KR101802667B1

KR101802667B1 - 가전 제품용 터치 센서 어셈블리 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101802667B1
Application number: KR1020160108239A
Authority: KR
Inventors: 양재성; 김현기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: EP3287725B1; US10495371B2; EP3287725A1; US11079172B2; AU2017219045B2; US20200025439A1; US20180058747A1; CN107782061B; AU2017219045A1; CN107782061A

Abstract

본 발명은 금속 패널과 같이 터치 센서를 구현하기 어려운 재질의 패널 후면에 설치되어 소정의 터치 지점에 대해 터치 동작을 감지할 수 있도록 한 터치 센서 어셈블리와, 자동화 공정이 가능한 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 터치 지점(21)이 마련된 패널(20)의 후면에 부착되는 터치 기판(120); 제1극(136)과 제2극(138)이 적층되어 적어도 정면의 중앙부에 제1극이 배치된 구조를 포함하고, 상기 제1극이 상기 터치 기판을 바라보는 방향으로 정렬되어 상기 터치 기판의 후면에 고정되는 피에조 디스크(130); 가요성이 부여되도록 상기 터치 기판에 고정되고, 상기 제1극과 접하여 전기적으로 접속되며, 상기 터치 기판에 마련된 제1배선(1201)과 전기적으로 연결되는 가압부(126); 및 상기 제2극을 지지하여 상기 피에조 디스크를 상기 터치 기판의 후면에 고정하는 기초부가 되고, 상기 제2극과 전기적으로 접속되며, 상기 터치 기판의 제2배선(1202)과 전기적으로 연결되는 고정면(128);을 포함하는 터치 센서 어셈블리(100)를 제공한다.

Description

가전 제품용 터치 센서 어셈블리 및 그 제조 방법{TOUCH SENSOR ASSEMBLY FOR HOME APPLIANCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 가전 제품용 터치 센서 어셈블리와 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 패널과 같이 터치 센서를 구현하기 어려운 재질의 패널 후면에 설치되어 소정의 터치 지점에 대해 터치 동작을 감지할 수 있도록 한 터치 센서 어셈블리와, 자동화 공정이 가능한 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

냉장고의 종류는 냉장실과 냉동실의 구성에 따라, 냉동실이 상부에 있고 냉장실이 하부에 있는 탑마운트(top mount) 방식의 냉장고와, 냉장실이 상부에 있고 냉동실이 하부에 있는 바텀프리저(bottom freezer) 방식의 냉장고와, 냉장실과 냉동실이 좌측과 우측으로 구분되어 위치하는 사이드 바이 사이드(side by side) 방식의 냉장고가 있다.

사이드 바이 사이드형 냉장고는 비교적 큰 용량을 가지고 여러가지 기능이 복합적으로 구비된 냉장고로 주로 출시되며, 냉동실과 냉장실이 각각 종방향으로 수직하게 냉장고의 좌우측에 설치된다, 그리고 냉동실의 후면에는 증발기가 구비되어, 냉동실과 냉장실 고내의 공기를 하부로부터 흡입함과 동시에 상부로 토출함으로써, 냉기를 각 고내로 순환시켜 냉장기능과 냉동기능을 각각 수행하도록 되어 있다.

한편 냉장고 도어는 냉장고의 전면에 회동 가능하게 설치되는 것이 일반적이며, 저장실을 밀폐한 상태에서 사용자에게 주로 노출된다. 하루 중 냉장고 도어를 열어두는 시간이 차지하는 비중이 별로 없는 냉장고의 사용 양태를 고려하면, 사용자에게 미려한 느낌을 전하기 위해 냉장고의 도어 전면에 다양한 무늬가 형성된 패널을 부착하는 등의 장식을 하거나, 도어의 전면 패널을 고급스러운 외장재로 구성하는 경우가 많다.

최근 사용자들은 가전 제품의 재질로 메탈 재질에 대해 높은 선호도를 보이고 있는데, 냉장고의 도어 전면에 냉장고의 작동 정보를 확인할 수 있는 디스플레이를 설치하고 냉장고를 조작하기 위한 버튼을 설치하는 경우, 외관이 떨어지는 문제점이 있다.

