KR20110032822A - 터치스크린장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 터치스크린장치는 사용자의 터치압력을 받는 터치스크린패널과, 상기 터치스크린패널의 하부에 장착되어 상기 터치압력을 시각정보로 변환시키며 내부에는 제1 FPC를 포함하는 액정표시장치과, 상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 상기 터치압력에 따라 진동을 발생시키는 진동발생수단과, 상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 전기신호를 인가하는 연성회로기판과, 상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 외부충격으로부터 상기 액정표시장치를 보호하는 메인브라켓 및 상기 메인브라켓에 장착되어 전기신호를 인가하도록 전기회로와 수동소자가 장착된 본체회로기판을 구비한다.

터치스크린, 진동발생수단, 연성회로기판, 압전 액츄에이터

Description

터치스크린장치{Touchscreen phone}

본 발명은 터치스크린장치에 관한 것이다.

최근 휴대폰을 비롯한 모바일 기기의 소형화와 슬림화의 추세에 따라 이에 실장되는 부품의 크기를 줄이는 것이 업계의 화두로 대두되고 있는 가운데 실장되는 부품의 소형화와 더불어 더욱 향상된 기능을 발휘하기 위하여 고집적화 기술이 접목되고 있다.

그 중에서 "촉각인지"를 뜻하는 터치스크린은 입력기술인 터치 외에도 인터페이스에 사용자의 직관적 경험을 반영하고 피드백을 좀 더 다양화한 개념이다.

이처럼 터치스크린 휴대폰이 주목받는 것은 전자기기 시장에서 하드웨어 경쟁이 한계에 도달했기 때문이다. 업체간 경쟁이 가열되면서 이제 물리적 외관이나 기능은 소비자 입장에서는 더 이상 제품선택의 차별요인이 되지 못한다.

뿐만 아니라 휴대폰의 기능이 다양화 복잡화될수록 사용자들은 기기조작의 불편함을 호소하고 있으며, 터치스크린장치는 이러한 소비자의 요구를 만족시키고 있다.

그러나, 종래기술에 따른 터치스크린장치는 진동모터 혹은 리니어액츄에이터를 터치스크린장치의 한 부분에 장착시켜 진동을 전달하는 방식이다.

여기서, 진동체가 장착되는 위치가 터치스크린장치의 안쪽이기 때문에 터치스크린패널에서 손가락을 눌러 작동시킬 휴대폰을 쥐고있는 손에는 진동력이 잘 전달되지만 손가락으로 누르는 터치스크릴패널에는 진동력이 작아 진동느낌이 작다.

이를 개선하기 위해서는 터치스크린패널과 액정표시장치가 결합된 모듈에 진동체를 직접 장착하는 것이 최선인데, 종래 진동체는 크기가 커서 모듈에 직접장착하기가 어렵다.

따라서, 압전을 이용한 초박형 액츄에이터를 장착하여 터치스크린패널과 액정효시장칙가 결합된 모듈에 직접장착하여 진동력이 바로 전달되도록 한다.

이렇게 압전액츄에이터를 터치스크린패널에 직접 장착했을 때 압전액츄에이터에 입력신호인 전압을 인가하기 위해서는 배선이 필수적인데 보통 FPCB 또는 리드선(Lead Wire)를 사용한다.

그러나, FPCB 또는 리드선을 본체에 연결하기 위해서는 브라켓이 관통구멍을 형성하는 등 복잡한 경로 및 추가적인 작업이 필요하며, 연결이 제대로 이루어지지 않는 경우가 생길 뿐 아니라 브라켓에 관통홀이 형성됨으로써 기구의 강도가 약해지는 등 많은 문제가 발생되었다.

