WO2011081281A1 - Touch panel - Google Patents

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WO2011081281A1
WO2011081281A1 PCT/KR2010/006488 KR2010006488W WO2011081281A1 WO 2011081281 A1 WO2011081281 A1 WO 2011081281A1 KR 2010006488 W KR2010006488 W KR 2010006488W WO 2011081281 A1 WO2011081281 A1 WO 2011081281A1
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WO
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touch
display module
pressing
electrode
disposed
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PCT/KR2010/006488
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
최종필
유영기
변현희
Original Assignee
주식회사 디오시스템즈
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Priority claimed from KR1020100080327A external-priority patent/KR101033155B1/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0444Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single conductive element covering the whole sensing surface, e.g. by sensing the electrical current flowing at the corners
    • GPHYSICS
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0447Position sensing using the local deformation of sensor cells

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel, and more particularly, it is possible to detect a touch pressure according to a force basis, thereby preventing generation of an input signal by an unintended touch operation, and in particular, the size of the display module Even if it is large, the size of the elastic body can be kept compact, and a touch panel that can solve various problems caused by applying a large size of the elastic body.
  • TOUCH PANEL which is sometimes used as a TOUCH SCREEN, is widely used as a means for inputting a signal on the display surface of a display device without using a remote controller or a separate input device in order to efficiently use various electronic devices. have.
  • the touch panel displays an electronic organizer, a flat panel display device such as a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), an electroluminescense (EL), and an image display device such as a cathode ray tube (CRT). It is installed on the surface and used to allow the user to select desired information while viewing the image display device.
  • a flat panel display device such as a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), an electroluminescense (EL), and an image display device such as a cathode ray tube (CRT).
  • Touch panels of touch panels which are known to date, are mainly composed of resistive overlay and capacitive overlay, but in addition to infrared beam and surface acoustic wave, etc. Is being used.
  • Such an input error can be solved by a touch input only when a force greater than a predetermined strength (force) is applied.
  • this input condition is based on the premise that it has a structure that can sense touch pressure. In the above-described touch panels that cannot sense pressure, this is a difficult problem to solve.
  • the force-based touch panel previously filed or currently under study by the present applicant includes an elastic body as a means for restoring the touch surface, and the elastic body is considered to have a size comparable to that of the display module. .
  • the elastic body has a size comparable to the size of the display module, it is difficult to manage parts, and in the case of a large display module, the volume of the elastic body is correspondingly increased, causing a cost increase.
  • various problems such as handling may not be performed as the size of the device increases, even if the size of the display module increases, the new and new type of touch panel deviates from the general concept that the size of the elastic body should increase together. There is a need for research.
  • the capacitive touch panel uses a principle of sensing a touch position by measuring an amount of change in capacitance between electrodes whose distance is changed from each other by a pressure caused by a touch, and can be implemented with a simple structure. Since many researches and developments are being made, improved research is required.
  • An object of the present invention it is possible to detect the touch pressure according to the force-based can prevent the input signal generated by the unintentional touch operation, in particular, even if the size of the display module increases, the size of the elastic body is kept compact It is possible to provide a touch panel that can solve various problems caused by applying a large-size elastic body.
  • Another object of the present invention is to provide a touch panel capable of accurately detecting whether a touch is made, a touch position, and a touch pressure using capacitance.
  • Still another object of the present invention is to provide a touch panel that can be applied to a display device and used as a touch screen.
  • the present invention it is possible to detect the touch pressure according to the force base to prevent the generation of the input signal by the unintentional touch operation, in particular, even if the size of the display module increases, the size of the elastic body to be kept compact This can solve various problems caused by applying a large-size elastic body.
  • the manufacturing method can form a touch panel using a simple flat spring, and the touch position can be sensed using a capacitive method, the manufacturing method is simple, low cost and high accuracy touch.
  • a panel can be provided.
  • the display screen of the display device disposed behind the panel may be transmitted, and thus may be applied as a touch screen.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a touch panel according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the display module shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a side structural view of the assembled state of FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a touch panel according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a touch panel according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side structural view of the assembled state of FIG. 5.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a touch panel according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for analyzing the relationship between the force acting on the cantilever beam and the elastic deformation of the cantilever beam.
  • FIG. 11 is a view showing an example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram in which respective parameters are set in order to analyze the relationship of displacement due to pressing in a flat spring having a structure as shown in FIG.
  • FIG. 16 is a view for explaining a process of detecting a position of a pressing by a displacement measured at each side in a square flat plate.
  • 17 is a diagram for analyzing actual measurement results.
  • FIG. 19 is a view for explaining a process of detecting a position of a press by a displacement measured at each side in a rectangular flat plate of another equivalent spring model.
  • FIG. 20 is a view showing each configuration separately in the flat spring structure as shown in FIG.
  • FIG. 21 is a side view of the touch panel having the structure as shown in FIG. 20.
  • 22 is a view for explaining a structure for detecting the capacitance between the flat plate spring and the PCB substrate.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating various examples of sizes and shapes of electrodes disposed on a PCB substrate.
  • 24 is a diagram for describing a modified structure of the touch panel.
  • FIG. 26 is a view illustrating a shape of a flat spring having cutouts and connections having various structures in the touch panel according to the present invention.
  • 27 is a view for explaining the form of the transparent plate and the various forms of the electrode or the electrode pattern.
  • FIG. 28 is a diagram for describing various methods of coupling a flat plate spring and a PCB substrate.
  • the object of the invention is, according to the invention, a display module in which an image is formed; A transparent window disposed side by side with the display module at an upper portion of the display module at a distance from the display module; And a touch sensing unit disposed between the transparent window and the display module to sense a touch pressure applied to the display module during a touch operation on the transparent window, wherein the touch sensing unit electrically inputs the touch pressure.
  • the elastic body may be a leaf spring of a conductive metal material.
  • the leaf spring may be a pair of leaf springs disposed at both side regions of the transparent window.
  • the pair of leaf springs may be disposed in the long side region of the transparent window, respectively.
  • Each of the pair of leaf springs includes: a main body plate portion having a bonding area joined to the transparent window on one side; And a through slot having a long hole shape formed through the body plate.
  • a through part may be formed in an inner region of the printed circuit board to expose the display surface of the display module.
  • the transparent window may be a tempered glass transparent window or a functional transparent window to which any one selected from a resistive film type, a capacitive type, an infrared type, and a surface ultrasonic type is applied.
  • the transparent window to which the resistive film method is applied includes: a touch upper substrate; An upper electrode formed on a lower surface of the touch upper substrate; Touch lower substrate; And a lower electrode formed on an upper surface of the touch lower substrate.
  • the transparent window to which the capacitive method is applied may include a touch substrate; An ITO film attached to the lower surface of the touch substrate; And it may include an electrode printed on the lower surface of the ITO film.
  • the display module is formed image; And a touch sensing unit disposed under the display module to sense a touch pressure applied to the display module when the display module is touched.
  • the touch sensing unit may include an electrode to which the touch pressure is electrically input.
  • a printed circuit board (PCB) provided at one side; An elastic body having a bonding area partially bonded to the display module; And a spacer disposed between the elastic body and the printed circuit board so that the electrodes of the elastic body and the printed circuit board are spaced apart from each other when there is no touch operation.
  • the elastic body may be a leaf spring of a conductive metal material.
  • the leaf spring may be a pair of leaf springs disposed at both side regions of the display module.
  • the pair of leaf springs may be disposed in the long side region of the display module, respectively.
  • Each of the pair of leaf springs may include: a main body plate portion having a bonding area bonded to the display module at one side thereof; And a through slot having a long hole shape formed through the body plate.
  • the apparatus may further include a display protection window disposed on an upper surface of the display module.
  • the plate is made of a conductive material, and the cut portion is partially cut so that the support portion corresponding to the circumferential portion of the plate, and the boundary between the support portion and the inner region of the support portion A plurality of cutouts, a plurality of connecting portions corresponding to portions not cut by the cutouts at the boundary line, and corresponding to the inner region of the support portion, and pressed according to the user's pressing and restored by elasticity of the connecting portion
  • a flat spring having a portion;
  • a PCB substrate having at least one electrode disposed at a position opposite to the pressing portion of the flat plate spring and arranged in parallel to the flat plate spring;
  • a spacer disposed between the PCB substrate and the support portion such that the pressing portion of the flat plate spring and the at least one electrode of the PCB substrate maintain a constant distance from each other when there is no user press;
  • a coordinate measuring unit configured to sense capacitance between the pressing unit and the at least one electrode, and determine at least one of pressing of the pressing unit, position of pressing, and intensity of pressing by the sensed capacitance It is also achieved by an included force-based capacitive touch panel.
  • the flat plate spring may further include a light transmitting part formed by removing the flat plate from a portion of the pressing part, and the transparent part is fixed to a part of the pressing part where the flat plate is not removed to cover the light transmitting part.
  • a light transmitting plate of material may be formed.
  • the floodlight plate may be attached to the edge portion through a spacer having a predetermined thickness.
  • the floodlight plate may have a size larger than the outer shape of the pressing portion.
  • An electrode pattern may be formed on the floodlight panel so as to face each of the electrodes formed on the PCB substrate, and the coordinate measuring unit is pressed by the capacitance between the electrode of the PCB substrate and the electrode pattern of the floodlight plate. At least one of whether the negative is pressed, the position of the pressing, and the strength of the pressing may be determined.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a touch panel according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the display module shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a side structural view of the assembled state of FIG. 1.
  • the touch panel of this embodiment discloses a so-called bottom mounted touch panel in which the touch sensing unit 230a is disposed under the display module 210.
  • the touch sensing unit 230a is disposed below the display module 210
  • the display module 210 is disposed on the front surface, so that the display module 210 may have a lower brightness or transparency than the lower display module 210.
  • the touch panel includes a display module 210 in which an image is formed and a touch sensing unit disposed under the display module 210 to sense a touch pressure applied to the display module 210 during a touch operation of the display module 210.
  • Unit 230 The touch panel includes a display module 210 in which an image is formed and a touch sensing unit disposed under the display module 210 to sense a touch pressure applied to the display module 210 during a touch operation of the display module 210.
  • the display module 210 includes a panel 211 on which an image is formed, and a backlight unit disposed behind the panel 211 to project predetermined light onto the panel 211.
  • a backlight unit disposed behind the panel 211 to project predetermined light onto the panel 211.
  • the main mold frame (215, Mold Frame) for supporting the panel 211 and the backlight unit 213, and disposed between the main mold frame 215 and the panel 211 and the corresponding position
  • the sub mold frame 217 for preventing light leakage to the panel 211 side is provided.
  • the LCD panel 211 is applied, but the panel 211 may be a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), a field emission display (FED), or the like.
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode
  • FED field emission display
  • the LCD panel 211 includes an upper glass 211a partially disposed in a state where liquid crystal (Liquid Crystal, not shown) is injected therein, and It consists of a lower glass 211b.
  • upper and lower polarizer films are adhered to the outer surfaces of the upper glass 211a and the lower glass 211b, respectively.
  • the area of the upper glass 211a (Color Filter Glass) for forming an image of a color is smaller than that of the lower glass 211b (TFT Panel). Therefore, a portion where the upper glass 211a does not overlap exists on the upper surface of the lower glass 211b, and the driver IC 211c is mounted on this portion.
  • the driver IC 211c is connected to the printed circuit board 250 by a FPC (211d, Flexible Printed Circuit) (see FIG. 2A).
  • the backlight unit 213 is coupled to the main mold frame 215 together with the panel 211 and serves to project predetermined light onto the panel 211.
  • the backlight unit 213 includes a light guide plate 213a, a reflective sheet 213b disposed below the light guide plate 213a, a pair of diffusion sheets 213c and 213d disposed above the light guide plate 213a, and ,
  • FPC Flexible Printed Circuit Board
  • the light guide plate 213a is shown as a substantially rectangular plate-like body.
  • the light guide plate 213a may be formed to be inclined so that the upper surface toward the diffusion sheets 213c and 213d is flat and the lower surface thereof becomes narrower from one end to the other end.
  • the reflective sheet 213b is disposed substantially the same as the area of the light guide plate 213a to prevent light from leaking to the lower portion of the light guide plate 213a, and also reflects the leaked light back to the panel 211 through the light guide plate 213a. ) To the side.
  • the diffusion sheets 213c and 213d serve to diffuse light generated from the light guide plate 213a. Although no pattern is shown on the surfaces of the diffusion sheets 213c and 213d in the drawing of this embodiment, a plurality of fine dot patterns are continuously formed on the surfaces of the diffusion sheets 213c and 213d to diffuse more light. Can be formed. In addition, although light is uniform due to light diffusion, a prism sheet (not shown) having a prism pattern that exerts a light focusing effect may be used to prevent a decrease in brightness caused by side effects. In the present embodiment, two diffusion sheets 213c and 213d are used, but the scope of the present invention is not limited to the number thereof.
  • the light shielding tape 213e serves to block light from leaking to a portion outside the image display area of the panel 211.
  • one region of the upper surface is bonded to the lower surface of the panel 211 and the sub mold frame 217, and one region of the lower surface is bonded to the upper surface of the main mold frame 213 and the diffusion sheet 213d.
  • the light leakage phenomenon is prevented from occurring at a position adjacent to the image display area of the panel 211 at that position.
  • the main mold frame 215 supports the panel 211 and the backlight unit 213.
  • the main mold frame 217 is coupled to the main mold frame 215 in order to prevent generation of light leakage toward the panel 211.
  • the touch sensing unit 230 is disposed under the display module 210 to detect the touch pressure applied to the display module 210 when the display module 210 is touched.
  • the touch sensing unit 230 may include a junction in which the electrode 251 to which the touch pressure is electrically input is partially bonded to the display module 210 and the printed circuit board 251 provided on one side.
  • An elastic body 240 having an area 242a (hatched portion of FIG. 1) and an elastic body 240 so that the electrode 240 and the electrode 251 of the printed circuit board 250 are spaced apart from each other when there is no touch operation.
  • the spacer 260 is disposed between the printed circuit board 250.
  • the printed circuit board 250 is disposed in parallel with the leaf spring 240 as the elastic body 240.
  • One or more electrodes 251 are disposed on a portion of the printed circuit board 250 that faces the body plate portion 242 of the leaf spring 240. In this embodiment, a plurality of electrodes 251 are arranged.
  • the electrode 251 provided on the printed circuit board 250 is further described. If only one electrode 251 is provided on the printed circuit board 250, it is sufficient to detect only whether the touch pressure is applied or how much the touch pressure is applied. However, if two or more touch positions in addition to the touch pressure are to be detected, the plurality of electrodes 251 are disposed on at least three different positions on the printed circuit board 250 due to mutual positional signal correlation. It can also detect the touch position. In the present embodiment, since the electrodes 251 are disposed one by one in the corner region of the printed circuit board 250, both the touch position and the touch pressure can be detected, but the scope of the present invention is not limited thereto.
  • the electrode 251 or the printed circuit board 250 is controlled by a control unit (not shown).
  • the control unit may include any one side of the leaf spring 240 that may be made of a conductive metal and an electrode of the printed circuit board 250. 251 may be electrically connected to each.
  • the plate spring 240 is made of a non-conductor like plastic, the conductive electrode pattern (not shown) through which electricity is applied to one surface of the plate spring 240 facing the printed circuit board 250 is adhered or printed.
  • the control unit may be electrically connected to the conductive electrode pattern (not shown) of the leaf spring 240 and the electrode 251 of the printed circuit board 250, respectively.
  • the control unit detects the magnitude or change in capacitance generated between the plate spring 240 and the electrode 251 of the printed circuit board 250 when a touch operation is input, and then the magnitude or change in the detected capacitance. On the basis of the control can be controlled so that the information on whether the touch operation is input, the touch position or the touch pressure is recognized.
  • the elastic member 240 is elastically deformed due to the touch pressure generated when the touch operation, that is, when pressing the surface of the display module 210 with a finger or a touch fan, the electrode 251 of the printed circuit board 250 It serves to change the magnitude of the capacitance between.
  • the elastic body 240 may be provided as various types, but in the present embodiment, the elastic body 240 is applied to the leaf spring 240 made of a conductive metal material. In the following description, the elastic body 240 will be described as a leaf spring 240 for convenience.
  • the leaf springs 240 are provided in pairs and disposed on both side regions of the display module 210.
  • a pair of leaf springs 240 may be disposed at both short side regions of the display module 210, but in consideration of efficiency, a pair of leaf springs 240 is disposed at both long side regions of the display module 210. It is preferable to become. Only then the efficiency of the elasticity relative to the installation area can be increased.
  • Each of the pair of leaf springs 240 includes a main body plate portion 242 and a main body plate portion 242 having a bonding area 220a (hatched portion shown in FIG. 1) bonded to the display module 210 at one side thereof. It is provided with a through slot 243 in the form of a long hole is formed.
  • the body plate portion 242 is a portion where substantial deformation is made while a touch is applied.
  • the long side area of the display module 210 has a rectangular shape having a length smaller than or smaller than that.
  • the body plate portion 242 also has a corresponding shape, but if the shape of the display module 210 is different from that shown, The shape may be changed.
  • the body plate part 242 is deformed toward the printed circuit board 250 when the touch pressure is applied, but is restored to its original state when the applied touch pressure disappears.
  • the bonding region 220a is a portion where the leaf spring 240 is bonded to the display module 210, and a double-sided tape, an adhesive, solder bonding, welding, rivet coupling, and bolt (screw) coupling scheme may be applied thereto.
  • a double-sided tape an adhesive, solder bonding, welding, rivet coupling, and bolt (screw) coupling scheme may be applied thereto.
  • the through slot 243 is provided to provide elastic force to the body plate portion 242.
  • the through slots 243 are not necessarily formed, but when the through slots 243 are formed, the body plate portion 242 is helpful to the elastic deformation or elastic recovery.
  • the leaf spring 240 must be elastically deformed or restored based on the user's touch (press) operation of the touch panel of the present embodiment.
  • the leaf spring 240 should have elasticity against torsion or bending and at the same time firmly. Therefore, the leaf spring 240 should be made of a conductive metal material that satisfies these requirements, and the thickness and size of the body plate portion 242 and the size and position of the through slot 243 should be appropriately designed.
  • the leaf springs 240 When a pair of leaf springs 240 having such a structure and a function are disposed and used in pairs on both long side regions of the display module 210, the leaf springs 240 may have a size corresponding to the size of the display module 210. There is no need to make it, which is enough to solve various problems such as difficult parts management, increased cost, and difficulty in handling the product as the size of the component increases.
  • the spacer 260 serves to allow the plate spring 240 to be spaced apart from the printed circuit board 250 at regular intervals when there is no touch pressure applied thereto.
  • the spacer 260 is preferably disposed in the outer region of the through slot 243 in the body plate 242, so that the spacer 260 does not interfere with the elastic operation of the leaf spring 240.
  • the spacer 260 may be stably positioned in a position fixed between the printed circuit board 250 and the leaf spring 240. To this end, a method of coupling both sides of the spacer 260 to the printed circuit board 250 and the leaf spring 240 may be considered. Coupling method of the spacer 260 may be a double-sided tape, adhesive, solder bonding, welding, rivet coupling, bolt (screw) coupling and the like. Of course, since this is only an embodiment, the position and arrangement of the spacer 260 and the coupling structure of the printed circuit board 250 and the leaf spring 240 may be changed according to circumstances. In the present embodiment, the spacer 260 is divided into two pieces and disposed between the printed circuit board 250 and the leaf spring 240, but unlike the drawing, the spacer 260 may form one continuous closed loop. .
  • the user inputs a touch operation by touching a point with a finger or the like while looking at an image of various patterns formed on the display module 210.
  • the touch pressure is sensed and recognized by the touch sensing unit 230 and the control unit. That is, when a touch operation is input, the control unit approaches a pair of leaf springs 240 and the printed circuit board 250 as the pair of leaf springs 240 approaches the electrode 251 of the printed circuit board 250. After detecting the magnitude or the change amount of the capacitance generated between the electrodes 251, whether the touch operation is input, the touch position or the touch pressure is recognized based on the detected amount or the change amount of the capacitance. In this case, since the touch pressure based on the force is sensed, it is possible to prevent the input signal from being generated by an unintended touch operation.
  • the touch panel of the present embodiment having such a structure and operation, it is possible to detect the touch pressure according to the force base to prevent the generation of the input signal by the unintentional touch operation, in particular a pair of leaf spring Since the 240 has a structure disposed in both long-side regions of the display module 210, even if the size of the display module 210 increases, the size of the leaf spring 240 can be kept compact, so that a large-size elastic body ( It is possible to solve various problems of applying (not shown).
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a touch panel according to a second embodiment of the present invention.
  • the present embodiment has a structure in which the display module 210 is disposed above, as in the first embodiment, wherein a separate display protection window 210a is provided on the upper surface of the display module 210.
  • the display protection window 210a may be made of sheet, tape, plastic, or the like to protect the surface of the display module 210.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a touch panel according to a third exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a side structural view of the assembled state of FIG. 5.
  • the touch panel of the present embodiment the display module 210 in which the image is formed and the display module 210 at an upper portion of the display module 210 at a spaced interval from the display module 210.
  • a transparent window 220 disposed in parallel with the transparent window 220 and disposed between the transparent window 220 and the display module 210 to sense a touch pressure applied to the display module 210 during a touch operation to the transparent window 220. It includes a touch sensing unit 230a.
  • the touch sensing unit 230a is disposed on the display module 210 as shown in FIGS. 5 and 6, this type may be referred to as a so-called top mounted touch panel.
  • the display module 210 will be replaced with the above description with reference to FIG. 2.
  • the transparent window 220 is disposed at the top of the present touch panel to substantially apply a touch operation.
  • the transparent window 220 is applied to the transparent window 220 as a simple tempered glass.
  • the touch sensing unit 230a is also the same as the touch sensing unit 230 described in the first embodiment, but since the touch sensing unit 230a of the present embodiment is located above the display module 210, the printed circuit board 250a is used. The structure of is slightly different from the first embodiment.
  • a penetrating portion 252 is formed in the inner region of the printed circuit board 250a to expose the display surface (the upper surface of FIG. 1) of the display module 210.
  • the reason why the through part 252a is formed in the inner region of the printed circuit board 250a is that the printed circuit board 250a is positioned above the display module 210 so that the screen that is the display surface of the display module 210 is not covered. Because it becomes. Therefore, when the printed circuit board 250 (see FIG. 1) is disposed below the display module 210 as in the first embodiment described above, the through part 252 does not need to be formed.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the transparent window 220 disposed above the touch sensing unit 230a was a transparent window 220 for tempered glass, but in the present embodiment, the transparent window 220a is a resistive film type. It is applied to the transparent window 220a.
  • the structures of the touch sensing unit 230a and the display module 210 shown in FIG. 7 are referred to as mentioned above, and only the transparent window 220a as a resistive film will be described herein. In particular, it is the same in the present embodiment that a pair of leaf springs 240 is divided, unlike the prior art is applied.
  • the transparent window 220a as a resistive film is disposed under the touch upper substrate 202, the window film 204 attached to the upper surface of the touch upper substrate 202, and the lower portion of the touch upper substrate 202.
  • FPC bonded to the touch lower substrate 201, the insulating adhesive member 203 interposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201, and the upper surface of the touch lower substrate 201. Circuit).
  • FIG. 7 illustrations of the upper and lower electrodes formed on the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 and the patterns formed on the electrodes are omitted for convenience.
  • the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 may be formed of a flexible transparent film substrate or transparent glass.
  • the transparent conductive films may be disposed on the lower surface of the touch upper substrate 202 and the upper surface of the touch lower substrate 201. (Not shown), electrode patterns (not shown) are formed.
  • the insulating adhesive member 203 is interposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 to bond the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 and at the same time, the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate ( Prevent short circuits between 201).
  • the insulating adhesive member 203 has an opening 203a formed at a position corresponding to an input region of the transparent window 220a, and four conducting holes 203b are formed at a position corresponding to an outer region of the transparent window 220a. do.
  • the four conductive holes 203b are four AG dots disposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 to electrically connect the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201. Provide a portion through which (not shown) penetrates.
  • the FPC 205 is interposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 and bonded to one side of the touch lower substrate 201. At this time, the FPC 205 is bonded to the touch lower substrate 201 by compressing the anisotropic conductive adhesive (ACA) applied to the lower surface thereof at a high temperature / high pressure.
  • the FPC 205 is responsible for electrically connecting an upper electrode (not shown) formed on the touch upper substrate 202 and a lower electrode (not shown) formed on the touch lower substrate 201 to a control unit (not shown). do. At this time, the control unit calculates the position of the point selected by the user in the input area of the transparent window 220a.
  • the window film 204 is a protective film for protecting the touch upper substrate 202, especially the touch surface thereof, and is typically made of a PET (Poly Ethylen Terephthalate) film.
  • the window film 204 is attached to the upper surface of the touch upper substrate 202 by an adhesive 208 such as an optical clear adhesive (OCA).
  • OCA optical clear adhesive
  • An ink print layer 206 formed by printing ink is formed in an outer region of the lower surface of the window film 204, which is the display surface of the display module 210 on which the transparent window 220a is installed.