이런 점을 감안하여 최근에는, 평상시에는 눈에 띄지 않다가 사용자가 원하는 경우에만 디스플레이 정보를 나타내고 버튼이 표시되는 도어 구조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

메탈 재질의 전면 패널을 가지는 도어는 정전식 터치 방식을 적용하기 어렵다는 문제가 있다. 또한 메탈 재질 자체가 어느 정도 강성을 가지고 있기 때문에 정압식 터치 방식 역시 구현하기가 쉽지 않다. 특히 종래의 터치 감지 방식으로는 메탈 재질의 패널에 히든 버튼을 구현하기가 쉽지 않다.

따라서 메탈 재질의 패널에서도 터치 동작이 확실히 인식될 수 있는 센서의 개발이 절실한 시점이다. 이러한 센서는 비단 냉장고 도어의 전면 패널뿐만 아니라, 외관을 메탈 재질로 구성하면서 메탈 패널 자체에 터치 동작이 가능한 히든 버튼(hidden button)의 적용이 가능한 다양한 다른 가전 제품에도 적용할 수 있다는 점에서, 그 활용 분야가 매우 다양하다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 부품수가 적고 구조와 제조 과정이 간단하면서도 터치 동작 감지에 대한 신뢰도가 높은 터치 센서 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 터치 동작에 대한 감도가 높은 터치 센서 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 견고하고 내구성이 높은 터치 센서 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 설계 자유도가 높은 터치 센서 어셈블리 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 수작업으로 제조하기에도 용이하고, 자동화 공정을 적용하는 것이 가능한 터치 센서 어셈블리와, 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 견고한 조립이 가능하고 터치 동작 감지에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 터치 센서 어셈블리의 설치 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 터치 지점(21)이 마련된 패널(20)의 후면에 부착되는 터치 기판(120); 제1극(136)과 제2극(138)이 적층되어 적어도 정면의 중앙부에 제1극이 배치된 구조를 포함하고, 상기 제1극이 상기 터치 기판을 바라보는 방향으로 정렬되어 상기 터치 기판의 후면에 고정되는 피에조 디스크(130); 가요성이 부여되도록 상기 터치 기판에 고정되고, 상기 제1극과 접하여 전기적으로 접속되며, 상기 터치 기판에 마련된 제1배선(1201)과 전기적으로 연결되는 가압부(126); 및 상기 제2극을 지지하여 상기 피에조 디스크를 상기 터치 기판의 후면에 고정하는 기초부가 되고, 상기 제2극과 전기적으로 접속되며, 상기 터치 기판의 제2배선(1202)과 전기적으로 연결되는 고정면(128);을 포함하는 터치 센서 어셈블리(100)를 제공한다.

이러한 구조의 터치 센서 어셈블리(100)는 터치 기판에 전기적 연결 구조와 피에조 디스크 가압 구조를 일체화할 수 있어 부품수와 조립공수를 줄일 수 있고, 가요성이 부여된 터치 기판의 가압부가 터치 지점의 압력을 받아 피에조 디스크의 중심부를 확실히 눌려주는 구조를 구현하여 터치 감도를 높일 수 있다.

상기 터치 지점과 대응되는 상기 터치 기판 위치에 홀(122)이 마련되고, 상기 가압부는 상기 홀의 내주면에서 홀의 중앙부로 연장되는 다리부(124)의 단부에 연결된 형태일 수 있다. 이러한 구조는 터치 기판을 천공하는 것만으로 제작이 가능하여 제조가 용이하고, 홀 구성으로 인해 터치 지점의 압력이 가압부에 집중됨으로써, 터치 감도를 높일 수 있다.

상기 제1배선은 상기 다리부를 경유하여 상기 가압부에 전기적으로 연결될 수 있으므로, 가요성 부여와 전기적 연결 구조를 통합함으로써 구조를 보다 간단하게 할 수 있다.

상기 다리부는 상기 가압부를 중심으로 방사상으로 마련된 형태일 수 있으며, 이러한 구조로 인해 가압부에 가요성을 부여하며 가압부에 대한 지지 구조의 내구성을 높일 수 있다. 가령 다리부가 90도 간격으로 4개 배치되거나, 120도 간격으로 3개 배치되거나, 180도 간격으로 2개 배치되는 구조가 이에 해당할 수 있다.