따라서, 터치스크린장치의 전기적인 연결을 간단히 이룰 수 있고 장치의 강성변화에 영향을 주지 않는 터치스크린장치에 대한 연구가 시급한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기적인 연결을 간단히 이룰 수 있는 터치스크린장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 터치스크린장치는 사용자의 터치압력을 받는 터치스크린패널과, 상기 터치스크린패널의 하부에 장착되어 상기 터치압력을 시각정보로 변환시키며 내부에는 제1 FPC를 포함하는 액정표시장치과, 상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 상기 터치압력에 따라 진동을 발생시키는 진동발생수단과, 상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 전기신호를 인가하는 연성회로기판과, 상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 외부충격으로부터 상기 액정표시장치를 보호하는 메인브라켓 및 상기 메인브라켓에 장착되어 전기신호를 인가하도록 전기회로와 수동소자가 장착된 본체회로기판을 구비한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 연성회로기판은 상기 액정표시장치와 상기 본체회로기판을 연결하는 제1 연성회로기판과, 상기 제1 FPC와 상기 메인브라켓을 연결하는 제2 연성회로기판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액정표시장치는 하부에 상기 진동발생수단의 말단에 연결되어 상기 제1 FPC와 일체로 연결된 리드선 형상의 제2 FPC를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 진동발생수단은 압전 액츄에이터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인브라켓은 상기 연성회로기판과 상기 본체회로기판이 직접 연결되도록 개구부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면 액정표시장치와 진동발생수단과 연성회로기판과 메인브라켓 및 본체회로기판이 적층구비되어, 각 부품들이 전기적연결을 위한 별도의 리드선 없이 단순히 결합됨으로써 전기적 연결이 완성된다.

따라서, 회로기판 또는 리드선을 본체에 연결하기 위하여 장치에 비아홀을 형성하는 등의 복잡한 추가작업을 할 필요가 없으므로 장치의 변형을 막고 터치스크린장치의 전기적 연결을 간단히 수행할 수 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 터치스크린장치(100)의 배면 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 일부가 조립된 배면도, 도 3은 터치스크린장치(100)의 측부 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예들에 따른 터치스크린장치(100)는 터치스크린패널(110), 액정표시장치(120), 진동발생수단(130), 연성회로기판(140), 메인브라켓(150), 본체회로기판(160)으로 구성된다.

도 1 및 도 2는 배면에서 회로기판 및 연결부품이 장착되는 터치스크린장치(100)를 설명하기 용이하도록, 터치스크린장치(100)의 배면을 상부로 한 분해도 및 조립도를 개시하였다.

터치스크린패널(110)은 전자기기의 압력을 받는 부분으로, 일반적으로 사용자의 손가락 또는 스틱을 이용하여 외부에서 들어오는 입력신호를 받는 외부면이다.

터치스크린패널(110)은 투명성 및 가요성을 가짐으로써 액정표시장치(120)에 표시되는 화상을 보면서 압박 조작하는 입력신호면의 기능을 수행하는 것으로, 예를 들어 길이방향으로 긴 직사각형 구조를 갖는다.

또한, 터치스크린패널(110)은 예를 들어 외부 필름층, ITO 필름층, 및 베이스 필름층을 적층하여 이루어진다.

여기서, 외부 필름층은 이동통신단말기의 전면부에 탑재되되, 터치입력이 가능한 표시 영역(viewing area)과, 표시 영역 주변부에 형성되는 데드 스페이스 영역(dead space area)으로 구분될 수 있다. 한편 외부 필름층은 액정표시장치(120)의 화면을 투시할 수 있도록, 예를 들어 PET(Poly Ethylene Terephtalate)와 같은 투명 필름 소재로 이루어진다.

ITO 필름층(Indium Tin Oxide film)은 자세히 도시하지는 않았지만 상하부 두 개의 필름층으로 적층 마련되며, 그 사이에는 간격을 일정하게 유지하기 위한 도트 스페이서가 마련되어 있다. 각 필름층에는 가장자리를 따라 전도성 X축패턴과 Y축패턴이 형성되어 있는 전극막이 마련되며, X축패턴과 Y축패턴은 절연체(미도시)에 의해 전기적으로 분리되어 있다. 전극막은 FPC 케이블을 통해 ITO필름층 외부로 노출되어 휴대용 단말기와 전기적으로 연결된다.