  • the touch position or the touch pressure sensed by the touch sensing unit 230a may be detected, as well as the touch position by the transparent window 220a as the resistive film method.
  • the touch position determination there may be various methods such as determining the final touch position by referring to the touch position detected by the touch sensing unit 230a at the touch position by the transparent window 220a.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the transparent window 220 disposed above the touch sensing unit 230a was a transparent window 220 for tempered glass, and in the fourth embodiment, the upper portion of the touch sensing unit 230a.
  • the transparent window 220a disposed in the transparent window 220a is a resistive film method
  • the transparent window 220b is applied to the transparent window 220b as a capacitive method.
  • the structure of the touch sensing unit 230a and the display module 210 shown in FIG. 8 will be referred to as mentioned above, and only the transparent window 220b as a capacitive method will be described herein. In particular, it is the same in the present embodiment that a pair of leaf springs 240 is divided, unlike the prior art is applied.
  • the transparent window 220b as a capacitive type includes a touch substrate 225a, an ITO film 225b attached to the lower surface of the touch substrate 225a, and an electrode 225c printed on the lower surface of the ITO film 225b. Include.
  • the touch substrate 225a is disposed on one surface of the display module 210 and provided to protect the display module 210 in which an image is formed.
  • the touch substrate 225a is made of tempered glass in a flat shape.
  • tempered glass refers to a glass in which molded glass is heated to 500 to 600 ° C. close to the softening temperature, quenched by compressed cooling air to compressively deform the glass surface, and then tensilely deformed and tempered.
  • the touch substrate 225a may have excellent characteristics in impact resistance, heat resistance, and safety as compared with acrylic or general glass.
  • the shape of the tempered glass can be variously changed by an etching process, a hole is formed in the touch substrate 225a or the edge of the touch substrate 225a is curved.
  • the ITO film 225b refers to a film that conducts electricity and has transparent properties.
  • ITO stands for Indium-Tin Oxide, which is a transparent and electrically conductive material.
  • ITO is a thin film coated on a transparent substrate by wet coating or dry coating to implement conductivity.
  • ITO is coated on a glass plate and is widely used for LCD.
  • a specific type of ITO patterning layer (not shown) may be formed on the ITO film 225b, and an electrode 225c is printed on the bottom surface of the ITO film 225b.
  • the electrode 225c may be manufactured using silver.
  • the touch substrate 225a is touched using a finger or a touch pen, that is, when a touch operation is input, the isoelectric potential of the ITO film 225b is destroyed starting from the touched portion, and a current is generated.
  • the amount of charged charge is sensed by a current sensor (not shown) connected to the silver electrode 225c printed on the edge of the ITO film 225b, and the conversion position is detected by an analog / digital converter (not shown).
  • the touch position can be recognized. Since the transparent window 220b of the present embodiment is a capacitive type, in particular, the transparent window 220b may be implemented with only one sheet of ITO film 225b.
  • the touch position by the transparent window 220b as the capacitive method can be detected.
  • the touch position determination there may be various methods such as determining the final touch position by referring to the touch position sensed by the touch sensing unit 230a at the touch position by the transparent window 220b.
  • the implementation of multi-touch is possible.
  • the full-capacity transparent window 220b is used, and in the case of FIG. 8, the resistive transparent window 220a is used, but they may be replaced by an infrared method or a surface ultrasonic method.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a touch panel according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the touch panel 100 includes a flat spring 10, a spacer 20, a PCB substrate 30, and a coordinate measuring unit 40.
  • the flat plate spring 10 is formed of a flat plate-like structure, and forms a boundary line B between a support part 12 corresponding to a circumferential portion of the flat plate and an inner region of the support part 12 and the support part 12.
  • a plurality of incisions 14 formed by partially cutting the plate so as to be supported, a plurality of connecting portions 16 supporting the inner region of the support part 12 corresponding to a portion of the plate not cut by the incision 14;
  • a pressing part 18 corresponding to an inner region of the support part 12 bounded by the boundary line B.
  • the pressing unit 18 is pressed according to the user's pressing, and when the user's pressing is released, the pressing unit 18 is restored to a state before being pressed by the elasticity of the connecting unit 16.
  • the flat spring 10 is preferably made of a conductive material, in particular a metallic material.
  • substrate 30 is arrange
  • at least one electrode 32 is disposed at a portion of the PCB substrate 30 opposite to the pressing portion 18 of the flat plate spring 10.
  • the spacer 20 is intended to maintain a constant distance between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 facing each other when the user does not press against the pressing portion 18. It is disposed between the support 12 of the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30.
  • the support portion 12 and the PCB substrate 30 of the flat plate spring 10 is preferably fixed to each other by being coupled to each other through the spacer 20, for this purpose, the spacer 20 of one side of the flat plate spring 10
  • Various attachment methods may be used for attaching the support 12 to the opposite side and for attaching the PCB substrate.
  • the adhesive method may include a double-sided tape, an adhesive, solder bonding, welding, rivet bonding, bolt (screw) bonding, and the like (to be described later with reference to FIG. 28).
  • the coordinate measuring unit 40 is electrically connected to a part of the flat plate spring 10 made of a conductive material and the electrode 32 of the PCB substrate 30, respectively, and the electrode 32 and the electrode of the PCB substrate 30. The magnitude and amount of change in capacitance generated between a part of the pressing portions 18 of the flat plate springs opposite to each other are measured.
  • the electrode (electrode pattern) 34 is formed by a conductive material on at least a portion of the PCB substrate 30 facing the electrode 32, and the coordinate measuring unit In the 40, the capacitance may be sensed between the electrode 32 of the PCB substrate 30 and the electrode pattern 34 formed on the flat plate spring 10. It is possible to detect the intensity of the pressing on the pressing portion 18 using the amount or magnitude of change in capacitance.
  • One electrode 32 may be arranged to detect only the user's pressing and the intensity thereof, but the pressing portion (2) may be used to detect the pressing position in two-dimensional coordinates using the pressing unit 18 as a coordinate plane. At least three spots in 18) should be placed.
  • the connecting portion 16 and the support portion 12 has elasticity against torsion or bending.
  • the pressing portion 18 in which the pressing of the user is made has a firmness so as not to be twisted or bent by the pressure by the pressing.
  • the flat spring 10 is made of a single material such as metal, it is preferable that the flat spring 10 is selected from a material that can satisfy elasticity and robustness at the same time.
  • the width of the support portion 12, the width and length of the cutout portion 14, the width and length of the connecting portion 16, the pressing portion 18 and the support portion 12 and the connecting portion The thickness of the flat plate, the shape of the cutout portion 14 and the connecting portion 16, the size and shape of the spacer 20, the arrangement position, etc. at each of the portions 16 and the like can be appropriately set and applied.
  • FIG. 10 is a diagram for analyzing the relationship between the force acting on the cantilever beam and the elastic deformation of the cantilever beam.
  • FIG. 10 (a) is a conceptual diagram for analyzing the elastic deformation of the cantilever beam
  • FIG. 10 (b) shows an equivalent spring model for the cantilever beam of FIG. 10 (a).
  • E is the elastic modulus and I is the moment of inertia.
  • This cantilever analysis is equivalently modeled with a single spring arranged vertically as in FIG. 10 (b). Here is how to organize each parameter
  • the force acting on the cantilever beam can be modeled by a simple spring structure. Therefore, the cantilever can be used as a spring in the elastic region where a certain amount of deformation occurs.
  • a spring is formed at a predetermined position with respect to a flat plate to which the user's pressing is applied to give a reaction force, and the deformation and the force of the spring are measured to detect the strength and position of the force applied to the flat plate.
  • 11 to 14 show various types of flat springs in the touch panel according to the present invention.
  • the touch panel 100 of FIGS. 11 to 14 at least a portion (particularly, a central portion) of the pressing portion 18 of the flat plate spring 10 is removed to form the light transmitting portion 18A.
  • the transmissive plate 18B is arranged in the transmissive portion 18A.
  • the light transmitting plate 18B is fixed to the part of the press part 18 in which the flat plate was not removed (parts other than the part removed to form the light transmitting part, that is, the edge part of the press part) by adhesion or the like.
  • the floodlight plate 18B may be attached through a separate spacer 20 having a predetermined thickness.
  • the light transmitting plate 18B is made of a material such as glass that is not twisted or bent by the pressure of the user's pressing.
  • the electrode pattern 34 is formed on the light-transmitting plate 18B attached to the pressing part 18 with a transparent electrode, and the electrode 32 is placed on the PCB substrate 30 at a position opposite to the electrode pattern 34.
  • the coordinate measuring unit 40 may be configured to detect the press by the capacitance between the electrode pattern 34 and the electrode 32. Such a structure may be applied when the edge portion of the pressing portion 18 is formed to be very narrow, or when the flat spring 10 is formed of an insulating material.
  • the PCB substrate 30 also has an opening (not shown) in a form corresponding to the light transmitting portion 18A so as to form a light transmitting structure as a whole.
  • the display apparatus can be seen. Overlaid on the surface of the to be able to function as a touch screen that can receive a user's touch.
  • FIG. 11 is a view showing an example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 11A illustrates a shape in which the cutout 14 and the connecting portion 16 are formed by cutting while forming the support 12 with a predetermined width from one side of the rectangular flat spring 10 as shown in FIG. 9. Shows.
  • FIG. 11B is a side cross-sectional view of the touch panel of FIG. 11A. From above, it is possible to see a structure in which the floodlight plate 18B, the flat plate spring 10, the spacer 20, and the PCB substrate 30 are sequentially stacked.
  • FIG. 11C is a plan view of the touch panel of FIG. 11A.
  • the shape of the cutout 14, the shape of the spacer 20 (shown as the spacer is shown above) and the shape of the transparent plate 18B can be seen.
  • Figure 11 (d) shows the equivalent model by the pressing portion and the spring in this type of flat spring structure.
  • the reaction force by a spring acts on each edge (part in which a connection part is located) of the square corresponding to the shape of the press part 18 (elastic action position). It can be interpreted as
  • FIG. 12 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 12B is a side cross-sectional view of the touch panel of FIG. 12A. From above, it is possible to see a structure in which the floodlight plate 18B, the flat plate spring 10, the spacer 20, and the PCB substrate 30 are sequentially stacked.
  • FIG. 12C is a plan view of the touch panel of FIG. 12A. It can be seen that the spacer 20 is disposed at the central portion of each side of the support 12.
  • the equivalent model for this flat spring structure is the same as that shown in Fig. 11 (d), because the connecting portions 16 which act on the pressing portions (light transmitting plate) 18 are located at each corner.
  • FIG. 13 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 13 (a) shows a form in which the connection portion 16 is formed at the center portion of each side of the inner region and the cutout portion 14 is formed to include each corner.
  • FIG. 13B is a plan view of the touch panel of FIG. 13A.
  • the spacer 20 is disposed at each corner portion of the flat spring 10.
  • Fig. 13C shows an equivalent model of the pressing portion and the spring in the flat spring structure of this type. That is, it can be interpreted that the reaction force by the spring acts on the center portion (part where the connection portion is located) of each side of the rectangle corresponding to the shape of the pressing portion 18.
  • FIG. 14 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • FIG. 14A illustrates a form in which the cutouts 14 are formed so that the connection portions 16 may be formed at each corner and the center of the boundary line with respect to the inner region of the support 12.
  • Figure 14 (b) is an equivalent model for the flat spring formed with the incision and the connecting portion as shown in Figure 14 (a), the reaction force by the spring in the center of each corner and each side of the square corresponding to the pressing portion (inner region) Can be interpreted as functioning.
  • FIG. 15 is a diagram for setting each parameter in order to analyze the relationship of the displacement at each point of the pressing part by the force acting by the pressing in the flat spring having the structure as shown in FIG.
  • Fig. 15A shows the shape of the flat plate spring 10 and the parameters set in each part.
  • the center of the pressing part 18 is made into the center of the coordinate axis, the point where the pressing of which the magnitude
  • longitudinal length of the pressing portion 18 from the center coordinate is defined in 2l 1
  • the horizontal direction length is defined as a 2l 2.
  • 1 is the longitudinal distance from the center of the connecting portion 16 to which the elasticity, which is a reaction force against the pressing, is applied, to the coordinate center
  • 2 is the horizontal distance from the center of the connecting portion 16 to the coordinate center.
  • FIG. 15C is a diagram illustrating a case where a press occurs at the position F and a displacement occurs at the press portion.
  • FIG. It can be seen from Fig. 15 (c) that the plane normal n is inclined with respect to the Z axis.
  • R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are vectors representing the reaction force of the spring occurring at the elastic action position
  • f 1 , f 2 , f 3 , and f 4 are each side of the pressing part 18. Represents a straight line equation.
  • Fx K (-2A (L 2 2 + l 2 2 ) + 2B (l 1 L 2 -L 1 l 2 )) --3
  • FIG. 16 illustrates a process of detecting a position (x, y) of a press by a displacement measured at each side when a press of a force of F acts on a square plate having a 60 mm side.
  • the position (reaction force measurement point) for measuring the displacement of the plate is variously set. Shows. That is, in the case of 1, the reaction force measurement point is the same as the spring position, in the case of 2, the reaction force measurement point is the center of each side of the plate, and in the case of 3, the reaction force measurement point is each corner of the plate. The case shows that the reaction force measurement point is 10 mm away from the center of each side of the plate.
  • reaction force measurement point 17 is a diagram for analyzing measurement results as shown in the above table. If the distance from the coordinate origin of the plate on which the reaction force is measured to each reaction force measurement point is defined as S1, S2, S3, S4, respectively,
  • FIG. 18 illustrates a process of detecting a position (x, y) of a press by a displacement measured at each side when a press of a force of F acts on a rectangular flat plate having 80 mm and 60 mm sides. Drawing.
  • the reaction force measurement point is the same as the spring position
  • the reaction force measurement point is the center of each side of the plate
  • the reaction force measurement point is 10mm away from the edge and the edge of the plate.
  • the reaction force measurement point is 10 mm away from the center of each side of the plate.
  • each parameter is determined as follows.
  • [Table 5] is the measurement result in case of 1
  • [Table 6] is the measurement result in case of 2
  • [Table 7] is the measurement result in case of 3
  • [Table 8] is the measurement result in case of 4 to be.
  • Fig. 19 shows the detection of the position (x, y) of a press by the displacement measured at each side when a press of the force of F acts on a rectangular flat plate of another equivalent model with each side having 80 mm and 60 mm. It is a figure for demonstrating a process.
  • the reaction force measurement point is the same as the spring position
  • the reaction force measurement point is the center of each side of the plate
  • the reaction force measurement point is each corner of the plate.
  • the case shows that the reaction force measurement point is 10 mm away from the center of each side of the plate.
  • each parameter is determined as follows.
  • [Table 9] is the measurement result in case of 1
  • [Table 10] is the measurement result in case of 2
  • [Table 11] is the measurement result in case of 3
  • [Table 12] is the measurement result in case of 4 to be.
  • the shape of the flat plate, the position of the equivalent spring, and the reaction force measurement position can be set appropriately and applied to detecting the position of the pressing.
  • FIGS. 20 to 15 an arrangement of electrodes for sensing capacitance in a touch panel according to an embodiment of the present invention will be described.
  • FIG. 20 is an incision while forming the support portion 12 with a predetermined width from one side of the rectangular flat spring 10 as shown in FIG. 11 (a) to form the incision 14 and the connecting portion 16.
  • the touch panel 100 includes a transparent plate 18B, a flat plate spring 10, a spacer 20, and a PCB substrate 30 positioned from the top, and a display device 70 at the bottom thereof. Is arranged. In this case, it may be confirmed that the light transmitting part 18A is formed at the center of the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 of the touch panel 100 so as to transmit the display screen of the display device 70.
  • FIG. 21 is a side view of the touch panel having the structure as shown in FIG. 20.
  • the respective components are bonded to each other up and down, in particular, the PCB substrate 30 is conductive to a portion opposite to the pressing portion (particularly, the portion corresponding to the transparent plate) 18 of the flat plate spring 10. It can be seen that the electrode 32 forming the capacitance with the flat plate spring 10 made of material is disposed.
  • FIG. 22 is a view for explaining a structure for detecting a capacitance between the flat spring of the conductive material itself and the electrode of the PCB substrate. That is, the plate spring 10 and the electrode 32 are separated by the distance d by the spacer 20, and one side of the plate spring 10 and the electrode 32 are grounded and coordinate measuring units 40, respectively. Connected with The coordinate measuring unit 40 measures and analyzes the capacitance at the electrode 32 in the MPU having the capacitance measuring function, thereby detecting whether the pressing, the position, the intensity, etc. occurred on the transparent plate 18B. do.
  • the coordinate measuring unit 40 measures the magnitude of the capacitance C through an MPU having a capacitance measurement function, and calculates the distance d between the electrodes based on the measured capacitance C.
  • the deflection amount Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 can be detected by the calculated distance d.
  • the area A of the electrode may be applied in various shapes and sizes, as shown in FIGS. 23A to 23C.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating various examples of sizes and shapes of electrodes disposed on a PCB substrate.
  • FIG. 23 (a) shows a PCB substrate 30 having a size substantially the same as (or larger than) the appearance of the flat plate 10, wherein the portion indicated by the dotted line corresponds to the support 12 of the flat plate spring 10. This is the position where the spacer 20 will be arranged later.
  • the electrode 32 is disposed between the empty space and the boundary for the support 12, and has a rectangular electrode as shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b) or a circular electrode as shown in FIG. 23 (c). And may be arranged in various shapes and sizes.
  • FIG. 24 is a view for explaining a structure in which the transparent panel can be designed to have the same size as that of the flat spring in the touch panel according to the present invention.
  • the transparent plate 18B has the same size (or may be made larger) as the outer shape of the flat plate 10, and the transparent plate 18B has a spacer ( It is fixed using 22).
  • 24B is a cross-sectional view of the touch panel having such a structure. With reference to this figure, the state in which the spacer 22 is arrange
  • the transparent plate 18B first contacts the flat plate spring 10 before the flat plate spring 10 directly contacts the electrode 32, thereby being excessively pressed. You can give it a stopper function. Therefore, the flat spring 10 directly contacts the electrode 32, thereby preventing an error that may occur electrically.
  • the flat plate spring 10 is attached to and fixed to the protruding portion of the base 60. At this time, the flat plate spring 10 is not fixed to the support 12 in the structures described above, but to the inner portion of the incision 14 from the support 12.
  • the transparent plate 18B is fixed on the support part 12. Therefore, deflection (displacement) occurs in the outer part (the part corresponding to the previous support part) with respect to the pressing against the transparent plate 18B.
  • FIG. 26 is a view illustrating a shape of a flat spring having cutouts and connections having various structures in the touch panel according to the present invention.
  • Fig. 26 (e) shows the connection part 16 formed in the center part of each side of the press part 18, and the incision part 14 is formed from this connection part 16 to both sides of the flat spring 10. It shows the structure.
  • the support part 12 may be formed in a form that is firmly fixed to the PCB substrate 30 by the spacer 20, or the support part 12 may be curved or freely moved. It is also possible to configure so that.
  • FIG. 27 is a view for explaining the form of the transparent plate and the various forms of the electrode or the electrode pattern.
  • FIG. 27A shows a cross section of a shape in which the transparent plate 18B is formed so as to correspond to the size of the pressing portion 18 of the flat spring 10.
  • the electrode 32 is disposed at the position corresponding to the size of the transparent plate 18B on the PCB substrate 30. The capacitance is measured between the flat spring 10 and the electrode 32.
  • FIG. 27B is a cross section when the base is provided as shown in FIG. 25.
  • the electrode pattern 34 can be formed on the transparent plate 18B.
  • the electrode 32 corresponding to the electrode pattern 34 formed on the transparent plate 18B may be formed on one side of the base 60, and the capacitance is measured between the electrode pattern 34 and the electrode 32.
  • FIG. 27C is a cross section in the case where the transparent plate is fixed to the flat plate spring via a spacer as in FIG. 24.
  • the electrode 32 is disposed at a portion of the PCB substrate 30 corresponding to the position of the pressing portion 18 of the flat plate spring 10, and the capacitance of the flat plate spring 10 and the electrode of the PCB board 30 ( Is measured between 32).
  • the transparent plate 18B when the transparent plate 18B is set equal to or larger than the outer shape of the flat plate spring 10, the transparent plate 18B may function as a stopper for limiting the pressing depth when the flat plate spring 10 is pressed too much.
  • the arrangement of the electrode 32 and / or the electrode pattern 34 may be applied to all the flat spring structures described above.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining various methods of coupling a flat plate spring and a PCB substrate.
  • the flat plate spring 10 is mainly made of a conductive material to generate capacitance with the electrode 32 disposed on the PCB substrate 30. Therefore, it is preferable to be electrically connected to one side (mainly, ground) of the PCB substrate 30. For this reason, there is a need for a method that enables electrical connection in the coupling of the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30.
  • FIG. 28A illustrates a spacer 20 disposed between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 with a conductive material, and includes one surface of the flat plate spring 10 and the spacer 20 and a spacer ( The other side of 20) and the PCB substrate 30 are shown bonded together with a conductive adhesive. By this structure, an electrical connection may be made between the PCB substrate 30 and the flat plate spring 10.
  • FIG. 28 (b) shows an electrical connection by disposing a spacer 20 between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30, forming communication holes therebetween, and injecting a conductive adhesive into the communication holes.
  • the spacer 20 may be a conductive material or an insulating material.
  • FIG. 28 (c) shows a structure in which the electrical connection is made by performing screw coupling using a bolt of a conductive material to the communication hole in the structure of FIG. 28 (b).
  • FIG. 28 (f) shows that a plurality of bent portions as shown in FIG. 28 (e) can be formed.
  • the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 shows that it can be coupled by a bolt or the like.
  • FIG. 28 (g) shows a structure in which a spacer 20 disposed between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 is formed by soldering.
  • Fig. 28 (h) shows a configuration in which the thick portion having a certain height is formed in the flat plate spring 10 so as to function as a spacer. At this time, the coupling between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 may be applied to the various methods described above.
  • Such a coupling structure may be appropriately selected and applied as necessary.
  • the touch panel in the measurement of whether the pressing, the position of the pressing occurs, the intensity of the pressing using the capacitance, it is possible to use a spring in the form of a plate do. Therefore, the touch panel can be formed using a flat plate spring with a simple manufacturing method, and the touch position can be accurately detected using the capacitive method, thereby providing a touch panel that is simple to manufacture, low cost, and high accuracy. You can do it.
  • the display screen of the display device disposed behind the display panel may be transmitted to be applied as a touch screen.
  • the present invention can be used for a mobile terminal such as a mobile phone, a PAD, a smartphone, a digital camera, an MP3 player, a monitor of a television or a computer, and a screen or liquid crystal such as an ATM.
  • a mobile terminal such as a mobile phone, a PAD, a smartphone, a digital camera, an MP3 player, a monitor of a television or a computer, and a screen or liquid crystal such as an ATM.

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Abstract

Disclosed is a touch panel. The touch panel of the present invention includes a display module displaying an image, a transparent window spaced a predetermined distance from the display module and disposed above and parallel to the display module, and a touch detection unit disposed between the transparent window and the display module to detect a touch pressure applied to the display module when a touch operation is performed. The touch detection unit includes: a printed circuit board (PCB) at which an electrode, to which the touch pressure is electrically inputted, is disposed at one side thereof; an elastomer having a contact area partially adhering to the transparent window; and a spacer disposed between the elastomer and the PCB such that the elastomer and the electrode of the PCB are spaced apart from each other when the touch operation is not performed. According to the present invention, a touch pressure on the basis of force can be detected to prevent the occurrence of an input signal from an unintentional touch operation. Particularly, even though the display module is increased in size, the elastomer may be maintained at a compact size. Thus, various problems arising from the application of a large elastomer may be solved.

Description

터치 패널Touch panel
본 발명은, 터치 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 힘 기반에 따른 터치압력을 감지할 수 있어 의도하지 않은 터치동작에 의해 입력신호가 발생하는 것을 저지할 수 있으며, 특히 디스플레이 모듈의 사이즈가 커지더라도 탄성체의 사이즈는 콤팩트하게 유지시킬 수 있어 큰 사이즈의 탄성체를 적용하는데 따른 다양한 문제점을 해소할 수 있는 터치 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a touch panel, and more particularly, it is possible to detect a touch pressure according to a force basis, thereby preventing generation of an input signal by an unintended touch operation, and in particular, the size of the display module Even if it is large, the size of the elastic body can be kept compact, and a touch panel that can solve various problems caused by applying a large size of the elastic body.
터치 스크린(TOUCH SCREEN)으로 혼용되기도 하는 터치 패널(TOUCH PANEL)은, 각종 전자기기를 효율적으로 사용하기 위하여, 리모콘이나 별도의 입력 장치 없이 디스플레이 장치의 표시면에서 신호를 입력하기 위한 수단으로 널리 사용되고 있다.TOUCH PANEL, which is sometimes used as a TOUCH SCREEN, is widely used as a means for inputting a signal on the display surface of a display device without using a remote controller or a separate input device in order to efficiently use various electronic devices. have.