상기 다리부는 상기 가압부를 중심으로 비대칭 구조로 마련된 형태일 수 있으며, 이러한 구조로 인해 가압부에 보다 높은 가요성을 부여할 수 있다. 가령 90도 간격으로 2개의 다리부만 구비되거나, 1개의 다리부만 구비되는 등 외팔보와 같은 구조의 형태가 이에 해당할 수 있다.

상기 제1극과 전기적으로 연결되는 상기 가압부의 표면은 부식 방지 처리될 수 있다. 특히 기판이 PCB인 경우 노출되는 패턴이 장기적으로 수분에 노출되면 부식이 발생하여 전기적 접속에 어려움이 있을 수 있는바, 본 발명은 이러한 점을 감안하여 가압부 표면에 솔더링 등을 하여 부식 방지 처리를 한다.

상기 고정면(128)에는, 상기 피에조 디스크의 측면과 배면(134)을 지지하여 상기 피에조 디스크를 상기 터치 기판의 후면에 고정하는 고정력을 제공하는 홀더(140)가 고정될 수 있다. 홀더 구조는 강도가 높지 않은 부품인 피에조 디스크를 보호하면서 터치 기판의 후면에 확실히 고정해줄 수 있도록 해준다.

상기 홀더는 통전이 가능한 재질을 포함하여서, 상기 피에조 디스크와 접촉하는 부분에서 상기 제2극과 전기적으로 연결되고, 상기 고정면과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉 홀더는 피에조 디스크를 지지하면서, 동시에 피에조 디스크와 전기적으로 연결되는 기능을 한다.

상기 홀더는, 상기 피에조 디스크의 배면을 지지하는 배면 지지부(142); 상기 배면 지지부(142)의 가장자리에서 상기 터치 기판을 향해 연장된 형태로 마련되어 상기 피에조 디스크의 측면을 지지하는 측면 지지부(146); 및 상기 측면 지지부(146)에서 상기 터치 기판을 포함하는 평면과 나란한 방향으로 외향 연장되어 상기 터치 기판의 고정면에 고정되는 고정 레그부(148)를 포함할 수 있다. 이러한 홀더 구조는 제조가 간단하고, 터치 기판에 대해 간단하면서도 견고하게 고정될 수 있음은 물론 피에조 디스크를 잘 고정해줄 수 있는 구조이다.

상기 배면 지지부의 가장자리의 일측에는 상기 피에조 디스크가 삽입될 수 있도록 상기 측면 지지부가 마련되지 않은 형태의 삽입구(141)가 마련될 수 있다. 이는 자동화 작업은 물론 수작업에도 적용 가능한 구조이다.

상기 삽입구와 인접하는 배면 지지부의 가장자리에는 상기 피에조 디스크의 삽입을 안내하는 가이드홈(147)이 마련되어 있어서, 자동화 작업에서는 물론 수작업의 편의성을 도모할 수 있다.

상기 삽입구는 상기 터치 기판의 가장자리 쪽을 향하는 방향으로 마련되어 있어서, 삽입 동작을 할 때 필요한 공간을 충분히 확보하여 피에조 디스크 삽입 작업을 용이하게 할 수 있다.

상기 배면 지지부에는 전방을 향해 돌출되어 상기 피에조 디스크의 배면을 전방으로 가압하는 가압돌기부(143)가 마련되고, 상기 가압돌기부는 상기 피에조 디스크의 배면 가장자리를 가압하도록 함으로써, 터치 기판과 배면 지지부 사이의 간격에 오차가 있더라도 가압돌기부의 형상으로 이러한 오차를 충분히 흡수하면서 피에조 디스크를 탄성적으로 지지할 수 있다.

상기 배면 지지부의 중심 둘레에는 슬릿(144)이 절개되어 있다. 따라서 배면 지지부 중심부에 가요성을 부여함으로써 터치 동작에 따른 외력을 어느 정도 흡수하여 반복되는 외력에 대한 내구성을 확보할 수 있다.