액정표시장치(120)는 전기적인 정보를 시각정보로 변환시키는 장치로 터치스크린패널(110)의 하부에 조립된다.

일반적으로, 액정표시장치(120)는 최근에 박막트랜지스터(TFT) 액정디스플레이가 많이 사용되는바, 박막트랜지스터 액정디스플레이는 박막트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 하판과 색상을 나타내기 위한 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상판, 그리고 이 두 유리기판 사이에 채워져 있는 액정으로 구성되어 있다.

그리고 두 유리기판의 양쪽 면에는 가시광선(자연광)을 선평광하여 주는 편광판이 각각 부착되어 있다. 상하판 전극 사이에 있는 액정으로 인해 축전기(capacitor) 및 보조 축전기가 형성되고, 이 곳에 영상 정보가 저장되는 것이다.

최근, 터치스크린패널(110)의 하부에 액정표시장치(120)가 결합(일체화)된 구조가 일반적인데, 이러한 구조는 터치스크린패널(110)과 액정표시장치(120)가 분리된 구조에 비해 생산성이 높고 충격에 대한 강도가 높은 장점을 갖는다.

액정표시장치(120)의 내부에는 각종 전기소자가 장착된 제 1 FPC(121)가 구비되고, 진동발생수단(130)의 말단에 연결되며 제1 FPC(121)에 일체로 연결되는 제2 FPC(122)가 구비된다. 제2 FPC(122)는 바람직하기로 리드선형상이다.

진동발생수단(130)은 액정표시장치(120)의 하부면에 장착되어 터치스크린패 널(110)로부터 전해지는 압력에 의해 진동을 생성하고 인가한다.

여기서, 진동발생수단(130)은 전자기기 본체의 상면에 위치한 터치스크린패널(110)로부터 전해지는 사용자의 압력을 받아 정격전압을 조절하여 사용자가 일정한 크기의 진동을 느낄 수 있도록 진동을 유지하는 장치이다.

진동발생수단(130)은 외부 전원에 의해 길이방향으로 수축 또는 팽창함으로써 터치스크린패널(110)에 진동을 인가하는 수단으로 일반적으로 압전액츄에이터이다.

연성회로기판(140)은 제1 연성회로기판(141)과 제2 연성회로기판(142)으로 이루어지는바, 액정표시장치(120)의 하부에 장착된다.

제1 연성회로기판(141)은 조립시 메인브라켓(150)의 개구부(151)에 삽입되어 액정표시장치(120)와 본체회로기판(160)을 전기적으로 연결하고 전기신호를 인가한다.

또한, 제2 연성회로기판(142)은 액정표시장치(10)의 내부에 구비된 제1 FPC(121)에 연결되어 제1 FPC(121)와 메인브라켓(150) 및 제1 연성회로기판(141)이 전기적으로 연결되도록 한다.

이와 같이, 연성회로기판(140)은 연성이 있는 회로기판으로 각종 회로와, 수동소자 및 집적소자가 장착되어 본체회로기판(160)으로부터 전해지는 전기신호를 진동발생수단(130) 및 액정표시장치(120)에 인가한다.

메인브라켓(150)은 본체회로기판(160)을 감싸며 연성회로기판(140)의 하부에 장착되는 것으로, 본체회로기판(160)을 상부충격으로부터 보호한다. 메인브라켓(150)은 연성회로기판(140)과 본체회로기판(160) 및 진동발생수단(130)을 전기적으로 연결하도록 알루미늄과 같은 도전성재질로 되어있다.

메인브라켓(150)의 중앙부에는 연성되로기판(140)과 본체회로기판(160)가 직접 접촉하면서 전기적으로 연결되도록 제1 연성회로기판(141)이 삽입되는 개구부(151)가 형성된다.