즉 터치 패널은 전자수첩과, 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), EL(Electroluminescense) 등의 평면 디스플레이 장치 및 CRT(Cathode Ray Tube) 등과 같은 화상 표시 장치의 표시면에 설치되어 사용자가 화상 표시 장치를 보면서 원하는 정보를 선택하도록 하는데 이용되고 있다.That is, the touch panel displays an electronic organizer, a flat panel display device such as a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), an electroluminescense (EL), and an image display device such as a cathode ray tube (CRT). It is installed on the surface and used to allow the user to select desired information while viewing the image display device.
현재까지 알려지고 있는 터치 패널의 터치 방식은 저항막 방식(Resistive Overlay) 및 정전 용량 방식(Capacitive Overlay)이 주류를 이루고 있지만, 이 외에도 적외선 방식(Infrared Beam) 및 표면 초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 등이 사용되고 있다.Touch panels of touch panels, which are known to date, are mainly composed of resistive overlay and capacitive overlay, but in addition to infrared beam and surface acoustic wave, etc. Is being used.
한편, 전술한 방식의 터치 패널들은 나름대로의 장단점을 가지고 신호의 입력 수단으로 널리 사용되고 있기는 하지만 종종 의도하지 않은 입력 오류가 발생되기도 한다. 즉 전술한 방식의 터치 패널들은 터치위치만을 감지하는 원리와 구조를 가지기 때문에 디스플레이 모듈을 핸들링할 때 의도하지 않은 순간적인 터치동작 등으로 입력 오류를 일으킬 수 있다.On the other hand, although the touch panels of the above-described methods have their advantages and disadvantages and are widely used as input means for signals, unintentional input errors are often generated. That is, since the touch panels of the above-described type have a principle and a structure of detecting only the touch position, an input error may occur due to an unintended momentary touch operation when the display module is handled.
이러한 입력 오류는 미리 결정된 강도(힘) 이상의 힘이 가해졌을 때에만 터치입력으로 처리한다든지 등의 방식으로 해결할 수 있지만 이는 터치압력을 감지할 수 있는 구조를 가지고 있을 것을 전제 조건으로 하는 것이어서, 터치압력을 감지할 수 없는 전술한 방식의 터치 패널들에서는 해결하기 어려운 과제가 아닐 수 없다.Such an input error can be solved by a touch input only when a force greater than a predetermined strength (force) is applied. However, this input condition is based on the premise that it has a structure that can sense touch pressure. In the above-described touch panels that cannot sense pressure, this is a difficult problem to solve.
이에, 터치위치뿐만 아니라 터치압력도 함께 감지할 수 있어 의도하지 않은 터치동작에 의해 입력신호가 발생하는 것을 감소시킬 수 있는 터치 패널에 대한 연구가 활발히 진행되는 추세에 있으며, 아직 공개되지는 않았지만 본 출원인 역시 이러한 추세에 맞추어 소위, 힘 기반의 터치 패널에 대해 특허출원을 다수 진행한 바 있다.Accordingly, research on touch panels that can sense not only the touch position but also the touch pressure can reduce the occurrence of the input signal due to unintentional touch operation. Applicants have also filed a number of patent applications for so-called force-based touch panels in line with this trend.
본 출원인에 의해 기출원되거나 현재 연구 중에 있는 힘 기반의 터치 패널은, 터치면의 복원을 위한 수단으로서 탄성체를 내장하고 있는데, 이때의 탄성체는 디스플레이 모듈의 사이즈와 대등한 사이즈를 갖는 것으로 고려되고 있다.The force-based touch panel previously filed or currently under study by the present applicant includes an elastic body as a means for restoring the touch surface, and the elastic body is considered to have a size comparable to that of the display module. .
하지만, 이러한 이유 즉 탄성체는 디스플레이 모듈의 사이즈와 대등한 사이즈를 갖는 이유로 인해, 부품 관리가 어렵고, 사이즈가 큰 디스플레이 모듈인 경우에는 그에 대응되게 탄성체의 부피가 커져 비용 상승이 유발되며, 조립 시 부품의 사이즈가 커짐에 따라 핸들링이 원활하지 못하는 등의 다양한 문제점이 발생할 수 있다는 점을 고려할 때, 설사 디스플레이 모듈의 사이즈가 커지더라도 탄성체의 사이즈가 함께 커져야 하는 일반적인 통념에서 벗어난 새롭고 신규한 타입의 터치 패널에 대한 연구가 필요하다.However, due to this reason, the elastic body has a size comparable to the size of the display module, it is difficult to manage parts, and in the case of a large display module, the volume of the elastic body is correspondingly increased, causing a cost increase. Considering that various problems such as handling may not be performed as the size of the device increases, even if the size of the display module increases, the new and new type of touch panel deviates from the general concept that the size of the elastic body should increase together. There is a need for research.
한편, 다른 방식들에 비해 정전 용량 방식의 터치 패널은 터치에 의한 압력에 의해 서로 거리가 변화하는 전극 사이의 정전용량의 변화량을 측정함으로써 터치 위치를 감지하는 원리를 이용하며, 간단한 구조로 구현될 수 있기 때문에 많은 연구 개발이 이루어지고 있으므로 이에 대한 개선된 연구가 요구된다.On the other hand, compared to other methods, the capacitive touch panel uses a principle of sensing a touch position by measuring an amount of change in capacitance between electrodes whose distance is changed from each other by a pressure caused by a touch, and can be implemented with a simple structure. Since many researches and developments are being made, improved research is required.
본 발명의 목적은, 힘 기반에 따른 터치압력을 감지할 수 있어 의도하지 않은 터치동작에 의해 입력신호가 발생하는 것을 저지할 수 있으며, 특히 디스플레이 모듈의 사이즈가 커지더라도 탄성체의 사이즈는 콤팩트하게 유지시킬 수 있어 큰 사이즈의 탄성체를 적용하는데 따른 다양한 문제점을 해소할 수 있는 터치 패널을 제공하는 것이다.An object of the present invention, it is possible to detect the touch pressure according to the force-based can prevent the input signal generated by the unintentional touch operation, in particular, even if the size of the display module increases, the size of the elastic body is kept compact It is possible to provide a touch panel that can solve various problems caused by applying a large-size elastic body.
본 발명의 다른 목적은, 정전 용량을 이용하여 터치 여부, 터치 위치 및 터치 압력을 정확하게 검출할 수 있는 터치 패널을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a touch panel capable of accurately detecting whether a touch is made, a touch position, and a touch pressure using capacitance.
본 발명의 또 다른 목적은, 디스플레이 장치에 적용되어 터치 스크린으로 사용될 수 있는 터치 패널을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a touch panel that can be applied to a display device and used as a touch screen.
본 발명에 따르면, 힘 기반에 따른 터치압력을 감지할 수 있어 의도하지 않은 터치동작에 의해 입력신호가 발생하는 것을 저지할 수 있으며, 특히 디스플레이 모듈의 사이즈가 커지더라도 탄성체의 사이즈는 콤팩트하게 유지시킬 수 있어 큰 사이즈의 탄성체를 적용하는데 따른 다양한 문제점을 해소할 수 있다.According to the present invention, it is possible to detect the touch pressure according to the force base to prevent the generation of the input signal by the unintentional touch operation, in particular, even if the size of the display module increases, the size of the elastic body to be kept compact This can solve various problems caused by applying a large-size elastic body.
본 발명에 따르면, 제작 방법이 간단한 평판 스프링을 이용하여 터치 패널을 형성할 수 있고, 정전 용량 방식을 이용하여 터치 위치 등을 감지할 수 있으므로, 제조 방법이 간단하고 가격이 저렴하고 정확도가 높은 터치 패널을 제공할 수 있다.According to the present invention, since the manufacturing method can form a touch panel using a simple flat spring, and the touch position can be sensed using a capacitive method, the manufacturing method is simple, low cost and high accuracy touch. A panel can be provided.
또한 본 발명에 따르면, 터치 패널의 일부를 빈 공간으로 형성함으로써 뒷쪽에 배치되는 디스플레이 장치의 표시 화면을 투과시킬 수 있어 터치 스크린으로 적용될 수도 있다.In addition, according to the present invention, by forming a part of the touch panel into an empty space, the display screen of the display device disposed behind the panel may be transmitted, and thus may be applied as a touch screen.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of a touch panel according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 모듈의 분해 사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the display module shown in FIG. 1.
도 3은 도 1의 조립 상태의 측면 구조도이다.3 is a side structural view of the assembled state of FIG.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of a touch panel according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of a touch panel according to a third embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 조립 상태의 측면 구조도이다.6 is a side structural view of the assembled state of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fourth embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.8 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fifth embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 터치 패널의 구성을 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a configuration of a touch panel according to a sixth embodiment of the present invention.
도 10는 외팔보에 작용하는 힘과 외팔보의 탄성 변형의 관계를 해석하기 위한 도면이다.10 is a diagram for analyzing the relationship between the force acting on the cantilever beam and the elastic deformation of the cantilever beam.
도 11은 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 일례를 보여주는 도면이다.11 is a view showing an example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 다른 예를 보여주는 도면이다. 12 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 또 다른 예를 보여주는 도면이다.13 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 또 다른 예를 보여주는 도면이다.14 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
도 15는 도 11에 도시된 바와 같은 구조의 평판 스프링에 있어서, 누름에 의한 변위의 관계를 해석하기 위하여 각각의 파라미터를 설정한 도면이다.FIG. 15 is a diagram in which respective parameters are set in order to analyze the relationship of displacement due to pressing in a flat spring having a structure as shown in FIG.
도 16은 정사각형 형태의 평판에 있어서, 각 변에서 측정되는 변위에 의해 누름의 위치를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 16 is a view for explaining a process of detecting a position of a pressing by a displacement measured at each side in a square flat plate.
도 17은 실제 측정 결과를 분석하기 위한 도면이다. 17 is a diagram for analyzing actual measurement results.
도 18은 직사각형 평판에 있어서, 각 변에서 측정되는 변위에 의해 누름의 위치를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. It is a figure for demonstrating the process of detecting the position of a press by the displacement measured in each side in a rectangular flat plate.
도 19는 또 다른 등가 스프링 모델의 직사각형 평판에 있어서, 각 변에서 측정되는 변위에 의해 누름의 위치를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 19 is a view for explaining a process of detecting a position of a press by a displacement measured at each side in a rectangular flat plate of another equivalent spring model.
도 20은 도 11(a)에 도시된 바와 같은 평판 스프링 구조에 있어서, 각 구성을 분리하여 보여주는 도면이다. FIG. 20 is a view showing each configuration separately in the flat spring structure as shown in FIG.
도 21은 도 20과 같은 구조의 터치 패널의 측면도이다.FIG. 21 is a side view of the touch panel having the structure as shown in FIG. 20.
도 22는 평판 스프링과 PCB 기판 사이에서 정전 용량을 감지하는 구조를 설명하기 위한 도면이다.22 is a view for explaining a structure for detecting the capacitance between the flat plate spring and the PCB substrate.
도 23는 PCB 기판에 배치되는 전극의 크기 및 형태에 대한 다양한 예를 보여주는 도면이다. FIG. 23 is a diagram illustrating various examples of sizes and shapes of electrodes disposed on a PCB substrate.
도 24는 터치 패널의 변형된 구조를 설명하기 위한 도면이다.24 is a diagram for describing a modified structure of the touch panel.
도 25는 평판 스프링을 고정하기 위한 또 다른 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다.It is a figure for demonstrating the further another structure for fixing a flat plate spring.
도 26은 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서, 다양한 구조의 절개부 및 연결부를 갖는 평판 스프링의 형태를 보여주는 도면이다. FIG. 26 is a view illustrating a shape of a flat spring having cutouts and connections having various structures in the touch panel according to the present invention.
도 27은 투명판의 형태 및 전극 또는 전극 패턴의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면이다.27 is a view for explaining the form of the transparent plate and the various forms of the electrode or the electrode pattern.
도 28은 평판 스프링과 PCB 기판을 결합하는 다양한 방식을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 28 is a diagram for describing various methods of coupling a flat plate spring and a PCB substrate.
본 발명의 목적은, 본 발명에 따라, 화상이 형성되는 디스플레이 모듈; 상기 디스플레이 모듈과의 이격 간격을 두고 상기 디스플레이 모듈의 상부에서 상기 디스플레이 모듈과 나란하게 배치되는 투명창; 및 상기 투명창과 상기 디스플레이 모듈 사이에 배치되어 상기 투명창으로의 터치동작 시 상기 디스플레이 모듈로 가해지는 터치압력을 감지하는 터치 감지유닛을 포함하며, 상기 터치 감지유닛은, 상기 터치압력이 전기적으로 입력되는 전극이 일측에 마련되는 인쇄회로기판(PCB. Printed Circuit Board); 상기 투명창과 부분적으로 접합되는 접합영역을 구비하는 탄성체; 및 상기 터치동작이 없는 경우에 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판의 전극이 상호간 이격되도록 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널에 의해 달성된다.The object of the invention is, according to the invention, a display module in which an image is formed; A transparent window disposed side by side with the display module at an upper portion of the display module at a distance from the display module; And a touch sensing unit disposed between the transparent window and the display module to sense a touch pressure applied to the display module during a touch operation on the transparent window, wherein the touch sensing unit electrically inputs the touch pressure. A printed circuit board on which one electrode is provided; An elastic body having a bonding region partially bonded to the transparent window; And a spacer disposed between the elastic body and the printed circuit board such that the electrodes of the elastic body and the printed circuit board are spaced apart from each other when there is no touch operation.
여기서, 상기 탄성체는 도전성 금속 재질의 판스프링일 수 있다.Here, the elastic body may be a leaf spring of a conductive metal material.
상기 판스프링은 상기 투명창의 양쪽 변 영역에 배치되는 한 쌍의 판스프링일 수 있다.The leaf spring may be a pair of leaf springs disposed at both side regions of the transparent window.
상기 한 쌍의 판스프링은 상기 투명창의 장변 영역에 각각 배치될 수 있다.The pair of leaf springs may be disposed in the long side region of the transparent window, respectively.
상기 한 쌍의 판스프링 각각은, 상기 투명창과 접합되는 접합영역이 일측에 형성되는 본체판부; 및 상기 본체판부에 관통되게 형성되는 장공 형태의 관통슬롯을 포함할 수 있다.Each of the pair of leaf springs includes: a main body plate portion having a bonding area joined to the transparent window on one side; And a through slot having a long hole shape formed through the body plate.
상기 인쇄회로기판의 내부 영역에는 상기 디스플레이 모듈의 표시면이 노출되도록 하는 관통부가 형성될 수 있다.A through part may be formed in an inner region of the printed circuit board to expose the display surface of the display module.
상기 투명창은, 강화유리 투명창이거나 저항막 방식, 정전 용량 방식, 적외선 방식 및 표면 초음파 방식 중에서 선택되는 어느 한 방식이 적용된 기능성 투명창일 수 있다.The transparent window may be a tempered glass transparent window or a functional transparent window to which any one selected from a resistive film type, a capacitive type, an infrared type, and a surface ultrasonic type is applied.
상기 저항막 방식이 적용되는 투명창은, 터치 상부기판; 상기 터치 상부기판의 하면에 형성되는 상부전극; 터치 하부기판; 및 상기 터치 하부기판의 상면에 형성되는 하부전극을 포함할 수 있다.The transparent window to which the resistive film method is applied includes: a touch upper substrate; An upper electrode formed on a lower surface of the touch upper substrate; Touch lower substrate; And a lower electrode formed on an upper surface of the touch lower substrate.
상기 정전 용량 방식이 적용되는 투명창은, 터치기판; 터치기판의 하면에 부착되는 ITO 필름; 및 상기 ITO 필름의 하면에 인쇄되는 전극을 포함할 수 있다.The transparent window to which the capacitive method is applied may include a touch substrate; An ITO film attached to the lower surface of the touch substrate; And it may include an electrode printed on the lower surface of the ITO film.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 화상이 형성되는 디스플레이 모듈; 및 상기 디스플레이 모듈의 하부에 배치되어 상기 디스플레이 모듈의 터치동작 시 상기 디스플레이 모듈로 가해지는 터치압력을 감지하는 터치 감지유닛을 포함하며, 상기 터치 감지유닛은, 상기 터치압력이 전기적으로 입력되는 전극이 일측에 마련되는 인쇄회로기판(PCB. Printed Circuit Board); 상기 디스플레이 모듈과 부분적으로 접합되는 접합영역을 구비하는 탄성체; 및 상기 터치동작이 없는 경우에 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판의 전극이 상호간 이격되도록 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함할 수 있다.On the other hand, the above object, according to the present invention, the display module is formed image; And a touch sensing unit disposed under the display module to sense a touch pressure applied to the display module when the display module is touched. The touch sensing unit may include an electrode to which the touch pressure is electrically input. A printed circuit board (PCB) provided at one side; An elastic body having a bonding area partially bonded to the display module; And a spacer disposed between the elastic body and the printed circuit board so that the electrodes of the elastic body and the printed circuit board are spaced apart from each other when there is no touch operation.
상기 탄성체는 도전성 금속 재질의 판스프링일 수 있다.The elastic body may be a leaf spring of a conductive metal material.
상기 판스프링은 상기 디스플레이 모듈의 양쪽 변 영역에 배치되는 한 쌍의 판스프링일 수 있다.The leaf spring may be a pair of leaf springs disposed at both side regions of the display module.
상기 한 쌍의 판스프링은 상기 디스플레이 모듈의 장변 영역에 각각 배치될 수 있다.The pair of leaf springs may be disposed in the long side region of the display module, respectively.
상기 한 쌍의 판스프링 각각은, 상기 디스플레이 모듈과 접합되는 접합영역이 일측에 형성되는 본체판부; 및 상기 본체판부에 관통되게 형성되는 장공 형태의 관통슬롯을 포함할 수 있다.Each of the pair of leaf springs may include: a main body plate portion having a bonding area bonded to the display module at one side thereof; And a through slot having a long hole shape formed through the body plate.
상기 디스플레이 모듈의 상면에 배치되는 디스플레이 보호창을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a display protection window disposed on an upper surface of the display module.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 전도성 재질의 평판으로 이루어지며, 상기 평판의 둘레 부분에 해당하는 지지부와, 상기 지지부와 상기 지지부의 내측 영역과의 경계선이 되도록 상기 평판을 부분적으로 절개한 복수의 절개부와, 상기 경계선에서 상기 절개부에 의해 절개되지 않은 부분에 해당하는 복수의 연결부와, 상기 지지부의 내측 영역에 해당하며 사용자의 누름에 따라 눌려진 후 상기 연결부의 탄성에 의해 복원되는 누름부를 갖는 평판 스프링; 상기 평판 스프링의 상기 누름부와 대향하는 위치에 배치된 적어도 하나의 전극을 가지며, 상기 평판 스프링에 평행하게 배치되는 PCB 기판; 사용자의 누름이 없는 경우에 상기 평판 스프링의 상기 누름부와 상기 PCB 기판의 상기 적어도 하나의 전극이 서로 일정한 간격을 유지하도록 상기 PCB 기판과 상기 지지부 사이에 배치되는 스페이서; 및On the other hand, according to the present invention, the plate is made of a conductive material, and the cut portion is partially cut so that the support portion corresponding to the circumferential portion of the plate, and the boundary between the support portion and the inner region of the support portion A plurality of cutouts, a plurality of connecting portions corresponding to portions not cut by the cutouts at the boundary line, and corresponding to the inner region of the support portion, and pressed according to the user's pressing and restored by elasticity of the connecting portion A flat spring having a portion; A PCB substrate having at least one electrode disposed at a position opposite to the pressing portion of the flat plate spring and arranged in parallel to the flat plate spring; A spacer disposed between the PCB substrate and the support portion such that the pressing portion of the flat plate spring and the at least one electrode of the PCB substrate maintain a constant distance from each other when there is no user press; And
상기 누름부와 상기 적어도 하나의 전극과의 사이에서의 정전 용량을 감지하고, 상기 감지된 정전 용량에 의해 상기 누름부의 눌려짐 여부, 누름의 위치 및 누름의 세기 중 적어도 하나를 판정하는 좌표 측정부를 포함하여 이루어지는 힘 기반 정전 용량 방식 터치 패널에 의해서도 달성된다.A coordinate measuring unit configured to sense capacitance between the pressing unit and the at least one electrode, and determine at least one of pressing of the pressing unit, position of pressing, and intensity of pressing by the sensed capacitance It is also achieved by an included force-based capacitive touch panel.
여기서, 상기 평판 스프링은, 상기 누름부의 일부분에서 상기 평판을 제거함으로써 형성되는 투광부를 더 포함할 수 있고, 상기 투광부에는 상기 누름부 중 상기 평판이 제거되지 않은 부분에 고정되어 상기 투광부를 덮는 투명 재질의 투광판이 형성될 수 있다.The flat plate spring may further include a light transmitting part formed by removing the flat plate from a portion of the pressing part, and the transparent part is fixed to a part of the pressing part where the flat plate is not removed to cover the light transmitting part. A light transmitting plate of material may be formed.
상기 투광판은 소정의 두께를 갖는 스페이서를 통해 상기 테두리 부분에 부착될 수 있다.The floodlight plate may be attached to the edge portion through a spacer having a predetermined thickness.
상기 투광판은 상기 누름부의 외형보다도 더 큰 크기를 가질 수 있다.The floodlight plate may have a size larger than the outer shape of the pressing portion.
상기 투광판에는 상기 PCB 기판에 형성된 상기 전극의 각각에 대향하도록 전극 패턴이 형성될 수 있고, 상기 좌표 측정부는 상기 PCB 기판의 상기 전극과 상기 투광판의 상기 전극 패턴 사이의 정전 용량에 의해 상기 누름부의 눌려짐 여부, 누름의 위치 및 누름의 세기 중 적어도 하나를 판정할 수 있다.An electrode pattern may be formed on the floodlight panel so as to face each of the electrodes formed on the PCB substrate, and the coordinate measuring unit is pressed by the capacitance between the electrode of the PCB substrate and the electrode pattern of the floodlight plate. At least one of whether the negative is pressed, the position of the pressing, and the strength of the pressing may be determined.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 조립 상태의 측면 구조도이다.1 is an exploded perspective view of a touch panel according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the display module shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side structural view of the assembled state of FIG. 1.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 터치 패널은, 터치 감지유닛(230a)이 디스플레이 모듈(210)의 하부에 배치되는 소위, 하부 설치형 터치 패널을 개시하고 있다. 이처럼 터치 감지유닛(230a)이 디스플레이 모듈(210)의 하부에 배치되는 경우에는 디스플레이 모듈(210)이 전면에 배치되는 형태가 되기 때문에 디스플레이 모듈(210)이 아래쪽에 배치되는 것에 비해 휘인성이나 투명도가 좋아지는 이점이 있다.As shown in these figures, the touch panel of this embodiment discloses a so-called bottom mounted touch panel in which the touch sensing unit 230a is disposed under the display module 210. As such, when the touch sensing unit 230a is disposed below the display module 210, the display module 210 is disposed on the front surface, so that the display module 210 may have a lower brightness or transparency than the lower display module 210. There are advantages to getting better.
이러한 터치 패널은, 화상이 형성되는 디스플레이 모듈(210)과, 디스플레이 모듈(210)의 하부에 배치되어 디스플레이 모듈(210)의 터치동작 시 디스플레이 모듈(210)로 가해지는 터치압력을 감지하는 터치 감지유닛(230)을 포함한다.The touch panel includes a display module 210 in which an image is formed and a touch sensing unit disposed under the display module 210 to sense a touch pressure applied to the display module 210 during a touch operation of the display module 210. Unit 230.
우선, 디스플레이 모듈(210)은 도 2에 도시된 바와 같이, 화상이 형성되는 패널(211, Panel)과, 패널(211)의 배후에 배치되어 패널(211)로 소정의 빛을 투사하는 백라이트 유닛(213, Back Light Unit)과, 패널(211) 및 백라이트 유닛(213)을 지지하는 메인 몰드프레임(215, Mold Frame)과, 메인 몰드프레임(215)과 패널(211) 사이에 배치되고 해당 위치에서 패널(211) 측으로의 빛샘 발생을 저지시키는 서브 몰드프레임(217)을 구비한다.First, as illustrated in FIG. 2, the display module 210 includes a panel 211 on which an image is formed, and a backlight unit disposed behind the panel 211 to project predetermined light onto the panel 211. (213, Back Light Unit), the main mold frame (215, Mold Frame) for supporting the panel 211 and the backlight unit 213, and disposed between the main mold frame 215 and the panel 211 and the corresponding position The sub mold frame 217 for preventing light leakage to the panel 211 side is provided.
본 실시예에서는 LCD 패널(211)을 적용하고 있지만 패널(211)은 PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), FED(Field Emission Display) 등이 적용될 수도 있다.In the present embodiment, the LCD panel 211 is applied, but the panel 211 may be a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), a field emission display (FED), or the like.