상기 고정면은 상기 피에조 디스크의 가장자리 부근에서 상기 제2극 부분과 솔더링 고정될 수 있다. 이는 홀더 없이 피에조 디스크를 직접 터치 기판의 후면에 고정할 수 있는 구조이므로, 부품 수를 줄일 수 있고 이에 따라 조립 공수도 줄일 수 있으며, 손쉽게 자동화 공정으로 구현할 수 있다.

상기 가압부의 표면이 상기 제1극과 솔더링되어 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 이에 따르면 제1극과 접촉하는 가압부 표면에 대한 부식 방지는 물론 피에조 디스크를 터치 기판에 더 견고하게 고정할 수 있다.

상기 피에조 디스크는, 상기 제2극의 가장자리에서 외향 연장된 제2극의 연장부(135)를 더 포함하고, 상기 제2극의 연장부가 상기 고정면에 고정되도록 할 수 있다. 이로서 피에조 디스크의 제1극의 크기를 더 크게 할 수 있어 피에조 디스크의 감도를 높일 수 있고, 고정면과 피에조 디스크의 솔더링 고정을 더 간편하고 확실히 할 수 있다.

상기 연장부는 연장 방향의 중간 부분이 제1극이 적층된 방향을 향해 절곡되거나 제1극이 적층된 방향의 반대방향으로 절곡된 형태를 포함하므로, 피에조 디스크가 고정되어야 하는 부분의 형태에 유연하게 대응하여 피에조 디스크를 적용할 수 있어, 설계 자유도를 높일 수 있다.

상기 터치 기판의 전면에는 상기 터치 기판을 상기 패널의 후면에 부착하기 위한 접착력을 제공하는 제1접착부재(110)가 적층된다. 이러한 구조에 의하면 터치 센서 어셈블리를 터치 지점이 마련된 패널의 후면에 직접적으로 고정할 수 있어, 고정 위치를 정확히 할 수 있고, 터치력이 전달되어야 하는 두 부재가 충분히 밀착되도록 할 수 있다.

상기 제1접착부재에서 상기 패널의 터치 지점과 대응하는 지점들 사이의 영역에는 접착부재의 일부가 절취된 슬릿(112)이 마련되어 있는데, 이에 따르면 제1접착부재와 접착면 사이에 갇힐 수 있는 기포를 배출하여 기포가 터치 감도에 문제를 일으키는 일을 예방할 수 있고, 접착력을 더 높일 수 있다. 또한 절취된 접착부재 부분에서는 패널과 터치 기판이 부착되어 있지 않기 때문에, 패널에 가해진 터치 압력이 측면으로 퍼지는 것을 어느 정도 차단하게 되어 이웃하는 피에조 디스크에서 터치를 오감지할 우려를 줄일 수 있다.

상기 슬릿은 이웃하는 두 터치 지점을 가로막는 방향으로 마련될 수 있는데, 이러한 구조에 따르면, 길이방향을 따라 터치 센서 어셈블리의 배면을 롤러로 눌러 부착할 때 기포의 배출을 더 원활하게 할 수 있고, 제1접착부재를 디스크 터치 오감지 방지 효과를 더욱 높일 수 있다.

상기 제1접착부재는 후면에 피에조 디스크가 고정된 위치와 대응하는 상기 터치 기판의 전면 부분을 덮는 형태일 수 있다. 이는 피에조 디스크가 수용되어 있는 공간으로 수분이나 이물질이 침투하는 것을 방지하여 피에조 디스크의 전기적인 접속부에서 접속 불량이 일어나지 않도록 해준다.

상기 터치 기판의 후면에는 상기 터치 기판의 후면에 고정된 상기 피에조 디스크를 수용하는 공간을 제공하는 가이드 기판 또는 사출물(160)이 적층될 수 있다. 이는 평판 형태의 터치 기판 후면에 고정된 피에조 디스크 및/또는 그 고정구조(홀더)를 수용하여 외부로 돌출되지 않도록 함으로써 피에조 디스크를 보호할 수 있다.

상기 가이드 기판 또는 사출물과 상기 터치 기판의 후면은 제2접착부재(150)에 의해 상호 접착 고정되도록 할 수 있다. 접착부재를 개재하는 이러한 적층 방식은, 적층이 간단하면서도, 다른 방식보다 피에조 디스크를 수용하는 공간에 대한 밀봉 효과가 크다.