메인브라켓(150)의 하부에는 각종 수동소자, 전기회로 및 집적소자가 내장된 본체회로기판(160)이 장착된다.

본체회로기판(160)으로부터 전해지는 전기신호는 도전성이 있는 메인브라켓(150)으로 전달되거나, 개구부(151)를 통해 연성회로기판(140)에 직접 전달된다.

본체회로기판(160)의 하부에는 베이스(111)가 장착되어 터치스크린장치(100)를 전체적으로 감싸며 지지한다.

도 3은 터치스크린장치(100)의 단면을 도시한 것으로, 터치스크린패널(110)의 하부에는 액정표시장치(120)가 일체로 형성되어 있고, 액정표시장치(120)의 가장자리 하부에는 전압에 따라 진동이 발생되는 진동발생수단(130)이 장착된다.

액정표시장치(120)의 하부에는 연성회로기판(140)이 장착되는바, 연성회로기판(140)은 메인브라켓(150)의 개구부(151)에 삽입되어 액정표시장치(120)와 메인브 라켓(150)을 전기적으로 연결시키는 제1 연성회로기판(141)과, 제1 FPC(121)와 메인브라켓(150)을 전기적으로 연결시키는 제2 연성회로기판(142)으로 이루어진다.

연성회로기판(140)의 하부에는 메인브라켓(150)이 장착되어 본체회로기판(160)을 상부충격으로부터 보호한다.

메인브라켓(150)은 전기가 통하는 도전성재질로 알루미늄이 주로 사용되며,메인브라켓(150)의 하부에는 본체회로기판(160)이 장착되어 전기신호가 메인브라켓(150) 또는 연성회로기판(140)으로 전달된다.

이와 같이 본 발명에 따른 터치스크린장치(100)는 액정표시장치(120)와 진동발생수단(130)과 연성회로기판(140)과 메인브라켓(150) 및 본체회로기판(160)이 별도의 리드선 없이 단순히 결합됨으로써 전기적으로 연결된다.

이에 따라, 회로기판 또는 리드선을 본체에 연결하기 위하여 장치에 비아홀을 형성하거나 복잡한 추가작업을 할 필요가 없으므로 장치의 변형을 막고 터치스크린장치의 전기적연결을 간단히 수행할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 터치스크린장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 터치스크린장치의 배면의 분해사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 터치스크린장치의 배면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 터치스크린장치의 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100: 터치스크린장치 110: 터치스크린패널

120: 액정표시장치 121: 제1 FPC

122: 제2 FPC 130: 진동발생수단

141: 제1 연성회로기판 142: 제2 연성회로기판

150: 메인브라켓 151: 개구부

Claims (5)

1. 사용자의 터치압력을 받는 터치스크린패널;

   상기 터치스크린패널의 하부에 장착되어 상기 터치압력을 시각정보로 변환시키며 내부에는 제1 FPC를 포함하는 액정표시장치;

   상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 상기 터치압력에 따라 진동을 발생시키는 진동발생수단;

   상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 전기신호를 인가하는 연성회로기판;

   상기 액정표시장치의 하부에 장착되어 외부충격으로부터 상기 액정표시장치를 보호하는 메인브라켓; 및

   상기 메인브라켓에 장착되어 전기신호를 인가하도록 전기회로와 수동소자가 장착된 본체회로기판;을 구비한 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 연성회로기판은 상기 액정표시장치와 상기 본체회로기판을 연결하는 제1 연성회로기판과, 상기 제1 FPC와 상기 메인브라켓을 연결하는 제2 연성회로기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 액정표시장치는 하부에 상기 진동발생수단의 말단에 연결되어 상기 제1 FPC와 일체로 연결된 리드선 형상의 제2 FPC를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 진동발생수단은 압전 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 메인브라켓은 상기 연성회로기판과 상기 본체회로기판이 직접 연결되도록 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린장치.

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