본 실시예에서 적용하고 있는 LCD 패널(211)에 대해 부연하면, LCD 패널(211)은 내부에 액정(Liquid Crystal, 미도시)이 주입된 상태에서 상호 부분적으로 면배치되는 상부 글라스(211a) 및 하부 글라스(211b)로 이루어진다. 도시하고 있지는 않지만 상부 글라스(211a) 및 하부 글라스(211b)의 외측면에는 각각 상부 및 하부 편광판(Polarizer Film)이 접착된다.In detail with respect to the LCD panel 211 applied in the present embodiment, the LCD panel 211 includes an upper glass 211a partially disposed in a state where liquid crystal (Liquid Crystal, not shown) is injected therein, and It consists of a lower glass 211b. Although not shown, upper and lower polarizer films are adhered to the outer surfaces of the upper glass 211a and the lower glass 211b, respectively.
칼라의 화상을 형성하는 상부 글라스(211a, Color Filter Glass)는 하부 글라스(211b, TFT Panel)에 비해 그 면적이 작게 형성된다. 따라서 하부 글라스(211b)의 상면에는 상부 글라스(211a)가 중첩되지 않는 부분이 존재하는데, 이 부분에는 드라이버 IC(211c)가 장착된다. 드라이버 IC(211c)는 FPC(211d, Flexible Printed Circuit)에 의해 인쇄회로기판(250, PCB. Printed Circuit Board, 도 2a 참조)과 연결된다.The area of the upper glass 211a (Color Filter Glass) for forming an image of a color is smaller than that of the lower glass 211b (TFT Panel). Therefore, a portion where the upper glass 211a does not overlap exists on the upper surface of the lower glass 211b, and the driver IC 211c is mounted on this portion. The driver IC 211c is connected to the printed circuit board 250 by a FPC (211d, Flexible Printed Circuit) (see FIG. 2A).
백라이트 유닛(213)은, 패널(211)과 함께 메인 몰드프레임(215)에 결합되어 패널(211)로 소정의 빛을 투사하는 역할을 한다.The backlight unit 213 is coupled to the main mold frame 215 together with the panel 211 and serves to project predetermined light onto the panel 211.
이러한 백라이트 유닛(213)은, 도광판(213a)과, 도광판(213a)의 하부에 배치되는 반사시트(213b)와, 도광판(213a)의 상부에 배치되는 한 쌍의 확산시트(213c,213d)와, 패널(211)과 확산시트(213d) 사이에서 접착되는 차광테이프(213e)와, 패널(211)의 일측에 결합된 FPC(211c, Flexible Printed Circuit)가 연결되고 구동용 LSI(Large Scale Integration)를 포함하는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board, 연성인쇄회로기판, 미도시)와, 도광판(213a)으로 빛을 발생시키는 LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드, 미도시)가 구비된 LED장착FPCB(213f)를 구비한다.The backlight unit 213 includes a light guide plate 213a, a reflective sheet 213b disposed below the light guide plate 213a, a pair of diffusion sheets 213c and 213d disposed above the light guide plate 213a, and , The light shielding tape 213e adhered between the panel 211 and the diffusion sheet 213d, and an FPC (211c, Flexible Printed Circuit) coupled to one side of the panel 211 is connected, and a driving LSI (large scale integration) FPCB (Flexible Printed Circuit Board, FPCB, including) and LED mounting FPCB (213f) equipped with a light emitting diode (LED) for generating light to the light guide plate (213a) It is provided.
도면에서 보면, 도광판(213a)이 거의 사각형의 판상체로 도시되어 있다. 하지만, 도광판(213a)은 확산시트(213c,213d)를 향한 상면은 평평하고 그 하면은 일단으로부터 타단으로 갈수록 그 폭이 좁아지도록 경사지게 형성될 수도 있다.In the figure, the light guide plate 213a is shown as a substantially rectangular plate-like body. However, the light guide plate 213a may be formed to be inclined so that the upper surface toward the diffusion sheets 213c and 213d is flat and the lower surface thereof becomes narrower from one end to the other end.
반사시트(213b)는 도광판(213a)의 면적과 거의 동일하게 배치되어 도광판(213a)의 하부로 빛이 누출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 누출된 빛을 다시 반사시켜 도광판(213a)을 통해서 패널(211) 측으로 인도하는 역할을 한다.The reflective sheet 213b is disposed substantially the same as the area of the light guide plate 213a to prevent light from leaking to the lower portion of the light guide plate 213a, and also reflects the leaked light back to the panel 211 through the light guide plate 213a. ) To the side.
확산시트(213c,213d)는 도광판(213a)에서 발생한 빛을 확산시키는 역할을 한다. 본 실시예의 도면에는 확산시트(213c,213d)의 표면에 아무런 무늬가 도시되어 있지 않지만 확산시트(213c,213d)의 표면에는 빛을 좀 더 많이 확산시키기 위한 미세한 도트(dot) 패턴이 연속적으로 다수 개 형성될 수 있다. 또한 빛의 확산으로 인해 빛이 균일해지지만, 그 부작용으로 발생하는 밝기의 저하를 막기 위해 빛의 집중효과를 발휘하는 프리즘 패턴이 형성된 프리즘 시트(미도시)가 사용될 수도 있다. 본 실시예에서는 두 개의 확산시트(213c,213d)가 사용되고 있지만 본 발명의 권리범위가 이의 개수에 제한되는 것은 아니다.The diffusion sheets 213c and 213d serve to diffuse light generated from the light guide plate 213a. Although no pattern is shown on the surfaces of the diffusion sheets 213c and 213d in the drawing of this embodiment, a plurality of fine dot patterns are continuously formed on the surfaces of the diffusion sheets 213c and 213d to diffuse more light. Can be formed. In addition, although light is uniform due to light diffusion, a prism sheet (not shown) having a prism pattern that exerts a light focusing effect may be used to prevent a decrease in brightness caused by side effects. In the present embodiment, two diffusion sheets 213c and 213d are used, but the scope of the present invention is not limited to the number thereof.
차광테이프(213e)는 패널(211)의 화상 표시영역 외의 부분으로 빛이 새지 못하도록 차광하는 역할을 한다. 차광테이프(213e)는 상면의 일 영역이 패널(211) 및 서브 몰드프레임(217)의 하면에 접착되고, 하면의 일 영역은 메인 몰드프레임(213) 및 확산시트(213d)의 상면에 접착되며, 그 위치에서 패널(211)의 화상 표시영역에 인접된 위치에서 빛샘 현상이 발생되는 것을 저지하는 역할을 한다.The light shielding tape 213e serves to block light from leaking to a portion outside the image display area of the panel 211. In the light blocking tape 213e, one region of the upper surface is bonded to the lower surface of the panel 211 and the sub mold frame 217, and one region of the lower surface is bonded to the upper surface of the main mold frame 213 and the diffusion sheet 213d. The light leakage phenomenon is prevented from occurring at a position adjacent to the image display area of the panel 211 at that position.
메인 몰드프레임(215)은 패널(211) 및 백라이트 유닛(213)을 지지하는 역할을 한다. 그리고 메인 몰드프레임(217)은 패널(211) 측으로의 빛샘 발생을 저지시키기 위해 메인 몰드프레임(215)에 결합된다.The main mold frame 215 supports the panel 211 and the backlight unit 213. In addition, the main mold frame 217 is coupled to the main mold frame 215 in order to prevent generation of light leakage toward the panel 211.
다음으로, 터치 감지유닛(230)은 디스플레이 모듈(210)의 하부에 배치되어 디스플레이 모듈(210)의 터치동작 시 디스플레이 모듈(210)로 가해지는 터치압력을 감지하는 역할을 한다.Next, the touch sensing unit 230 is disposed under the display module 210 to detect the touch pressure applied to the display module 210 when the display module 210 is touched.
이러한 터치 감지유닛(230)은, 터치압력이 전기적으로 입력되는 전극(251)이 일측에 마련되는 인쇄회로기판(251, PCB. Printed Circuit Board)과, 디스플레이 모듈(210)과 부분적으로 접합되는 접합영역(242a, 도 1의 해칭 부분)을 구비하는 탄성체(240)와, 터치동작이 없는 경우에 탄성체(240)와 인쇄회로기판(250)의 전극(251)이 상호간 이격되도록 탄성체(240)와 인쇄회로기판(250) 사이에 배치되는 스페이서(260)를 구비한다.The touch sensing unit 230 may include a junction in which the electrode 251 to which the touch pressure is electrically input is partially bonded to the display module 210 and the printed circuit board 251 provided on one side. An elastic body 240 having an area 242a (hatched portion of FIG. 1) and an elastic body 240 so that the electrode 240 and the electrode 251 of the printed circuit board 250 are spaced apart from each other when there is no touch operation. The spacer 260 is disposed between the printed circuit board 250.
인쇄회로기판(250)은 탄성체(240)로서의 판스프링(240)과 나란하게 배치된다. 이러한 인쇄회로기판(250)에는 판스프링(240)의 본체판부(242)와 대향되는 부분에 하나 또는 다수의 전극(251)이 배치된다. 본 실시예에서는 다수의 전극(251)이 배치되고 있다.The printed circuit board 250 is disposed in parallel with the leaf spring 240 as the elastic body 240. One or more electrodes 251 are disposed on a portion of the printed circuit board 250 that faces the body plate portion 242 of the leaf spring 240. In this embodiment, a plurality of electrodes 251 are arranged.
인쇄회로기판(250)에 마련되는 전극(251)에 대해 부연한다. 만약에 터치압력이 인가되었는지 혹은 인가되었을 때의 터치압력이 얼마만큼인지의 여부만을 감지하고자 한다면 인쇄회로기판(250) 상에 하나의 전극(251)만을 마련하면 그것으로 충분하다. 하지만, 터치압력 외에 터치위치까지 2차원적으로 더 감지하고자 한다면 인쇄회로기판(250) 상에서 서로 다른 적어도 3군데의 위치에 다수의 전극(251)이 배치되어 상호의 위치적인 신호 상관관계에 기인하여 터치위치를 감지해낼 수도 있다. 본 실시예의 경우, 인쇄회로기판(250)의 코너 영역에 전극(251)이 하나씩 배치되기 때문에 터치위치와 터치압력 모두를 감지해낼 수 있지만 이의 사항에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.The electrode 251 provided on the printed circuit board 250 is further described. If only one electrode 251 is provided on the printed circuit board 250, it is sufficient to detect only whether the touch pressure is applied or how much the touch pressure is applied. However, if two or more touch positions in addition to the touch pressure are to be detected, the plurality of electrodes 251 are disposed on at least three different positions on the printed circuit board 250 due to mutual positional signal correlation. It can also detect the touch position. In the present embodiment, since the electrodes 251 are disposed one by one in the corner region of the printed circuit board 250, both the touch position and the touch pressure can be detected, but the scope of the present invention is not limited thereto.
전극(251) 또는 인쇄회로기판(250)은 도시 않은 컨트롤부에 의해 컨트롤되는데, 이때의 컨트롤부는 도전성 금속 재질로 제작될 수 있는 판스프링(240)의 어느 일측과 인쇄회로기판(250)의 전극(251)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 하지만, 만약에 판스프링(240)이 플라스틱처럼 부도체로 마련되는 경우라면 인쇄회로기판(250)을 향한 판스프링(240)의 일면에 전기가 통하는 도전성 전극패턴(미도시)을 접착 혹은 인쇄한 다음에, 도시 않은 컨트롤부가 판스프링(240)의 도전성 전극패턴(미도시)과 인쇄회로기판(250)의 전극(251)에 각각 전기적으로 연결되도록 하면 된다. 이러한 컨트롤부는 터치동작이 입력된 때, 판스프링(240)과 인쇄회로기판(250)의 전극(251) 사이에서 발생되는 정전 용량의 크기 또는 변화량을 감지한 후에, 감지된 정전 용량의 크기 또는 변화량에 기초하여 터치동작의 입력 여부, 터치위치 또는 터치압력의 정보가 인식되도록 컨트롤할 수 있다.The electrode 251 or the printed circuit board 250 is controlled by a control unit (not shown). At this time, the control unit may include any one side of the leaf spring 240 that may be made of a conductive metal and an electrode of the printed circuit board 250. 251 may be electrically connected to each. However, if the plate spring 240 is made of a non-conductor like plastic, the conductive electrode pattern (not shown) through which electricity is applied to one surface of the plate spring 240 facing the printed circuit board 250 is adhered or printed. The control unit, not shown, may be electrically connected to the conductive electrode pattern (not shown) of the leaf spring 240 and the electrode 251 of the printed circuit board 250, respectively. The control unit detects the magnitude or change in capacitance generated between the plate spring 240 and the electrode 251 of the printed circuit board 250 when a touch operation is input, and then the magnitude or change in the detected capacitance. On the basis of the control can be controlled so that the information on whether the touch operation is input, the touch position or the touch pressure is recognized.
한편, 탄성체(240)는 터치동작 시, 즉 손가락이나 터치 팬 등으로 디스플레이 모듈(210)의 표면을 누를 때 발생되는 터치압력으로 인해 탄성적으로 변형되면서 인쇄회로기판(250)의 전극(251) 사이의 정전 용량의 크기를 변화시키는 역할을 한다.On the other hand, the elastic member 240 is elastically deformed due to the touch pressure generated when the touch operation, that is, when pressing the surface of the display module 210 with a finger or a touch fan, the electrode 251 of the printed circuit board 250 It serves to change the magnitude of the capacitance between.
다양한 종류로서 탄성체(240)가 마련될 수 있지만 본 실시예에서 탄성체(240)는 도전성 금속 재질로 제작되는 판스프링(240)으로 적용되고 있다. 이하의 설명에서는 편의를 위해 탄성체(240)를 판스프링(240)이라 하여 설명하도록 한다.The elastic body 240 may be provided as various types, but in the present embodiment, the elastic body 240 is applied to the leaf spring 240 made of a conductive metal material. In the following description, the elastic body 240 will be described as a leaf spring 240 for convenience.
본 실시예에서 판스프링(240)은 한 쌍으로 마련되어 디스플레이 모듈(210)의 양쪽 변 영역에 배치된다. 이 경우, 디스플레이 모듈(210)의 양쪽 단변 영역에 한 쌍의 판스프링(240)이 배치될 수도 있지만 효율을 고려할 때 디스플레이 모듈(210)의 양쪽 장변 영역에 한 쌍의 판스프링(240)이 배치되는 편이 바람직하다. 그래야만 설치 면적 대비 탄성의 효율이 높아질 수 있다.In this embodiment, the leaf springs 240 are provided in pairs and disposed on both side regions of the display module 210. In this case, a pair of leaf springs 240 may be disposed at both short side regions of the display module 210, but in consideration of efficiency, a pair of leaf springs 240 is disposed at both long side regions of the display module 210. It is preferable to become. Only then the efficiency of the elasticity relative to the installation area can be increased.
한 쌍의 판스프링(240) 각각은, 디스플레이 모듈(210)과 접합되는 접합영역(220a, 도 1의 해칭 부분)이 일측에 형성되는 본체판부(242)와, 본체판부(242)에 관통되게 형성되는 장공 형태의 관통슬롯(243)을 구비한다. Each of the pair of leaf springs 240 includes a main body plate portion 242 and a main body plate portion 242 having a bonding area 220a (hatched portion shown in FIG. 1) bonded to the display module 210 at one side thereof. It is provided with a through slot 243 in the form of a long hole is formed.
본체판부(242)는 터치가 가해지면서 실질적인 변형이 이루어지는 부분이다. 디스플레이 모듈(210)의 장변 영역의 길이, 또는 그보다 작은 길이를 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 물론, 디스플레이 모듈(210)이 직사각형의 형상을 가지기 때문에 본체판부(242) 역시 그에 대응되는 형상을 가지지만 만약 디스플레이 모듈(210)의 형상이 도시된 것과 다르다면 그에 대응되게 본체판부(242)의 형상이 변경될 수도 있다. 본체판부(242)는 터치압력이 인가된 때 인쇄회로기판(250) 쪽으로 변형되나 인가되는 터치압력이 사라지면 다시 원상태로 복원된다. 한편, 접합영역(220a)은 판스프링(240)이 디스플레이 모듈(210)에 접합되는 부분으로서, 이의 방식으로는 양면테이프, 접착제, 땜납 접합, 용접, 리벳 결합, 볼트(나사) 결합 방식이 적용될 수 있다.The body plate portion 242 is a portion where substantial deformation is made while a touch is applied. The long side area of the display module 210 has a rectangular shape having a length smaller than or smaller than that. Of course, since the display module 210 has a rectangular shape, the body plate portion 242 also has a corresponding shape, but if the shape of the display module 210 is different from that shown, The shape may be changed. The body plate part 242 is deformed toward the printed circuit board 250 when the touch pressure is applied, but is restored to its original state when the applied touch pressure disappears. On the other hand, the bonding region 220a is a portion where the leaf spring 240 is bonded to the display module 210, and a double-sided tape, an adhesive, solder bonding, welding, rivet coupling, and bolt (screw) coupling scheme may be applied thereto. Can be.
관통슬롯(243)은 본체판부(242)에 탄성력을 제공하기 위해 마련된다. 물론, 관통슬롯(243)이 반드시 형성되어야 하는 것은 아니지만 관통슬롯(243)이 형성되면 본체판부(242)가 탄성 변형되거나 탄성 복원되는데 보탬이 된다.The through slot 243 is provided to provide elastic force to the body plate portion 242. Of course, the through slots 243 are not necessarily formed, but when the through slots 243 are formed, the body plate portion 242 is helpful to the elastic deformation or elastic recovery.
결과적으로 판스프링(240)은 사용자가 본 실시예의 터치 패널을 터치하는(누르는) 동작에 기초하여 탄성적으로 변형되거나 복원되어야 하기 때문에, 이러한 동작이 실패 없이 유기적으로 동작되려면 판스프링(240)의 제작 시 판스프링(240)이 비틀림 또는 굽힘에 대한 탄성을 가지면서 동시에 견고성을 지녀야 한다. 따라서 판스프링(240)은 이러한 사항을 만족하는 도전성 금속 재질로 제작되어야 할 것이고, 또한 본체판부(242)의 두께 및 사이즈, 그리고 관통슬롯(243)의 사이즈와 위치 등도 적절하게 설계되어야 할 것이다.As a result, the leaf spring 240 must be elastically deformed or restored based on the user's touch (press) operation of the touch panel of the present embodiment. At the time of manufacture, the leaf spring 240 should have elasticity against torsion or bending and at the same time firmly. Therefore, the leaf spring 240 should be made of a conductive metal material that satisfies these requirements, and the thickness and size of the body plate portion 242 and the size and position of the through slot 243 should be appropriately designed.
이와 같은 구조와 기능을 갖는 판스프링(240)을 디스플레이 모듈(210)의 양쪽 장변 영역에 한 쌍으로 배치하여 사용하게 되면 굳이 판스프링(240)을 디스플레이 모듈(210)의 사이즈에 대응되는 크기로 만들 필요가 없기 때문에 부품 관리가 어려워지는 문제, 비용 상승 문제, 그리고 부품의 사이즈가 커짐에 따른 제품 핸들링의 어려움 문제 등의 다양한 문제점을 해소하기에 충분하다. When a pair of leaf springs 240 having such a structure and a function are disposed and used in pairs on both long side regions of the display module 210, the leaf springs 240 may have a size corresponding to the size of the display module 210. There is no need to make it, which is enough to solve various problems such as difficult parts management, increased cost, and difficulty in handling the product as the size of the component increases.
스페이서(260)는 인가되는 터치압력이 없는 경우에 인쇄회로기판(250)에 대하여 판스프링(240)이 일정한 간격을 가지고 이격 배치되도록 하는 역할을 한다. 이러한 스페이서(260)는 본체판부(242)에서 관통슬롯(243)의 외곽 영역에 배치되는 것이 바람직하며, 그래야만 판스프링(240)의 탄성 동작에 방해가 되지 않는다.The spacer 260 serves to allow the plate spring 240 to be spaced apart from the printed circuit board 250 at regular intervals when there is no touch pressure applied thereto. The spacer 260 is preferably disposed in the outer region of the through slot 243 in the body plate 242, so that the spacer 260 does not interfere with the elastic operation of the leaf spring 240.
스페이서(260)는 인쇄회로기판(250)과 판스프링(240) 사이에서 위치 고정되는 편이 구조상 안정적일 수 있다. 이를 위해, 스페이서(260)의 양쪽면을 인쇄회로기판(250)과 판스프링(240)에 각각 결합시키는 방법을 고려할 수 있다. 스페이서(260)의 결합 방식으로는 양면테이프, 접착제, 땜납 접합, 용접, 리벳 결합, 볼트(나사) 결합 등이 있을 수 있다. 물론, 이는 실시예들에 불과하므로 스페이서(260)의 위치와 배치, 그리고 인쇄회로기판(250)과 판스프링(240)과의 결합 구조 등은 상황에 따라 얼마든지 변경될 수 있다. 본 실시예의 경우, 스페이서(260)는 2개의 조각으로 나뉘어 인쇄회로기판(250)과 판스프링(240) 사이에 배치되고 있으나 도면과 달리 스페이서(260)는 연속된 하나의 폐루프를 이룰 수도 있다.The spacer 260 may be stably positioned in a position fixed between the printed circuit board 250 and the leaf spring 240. To this end, a method of coupling both sides of the spacer 260 to the printed circuit board 250 and the leaf spring 240 may be considered. Coupling method of the spacer 260 may be a double-sided tape, adhesive, solder bonding, welding, rivet coupling, bolt (screw) coupling and the like. Of course, since this is only an embodiment, the position and arrangement of the spacer 260 and the coupling structure of the printed circuit board 250 and the leaf spring 240 may be changed according to circumstances. In the present embodiment, the spacer 260 is divided into two pieces and disposed between the printed circuit board 250 and the leaf spring 240, but unlike the drawing, the spacer 260 may form one continuous closed loop. .
이러한 구성을 갖는 본 실시예의 터치 패널의 작용에 대해 간략하게 살펴본다.The operation of the touch panel of this embodiment having such a configuration will be briefly described.
사용자가 디스플레이 모듈(210)에 형성되는 다양한 패턴의 화상을 보면서 어느 일 지점을 손가락 등으로 터치함으로써 터치동작을 입력한다.The user inputs a touch operation by touching a point with a finger or the like while looking at an image of various patterns formed on the display module 210.
그러면 터치 감지유닛(230) 및 컨트롤부에 의해 터치압력이 감지 및 인식된다. 즉 컨트롤부는 터치동작이 입력된 때, 한 쌍의 판스프링(240)이 인쇄회로기판(250)의 전극(251) 쪽으로 접근됨에 따라 한 쌍의 판스프링(240)과 인쇄회로기판(250)의 전극(251) 사이에서 발생되는 정전 용량의 크기 또는 변화량을 감지한 후에, 감지된 정전 용량의 크기 또는 변화량에 기초하여 터치동작의 입력 여부, 터치위치 또는 터치압력의 정보가 인식되도록 한다. 이때는 힘 기반에 따른 터치압력이 감지되기 때문에 의도하지 않은 터치동작에 의해 입력신호가 발생하는 것을 저지할 수 있다.Then, the touch pressure is sensed and recognized by the touch sensing unit 230 and the control unit. That is, when a touch operation is input, the control unit approaches a pair of leaf springs 240 and the printed circuit board 250 as the pair of leaf springs 240 approaches the electrode 251 of the printed circuit board 250. After detecting the magnitude or the change amount of the capacitance generated between the electrodes 251, whether the touch operation is input, the touch position or the touch pressure is recognized based on the detected amount or the change amount of the capacitance. In this case, since the touch pressure based on the force is sensed, it is possible to prevent the input signal from being generated by an unintended touch operation.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예의 터치 패널에 따르면, 힘 기반에 따른 터치압력을 감지할 수 있어 의도하지 않은 터치동작에 의해 입력신호가 발생하는 것을 저지할 수 있으며, 특히 한 쌍의 판스프링(240)이 디스플레이 모듈(210)의 양쪽 장변 영역에 배치되는 구조를 가지기 때문에 설사 디스플레이 모듈(210)의 사이즈가 커지더라도 판스프링(240)의 사이즈는 콤팩트하게 유지시킬 수 있어 큰 사이즈의 탄성체(미도시)를 적용하는데 따른 다양한 문제점을 해소할 수 있게 된다.According to the touch panel of the present embodiment having such a structure and operation, it is possible to detect the touch pressure according to the force base to prevent the generation of the input signal by the unintentional touch operation, in particular a pair of leaf spring Since the 240 has a structure disposed in both long-side regions of the display module 210, even if the size of the display module 210 increases, the size of the leaf spring 240 can be kept compact, so that a large-size elastic body ( It is possible to solve various problems of applying (not shown).
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of a touch panel according to a second embodiment of the present invention.
본 실시예는 전술한 제1 실시예처럼 디스플레이 모듈(210)이 상부에 배치되는 구조를 갖는데, 이때 디스플레이 모듈(210)의 상면에는 별도의 디스플레이 보호창(210a)이 마련된다.The present embodiment has a structure in which the display module 210 is disposed above, as in the first embodiment, wherein a separate display protection window 210a is provided on the upper surface of the display module 210.