상기 가이드 기판 또는 사출물의 후면에는 적어도 상기 피에조 디스크를 수용하는 공간을 덮는 커버면이 적층된다. 이는 피에조 디스크를 수용하는 공간에 대한 수밀 효과를 높일 수 있고 외부에서 피에조 디스크에 접근되지 않도록 보호해 주는 기능을 가질 수 있다.

삭제

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 터치 지점(21)이 마련된 패널(20)의 후면에 부착되어 터치 지점의 터치 동작을 감지하는 터치 센서 어셈블리(100)의 제조방법으로서, 제1배선(1201)과 제2배선(1202)이 마련되고, 터치 기판(120)에 고정되되 터치 기판에 대해 가요성을 가지고 상기 제1배선과 전기적으로 연결된 가압부(126)와, 상기 가압부(126) 주변에 위치하며 상기 제2배선과 연결된 고정면(128)이 구비된 터치 기판을 준비하는 단계; 및 상기 터치 기판의 가압부와 고정면에 각각 제1극과 제2극이 전기적으로 연결되도록 상기 터치 기판의 후면에 피에조 디스크를 고정하는 단계;를 포함하는 터치 센서 어셈블리의 제조 방법을 제공한다.

이처럼 본 발명에 따르면, 터치 기판에 피에조 디스크를 지지하면서 가압하고 피에조 디스크를 전기적으로 연결하는 구조를 일체적으로 제작하여 준비할 수 있어 제조가 편리하다. 또한 이러한 터치 기판과 피에조 디스크를 먼저 조립하고, 이를 지지하거나 부착하는 구조의 조립을 후속 진행할 수 있어, 조립 방법이 간단해진다.

상기 터치 기판을 준비하는 단계는, PCB에 상기 제1배선과 제2배선을 패터닝하고, 가압부와 고정면 표면에 접속재(1261)를 노출시키며, 상기 제1배선을 회피하여 상기 가압부 주변에 홀(122)을 천공하여 홀의 내주에서 상기 가압부를 향해 연장된 다리부(124)를 형성하는 공정을 포함한다. 즉 피에조 디스크를 지지하면서 가압하고 피에조 디스크를 전기적으로 연결하는 구조를 편리하게 일체적으로 제작할 수 있다.

상기 피에조 디스크를 고정하는 단계는, 상기 고정면에 전기 전도성을 가지는 홀더(140)를 솔더링하여 고정하고, 상기 홀더와 터치 기판 사이의 공간으로 피에조 디스크를 삽입하여 피에조 디스크의 제1극(136)이 상기 가압부와 전기적으로 연결되고 피에조 디스크의 제2극(138)이 상기 홀더와 전기적으로 연결되도록 하는 공정을 포함할 수 있다. 이러한 제조방법에 의하면 피에조 디스크를 고정하기 위한 구조와 피에조 디스크를 전기적 배선에 연결하는 구조를 한번에 제작할 수 있다.

