하는 제1 전극,
    상기 바닥부에 부착되며, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 제2 전극, 및
    상기 중간부에 부착되며, 상기 표시 장치의 화면으로부터의 광을 임의의 방향으로 굴절시키는 광학층을 갖는 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바닥부에 부착되며, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극을 향하는 제1 방향과 반대의 제2 방향에 배치되고, 상기 제1 전극과 전기적으로 접속된 제3 전극을 구비하고,
    상기 광학층은, 상기 표시 장치의 화면으로부터의 광을 입사 방향과 수직인 제3 방향으로 굴절시킴과 함께 상기 입사 방향과 수직이며 또한 제3 방향과 반대의 제4 방향으로 굴절시키는 것을 특징으로 하는 입력 장치.
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