디스플레이 보호창(210a)은 시트(sheet)나 테이프(tape), 혹은 플라스틱 등으로 제작되어 디스플레이 모듈(210)의 표면을 보호할 수 있다.The display protection window 210a may be made of sheet, tape, plastic, or the like to protect the surface of the display module 210.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 조립 상태의 측면 구조도이다.5 is an exploded perspective view of a touch panel according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side structural view of the assembled state of FIG. 5.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 터치 패널은, 화상이 형성되는 디스플레이 모듈(210)과, 디스플레이 모듈(210)과의 이격 간격을 두고 디스플레이 모듈(210)의 상부에서 디스플레이 모듈(210)과 나란하게 배치되는 투명창(220)과, 투명창(220)과 디스플레이 모듈(210) 사이에 배치되어 투명창(220)으로의 터치동작 시 디스플레이 모듈(210)로 가해지는 터치압력을 감지하는 터치 감지유닛(230a)을 포함한다.As shown in these figures, the touch panel of the present embodiment, the display module 210 in which the image is formed and the display module 210 at an upper portion of the display module 210 at a spaced interval from the display module 210. A transparent window 220 disposed in parallel with the transparent window 220 and disposed between the transparent window 220 and the display module 210 to sense a touch pressure applied to the display module 210 during a touch operation to the transparent window 220. It includes a touch sensing unit 230a.
도 5 및 도 6처럼 터치 감지유닛(230a)이 디스플레이 모듈(210)의 상부에 배치되기 때문에 이러한 타입을 소위, 상부 설치형 터치 패널이라 부를 수도 있다.Since the touch sensing unit 230a is disposed on the display module 210 as shown in FIGS. 5 and 6, this type may be referred to as a so-called top mounted touch panel.
디스플레이 모듈(210)은 도 2를 참조하여 전술한 설명으로 대체하기로 한다.The display module 210 will be replaced with the above description with reference to FIG. 2.
투명창(220)은 본 터치 패널에서 맨 윗부분에 배치되어 실질적으로 터치동작이 가해지는 부분이다. 본 실시예에서 투명창(220)은 단순 강화유리로서의 투명창(220)이 적용된다.The transparent window 220 is disposed at the top of the present touch panel to substantially apply a touch operation. In the present embodiment, the transparent window 220 is applied to the transparent window 220 as a simple tempered glass.
터치 감지유닛(230a) 역시 제1 실시예에서 설명한 터치 감지유닛(230)과 동일하나 본 실시예의 터치 감지유닛(230a)은 디스플레이 모듈(210)의 상부에 위치하고 있기 때문에, 인쇄회로기판(250a)의 구조가 제1 실시예와는 약간 상이하다.The touch sensing unit 230a is also the same as the touch sensing unit 230 described in the first embodiment, but since the touch sensing unit 230a of the present embodiment is located above the display module 210, the printed circuit board 250a is used. The structure of is slightly different from the first embodiment.
즉 본 실시예의 터치 패널에서 인쇄회로기판(250a)의 내부 영역에는 디스플레이 모듈(210)의 표시면(도 1의 상면)이 노출되도록 하는 관통부(252)가 형성된다. 인쇄회로기판(250a)의 내부 영역에 관통부(252a)가 형성되는 이유는 인쇄회로기판(250a)이 디스플레이 모듈(210)보다 상부에 위치하고 있어 디스플레이 모듈(210)의 표시면인 화면을 가리면 아니 되기 때문이다. 따라서 앞서 설명한 제1 실시예처럼 디스플레이 모듈(210)의 하부에 인쇄회로기판(250, 도 1 참조)이 배치되는 경우라면 관통부(252)는 굳이 형성될 필요가 없는 것이다.That is, in the touch panel of the present exemplary embodiment, a penetrating portion 252 is formed in the inner region of the printed circuit board 250a to expose the display surface (the upper surface of FIG. 1) of the display module 210. The reason why the through part 252a is formed in the inner region of the printed circuit board 250a is that the printed circuit board 250a is positioned above the display module 210 so that the screen that is the display surface of the display module 210 is not covered. Because it becomes. Therefore, when the printed circuit board 250 (see FIG. 1) is disposed below the display module 210 as in the first embodiment described above, the through part 252 does not need to be formed.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fourth embodiment of the present invention.
전술한 제3 실시예의 경우, 터치 감지유닛(230a)의 상부에 배치되는 투명창(220)이 단순 강화유리용 투명창(220)이었으나 본 실시예의 경우, 투명창(220a)은 저항막 방식으로서의 투명창(220a)으로 적용되고 있다.In the above-described third embodiment, the transparent window 220 disposed above the touch sensing unit 230a was a transparent window 220 for tempered glass, but in the present embodiment, the transparent window 220a is a resistive film type. It is applied to the transparent window 220a.
도 7에 도시된 터치 감지유닛(230a)과 디스플레이 모듈(210)의 구조에 대해서는 전술한 실시예를 그대로 인용하도록 하고, 여기에서는 저항막 방식으로서의 투명창(220a)에 대해서만 설명하도록 한다. 특히, 종래와 달리 분할된 한 쌍의 판스프링(240)이 적용되고 있다는 점은 본 실시예에서도 동일하다.The structures of the touch sensing unit 230a and the display module 210 shown in FIG. 7 are referred to as mentioned above, and only the transparent window 220a as a resistive film will be described herein. In particular, it is the same in the present embodiment that a pair of leaf springs 240 is divided, unlike the prior art is applied.
저항막 방식으로서의 투명창(220a)은, 터치 상부기판(202)과, 터치 상부기판(202)의 상면에 부착되는 윈도우 필름(204, Window Film)과, 터치 상부기판(202)의 하부에 배치되는 터치 하부기판(201)과, 터치 상부기판(202)과 터치 하부기판(201) 사이에 개재되는 절연성 점착부재(203)와, 터치 하부기판(201)의 상면 일측에 본딩되는 FPC(Flexible Printed Circuit)를 포함한다. 도 7에는 터치 상부기판(202) 및 터치 하부기판(201)에 형성되는 상부전극 및 하부전극, 그리고 전극에 형성되는 각 패턴들에 대한 도시가 편의상 생략되었다.The transparent window 220a as a resistive film is disposed under the touch upper substrate 202, the window film 204 attached to the upper surface of the touch upper substrate 202, and the lower portion of the touch upper substrate 202. FPC bonded to the touch lower substrate 201, the insulating adhesive member 203 interposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201, and the upper surface of the touch lower substrate 201. Circuit). In FIG. 7, illustrations of the upper and lower electrodes formed on the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 and the patterns formed on the electrodes are omitted for convenience.
터치 상부기판(202) 및 터치 하부기판(201)은 유연성을 갖는 투명한 필름 기판 또는 투명한 유리 등으로 마련되며, 터치 상부기판(202)의 하면 및 터치 하부기판(201)의 상면에는 투명전도막들(미도시), 전극 패턴들(미도시)이 형성된다.The touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 may be formed of a flexible transparent film substrate or transparent glass. The transparent conductive films may be disposed on the lower surface of the touch upper substrate 202 and the upper surface of the touch lower substrate 201. (Not shown), electrode patterns (not shown) are formed.
절연성 점착부재(203)는 터치 상부기판(202)과 터치 하부기판(201) 개재되어 터치 상부기판(202)과 터치 하부기판(201)을 합착시키는 동시에 터치 상부기판(202)과 터치 하부기판(201) 사이의 단락을 방지한다. 절연성 점착부재(203)는 투명창(220a)의 입력 영역에 해당하는 위치에 개구부(203a)가 형성되고, 투명창(220a)의 외곽 영역에 해당하는 위치에 4개의 통전홀(203b)이 형성된다. 이때, 4개의 통전홀(203b)은 터치 상부기판(202)과 터치 하부기판(201)을 전기적으로 연결하기 위해 터치 상부기판(202)과 터치 하부기판(201) 사이에 배치되는 4개의 AG 도트(미도시)가 관통하는 부분을 제공한다.The insulating adhesive member 203 is interposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 to bond the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 and at the same time, the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate ( Prevent short circuits between 201). The insulating adhesive member 203 has an opening 203a formed at a position corresponding to an input region of the transparent window 220a, and four conducting holes 203b are formed at a position corresponding to an outer region of the transparent window 220a. do. In this case, the four conductive holes 203b are four AG dots disposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 to electrically connect the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201. Provide a portion through which (not shown) penetrates.
FPC(205)는 터치 상부기판(202)과 터치 하부기판(201) 사이에 개재되어 터치 하부기판(201)의 일측에 본딩된다. 이때, FPC(205)는 그 하면에 도포된 이방성 도전 접착제(ACA, Anisotropic Conductive Adhesive)가 고온/고압으로 압착됨으로써 터치 하부기판(201)에 본딩된다. 이러한 FPC(205)는 터치 상부기판(202)에 형성된 상부 전극(미도시)과 터치 하부기판(201)에 형성된 하부 전극(미도시)을 컨트롤부(미도시)에 전기적으로 연결하는 기능을 담당한다. 이때, 컨트롤부는 투명창(220a)의 입력 영역에서 사용자에 의해 선택된 지점의 위치를 연산한다.The FPC 205 is interposed between the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 and bonded to one side of the touch lower substrate 201. At this time, the FPC 205 is bonded to the touch lower substrate 201 by compressing the anisotropic conductive adhesive (ACA) applied to the lower surface thereof at a high temperature / high pressure. The FPC 205 is responsible for electrically connecting an upper electrode (not shown) formed on the touch upper substrate 202 and a lower electrode (not shown) formed on the touch lower substrate 201 to a control unit (not shown). do. At this time, the control unit calculates the position of the point selected by the user in the input area of the transparent window 220a.
윈도우 필름(204)은, 터치 상부기판(202) 특히 그 터치면을 보호하기 위한 보호 필름으로, 통상적으로 PET(Poly Ethylen Terephthalate) 필름으로 제작된다. 이러한 윈도우 필름(204)은 OCA(Optical Clear Adhesive) 등의 접착제(208)에 의해 터치 상부기판(202)의 상면에 부착된다.The window film 204 is a protective film for protecting the touch upper substrate 202, especially the touch surface thereof, and is typically made of a PET (Poly Ethylen Terephthalate) film. The window film 204 is attached to the upper surface of the touch upper substrate 202 by an adhesive 208 such as an optical clear adhesive (OCA).
윈도우 필름(204)의 하면 외곽 영역에는 잉크를 인쇄하여 마련되는 잉크 인쇄층(206)이 형성되는데, 이러한 잉크 인쇄층(206)은 투명창(220a)이 설치되는 디스플레이 모듈(210)의 표시면 둘레를 에워싸는 프레임을 제공함으로써, 투명창(220a)의 외관 디자인을 향상시키는 한편, 터치 상부기판(202) 및 터치 하부기판(201)에 형성된 전극 패턴들이 외부로 노출되지 않도록 하는 기능을 한다.An ink print layer 206 formed by printing ink is formed in an outer region of the lower surface of the window film 204, which is the display surface of the display module 210 on which the transparent window 220a is installed. By providing a frame surrounding the periphery, the appearance design of the transparent window 220a is improved, and the electrode patterns formed on the touch upper substrate 202 and the touch lower substrate 201 are not exposed to the outside.
본 실시예처럼 저항막 방식으로서의 투명창(220a)이 적용되면, 터치 감지유닛(230a)에 의한 터치위치 또는 터치압력 감지 외에 저항막 방식으로서의 투명창(220a)에 의한 터치위치까지 감지해낼 수 있는 이점이 있다. 터치위치 결정과 관련해서는 투명창(220a)에 의한 터치위치에 터치 감지유닛(230a)에 의해 감지된 터치위치를 참조하여 최종 터치위치를 결정하는 등의 다양한 방법이 있을 수 있을 것이다.When the transparent window 220a as the resistive film method is applied as in the present embodiment, the touch position or the touch pressure sensed by the touch sensing unit 230a may be detected, as well as the touch position by the transparent window 220a as the resistive film method. There is an advantage. Regarding the touch position determination, there may be various methods such as determining the final touch position by referring to the touch position detected by the touch sensing unit 230a at the touch position by the transparent window 220a.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 터치 패널의 분해 사시도이다.8 is an exploded perspective view of a touch panel according to a fifth embodiment of the present invention.
전술한 제3 실시예의 경우, 터치 감지유닛(230a)의 상부에 배치되는 투명창(220)이 단순 강화유리용 투명창(220)이었고, 제4 실시예의 경우, 터치 감지유닛(230a)의 상부에 배치되는 투명창(220a)이 저항막 방식으로서의 투명창(220a)이었으나, 본 실시예의 경우 투명창(220b)은 정전 용량 방식으로서의 투명창(220b)으로 적용되고 있다.In the above-described third embodiment, the transparent window 220 disposed above the touch sensing unit 230a was a transparent window 220 for tempered glass, and in the fourth embodiment, the upper portion of the touch sensing unit 230a. Although the transparent window 220a disposed in the transparent window 220a is a resistive film method, in the present embodiment, the transparent window 220b is applied to the transparent window 220b as a capacitive method.
도 8에 도시된 터치 감지유닛(230a)과 디스플레이 모듈(210)의 구조에 대해서는 전술한 실시예를 그대로 인용하도록 하고, 여기에서는 정전 용량 방식으로서의 투명창(220b)에 대해서만 설명하도록 한다. 특히, 종래와 달리 분할된 한 쌍의 판스프링(240)이 적용되고 있다는 점은 본 실시예에서도 동일하다.The structure of the touch sensing unit 230a and the display module 210 shown in FIG. 8 will be referred to as mentioned above, and only the transparent window 220b as a capacitive method will be described herein. In particular, it is the same in the present embodiment that a pair of leaf springs 240 is divided, unlike the prior art is applied.
정전 용량 방식으로서의 투명창(220b)은, 터치기판(225a)과, 터치기판(225a)의 하면에 부착되는 ITO 필름(225b)과, ITO 필름(225b)의 하면에 인쇄되는 전극(225c)을 포함한다.The transparent window 220b as a capacitive type includes a touch substrate 225a, an ITO film 225b attached to the lower surface of the touch substrate 225a, and an electrode 225c printed on the lower surface of the ITO film 225b. Include.
터치기판(225a)은 디스플레이 모듈(210)의 일면에 배치되어 화상이 형성되는 디스플레이 모듈(210)을 보호하기 위해 마련되는 부분으로서 본 실시예의 경우 평판 형상의 강화유리로 제작된다. 여기서 강화유리는, 성형 유리를 연화온도에 가까운 500∼600 ℃로 가열하고, 압축한 냉각공기에 의해 급랭시켜 유리 표면부를 압축 변형시킨 후, 내부를 인장 변형하여 강화한 유리를 말한다. 이처럼 강화유리로 터치기판(225a)이 제작되면 아크릴 또는 일반유리로 제작되는 것에 비해 내충격성, 내열성 및 안전성에 있어서 우수한 특징을 가질 수 있다. 또한 글라스 커팅(Glass Cutting)만 허용되는 것과 달리 에칭(Etching) 공정에 의하여 강화유리의 형상을 다양하게 변경할 수 있으므로 터치기판(225a)에 홀(Hole)을 뚫거나 터치기판(225a) 테두리를 곡선형으로 형성할 수 있게 됨으로써 제품의 다양한 디자인이 가능해질 수 있다.The touch substrate 225a is disposed on one surface of the display module 210 and provided to protect the display module 210 in which an image is formed. In this embodiment, the touch substrate 225a is made of tempered glass in a flat shape. Here, tempered glass refers to a glass in which molded glass is heated to 500 to 600 ° C. close to the softening temperature, quenched by compressed cooling air to compressively deform the glass surface, and then tensilely deformed and tempered. As such, when the touch substrate 225a is made of tempered glass, the touch substrate 225a may have excellent characteristics in impact resistance, heat resistance, and safety as compared with acrylic or general glass. In addition, unlike glass cutting only, since the shape of the tempered glass can be variously changed by an etching process, a hole is formed in the touch substrate 225a or the edge of the touch substrate 225a is curved. By being able to form a variety of designs of the product can be enabled.
ITO 필름(225b)은 전기를 전도하면서도 투명한 특성을 갖는 필름을 말한다. ITO는 인-주석 산화물(Indium-Tin Oxide)의 줄인 말로 투명하면서 전기가 통하는 물질을 말한다. 일반적으로 ITO는 Wet coating 또는 Dry coating 등에 의해 박막으로 투명 기판에 코팅되어 전도성을 구현하게 되며, 기존에는 유리판에 코팅되어 LCD 용으로 많이 사용되는 물질이다.The ITO film 225b refers to a film that conducts electricity and has transparent properties. ITO stands for Indium-Tin Oxide, which is a transparent and electrically conductive material. In general, ITO is a thin film coated on a transparent substrate by wet coating or dry coating to implement conductivity. In the past, ITO is coated on a glass plate and is widely used for LCD.
ITO 필름(225b) 상에는 필요에 따라 특정한 형태의 ITO 패터닝(Patterning) 층(미도시)이 형성될 수 있으며, ITO 필름(225b) 하면 가장자리에는 전극(225c)이 인쇄된다. 여기서, 전극(225c)은, 은(Silver)을 사용하여 제작될 수 있다.A specific type of ITO patterning layer (not shown) may be formed on the ITO film 225b, and an electrode 225c is printed on the bottom surface of the ITO film 225b. Here, the electrode 225c may be manufactured using silver.
이에, 손가락 또는 터치 펜을 사용하여 터치기판(225a)을 터치하면, 즉 터치동작을 입력하면 터치 부위를 기점으로 ITO 필름(225b)의 등전위가 파괴되어 전류가 발생하며, 전류가 흐름에 따라 충전된 전하량을 ITO 필름(225b) 하면 가장자리에 인쇄된 은(Silver) 전극(225c)에 연결된 전류 센서(미도시)를 통해 감지하고, 아날로그/디지털 변환기(미도시)를 통해 변환 위치를 검출함으로써 정확한 터치 위치를 인식할 수 있게 된다. 본 실시예의 투명창(220b)은 정전 용량 방식이므로 특히, 한 장의 ITO 필름(225b)만으로 구현할 수 있다.Therefore, when the touch substrate 225a is touched using a finger or a touch pen, that is, when a touch operation is input, the isoelectric potential of the ITO film 225b is destroyed starting from the touched portion, and a current is generated. The amount of charged charge is sensed by a current sensor (not shown) connected to the silver electrode 225c printed on the edge of the ITO film 225b, and the conversion position is detected by an analog / digital converter (not shown). The touch position can be recognized. Since the transparent window 220b of the present embodiment is a capacitive type, in particular, the transparent window 220b may be implemented with only one sheet of ITO film 225b.
본 실시예처럼 정전 용량 방식으로서의 투명창(220b)이 적용되면, 터치 감지유닛(230a)에 의한 터치위치 또는 터치압력 감지 외에 정전 용량 방식으로서의 투명창(220b)에 의한 터치위치까지 감지해낼 수 있는 이점이 있다. 터치위치 결정과 관련해서는 투명창(220b)에 의한 터치위치에 터치 감지유닛(230a)에 의해 감지된 터치위치를 참조하여 최종 터치위치를 결정하는 등의 다양한 방법이 있을 수 있을 것이다. 특히, 본 실시예의 경우에는 멀티 터치(multi touch)의 구현이 가능하다는 이점이 있다.When the transparent window 220b as the capacitive method is applied as in the present embodiment, in addition to the touch position or the touch pressure sensing by the touch sensing unit 230a, the touch position by the transparent window 220b as the capacitive method can be detected. There is an advantage. Regarding the touch position determination, there may be various methods such as determining the final touch position by referring to the touch position sensed by the touch sensing unit 230a at the touch position by the transparent window 220b. In particular, in the case of the present embodiment, there is an advantage that the implementation of multi-touch is possible.
도 7의 경우에는 전전 용량 방식의 투명창(220b)을, 그리고 도 8의 경우에는 저항막 방식의 투명창(220a)을 적용하였지만, 이들은 적외선 방식이나 표면 초음파 방식으로 대체될 수도 있다.In the case of FIG. 7, the full-capacity transparent window 220b is used, and in the case of FIG. 8, the resistive transparent window 220a is used, but they may be replaced by an infrared method or a surface ultrasonic method.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 터치 패널의 구성을 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a configuration of a touch panel according to a sixth embodiment of the present invention.
이 도면에 따르면, 본 실시예에 따른 터치 패널(100)은, 평판 스프링(10)과, 스페이서(20)와, PCB 기판(30)과, 좌표 측정부(40)를 포함하여 이루어진다. According to this drawing, the touch panel 100 according to the present embodiment includes a flat spring 10, a spacer 20, a PCB substrate 30, and a coordinate measuring unit 40.
평판 스프링(10)은, 평판 형태의 구조물로 이루어지며, 평판의 둘레 부분에 해당하는 지지부(12)와, 이 지지부(12)와 지지부(12)와의 내측의 영역과의 경계선(B)을 형성하도록 평판을 부분적으로 절개하여 이루어지는 복수의 절개부(14)와, 평판 중에서 절개부(14)에 의해 절개되지 않은 부분에 해당하여 지지부(12)의 내측 영역을 지지하는 복수의 연결부(16)와, 경계선(B)에 의해 경계지어진 지지부(12)의 내측 영역에 해당하는 누름부(18)를 포함하여 이루어진다. 이때, 누름부(18)는 사용자의 누름에 따라 눌려진 후, 사용자의 누름이 해제되면, 연결부(16)의 탄성에 의해 눌려지기 이전 상태로 복원된다. The flat plate spring 10 is formed of a flat plate-like structure, and forms a boundary line B between a support part 12 corresponding to a circumferential portion of the flat plate and an inner region of the support part 12 and the support part 12. A plurality of incisions 14 formed by partially cutting the plate so as to be supported, a plurality of connecting portions 16 supporting the inner region of the support part 12 corresponding to a portion of the plate not cut by the incision 14; And a pressing part 18 corresponding to an inner region of the support part 12 bounded by the boundary line B. In this case, the pressing unit 18 is pressed according to the user's pressing, and when the user's pressing is released, the pressing unit 18 is restored to a state before being pressed by the elasticity of the connecting unit 16.
또한 평판 스프링(10)은 전도성 재질, 특히 금속성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the flat spring 10 is preferably made of a conductive material, in particular a metallic material.
PCB 기판(30)은, 평판 스프링(10)과 평행으로 대향하도록 배치된다. 또한 PCB 기판(30)에서 적어도 평판 스프링(10)의 누름부(18)에 대향하는 부분에는 하나 또는 복수의 전극(32)이 배치되어 있다. The PCB board | substrate 30 is arrange | positioned so that it may face in parallel with the flat plate spring 10. FIG. In addition, at least one electrode 32 is disposed at a portion of the PCB substrate 30 opposite to the pressing portion 18 of the flat plate spring 10.
스페이서(20)는, 누름부(18)에 대하여 사용자의 누름이 없는 경우에, 서로 대향하는 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)의 거리가 일정하게 유지될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 특히, 평판 스프링(10)의 지지부(12)와 PCB 기판(30)의 사이에 배치된다.The spacer 20 is intended to maintain a constant distance between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 facing each other when the user does not press against the pressing portion 18. It is disposed between the support 12 of the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30.
이때, 평판 스프링(10)의 지지부(12)와 PCB 기판(30)은 스페이서(20)를 통해 서로 결합되어 고정되는 것이 바람직하며, 이를 위하여 스페이서(20)에는 한쪽면에는 평판 스프링(10)의 지지부(12)가 부착되고 반대쪽면에는 PCB 기판이 부착시키기 위한 다양한 접착 방식이 이용될 수 있다. 접착 방식으로는 양면 테이프, 접착제, 땜납 접합, 용접, 리벳 결합, 볼트(나사) 결합 등이 있을 수 있다(도 28을 참조하여 후술함). At this time, the support portion 12 and the PCB substrate 30 of the flat plate spring 10 is preferably fixed to each other by being coupled to each other through the spacer 20, for this purpose, the spacer 20 of one side of the flat plate spring 10 Various attachment methods may be used for attaching the support 12 to the opposite side and for attaching the PCB substrate. The adhesive method may include a double-sided tape, an adhesive, solder bonding, welding, rivet bonding, bolt (screw) bonding, and the like (to be described later with reference to FIG. 28).
좌표 측정부(40)는, 전도성 재질의 평판 스프링(10)의 일부분과 PCB 기판(30)의 전극(32)에 각각 전기적으로 연결되어 있으며, PCB 기판(30)의 전극(32)과 이 전극에 대향하는 평판 스프링 중 누름부(18)의 일부 사이에서 발생하게 되는 정전 용량의 크기 및 변화량을 측정한다.The coordinate measuring unit 40 is electrically connected to a part of the flat plate spring 10 made of a conductive material and the electrode 32 of the PCB substrate 30, respectively, and the electrode 32 and the electrode of the PCB substrate 30. The magnitude and amount of change in capacitance generated between a part of the pressing portions 18 of the flat plate springs opposite to each other are measured.
그리고 측정된 정전 용량을 이용하여 평판 스프링의 누름부(18)에 누름이 발생하였는지의 여부, 누름의 위치(좌표), 누름의 세기 등을 측정하게 된다.Then, by using the measured electrostatic capacity, whether the pressing occurs in the pressing portion 18 of the flat plate spring, the position of the pressing (coordinate), the strength of the pressing and the like is measured.