이 외에도 상기 피에조 디스크를 고정하는 단계는, 상기 가압부와 고정면에 노출된 접속재에 크림솔더(129)를 도포하는 단계; 상기 피에조 디스크의 제1극이 가압부 상에 위치하고 피에조 디스크의 제2극이 접속재 상에 위치하도록 상기 피에조 디스크를 상기 터치 기판의 후면에 재치하는 단계; 및 상기 크림솔더를 가열하여 상기 가압부와 고정면에 상기 피에조 디스크의 제1극과 제2극을 고정하는 단계;를 포함할 수 있다. 이러한 제조 방법에 의하면 터치 센서 어셈블리의 부품수를 더 줄일 수 있고, 피에조 디스크의 고정 작업을 간단하게 자동화하여 실시할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 터치 기판의 후면에 상기 피에조 디스크를 수용하는 수용부가 마련된 가이드 기판 또는 사출물(160)을 적층하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 피에조 디스크를 터치 기판에 고정한 상태에서 피에조 디스크를 보호할 수 있는 구조물을 설치함으로써, 피에조 디스크의 고정 작업을 편리하게 할 수 있는 공간을 확보한 상태에서 작업이 진행된 후 피에조 디스크를 보호할 수 있는 구조물을 설치할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 가이드 기판 또는 사출물(160)의 후면에 커버면을 적층하고, 폭이 상기 수용부보다 큰 롤러로 커버면을 눌러 상기 가이드 기판 또는 사출물의 후면에 부착할 수 있다. 이러한 방법에 따르면, 커버면을 부착하는 공정을 자동화할 수 있고, 커버면을 밀착시킬 때 롤러가 피에조 디스크를 건드리지 않도록 함으로써 피에조 디스크를 보호할 수 있다.
또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 제품의 외관을 형성하고, 터치 지점이 형성된 전면 패널; 상기 터치 지점의 위치에 대응하는 상기 전면 패널의 후면에 부착되는 제 1 면과, 상기 제 1 면과 인접하지 않는 제 2 면을 구비한 터치 기판; 상기 터치 기판과 일체로 형성된 가압부; 상기 가압부의 가장자리에 상기 터치 기판을 천공하여 형성된 홀; 상기 제 2 면에서 상기 가압부와 상기 홀을 포함하는 위치에 장착되고, 수용홈이 형성된 홀더; 상기 수용홈에 삽입되어 상기 가압부와 접촉하는 제 1 극과 제 2 극으로 형성된 피에조 디스크; 상기 홀더와 상기 피에조 디스크를 수용하는 수용홀이 형성되어, 상기 제 2 면에 장착된 가이드 기판; 및 상기 제 1 면에 부착된 접착 부재를 포함하는 가전 제품을 제공한다.

삭제

본 발명에 의하면, 터치 센서 어셈블리의 부품수를 줄일 수 있고, 구조가 간단하게 구현되며, 제조 과정도 간단하게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 터치 센서 어셈블리의 터치 동작 감지에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 터치 센서 어셈블리를 보다 견고하게 제작할 수 있고, 반복적인 외부 입력에 대해서도 내구성을 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 다양한 형태의 피에조 디스크를 적용할 수 있고, 이에 따라 피에조 디스크를 고정하는 구조에 대한 변형도 용이하여 설계 자유도가 높기 때문에, 터치 센서 어셈블리 내부의 구조를 터치 지점에 대응하여 별다른 어려움 없이 다양하게 변경할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 터치 영역이 마련된 패널에 터치 센서 어셈블리를 견고하게 설치할 수 있으며, 이에 따라 터치 센서 어셈블리의 터치 동작 감지에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 터치 센서 어셈블리가 적용된 냉장고의 전면을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 냉장고의 도어 부분을 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 냉장고의 일부 분해 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 터치 센서 어셈블리의 분해사시도,
도 5는 도 4에 도시된 터치 기판의 A 부분의 확대도,
도 6은 도 5에 도시된 터치 기판 부분의 다른 실시예들을 나타낸 정면도와 후면도,
도 7은 도 4에 도시된 피에조 디스크의 하나를 나타낸 B 부분의 확대도와 측면도,
도 8은 도 4에 도시된 홀더의 하나를 나타낸 C 부분의 확대도,
도 9는 도 4의 터치 센서 어셈블리가 조립된 상태에서 도 2의 X-X 방향으로 바라본 터치 센서 어셈블리의 피에조 디스크 설치 부분의 단면도,
도 10은 도 4의 터치 센서 어셈블리의 터치 기판과 홀더와 피에조 디스크가 조립된 상태를 나타낸 정면도,
도 11은 도 10의 후면도,
도 12는 도 5에 도시된 터치 기판의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 13은 도 12의 터치 기판에 피에조 디스크를 고정하는 과정을 나타낸 측면도,
도 14는 터치 기판에 피에조 디스크가 고정되지 않은 상태와 고정된 상태를 모두 도시한 터치 기판의 후면도,
도 15는 도 12 내지 도 14에 도시된 터치 기판과 피에조 디스크 고정 구조에 적용할 수 있는 피에조 디스크의 다른 실시예들을 도시한 정면도,
도 16은 도 15의 피에조 디스크의 다른 실시예들을 도시한 측면도,
도 17은 도 12 내지 도 14의 터치 기판과 피에조 디스크가 적용된 터치 센서 어셈블리를 도어의 전면 패널의 후면에 부착하는 과정을 나타낸 단면도,
도 18은 터치 센서 어셈블리에서 터치 기판의 정면에 부착되는 제1접착부재의 정면도와 이를 적용하여 냉장고 도어의 전면 패널에 부착된 터치 기판과 피에조 디스크의 단면도,
도 19는 도 18의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 20은 터치 센서 어셈블리를 전면 패널의 후면에 접착하고 터치 센서 어셈블리의 후면을 지지구조물로 지지하는 과정을 나타낸 도면,
도 21을 도 20의 각 구성을 조립한 상태를 나타낸 도면,
도 22는 도 20과 도 21의 터치 센서 어셈블리의 터치 기판에서 피에조 디스크가 위치하는 영역과 지지구조물의 돌기가 지지하는 영역을 표시한 평면도, 그리고
도 23은 돌기가 마련된 지지구조물의 확대 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[터치 센서 어셈블리가 적용된 냉장고 구조]