한편, 평판 스프링(10)이 절연성 물질로 이루어진 경우에는, 적어도 PCB 기판(30)의 전극(32)에 대향하는 부분에 전도성 물질에 의하여 전극(전극 패턴)(34)을 형성하고, 좌표 측정부(40)에서 PCB 기판(30)의 전극(32)과 평판 스프링(10)에 형성된 전극 패턴(34)과의 사이에서 정전 용량을 감지하도록 할 수도 있다. 정전 용량의 변화량 또는 크기를 이용하여 누름부(18)에 대한 누름의 세기를 검출하는 것이 가능하다. On the other hand, when the flat spring 10 is made of an insulating material, the electrode (electrode pattern) 34 is formed by a conductive material on at least a portion of the PCB substrate 30 facing the electrode 32, and the coordinate measuring unit In the 40, the capacitance may be sensed between the electrode 32 of the PCB substrate 30 and the electrode pattern 34 formed on the flat plate spring 10. It is possible to detect the intensity of the pressing on the pressing portion 18 using the amount or magnitude of change in capacitance.
전극(32)은, 단지 사용자의 누름 여부 및 그에 대한 세기만을 감지하기 위해서는 하나가 배치되어도 무방하나, 누름의 위치를 누름부(18)를 좌표 평면으로 하는 2차원 좌표로 검출하기 위해서는 누름부(18)의 적어도 세군데 이상의 지점에 배치되어야만 한다. One electrode 32 may be arranged to detect only the user's pressing and the intensity thereof, but the pressing portion (2) may be used to detect the pressing position in two-dimensional coordinates using the pressing unit 18 as a coordinate plane. At least three spots in 18) should be placed.
한편, 이와 같이 사용자의 누름에 따라 누름부(18)를 이동 및 복원시키기 위하여, 특히 연결부(16) 및 지지부(12)는 비틀림 또는 굽힘에 대한 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 하지만, 사용자의 누름이 이루어지는 누름부(18)는 누름에 의한 압력에 의해 비틀리거나 굽혀지지 않도록 견고성을 갖도록 하는 것이 바람직하다. On the other hand, in order to move and restore the pressing portion 18 according to the user's pressing in this way, in particular, it is preferable that the connecting portion 16 and the support portion 12 has elasticity against torsion or bending. However, it is preferable that the pressing portion 18 in which the pressing of the user is made to have a firmness so as not to be twisted or bent by the pressure by the pressing.
보통, 평판 스프링(10)은 금속과 같이 단일의 재질로 이루어지게 되기 때문에, 탄성 및 견고성을 가능한 동시에 만족할 수 있는 재질로 선택되어 이루어지는 것이 바람직하다. Usually, since the flat spring 10 is made of a single material such as metal, it is preferable that the flat spring 10 is selected from a material that can satisfy elasticity and robustness at the same time.
또한 평판 스프링(10)의 재질뿐만 아니라, 지지부(12)의 폭, 절개부(14)의 폭 및 길이, 연결부(16)의 폭 및 길이, 누름부(18)와 지지부(12)와 및 연결부(16) 등 각 부분에서의 평판의 두께, 절개부(14) 및 연결부(16)의 형태, 스페이서(20)의 크기와 형태와 및 배치 위치 등이 적절하게 설정되어 적용될 수 있다. In addition to the material of the flat spring 10, the width of the support portion 12, the width and length of the cutout portion 14, the width and length of the connecting portion 16, the pressing portion 18 and the support portion 12 and the connecting portion The thickness of the flat plate, the shape of the cutout portion 14 and the connecting portion 16, the size and shape of the spacer 20, the arrangement position, etc. at each of the portions 16 and the like can be appropriately set and applied.
누름부(18)에 작용하는 누름에 대한 좌표를 정전 용량을 이용하여 검출하는 방법에 대해서는 도 10 내지 도 19을 참조하여 설명한다. The method of detecting the coordinates of the pressing acting on the pressing unit 18 by using the capacitance will be described with reference to FIGS. 10 to 19.
도 10은 외팔보에 작용하는 힘과 외팔보의 탄성 변형의 관계를 해석하기 위한 도면이다. 도 10(a)는 외팔보의 탄성 변형을 해석하기 위한 개념도이며, 도 10(b)는 도 10(a)의 외팔보에 대한 등가 스프링 모델을 나타낸 도면이다. 10 is a diagram for analyzing the relationship between the force acting on the cantilever beam and the elastic deformation of the cantilever beam. FIG. 10 (a) is a conceptual diagram for analyzing the elastic deformation of the cantilever beam, and FIG. 10 (b) shows an equivalent spring model for the cantilever beam of FIG. 10 (a).
먼저, 도 10(a)에서와 같이, 길이(ℓ)를 갖는 수평의 외팔보의 자유단 끝부분에 힘(P)이 수직으로 작용하면 외팔보는 변위(δ)만큼 처지게 된다. 이를 수식으로 정리하면, First, as shown in (a) of FIG. 10, when the force P is applied vertically to the free end of the horizontal cantilever beam having a length L, the cantilever beam sags by the displacement δ. If you organize this into a formula,
Figure PCTKR2010006488-appb-I000001
가 된다. 여기에서, E: 탄성 계수, I: 관성 모멘트이다.
Figure PCTKR2010006488-appb-I000001
Becomes Here, E is the elastic modulus and I is the moment of inertia.
이러한 외팔보 해석은, 도 10(b)에서와 같이 수직으로 배치된 단일 스프링으로 등가 모델화된다. 여기에서 각 파라미터를 정리하면,This cantilever analysis is equivalently modeled with a single spring arranged vertically as in FIG. 10 (b). Here is how to organize each parameter
Figure PCTKR2010006488-appb-I000002
이므로,
Figure PCTKR2010006488-appb-I000003
로 된다.
Figure PCTKR2010006488-appb-I000002
Because of,
Figure PCTKR2010006488-appb-I000003
It becomes
즉, 외팔보에 작용하는 힘은 간단한 스프링 구조에 의한 모형화가 가능하다. 따라서 외팔보는, 일정량의 변형이 이루어지는 탄성 영역 내에서는, 스프링으로 사용할 수 있다. 이러한 성질을 이용하여 본 발명에서는, 사용자의 누름이 작용하는 평판에 대하여 소정의 위치에 스프링을 구성하여 반력을 주고, 스프링의 변형을 측정하여 평판에 가해지는 누름에 대한 힘의 세기와 위치를 검출하는 원리를 이용한다.In other words, the force acting on the cantilever beam can be modeled by a simple spring structure. Therefore, the cantilever can be used as a spring in the elastic region where a certain amount of deformation occurs. By using this property, in the present invention, a spring is formed at a predetermined position with respect to a flat plate to which the user's pressing is applied to give a reaction force, and the deformation and the force of the spring are measured to detect the strength and position of the force applied to the flat plate. Use the principle of
도 11 내지 도 14에서는 본 발명에 따른 터치 패널에서 평판 스프링의 다양한 형태를 보여준다.11 to 14 show various types of flat springs in the touch panel according to the present invention.
한편, 도 11 내지 도 14의 터치 패널(100)에서는, 평판 스프링(10)의 누름부(18)의 적어도 일부분(특히, 중앙 부분)에서 평판을 제거하여 투광부(18A)를 형성하고 있으며, 투광부(18A)에는 투광판(18B)이 배치된 형태를 하고 있다. 투광판(18B)은 누름부(18) 중에 있어서 평판이 제거되지 않은 부분(투광부를 형성하기 위해 제거된 부분 이외의 부분, 즉, 누름부의 테두리 부분)에 접착 등에 의해 고정되어 있다.On the other hand, in the touch panel 100 of FIGS. 11 to 14, at least a portion (particularly, a central portion) of the pressing portion 18 of the flat plate spring 10 is removed to form the light transmitting portion 18A. The transmissive plate 18B is arranged in the transmissive portion 18A. The light transmitting plate 18B is fixed to the part of the press part 18 in which the flat plate was not removed (parts other than the part removed to form the light transmitting part, that is, the edge part of the press part) by adhesion or the like.
이러한 투광판(18B)은 소정의 두께를 갖는 별도의 스페이서(20)를 통해 부착되어질 수도 있다. The floodlight plate 18B may be attached through a separate spacer 20 having a predetermined thickness.
또한 투광판(18B)은 사용자의 누름에 의한 압력에 의해 비틀리거나 굽혀지지 않는, 유리와 같은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the light transmitting plate 18B is made of a material such as glass that is not twisted or bent by the pressure of the user's pressing.
또한 투광판(18B)을 포함하는 구조에 있어서, 정전 용량을 감지하기 위하여 PCB 기판(30)에 형성되는 전극(32)은, 누름부(18)에서 평판이 제거되지 않은 테두리 부분에 대향하는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. In addition, in the structure including the light transmitting plate 18B, the electrode 32 formed on the PCB substrate 30 in order to sense the capacitance, the position facing the edge portion where the flat plate is not removed from the pressing portion 18 It is preferably arranged in.
또는, 누름부(18)에 부착된 투광판(18B)에 투명 전극 등으로 전극 패턴(34)을 형성하고 PCB 기판(30)에는 이 전극 패턴(34)에 대향하는 위치에 전극(32)을 배치하고, 좌표 측정부(40)에서는 전극 패턴(34)과 전극(32)과의 사이에서의 정전 용량에 의해 누름을 감지하도록 할 수도 있다. 이러한 구조는 누름부(18)의 테두리 부분을 매우 좁게 형성하거나, 평판 스프링(10)을 절연성 재질로 형성하는 경우에 적용될 수 있다.Alternatively, the electrode pattern 34 is formed on the light-transmitting plate 18B attached to the pressing part 18 with a transparent electrode, and the electrode 32 is placed on the PCB substrate 30 at a position opposite to the electrode pattern 34. In addition, the coordinate measuring unit 40 may be configured to detect the press by the capacitance between the electrode pattern 34 and the electrode 32. Such a structure may be applied when the edge portion of the pressing portion 18 is formed to be very narrow, or when the flat spring 10 is formed of an insulating material.
또한 이와 같이 투광부(18A)를 형성하는 경우에 있어서는, PCB 기판(30)도 투광부(18A)에 대응하는 형태로 개구(도시하지 않음)를 형성함으로써 전체적으로 투광성 구조를 이루도록 하는 것이 바람직하다. In the case where the light transmitting portion 18A is formed in this manner, it is preferable that the PCB substrate 30 also has an opening (not shown) in a form corresponding to the light transmitting portion 18A so as to form a light transmitting structure as a whole.
이러한 구조를 갖는 평판 스프링(10)에 의하면, 누름부(18) 및 PCB 기판(30)에 형성된 투광부(18A)를 통해 뒷면의 디스플레이 장치로부터의 표시가 투과되어 보여질 수 있게 되므로, 디스플레이 장치의 표면에 중첩 배치되어 사용자의 터치를 입력받을 수 있는 터치 스크린으로 기능할 수 있게 된다. According to the flat spring 10 having such a structure, since the display from the display device on the rear side can be transmitted through the pressing portion 18 and the light transmitting portion 18A formed on the PCB substrate 30, the display apparatus can be seen. Overlaid on the surface of the to be able to function as a touch screen that can receive a user's touch.
먼저, 도 11은 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 일례를 보여주는 도면이다. 도 11(a)는 도 9에서와 같이 사각형 형태의 평판 스프링(10)의 한쪽 변으로부터 소정 폭으로 지지부(12)를 형성하면서 절개하여 절개부(14) 및 연결부(16)를 형성한 형태를 보여준다. First, FIG. 11 is a view showing an example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention. FIG. 11A illustrates a shape in which the cutout 14 and the connecting portion 16 are formed by cutting while forming the support 12 with a predetermined width from one side of the rectangular flat spring 10 as shown in FIG. 9. Shows.
도 11(b)는 도 11(a)의 터치 패널의 측단면도이다. 위로부터 투광판(18B)과 평판 스프링(10)과 스페이서(20)와 PCB 기판(30)이 순차적으로 적층된 구조를 볼 수 있다. FIG. 11B is a side cross-sectional view of the touch panel of FIG. 11A. From above, it is possible to see a structure in which the floodlight plate 18B, the flat plate spring 10, the spacer 20, and the PCB substrate 30 are sequentially stacked.
도 11(c)는 도 11(a)의 터치 패널의 평면도이다. 본 도면에서는, 절개부(14)의 형태와 스페이서(20)의 형태와(스페이서가 위에서 보여지는 것처럼 도시함) 투명판(18B)의 형태를 볼 수 있다. FIG. 11C is a plan view of the touch panel of FIG. 11A. In this figure, the shape of the cutout 14, the shape of the spacer 20 (shown as the spacer is shown above) and the shape of the transparent plate 18B can be seen.
도 11(d)는 이와 같은 형태의 평판 스프링 구조에 있어서, 누름부와 스프링에 의한 등가 모델을 보여준다. 도 11(a)와 같은 평판 스프링(10)에 의하면, 누름부(18)의 형태에 대응하는 사각형의 각 모서리(연결부가 위치하는 부분)에 스프링에 의한 반력이 작용하는 것(탄성 작용 위치)으로 해석될 수 있게 된다. Figure 11 (d) shows the equivalent model by the pressing portion and the spring in this type of flat spring structure. According to the flat plate spring 10 as shown in FIG. 11 (a), the reaction force by a spring acts on each edge (part in which a connection part is located) of the square corresponding to the shape of the press part 18 (elastic action position). It can be interpreted as
도 12는 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 다른 예를 보여주는 도면이다. 12 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention.
도 12(a)는, 사각형 형태의 평판 스프링(10)에서 각 변에 소정 폭을 갖는 지지부(12)와 내측 영역과의 경계선(B)에 의해 이루어지는 사각형에 있어서, 이 사각형의 각 모서리를 연결부(16)로 하고 이를 제외한 각 변 부분에 절개부(14)를 형성한 형태를 보여준다. 12 (a) is a rectangle formed by a boundary line B between a support part 12 having a predetermined width on each side and an inner region of a rectangular flat plate spring 10, and connecting each corner of the rectangle. (16) and shows a form in which the incision 14 is formed on each side except this.
도 12(b)는 도 12(a)의 터치 패널의 측단면도이다. 위로부터 투광판(18B)과 평판 스프링(10)과 스페이서(20)와 PCB 기판(30)이 순차적으로 적층된 구조를 볼 수 있다. FIG. 12B is a side cross-sectional view of the touch panel of FIG. 12A. From above, it is possible to see a structure in which the floodlight plate 18B, the flat plate spring 10, the spacer 20, and the PCB substrate 30 are sequentially stacked.
도 12(c)는 도 12(a)의 터치 패널의 평면도이다. 지지부(12)의 각 변의 중앙 부분에 스페이서(20)가 배치되어 있음을 볼 수 있다. 이러한 평판 스프링 구조에 대한 등가 모델은, 누름부(투광판)(18)에 대하여 탄성을 작용하는 연결부(16)가 각 모서리에 위치하고 있으므로, 도 11(d)에 도시된 것과 동일하다. FIG. 12C is a plan view of the touch panel of FIG. 12A. It can be seen that the spacer 20 is disposed at the central portion of each side of the support 12. The equivalent model for this flat spring structure is the same as that shown in Fig. 11 (d), because the connecting portions 16 which act on the pressing portions (light transmitting plate) 18 are located at each corner.
도 13은 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 또 다른 예를 보여주는 도면이다. 도 13(a)는, 내측 영역의 각 변의 중앙 부분에 연결부(16)가 형성되고 각 모서리를 포함하도록 절개부(14)를 형성하고 있는 형태를 보여준다. 13 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention. FIG. 13 (a) shows a form in which the connection portion 16 is formed at the center portion of each side of the inner region and the cutout portion 14 is formed to include each corner.
도 13(b)는, 도 13(a)의 터치 패널에 대한 평면도이다. 스페이서(20)는 평판 스프링(10)의 각 모서리 부분에 배치되게 된다. FIG. 13B is a plan view of the touch panel of FIG. 13A. The spacer 20 is disposed at each corner portion of the flat spring 10.
도 13(c)는, 이와 같은 형태의 평판 스프링 구조에 있어서, 누름부와 스프링에 의한 등가 모델을 보여준다. 즉, 누름부(18)의 형태에 대응하는 사각형의 각 변의 중앙 부분(연결부가 위치하는 부분)에 스프링에 의한 반력이 작용하는 것으로 해석될 수 있게 된다. Fig. 13C shows an equivalent model of the pressing portion and the spring in the flat spring structure of this type. That is, it can be interpreted that the reaction force by the spring acts on the center portion (part where the connection portion is located) of each side of the rectangle corresponding to the shape of the pressing portion 18.
도 14는 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서 평판 스프링을 구성하는 또 다른 예를 보여주는 도면이다. 도 14(a)는 지지부(12)의 내측 영역에 대한 경계선의 각 모서리와 중앙 부분에 연결부(16)가 형성될 수 있도록 절개부(14)를 형성한 형태를 보여준다.14 is a view showing another example of configuring a flat spring in the touch panel according to the present invention. FIG. 14A illustrates a form in which the cutouts 14 are formed so that the connection portions 16 may be formed at each corner and the center of the boundary line with respect to the inner region of the support 12.
도 14(b)는 도 14(a)와 같이 절개부 및 연결부가 형성된 평판 스프링에 대한 등가 모델로서, 누름부(내측 영역)와 대응하는 사각형의 각 모서리 및 각 변의 중앙에 스프링에 의한 반력이 작용하는 것으로 해석될 수 있다.Figure 14 (b) is an equivalent model for the flat spring formed with the incision and the connecting portion as shown in Figure 14 (a), the reaction force by the spring in the center of each corner and each side of the square corresponding to the pressing portion (inner region) Can be interpreted as functioning.
도 11 내지 도 14을 참조하여 상술한 다양한 평판 스프링의 형태 외에도 다양한 구조가 적용될 수 있다. In addition to the shape of the various flat springs described above with reference to FIGS. 11 to 14, various structures may be applied.
도 15는 도 11에 도시된 바와 같은 구조의 평판 스프링에 있어서, 누름에 의해 작용하는 힘에 의해 누름부의 각 지점에서의 변위의 관계를 해석하기 위하여 각각의 파라미터를 설정하기 위한 도면이다. FIG. 15 is a diagram for setting each parameter in order to analyze the relationship of the displacement at each point of the pressing part by the force acting by the pressing in the flat spring having the structure as shown in FIG.
도 15(a)는 평판 스프링(10)의 형태 및 각부에 설정되는 파라미터를 보여준다. 여기에서, 누름부(18)의 중심을 좌표축 중심으로 할 때, 힘의 크기가 F인 누름이 작용하는 지점은 위치(x,y)로 표시되었다. 그리고 좌표 중심으로부터 누름부(18)의 세로 방향 길이는 2ℓ1로 정의되고, 가로 방향 길이는 2ℓ2로 정의된다. ℓ1은 누름에 대한 반력인 탄성이 작용하는 연결부(16)의 중심으로부터 좌표 중심까지의 세로 방향 거리가 되고, ℓ2는 연결부(16)의 중심으로부터 좌표 중심까지의 가로 방향 거리가 된다. n은 누름부(18)와 동일한 평면에 대한 법선이며, 이 법선은 n=ai+bj+ck로 표시될 수 있다.Fig. 15A shows the shape of the flat plate spring 10 and the parameters set in each part. Here, when the center of the pressing part 18 is made into the center of the coordinate axis, the point where the pressing of which the magnitude | size of the force acts is represented by the position (x, y). And longitudinal length of the pressing portion 18 from the center coordinate is defined in 2ℓ 1, the horizontal direction length is defined as a 2ℓ 2. 1 is the longitudinal distance from the center of the connecting portion 16 to which the elasticity, which is a reaction force against the pressing, is applied, to the coordinate center, and 2 is the horizontal distance from the center of the connecting portion 16 to the coordinate center. n is a normal to the same plane as the pressing part 18, and this normal can be represented by n = a i + b j + c k .
도 15(b)는 위와 같이 누름부에 대해서 설정된 각 파라미터를 평면도에 나타낸 것이다.15 (b) shows each parameter set for the pressing unit as described above in a plan view.
도 15(c)는 위치(F)에 누름이 발생하여 누름부에 변위가 발생한 경우를 나타낸 도면이다. 도 15(c)에서 평면의 법선(n)이 Z축에 대하여 기울어져 있는 것을 확인할 수 있다. 여기에서, R1,R2,R3,R4는 탄성 작용 위치에서 발생하는 스프링의 반력을 나타내는 벡터이고, f1,f2,f3,f4는 누름부(18)의 각 변에 대한 직선 방정식을 나타낸다.FIG. 15C is a diagram illustrating a case where a press occurs at the position F and a displacement occurs at the press portion. FIG. It can be seen from Fig. 15 (c) that the plane normal n is inclined with respect to the Z axis. Here, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are vectors representing the reaction force of the spring occurring at the elastic action position, and f 1 , f 2 , f 3 , and f 4 are each side of the pressing part 18. Represents a straight line equation.
이러한 도면을 이용하면 위치(x,y)에 작용하는 누름(F)에 대한 해석은 다음과 같이 도출된다. Using this figure, the interpretation of the pressing F acting on the position (x, y) is derived as follows.
먼저, 누름부(18)를 이루는 평판에 대한 평면 방정식은 ax+by+cz+d=0 (여기에서, n=ai+bj+ck)로 표현될 수 있다. 이때, 평판의 각 변에 대한 직선 방정식은,First, the planar equation for the plate constituting the pressing part 18 may be expressed as ax + by + cz + d = 0 (here, n = a i + b j + c k ). At this time, the linear equation for each side of the plate,
f1: Z = -By -AL2 -D f 1 : Z = -By -AL2 -D
f2: Z = -Ax -BL1 -Df 2 : Z = -Ax -BL1 -D
f3: Z = -By +AL2 -Df 3 : Z = -By + AL2 -D
f4: Z = -Ax +BL1 -Df 4 : Z = -Ax + BL1 -D
로 정의될 수 있고, 여기에서, A = a/c, B = b/c, D = d/c 이다., Where A = a / c, B = b / c, and D = d / c.
각각의 탄성 작용 위치에서의 변위(처짐양)를 Z1,Z2,Z3,Z4라고 하면 각각에 대한 식은,If the displacement (a deflection amount) at each elastic action position is Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , the equation for each
Z1 = -(Bℓ1) -AL2 -D = -Bℓ1 -AL2 -DZOne                  =-(BℓOne) -AL2                  -D = -BℓOne-AL2                  -D
Z2 = -Aℓ2 -BL1 -DZ2                  = -Aℓ2-BLOne                  -D
Z3 = -Bℓ1 +AL2 -DZ3                  = -BℓOne+ AL2                  -D
Z4 = -Aℓ2 +BL1 -DZ4                  = -Aℓ2+ BLOne                  -D
와 같이 구해지고, 따라서 각 반력 R1,R2,R3,R4와 처짐양 Z1,Z2,Z3,Z4의 관계는, Therefore, the relationship between the reaction forces R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and the deflection amount Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 is
R1 = KZ1 ROne                  = KZOne             
R2 = KZ2 R2                  = KZ2             
R3 = KZ3 R3                  = KZ3             
R4 = KZ4 R4                  = KZ4             
의 갖는 것으로 정리된다.It is summarized as having.
이때, Z축 방향의 합력(모멘트)은 0이므로,At this time, since the force (moment) in the Z-axis direction is 0,
Figure PCTKR2010006488-appb-I000004
Figure PCTKR2010006488-appb-I000004
이 되고, 이 식을 정리하면 다음과 같다.This equation is summarized as follows.
ΣF = -F -4KD = 0ΣF = -F -4KD = 0
D = -F/4K --①D = -F / 4K --①
같은 방법으로, X축 방향 및 Y축 방향에 대한 모멘트의 합은 0이라는 관계를 이용하면, 다음과 같은 관계를 도출할 수 있게 된다. In the same way, if the sum of the moments in the X-axis direction and the Y-axis direction is 0, the following relationship can be derived.
ΣMx = -Fy +R1(-ℓ1) +R2(L1) +R3(ℓ1) +R4(-L1) = 0ΣM x = -Fy + R 1 (-ℓ 1 ) + R 2 (L 1 ) + R 3 (ℓ 1 ) + R 4 (-L 1 ) = 0
Fy = K(2A(ℓ1L2 -L12) -2B(ℓ1 2 +L1 2)) --② Fy = K (2A (ℓ 1 L 2 -L 1 ℓ 2) -2B ( 1 2 + L 1 2)) --②
ΣMy = -Fx +R1(L2) +R2(ℓ2) +R3(-L2) +R4(-ℓ2) = 0ΣM y = -Fx + R 1 (L 2 ) + R 2 (ℓ 2 ) + R 3 (-L 2 ) + R 4 (-ℓ 2 ) = 0
Fx = K(-2A(L2 2 +ℓ2 2) +2B(ℓ1L2 -L12)) --③Fx = K (-2A (L 2 2 + ℓ 2 2 ) + 2B (ℓ 1 L 2 -L 12 )) --③
식 ①,②,③을 이용하여, 평면 법선 벡터의 a,b,c,d 또는 A,B를, 힘의 크기 F, 힘이 가한 위치(x,y), 그리고 평판의 크기 L1,L2, 반력의 위치 ℓ1,ℓ2의 변수로 정리하면, 다음과 같다.Using equations ①, ②, ③, a, b, c, d or A, B of the plane normal vector, the magnitude of the force F, the position of the force (x, y), and the magnitude of the plate L 1 , L 2 , summarized by the variables of the reaction positions ℓ 1 , ℓ 2 are as follows.
Figure PCTKR2010006488-appb-I000005
Figure PCTKR2010006488-appb-I000005
Figure PCTKR2010006488-appb-I000006
Figure PCTKR2010006488-appb-I000006
Figure PCTKR2010006488-appb-I000007
Figure PCTKR2010006488-appb-I000007
이와 같은 결과를 이용하여 다음과 같은 실제 적용예를 얻을 수 있다.Using these results, the following practical application can be obtained.
(1) 정사각형 평판의 경우 (1) for square plates
도 16은 각 변이 60mm인 정사각형 형태의 평판에 있어서, 힘의 크기가 F인 누름이 작용하는 경우, 각 변에서 측정되는 변위에 의해 누름의 위치(x,y)를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 16 illustrates a process of detecting a position (x, y) of a press by a displacement measured at each side when a press of a force of F acts on a square plate having a 60 mm side. Drawing.
도 16에 의하면, 등가 모델의 스프링(반력 작용 위치)이 평판의 각 모서리로부터 5mm 떨어진 위치에 위치하는 것으로 된 경우에 있어서, 평판의 변위를 측정하는 위치(반력 측정점)를 다양하게 설정하고 있는 것을 보여준다. 즉, ①의 경우는 반력 측정점이 스프링의 위치와 같은 경우이고, ②의 경우는 반력 측정점이 평판의 각변의 중앙인 경우이고, ③의 경우는 반력 측정점이 평판의 각 모서리인 경우이고, ④의 경우는 반력 측정점이 평판의 각 변의 중앙으로부터 10mm 떨어진 경우를 보여주고 있다. According to Fig. 16, in the case where the spring (reaction force position) of the equivalent model is located at a position 5 mm away from each corner of the plate, the position (reaction force measurement point) for measuring the displacement of the plate is variously set. Shows. That is, in the case of ①, the reaction force measurement point is the same as the spring position, in the case of ②, the reaction force measurement point is the center of each side of the plate, and in the case of ③, the reaction force measurement point is each corner of the plate. The case shows that the reaction force measurement point is 10 mm away from the center of each side of the plate.
여기에서, 스프링 계수에 대해서는, K = 1로 설정된다. Here, the spring coefficient is set to K = 1.
또한 누름은 좌표 원점으로부터 (10,5)인 위치에 작용하고, 힘의 세기 F는 1로 설정한다. 이러한 수치에 의해 A = -1/305, B = -1/610, D = -0.25로 산출된다.Pressing also acts at the position (10,5) from the coordinate origin, and the force F is set to one. Based on these numbers, A = -1/305, B = -1/610, and D = -0.25.
먼저, ①의 경우에는, 다음 [표 1]과 같은 측정 결과를 얻을 수 있다. First, in the case of ①, the following measurement results can be obtained.
표 1
Figure PCTKR2010006488-appb-T000001
Table 1
Figure PCTKR2010006488-appb-T000001
즉, 각 측정점의 처짐량 Zi는 Ri = KZi의 관계에 있고, K = 1 이므로, Ri = Zi 의 관계로 된다. 상기 표에서는,
Figure PCTKR2010006488-appb-I000008
로 나타나는 것을 확인할 수 있어, ΣRi = F = 1의 관계와 같으므로, 식이 바르다는 것을 알 수 있다. 이 네지점의 반력으로부터 역으로 힘 F의 위치는 다음과 같이 구해진다.
That is, since the deflection amount Z i of each measuring point is in a relationship of R i = KZ i , and K = 1, it is in a relationship of R i = Z i . In the table above,
Figure PCTKR2010006488-appb-I000008
It can be seen that the equation is the same as the relationship of ΣR i = F = 1, indicating that the equation is correct. The position of the force F is inversely calculated from the reaction force of these four points.
Figure PCTKR2010006488-appb-I000009
Figure PCTKR2010006488-appb-I000009
Figure PCTKR2010006488-appb-I000010
Figure PCTKR2010006488-appb-I000010
따라서 x = 10, y = 5를 대입하여, 반력 측정점에서의 처짐량 Zi로부터 반력 Ri를 구하고, Ri와 Ri의 좌표(xi,yi)로부터 힘 F의 위치(x,y)를 바르게 구할 수 있음을 확인할 수 있다. Therefore, by substituting x = 10 and y = 5, the reaction force R i is obtained from the deflection amount Z i at the reaction force measuring point, and the position of the force F from the coordinates (x i , y i ) of R i and R i (x, y). It can be seen that can be found correctly.
같은 방법으로 처짐량 측정의 위치를 변경하면서 계산 결과를 검토하였다.In the same way, the calculation results were examined while changing the position of the deflection measurement.
②의 지점들에서 측정되는 결과는 다음 [표 2]와 같다.The results measured at the points of ② are shown in the following [Table 2].
표 2
Figure PCTKR2010006488-appb-T000002
TABLE 2
Figure PCTKR2010006488-appb-T000002
③의 지점들에서 측정되는 결과는 다음 [표 3]과 같다.The results measured at points ③ are shown in the following [Table 3].
표 3
Figure PCTKR2010006488-appb-T000003
TABLE 3
Figure PCTKR2010006488-appb-T000003
④의 지점들에서 측정되는 결과는 다음 [표 4]와 같다.The results measured at points ④ are shown in the following [Table 4].
표 4
Figure PCTKR2010006488-appb-T000004
Table 4
Figure PCTKR2010006488-appb-T000004
이러한 [표 1], [표 2], [표 3], [표 4]에 나타난 결과를 분석하면 다음과 같다.The results shown in [Table 1], [Table 2], [Table 3], and [Table 4] are as follows.
도 17은 위의 표에 나타난 바와 같은 측정 결과를 분석하기 위한 도면이다. 반력이 측정되는 평판의 좌표 원점으로부터 각 반력 측정 지점까지의 거리를 각각 S1,S2,S3,S4로 정의하면, 각 거리는,17 is a diagram for analyzing measurement results as shown in the above table. If the distance from the coordinate origin of the plate on which the reaction force is measured to each reaction force measurement point is defined as S1, S2, S3, S4, respectively,
S1 = 39.05S1 = 39.05
S2 = 30S2 = 30
S3 = 42.4264S3 = 42.4264
S4 = 31.622S4 = 31.622
로 측정되며, 각 경우의 측정 좌표를 xi',yi'이라 할 때,Measured in terms of x i and y i ,
Figure PCTKR2010006488-appb-I000011
Figure PCTKR2010006488-appb-I000011
Figure PCTKR2010006488-appb-I000012
Figure PCTKR2010006488-appb-I000012
의 관계가 얻어지며, 이에 의해 반력 측정 위치와 관계없이, 힘 F가 가해진 위치(x,y)를 구할 수 있게 된다. The relationship is obtained, whereby the position (x, y) to which the force F is applied can be obtained regardless of the reaction force measurement position.
따라서 정사각형의 경우는 반력 측정 위치가 앞서 설명한 위치 관계를 갖는다면, 누름 F에 대한 위치를 산출할 수 있게 된다. Therefore, in the case of a square, if the reaction force measurement position has the positional relationship described above, it is possible to calculate the position for the pressing F.
(2) 직사각형 평판의 경우 중 반력 작용 위치가 각 모서리인 경우(2) In the case of rectangular flat plate, the reaction force is at each corner
도 18은 각 변이 80mm 및 60mm인 직사각형 평판에 있어서, 힘의 크기가 F인 누름이 작용하는 경우, 각 변에서 측정되는 변위에 의해 누름의 위치(x,y)를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 18 illustrates a process of detecting a position (x, y) of a press by a displacement measured at each side when a press of a force of F acts on a rectangular flat plate having 80 mm and 60 mm sides. Drawing.
도 18에 의하면, 등가 모델의 스프링(반력 작용 위치)이 평판의 각 모서리에 위치하는 것으로 된 경우에 있어서, 평판의 변위를 측정하는 위치(반력 측정점)를 다양하게 설정하고 있는 것을 보여준다. 즉, ①의 경우는 반력 측정점이 스프링의 위치와 같은 경우이고, ②의 경우는 반력 측정점이 평판의 각변의 중앙인 경우이고, ③의 경우는 반력 측정점이 평판의 모서리 및 모서리로부터 10mm 떨어진 경우를 혼합한 것이고, ④의 경우는 반력 측정점이 평판의 각 변의 중앙으로부터 10mm 떨어진 경우를 보여주고 있다. According to FIG. 18, when the spring (reaction action position) of the equivalent model is located in each corner of a flat plate, it shows that the position (reaction force measuring point) which measures the displacement of a flat plate is variously set. That is, in the case of ①, the reaction force measurement point is the same as the spring position, in the case of ②, the reaction force measurement point is the center of each side of the plate, and in the case of ③, the reaction force measurement point is 10mm away from the edge and the edge of the plate. In the case of ④, the reaction force measurement point is 10 mm away from the center of each side of the plate.
이 경우 각 파라미터들은 다음과 같이 결정된다. In this case, each parameter is determined as follows.
즉, L1 = 30, L2 = 40, ℓ1 = 30, ℓ2 = 40, F = 1, x= 10, y = 5이고, 또한 A = -1/640, B = -1/270, D = -0.25로 된다. That is, L 1 = 30, L 2 = 40, L 1 = 30, L 2 = 40, F = 1, x = 10, y = 5, and A = -1/640, B = -1/270, D = -0.25.
이때, 각 경우에 대한 측정 결과는 다음의 표와 같이 나타난다. In this case, the measurement results for each case are shown in the following table.
[표 5]는 ①의 경우의 측정 결과이고, [표 6]은 ②의 경우의 측정 결과이며, [표 7]은 ③의 경우의 측정 결과이고, [표 8]은 ④의 경우의 측정 결과이다.[Table 5] is the measurement result in case of ①, [Table 6] is the measurement result in case of ②, [Table 7] is the measurement result in case of ③, and [Table 8] is the measurement result in case of ④ to be.
표 5
Figure PCTKR2010006488-appb-T000005
Table 5
Figure PCTKR2010006488-appb-T000005
표 6
Figure PCTKR2010006488-appb-T000006
Table 6
Figure PCTKR2010006488-appb-T000006
표 7
Figure PCTKR2010006488-appb-T000007
TABLE 7
Figure PCTKR2010006488-appb-T000007
표 8
Figure PCTKR2010006488-appb-T000008
Table 8
Figure PCTKR2010006488-appb-T000008
이러한 측정 결과를 살펴보면, 직사각형 평판의 각 모서리에 스프링이 위치하는 상태에서 다양한 위치의 변위를 측정하여 누름에 대한 위치(x,y)를 측정하는 경우, ① 및 ②의 경우에서는 위치(x,y)를 구할 수 있었으나, ③ 및 ④의 경우에서는 일정한 관계를 얻을 수 없어 누름의 위치를 구할 수 없는 것으로 판정되었다. As a result of the measurement, in the case of measuring the position (x, y) for pressing by measuring the displacement of various positions while the spring is located at each corner of the rectangular plate, the position (x, y) in the case of ① and ② ), But in the case of ③ and ④, it was determined that a certain relation could not be obtained and thus the position of the push could not be obtained.
(3) 직사각형 평판의 경우 중 반력 작용 위치가 각 모서리에서 떨어진 위치인 경우(3) In the case of rectangular flat plate, the reaction force is far from each corner
도 19는 각 변이 80mm 및 60mm인 또다른 등가 모델의 직사각형 평판에 있어서, 힘의 크기가 F인 누름이 작용하는 경우, 각 변에서 측정되는 변위에 의해 누름의 위치(x,y)를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. Fig. 19 shows the detection of the position (x, y) of a press by the displacement measured at each side when a press of the force of F acts on a rectangular flat plate of another equivalent model with each side having 80 mm and 60 mm. It is a figure for demonstrating a process.
도 19에 의하면, 등가 모델의 스프링(반력 작용 위치)이 평판의 각 변의 중앙으로부터 일정 거리(예를 들면, 25mm) 떨어진 곳에 위치하는 것으로 된 경우에 있어서, 평판의 변위를 측정하는 위치(반력 측정점)를 다양하게 설정하고 있는 것을 보여준다. 즉, ①의 경우는 반력 측정점이 스프링의 위치와 같은 경우이고, ②의 경우는 반력 측정점이 평판의 각변의 중앙인 경우이고, ③의 경우는 반력 측정점이 평판의 각 모서리인 경우이고, ④의 경우는 반력 측정점이 평판의 각 변의 중앙으로부터 10mm 떨어진 경우를 보여주고 있다. According to FIG. 19, the position (reaction measuring point) which measures the displacement of a plate when the spring (reaction action position) of the equivalent model is located in the position which is a fixed distance (for example, 25 mm) from the center of each side of a plate. ) Shows various settings. That is, in the case of ①, the reaction force measurement point is the same as the spring position, in the case of ②, the reaction force measurement point is the center of each side of the plate, and in the case of ③, the reaction force measurement point is each corner of the plate. The case shows that the reaction force measurement point is 10 mm away from the center of each side of the plate.
이 경우 각 파라미터들은 다음과 같이 결정된다. In this case, each parameter is determined as follows.
즉, L1 = 30, L2 = 40, ℓ1 = 25, ℓ2 = 25, F = 1, x= 10, y = 5이고, 또한 A = -66/26645, B = -109/53290, D = -0.25로 된다. That is, L 1 = 30, L 2 = 40, L 1 = 25, L 2 = 25, F = 1, x = 10, y = 5, and A = -66/26645, B = -109/53290, D = -0.25.
이때, 각 경우에 대한 측정 결과는 다음의 표와 같이 나타난다. In this case, the measurement results for each case are shown in the following table.
[표 9]는 ①의 경우의 측정 결과이고, [표 10]은 ②의 경우의 측정 결과이며, [표 11]은 ③의 경우의 측정 결과이고, [표 12]는 ④의 경우의 측정 결과이다.[Table 9] is the measurement result in case of ①, [Table 10] is the measurement result in case of ②, [Table 11] is the measurement result in case of ③, and [Table 12] is the measurement result in case of ④ to be.
표 9
Figure PCTKR2010006488-appb-T000009
Table 9
Figure PCTKR2010006488-appb-T000009
표 10
Figure PCTKR2010006488-appb-T000010
Table 10
Figure PCTKR2010006488-appb-T000010
표 11
Figure PCTKR2010006488-appb-T000011
Table 11
Figure PCTKR2010006488-appb-T000011
표 12
Figure PCTKR2010006488-appb-T000012
Table 12
Figure PCTKR2010006488-appb-T000012
이러한 측정 결과를 살펴보면, 반력 측정점이 반력 작용 위치와 동일한 ①의 경우에서만 누름의 위치(x,y)에 대한 산출이 가능함을 알 수 있다. Looking at the measurement results, it can be seen that the calculation of the position (x, y) of the pressing can only be calculated in the case of ① where the reaction force measurement point is the same as the reaction force position.
상술한 바와 같은 측정 결과를 이용하여, 평판의 형태 및 등가 스프링의 위치, 반력 측정 위치를 적절하게 설정하여 누름의 위치를 검출하는 데 적용할 수 있다.Using the measurement results as described above, the shape of the flat plate, the position of the equivalent spring, and the reaction force measurement position can be set appropriately and applied to detecting the position of the pressing.
또한 ΣRi = F 이므로, 각각의 반력의 총합을 이용하여, 누름의 세기(F)에 대해서도 측정이 가능하다.In addition, since ΣR i = F, the intensity F of the press can be measured using the sum of the respective reaction forces.
다음, 도 20 내지 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널에 있어서 정전 용량을 감지하기 위한 전극의 배치를 설명한다. Next, referring to FIGS. 20 to 15, an arrangement of electrodes for sensing capacitance in a touch panel according to an embodiment of the present invention will be described.
도 20은 도 11(a)에 도시된 바와 같은 사각형 형태의 평판 스프링(10)의 한쪽 변으로부터 소정 폭으로 지지부(12)를 형성하면서 절개하여 절개부(14) 및 연결부(16)를 형성한 구조에 있어서, 각 구성을 분리하여 보여주는 도면이다. FIG. 20 is an incision while forming the support portion 12 with a predetermined width from one side of the rectangular flat spring 10 as shown in FIG. 11 (a) to form the incision 14 and the connecting portion 16. FIG. In the structure, it is a figure which shows each structure separately.
도 20을 참조하면, 터치 패널(100)은 상부로부터 투명판(18B)과, 평판 스프링(10)과, 스페이서(20)와, PCB 기판(30)이 위치하며, 최하부에는 디스플레이 장치(70)가 배치되어 있다. 이때, 터치 패널(100)의 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)의 중앙 부분에는 디스플레이 장치(70)의 표시 화면을 투과시킬 수 있도록 투광부(18A)가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 20, the touch panel 100 includes a transparent plate 18B, a flat plate spring 10, a spacer 20, and a PCB substrate 30 positioned from the top, and a display device 70 at the bottom thereof. Is arranged. In this case, it may be confirmed that the light transmitting part 18A is formed at the center of the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 of the touch panel 100 so as to transmit the display screen of the display device 70.
도 21은 도 20과 같은 구조의 터치 패널의 측면도이다. 도면을 참조하면, 각 구성들은 서로 상하로 접합된 상태이며, 특히 PCB 기판(30)에는 평판 스프링(10)의 누름부(특히, 투명판에 대응하는 부분)(18)에 대향하는 부분에 전도성 재질인 평판 스프링(10)과의 정전 용량을 형성하는 전극(32)이 배치되어 있는 것을 볼 수 있다. FIG. 21 is a side view of the touch panel having the structure as shown in FIG. 20. Referring to the drawings, the respective components are bonded to each other up and down, in particular, the PCB substrate 30 is conductive to a portion opposite to the pressing portion (particularly, the portion corresponding to the transparent plate) 18 of the flat plate spring 10. It can be seen that the electrode 32 forming the capacitance with the flat plate spring 10 made of material is disposed.
도 22는 이와 같이 전도성 재질의 평판 스프링 자체와 PCB 기판의 전극 사이에서 정전 용량을 감지하는 구조를 설명하기 위한 도면이다. 즉, 스페이서(20) 등에 의해 평판 스프링(10)과 전극(32)은 거리(d)만큼 떨어져 있게 되고, 평판 스프링(10)의 일측과 전극(32)은 각각 접지 및 좌표 측정부(40)와 연결된다. 좌표 측정부(40)는 정전 용량 측정 기능을 구비한 MPU에서 전극(32)에서의 정전 용량을 측정하고 분석함으로써, 투명판(18B)에 발생한 누름의 여부, 위치, 세기 등을 검출할 수 있게 된다. FIG. 22 is a view for explaining a structure for detecting a capacitance between the flat spring of the conductive material itself and the electrode of the PCB substrate. That is, the plate spring 10 and the electrode 32 are separated by the distance d by the spacer 20, and one side of the plate spring 10 and the electrode 32 are grounded and coordinate measuring units 40, respectively. Connected with The coordinate measuring unit 40 measures and analyzes the capacitance at the electrode 32 in the MPU having the capacitance measuring function, thereby detecting whether the pressing, the position, the intensity, etc. occurred on the transparent plate 18B. do.
즉, 두 전극 사이의 거리와 면적에 따라서
Figure PCTKR2010006488-appb-I000013
(여기에서, C 는 정전 용량, ε는 유전율, A는 전극의 면적, d는 전극 사이의 거리)의 관계를 얻을 수 있다. 이때, 좌표 측정부(40)에서 정전 용량(C)의 크기를 정전 용량 측정 기능을 구비한 MPU를 통해 측정하고, 측정된 정전 용량(C)에 기초하여 전극 사이의 거리(d)를 산출할 수 있고, 산출된 거리(d)에 의해 처짐양 Z1,Z2,Z3,Z4를 검출할 수 있게 된다.
That is, depending on the distance and area between the two electrodes
Figure PCTKR2010006488-appb-I000013
Where C is the capacitance, ε is the dielectric constant, A is the area of the electrode, and d is the distance between the electrodes. In this case, the coordinate measuring unit 40 measures the magnitude of the capacitance C through an MPU having a capacitance measurement function, and calculates the distance d between the electrodes based on the measured capacitance C. The deflection amount Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 can be detected by the calculated distance d.
전극의 면적(A)은 도 23(a) 내지 도 23(c)에 도시된 바와 같이 다양한 형태 및 다양한 크기로 적용될 수 있다. 도 23는 PCB 기판에 배치되는 전극의 크기 및 형태에 대한 다양한 예를 보여주는 도면이다. The area A of the electrode may be applied in various shapes and sizes, as shown in FIGS. 23A to 23C. FIG. 23 is a diagram illustrating various examples of sizes and shapes of electrodes disposed on a PCB substrate.
도 23(a)는 평판 스프링(10)의 외형과 거의 동일한 크기(또는 더 큰 크기)를 갖는 PCB 기판(30)에 있어서, 점선으로 표시된 부분은 평판 스프링(10)의 지지부(12)에 대응하는 위치로서 추후 스페이서(20)가 배치될 부분이다. PCB 기판(30)의 중앙 부분은 투광을 위한 빈 공간이 형성되어 있다. 전극(32)은, 빈 공간과 지지부(12)를 위한 경계와의 사이에 배치되며, 도 23(a) 및 도 23(b)와 같은 직사각형 형태의 전극이나 도 23(c)와 같은 원형 전극 등 다양한 형태 및 크기로 배치될 수 있다. FIG. 23 (a) shows a PCB substrate 30 having a size substantially the same as (or larger than) the appearance of the flat plate 10, wherein the portion indicated by the dotted line corresponds to the support 12 of the flat plate spring 10. This is the position where the spacer 20 will be arranged later. In the central portion of the PCB substrate 30 is formed an empty space for light transmission. The electrode 32 is disposed between the empty space and the boundary for the support 12, and has a rectangular electrode as shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b) or a circular electrode as shown in FIG. 23 (c). And may be arranged in various shapes and sizes.
도 24는 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서, 투명판을 평판 스프링의 외형과 동일한 크기로 설계할 수 있도록 하는 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 24(a)에서는 투명판(18B)이 평판 스프링(10)의 외형과 같은 크기(또는 더 큰 크기로 이루어질 수도 있다)로 이루어져 있고, 투명판(18B)은 평판 스프링(10)에 스페이서(22)를 이용하여 고정되어 있다. 도 24(b)는 이와 같은 구조의 터치 패널에 대한 단면도이다. 이 도면을 참조하여 투명판(18B)과 평판 스프링(10) 사이에 스페이서(22)가 배치된 상태를 더욱 명확히 확인할 수 있다. FIG. 24 is a view for explaining a structure in which the transparent panel can be designed to have the same size as that of the flat spring in the touch panel according to the present invention. In FIG. 24A, the transparent plate 18B has the same size (or may be made larger) as the outer shape of the flat plate 10, and the transparent plate 18B has a spacer ( It is fixed using 22). 24B is a cross-sectional view of the touch panel having such a structure. With reference to this figure, the state in which the spacer 22 is arrange | positioned between the transparent plate 18B and the flat plate spring 10 can be confirmed more clearly.
또한 도 24(b)에서와 같이, 투명판(18B)과 평판 스프링(10) 사이의 거리를 d1이라고 하고, 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)과의 거리를 d2라고 할 때, d1<d2 의 관계로 설계함으로써, 평판 스프링(10)이 전극(32)에 직접 접촉하기 전에 먼저 투명판(18B)이 평판 스프링(10)에 닿게 되고, 이에 의해 과도하게 눌려짐에 대한 스토퍼(stopper) 기능을 부여할 수 있게 된다. 따라서 평판 스프링(10)이 전극(32)과 직접 맞닿음으로써 전기적으로 발생할 수 있는 오류를 방지할 수 있게 된다. In addition, as shown in FIG. 24B, when the distance between the transparent plate 18B and the flat plate spring 10 is d 1 , and the distance between the flat plate 10 and the PCB board 30 is d 2 . , by designing the relationship d 1 <d 2, the transparent plate 18B first contacts the flat plate spring 10 before the flat plate spring 10 directly contacts the electrode 32, thereby being excessively pressed. You can give it a stopper function. Therefore, the flat spring 10 directly contacts the electrode 32, thereby preventing an error that may occur electrically.
도 25는 평판 스프링을 고정하기 위한 또 다른 구조에 대하여 설명하기 위한 도면이다. 도 25(a)를 참조하면, 일정한 높이의 돌출된 부분을 갖는 베이스(60)가 추가된 것을 알 수 있다. 베이스(60)는 앞서 설명한 구조들에서 PCB 기판(30)으로 적용될 수 있다. It is a figure for demonstrating the further another structure for fixing a flat plate spring. Referring to Figure 25 (a), it can be seen that the base 60 having a protruding portion of a constant height is added. Base 60 may be applied to PCB substrate 30 in the structures described above.
평판 스프링(10)은 베이스(60)의 돌출된 부분에 부착되어 고정된다. 이때, 평판 스프링(10)은 앞서 설명된 구조들에서의 지지부(12)에서 고정되는 것이 아니라, 지지부(12)로부터 절개부(14)의 안쪽 부분이 부착된다. 투명판(18B)은 지지부(12) 상에 고정된다. 따라서 투명판(18B)에 대한 누름에 대하여 바깥쪽 부분(이 전의 지지부에 해당하는 부분)에서 처짐(변위)이 발생하게 된다. The flat plate spring 10 is attached to and fixed to the protruding portion of the base 60. At this time, the flat plate spring 10 is not fixed to the support 12 in the structures described above, but to the inner portion of the incision 14 from the support 12. The transparent plate 18B is fixed on the support part 12. Therefore, deflection (displacement) occurs in the outer part (the part corresponding to the previous support part) with respect to the pressing against the transparent plate 18B.
도 26은 본 발명에 따른 터치 패널에 있어서, 다양한 구조의 절개부 및 연결부를 갖는 평판 스프링의 형태를 보여주는 도면이다. FIG. 26 is a view illustrating a shape of a flat spring having cutouts and connections having various structures in the touch panel according to the present invention.
도 26(a) 내지 도 26(d)는 앞서 설명한 바와 같다. 도 26(e)는 누름부(18)의 각 변의 중앙 부분에 연결부(16)를 형성하고 이 연결부(16)로부터 평판 스프링(10)의 양쪽 변에 이르기까지 절개부(14)를 형성하고 있는 구조를 보여주고 있다. 26 (a) to 26 (d) have been described above. Fig. 26 (e) shows the connection part 16 formed in the center part of each side of the press part 18, and the incision part 14 is formed from this connection part 16 to both sides of the flat spring 10. It shows the structure.
한편, 본 발명에 따른 터치 패널(100)에서 지지부(12)는 스페이서(20)에 의해 PCB 기판(30) 등에 단단히 고정되어 있는 형태로 이루어질 수도 있고, 지지부(12)를 곡면으로 형성하거나 자유롭게 움직일 수 있도록 구성하는 것도 무방하다. Meanwhile, in the touch panel 100 according to the present invention, the support part 12 may be formed in a form that is firmly fixed to the PCB substrate 30 by the spacer 20, or the support part 12 may be curved or freely moved. It is also possible to configure so that.
도 27은 투명판의 형태 및 전극 또는 전극 패턴의 다양한 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 27(a)는 투명판(18B)을 평판 스프링(10)의 누름부(18)의 크기에 대응하도록 형성한 형태에 대한 단면을 보여준다. 이러한 방식에서는 전극(32)이 PCB 기판(30)에서 투명판(18B)의 크기에 대응하는 위치에 배치된다. 정전 용량은 평판 스프링(10)과 전극(32) 사이에서 측정된다.27 is a view for explaining the form of the transparent plate and the various forms of the electrode or the electrode pattern. FIG. 27A shows a cross section of a shape in which the transparent plate 18B is formed so as to correspond to the size of the pressing portion 18 of the flat spring 10. In this manner, the electrode 32 is disposed at the position corresponding to the size of the transparent plate 18B on the PCB substrate 30. The capacitance is measured between the flat spring 10 and the electrode 32.
도 27(b)는 도 25에서와 같이 베이스를 구비한 경우에 있어서의 단면이다. 이러한 방식에서는 투명판(18B)이 평판 스프링(10)의 외형과 같거나 더 크게 형성될 수 있으므로, 투명판(18B)에 전극 패턴(34)을 형성할 수 있다. 투명판(18B)에 형성된 전극 패턴(34)에 대응하는 전극(32)은 베이스(60)의 일측에 형성될 수 있으며, 정전 용량은 전극 패턴(34)과 전극(32) 사이에서 측정된다.FIG. 27B is a cross section when the base is provided as shown in FIG. 25. In this manner, since the transparent plate 18B can be formed to be larger than or equal to the outline of the flat spring 10, the electrode pattern 34 can be formed on the transparent plate 18B. The electrode 32 corresponding to the electrode pattern 34 formed on the transparent plate 18B may be formed on one side of the base 60, and the capacitance is measured between the electrode pattern 34 and the electrode 32.
도 27(c)는 도 24에서와 같이 투명판을 스페이서를 통해 평판 스프링에 고정하고 있는 경우에 있어서의 단면이다. PCB 기판(30)에 있어서 평판 스프링(10)의 누름부(18)의 위치에 대응하는 부분에 전극(32)이 배치되며, 정전 용량은 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)의 전극(32) 사이에서 측정된다. 또한 이와 같이 투명판(18B)이 평판 스프링(10)의 외형과 같거나 크게 설정되는 경우에는 평판 스프링(10)이 너무 많이 눌려지는 경우 누름 깊이를 제한하기 위한 스토퍼로 기능할 수도 있다. FIG. 27C is a cross section in the case where the transparent plate is fixed to the flat plate spring via a spacer as in FIG. 24. The electrode 32 is disposed at a portion of the PCB substrate 30 corresponding to the position of the pressing portion 18 of the flat plate spring 10, and the capacitance of the flat plate spring 10 and the electrode of the PCB board 30 ( Is measured between 32). In addition, when the transparent plate 18B is set equal to or larger than the outer shape of the flat plate spring 10, the transparent plate 18B may function as a stopper for limiting the pressing depth when the flat plate spring 10 is pressed too much.
이와 같은 전극(32) 및/또는 전극 패턴(34)의 배치는 앞서 설명한 모든 형태의 평판 스프링 구조에 대하여 적용될 수 있다. The arrangement of the electrode 32 and / or the electrode pattern 34 may be applied to all the flat spring structures described above.
도 28은, 평판 스프링과 PCB 기판을 결합하는 다양한 방식을 설명하기 위한 도면이다. 평판 스프링(10)은 주로 전도성 재질로 이루어져 PCB 기판(30)에 배치되는 전극(32)과 정전 용량을 발생시킨다. 따라서 PCB 기판(30)의 일측(주로, 접지)과 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이러한 이유에 의해, 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)의 결합에 있어서 전기적 연결을 행할 수 있도록 하는 방법이 요구된다. FIG. 28 is a diagram for explaining various methods of coupling a flat plate spring and a PCB substrate. The flat plate spring 10 is mainly made of a conductive material to generate capacitance with the electrode 32 disposed on the PCB substrate 30. Therefore, it is preferable to be electrically connected to one side (mainly, ground) of the PCB substrate 30. For this reason, there is a need for a method that enables electrical connection in the coupling of the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30.
도 28(a)는 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)의 사이에 배치되는 스페이서(20)를 전도성 재질로 구성하고, 평판 스프링(10)과 스페이서(20)의 한쪽면, 및 스페이서(20)의 다른 쪽 면과 PCB 기판(30)을 전도성 접착제에 의해 접착한 형태를 나타낸다. 이러한 구조에 의해 PCB 기판(30)과 평판 스프링(10) 사이에서 전기적 연결이 이루어질 수 있다.FIG. 28A illustrates a spacer 20 disposed between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 with a conductive material, and includes one surface of the flat plate spring 10 and the spacer 20 and a spacer ( The other side of 20) and the PCB substrate 30 are shown bonded together with a conductive adhesive. By this structure, an electrical connection may be made between the PCB substrate 30 and the flat plate spring 10.
도 28(b)는 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)의 사이에 스페이서(20)를 배치하고, 이들을 연통하는 연통공을 형성하고, 이 연통공에 전도성 접착제를 주입함으로써 전기 연결을 이루고 있는 구조를 나타낸다. 이때, 스페이서(20)는 전도성 재질이거나 절연성 재질 모두 이용될 수 있다. FIG. 28 (b) shows an electrical connection by disposing a spacer 20 between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30, forming communication holes therebetween, and injecting a conductive adhesive into the communication holes. Represents a structure. In this case, the spacer 20 may be a conductive material or an insulating material.
도 28(c)는 도 28(b)의 구조에서 연통공에 전도성 재질의 볼트를 이용한 나사 결합을 행함으로써 전기 연결을 이루고 있는 구조를 보여준다. FIG. 28 (c) shows a structure in which the electrical connection is made by performing screw coupling using a bolt of a conductive material to the communication hole in the structure of FIG. 28 (b).
도 28(d)는 평판 스프링(10)과 스페이서(20)와 PCB 기판(30)을 양면 테이프 등에 의해 부착시키고, 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)과의 전기 연결은 별도의 도선에 의해 행하고 있는 형태를 보여준다. 28 (d) attaches the flat plate spring 10, the spacer 20, and the PCB board 30 to each other by double-sided tape or the like, and electrical connection between the flat plate spring 10 and the PCB board 30 is performed on a separate conductor. Show the form being done by
도 28(e)는 별도의 스페이서를 구성하지 않고, 평판 스프링(10)의 일부를 굽혀 일정한 높이를 갖도록 함으로써 스페이서(20)의 기능을 행하도록 한 상태에서, 평판 스프링(10)을 땜납 접합에 의해 결합하고 있는 형태를 보여준다. 이러한 구성에 의하면, 별도로 스페이서를 구성하지 않아도 되므로, 제조상의 이점이 있다. 28 (e) does not form a separate spacer, and the flat plate spring 10 is connected to the solder joint in a state in which a part of the flat plate spring 10 is bent to have a constant height to perform the function of the spacer 20. It shows the form that is combined by According to such a structure, since a spacer does not need to be comprised separately, there exists a manufacturing advantage.
도 28(f)는 도 28(e)와 같은 굽혀진 부분을 복수 개 형성할 수 있음을 보여주고 있다. 한편, 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)은 볼트 등에 의해 결합될 수 있음을 보여준다.FIG. 28 (f) shows that a plurality of bent portions as shown in FIG. 28 (e) can be formed. On the other hand, the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 shows that it can be coupled by a bolt or the like.
도 28(g)는 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30) 사이에 배치되는 스페이서(20)를 땜납에 의해 형성하는 구조를 보여주고 있다. FIG. 28 (g) shows a structure in which a spacer 20 disposed between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 is formed by soldering.
도 28(h)는 평판 스프링(10)에 일정 높이를 갖는 두꺼운 부분을 형성함으로써 스페이서로서 기능하도록 한 구성을 보여주고 있다. 이때, 평판 스프링(10)과 PCB 기판(30)과의 결합은 상술한 다양한 방식이 적용될 수 있다.Fig. 28 (h) shows a configuration in which the thick portion having a certain height is formed in the flat plate spring 10 so as to function as a spacer. At this time, the coupling between the flat plate spring 10 and the PCB substrate 30 may be applied to the various methods described above.
이와 같은 결합 구조는 필요에 따라 적절하게 선택되어 적용될 수 있는 것이다. Such a coupling structure may be appropriately selected and applied as necessary.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 패널에 의하면, 정전 용량을 이용하여 누름의 여부, 누름이 발생한 위치에 대한 좌표, 누름의 세기를 측정함에 있어서, 평판 형태의 스프링을 이용할 수 있게 된다. 따라서 제작 방법이 간단한 평판 스프링을 이용하여 터치 패널을 형성할 수 있고, 또한 정전 용량 방식을 이용하여 터치 위치 등을 정확하게 감지할 수 있으므로, 제조가 간단하고 가격이 저렴하고 정확도가 높은 터치 패널을 제공할 수 있게 된다. According to the touch panel according to various embodiments of the present invention as described above, in the measurement of whether the pressing, the position of the pressing occurs, the intensity of the pressing using the capacitance, it is possible to use a spring in the form of a plate do. Therefore, the touch panel can be formed using a flat plate spring with a simple manufacturing method, and the touch position can be accurately detected using the capacitive method, thereby providing a touch panel that is simple to manufacture, low cost, and high accuracy. You can do it.
또한 터치 패널의 일부를 빈 공간으로 형성함으로써 뒷쪽에 배치되는 디스플레이 장치의 표시 화면을 투과시킬 수 있어 터치 스크린으로 적용될 수도 있다.In addition, by forming a portion of the touch panel into an empty space, the display screen of the display device disposed behind the display panel may be transmitted to be applied as a touch screen.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention, which will be apparent to those skilled in the art. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.
본 발명은, 휴대폰, PAD, 스마트폰 등의 이동단말기, 디지털 카메라, MP3 플레이어, 텔레비젼이나 컴퓨터의 모니터, 그리고 ATM 등의 화면 또는 액정에 이용될 수 있다.The present invention can be used for a mobile terminal such as a mobile phone, a PAD, a smartphone, a digital camera, an MP3 player, a monitor of a television or a computer, and a screen or liquid crystal such as an ATM.

Claims (20)

  1. 화상이 형성되는 디스플레이 모듈;A display module in which an image is formed;
    상기 디스플레이 모듈과의 이격 간격을 두고 상기 디스플레이 모듈의 상부에서 상기 디스플레이 모듈과 나란하게 배치되는 투명창; 및A transparent window disposed side by side with the display module at an upper portion of the display module at a distance from the display module; And
    상기 투명창과 상기 디스플레이 모듈 사이에 배치되어 상기 투명창으로의 터치동작 시 상기 디스플레이 모듈로 가해지는 터치압력을 감지하는 터치 감지유닛을 포함하며,A touch sensing unit disposed between the transparent window and the display module to sense a touch pressure applied to the display module during a touch operation to the transparent window,
    상기 터치 감지유닛은,The touch sensing unit,
    상기 터치압력이 전기적으로 입력되는 전극이 일측에 마련되는 인쇄회로기판(PCB. Printed Circuit Board);A printed circuit board (PCB) having an electrode on which one of the touch pressures is electrically input;
    상기 투명창과 부분적으로 접합되는 접합영역을 구비하는 탄성체; 및An elastic body having a bonding region partially bonded to the transparent window; And
    상기 터치동작이 없는 경우에 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판의 전극이 상호간 이격되도록 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a spacer disposed between the elastic body and the printed circuit board so that the electrodes of the elastic body and the printed circuit board are spaced apart from each other when there is no touch operation.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 탄성체는 도전성 금속 재질의 판스프링인 것을 특징으로 하는 터치 패널.The elastic body is a touch panel, characterized in that the plate spring of a conductive metal material.
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 판스프링은 상기 투명창의 양쪽 변 영역에 배치되는 한 쌍의 판스프링인 것을 특징으로 하는 터치 패널.And the leaf springs are a pair of leaf springs disposed at both side regions of the transparent window.
  4. 제3항에 있어서,The method of claim 3,
    상기 한 쌍의 판스프링은 상기 투명창의 장변 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The pair of leaf springs are disposed in the long side area of the transparent window, respectively.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 한 쌍의 판스프링 각각은,Each of the pair of leaf springs,
    상기 투명창과 접합되는 접합영역이 일측에 형성되는 본체판부; 및A main plate portion having a bonding area bonded to the transparent window on one side; And
    상기 본체판부에 관통되게 형성되는 장공 형태의 관통슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a through slot having a long hole shape formed to penetrate the body plate.
  6. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 인쇄회로기판의 내부 영역에는 상기 디스플레이 모듈의 표시면이 노출되도록 하는 관통부가 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a through part formed at an inner region of the printed circuit board to expose the display surface of the display module.
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 투명창은, 강화유리 투명창이거나 저항막 방식, 정전 용량 방식, 적외선 방식 및 표면 초음파 방식 중에서 선택되는 어느 한 방식이 적용된 기능성 투명창인 것을 특징으로 하는 터치 패널.The transparent window may be a tempered glass transparent window or a functional transparent window to which any one selected from a resistive method, a capacitance method, an infrared method, and a surface ultrasonic method is applied.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 저항막 방식이 적용되는 투명창은,The transparent window to which the resistive film method is applied,
    터치 상부기판;Touch upper substrate;
    상기 터치 상부기판의 하면에 형성되는 상부전극;An upper electrode formed on a lower surface of the touch upper substrate;
    터치 하부기판; 및Touch lower substrate; And
    상기 터치 하부기판의 상면에 형성되는 하부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a lower electrode formed on an upper surface of the touch lower substrate.
  9. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein
    상기 정전 용량 방식이 적용되는 투명창은,The transparent window to which the capacitive method is applied,
    터치기판;Touch substrates;
    터치기판의 하면에 부착되는 ITO 필름; 및An ITO film attached to the lower surface of the touch substrate; And
    상기 ITO 필름의 하면에 인쇄되는 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And an electrode printed on the bottom surface of the ITO film.
  10. 화상이 형성되는 디스플레이 모듈; 및A display module in which an image is formed; And
    상기 디스플레이 모듈의 하부에 배치되어 상기 디스플레이 모듈의 터치동작 시 상기 디스플레이 모듈로 가해지는 터치압력을 감지하는 터치 감지유닛을 포함하며,A touch sensing unit disposed under the display module to sense a touch pressure applied to the display module during a touch operation of the display module;
    상기 터치 감지유닛은,The touch sensing unit,
    상기 터치압력이 전기적으로 입력되는 전극이 일측에 마련되는 인쇄회로기판(PCB. Printed Circuit Board);A printed circuit board (PCB) having an electrode on which one of the touch pressures is electrically input;
    상기 디스플레이 모듈과 부분적으로 접합되는 접합영역을 구비하는 탄성체; 및An elastic body having a bonding area partially bonded to the display module; And
    상기 터치동작이 없는 경우에 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판의 전극이 상호간 이격되도록 상기 탄성체와 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a spacer disposed between the elastic body and the printed circuit board so that the electrodes of the elastic body and the printed circuit board are spaced apart from each other when there is no touch operation.
  11. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 탄성체는 도전성 금속 재질의 판스프링인 것을 특징으로 하는 터치 패널.The elastic body is a touch panel, characterized in that the plate spring of a conductive metal material.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 판스프링은 상기 디스플레이 모듈의 양쪽 변 영역에 배치되는 한 쌍의 판스프링인 것을 특징으로 하는 터치 패널.And the leaf springs are a pair of leaf springs disposed at both side regions of the display module.
  13. 제12항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 한 쌍의 판스프링은 상기 디스플레이 모듈의 장변 영역에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The pair of leaf springs are disposed in the long side area of the display module, respectively.
  14. 제13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 한 쌍의 판스프링 각각은,Each of the pair of leaf springs,
    상기 디스플레이 모듈과 접합되는 접합영역이 일측에 형성되는 본체판부; 및A main plate part having a bonding area bonded to the display module at one side thereof; And
    상기 본체판부에 관통되게 형성되는 장공 형태의 관통슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.And a through slot having a long hole shape formed to penetrate the body plate.
  15. 제10항에 있어서,The method of claim 10,
    상기 디스플레이 모듈의 상면에 배치되는 디스플레이 보호창을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.The touch panel further comprises a display protection window disposed on the upper surface of the display module.
  16. 전도성 재질의 평판으로 이루어지며, 상기 평판의 둘레 부분에 해당하는 지지부와, 상기 지지부와 상기 지지부의 내측 영역과의 경계선이 되도록 상기 평판을 부분적으로 절개한 복수의 절개부와, 상기 경계선에서 상기 절개부에 의해 절개되지 않은 부분에 해당하는 복수의 연결부와, 상기 지지부의 내측 영역에 해당하며 사용자의 누름에 따라 눌려진 후 상기 연결부의 탄성에 의해 복원되는 누름부를 갖는 평판 스프링;A support portion corresponding to a circumferential portion of the plate, a plurality of incisions partially cut into the plate so as to form a boundary line between the support portion and an inner region of the support portion, and the incision at the boundary line A flat spring having a plurality of connecting portions corresponding to portions not cut by the portions, and pressing portions corresponding to the inner region of the support portion and pressed by the user's pressing and restored by the elasticity of the connecting portions;
    상기 평판 스프링의 상기 누름부와 대향하는 위치에 배치된 적어도 하나의 전극을 가지며, 상기 평판 스프링에 평행하게 배치되는 PCB 기판;A PCB substrate having at least one electrode disposed at a position opposite to the pressing portion of the flat plate spring and arranged in parallel to the flat plate spring;
    사용자의 누름이 없는 경우에 상기 평판 스프링의 상기 누름부와 상기 PCB 기판의 상기 적어도 하나의 전극이 서로 일정한 간격을 유지하도록 상기 PCB 기판과 상기 지지부 사이에 배치되는 스페이서; 및A spacer disposed between the PCB substrate and the support portion such that the pressing portion of the flat plate spring and the at least one electrode of the PCB substrate maintain a constant distance from each other when there is no user press; And
    상기 누름부와 상기 적어도 하나의 전극과의 사이에서의 정전 용량을 감지하고, 상기 감지된 정전 용량에 의해 상기 누름부의 눌려짐 여부, 누름의 위치 및 누름의 세기 중 적어도 하나를 판정하는 좌표 측정부를 포함하여 이루어지는 힘 기반 정전 용량 방식 터치 패널.A coordinate measuring unit configured to sense capacitance between the pressing unit and the at least one electrode, and determine at least one of pressing of the pressing unit, position of pressing, and intensity of pressing by the sensed capacitance Force-based capacitive touch panel, including.
  17. 제16항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 평판 스프링은, 상기 누름부의 일부분에서 상기 평판을 제거함으로써 형성되는 투광부를 더 포함하고,The flat plate spring further includes a light transmitting portion formed by removing the flat plate from a portion of the pressing portion,
    상기 투광부에는 상기 누름부 중 상기 평판이 제거되지 않은 부분에 고정되어 상기 투광부를 덮는 투명 재질의 투광판이 형성되는 것을 특징으로 하는 힘 기반 정전 용량 방식 터치 패널.The transmissive part is a force-based capacitive touch panel, characterized in that the transparent portion is formed in the transparent portion of the pressing portion of the flat plate is removed to cover the transmissive portion.
  18. 제17항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 투광판은 소정의 두께를 갖는 스페이서를 통해 상기 테두리 부분에 부착되는 것을 특징으로 하는 힘 기반 정전 용량 방식 터치 패널.The floodlight panel is a force-based capacitive touch panel, characterized in that attached to the edge portion via a spacer having a predetermined thickness.
  19. 제18항에 있어서, The method of claim 18,
    상기 투광판은 상기 누름부의 외형보다도 더 큰 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 힘 기반 정전 용량 방식 터치 패널.The floodlight panel is a force-based capacitive touch panel, characterized in that having a size larger than the outer shape of the pressing portion.
  20. 제16항에 있어서,The method of claim 16,
    상기 투광판에는 상기 PCB 기판에 형성된 상기 전극의 각각에 대향하도록 전극 패턴이 형성되고,An electrode pattern is formed on the floodlight plate so as to face each of the electrodes formed on the PCB substrate.
    상기 좌표 측정부는 상기 PCB 기판의 상기 전극과 상기 투광판의 상기 전극 패턴 사이의 정전 용량에 의해 상기 누름부의 눌려짐 여부, 누름의 위치 및 누름의 세기 중 적어도 하나를 판정하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 정전 용량 방식 터치 패널.The coordinate measuring unit is configured to determine at least one of the pressing of the pressing portion, the position of the pressing and the intensity of the pressing by the capacitance between the electrode of the PCB substrate and the electrode pattern of the floodlight plate. Capacitive touch panel.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106648192A (en) * 2015-10-29 2017-05-10 南昌欧菲光科技有限公司 Touch display device
CN110208506A (en) * 2019-07-01 2019-09-06 江苏触宇科技有限公司 A kind of touch-control glass test device
CN111492332A (en) * 2017-12-22 2020-08-04 大陆汽车有限责任公司 Touch screen with electro-optic display and integrated pressure sensing
CN112130707A (en) * 2020-09-17 2020-12-25 深圳市嘉中电子有限公司 Projection type capacitive multi-point touch screen

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070007809A (en) * 2004-03-31 2007-01-16 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Textile form touch sensor
KR20070116959A (en) * 2005-03-30 2007-12-11 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Touch location determination with error correction for sensor movement
KR20080014841A (en) * 2005-06-08 2008-02-14 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Touch location determination involving multiple touch location processes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070007809A (en) * 2004-03-31 2007-01-16 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Textile form touch sensor
KR20070116959A (en) * 2005-03-30 2007-12-11 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Touch location determination with error correction for sensor movement
KR20080014841A (en) * 2005-06-08 2008-02-14 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Touch location determination involving multiple touch location processes

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106648192A (en) * 2015-10-29 2017-05-10 南昌欧菲光科技有限公司 Touch display device
CN111492332A (en) * 2017-12-22 2020-08-04 大陆汽车有限责任公司 Touch screen with electro-optic display and integrated pressure sensing
CN111492332B (en) * 2017-12-22 2023-10-17 大陆汽车科技有限公司 Touch screen with electro-optic display and integrated pressure sensing
CN110208506A (en) * 2019-07-01 2019-09-06 江苏触宇科技有限公司 A kind of touch-control glass test device
CN112130707A (en) * 2020-09-17 2020-12-25 深圳市嘉中电子有限公司 Projection type capacitive multi-point touch screen

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