도 1은 본 발명에 따른 터치 센서 어셈블리가 적용된 냉장고의 전면을 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 냉장고의 도어 부분을 나타낸 사시도, 그리고 도 3은 도 2의 냉장고의 일부 분해 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르는 냉장고(1)는 저장공간을 제공하는 캐비닛과, 상기 캐비닛에 장착되어 저장공간을 개폐하는 냉장고 도어(10)에 의해 외형이 규정된다.

상기 캐비닛에 의해 제공되는 저장공간은 좌우 양측 및/또는 상하로 구획될 수 있으며, 구획된 상기 저장공간의 전면(front face)에는 각각의 저장공간을 개폐하는 다수의 냉장고 도어(10)가 구비된다. 상기 도어(10)는 슬라이딩 또는 회전 방식으로 상기 저장공간을 개폐하도록 구성되며, 도어가 닫힌 상태에서는 도어가 냉장고의 전면 외관을 구성하게 된다.

그리고, 상기 다수의 냉장고 도어(10) 중 평균의 신장을 가지는 사용자의 눈높이에 대응하는 도어(10)에는, 사용자가 식별이나 조작하기 편한 높이 부분에 디스플레이 영역(11)과 터치 영역(22)이 제공된다.

상기 디스플레이 영역(11)은 냉장고(1)의 작동 상태를 외부로 나타내기 위한 것으로서, 도어(10)의 내부공간으로부터 조사되는 빛이 투과되면서 기호 또는 숫자 등을 나타낼 수 있도록 구성되며(도 2 참조), 사용자가 외부에서 이를 통해 냉장고의 동작 정보를 확인할 수 있다.

그리고 도어의 내부공간으로부터 빛이 조사되지 않는 경우에는, 상기 디스플레이 영역(11)이 외부로 나타나지 않게 된다(도 1 참조). 이러한 상태에서는 도어(10)에 디스플레이 영역(11)이 존재하지 않는 것과 같은 외관을 가지게 됨으로써, 깔끔한 외관을 구성할 수 있다.

상기 터치 영역(22)은 사용자가 냉장고(1)의 동작을 위해 터치 조작을 하는 부분으로, 상기 디스플레이 영역(11) 부근에 함께 제공된다. 터치 영역(22) 내에는 다수의 터치 지점(21)이 마련되어 있어서, 사용자가 해당 터치 지점(21)을 누르면, 그에 해당하는 동작을 수행하게 된다. 상기 터치 지점(21)은 인쇄 처리되거나 에칭과 같은 표면 가공 방법에 의해 사용자가 그 위치를 인식할 수 있도록 표시될 수 있다.

물론 상기 터치 영역(22)이 반드시 디스플레이 영역(11)과 동일한 도어(10)에 함께 설치되어야 하는 것은 아니며, 다른 도어(10)에 설치되거나, 도어가 아닌 캐비닛의 일측에 설치될 수도 있다.

또한 상기 터치 지점(21)의 경우, 항상 식별될 수 있도록 표시되지 않고, 디스플레이 영역(11)에서처럼, 도어 내부로부터 빛이 조사되는 경우와 그렇지 않은 경우에 따라 외부에서 해당 위치가 인식될 수 있거나 인식하지 못하도록 할 수도 있다.

전면 패널(20)은 메탈 플레이트, 가령 스틸이나 스테인리스 스틸 플레이트로 제작될 수 있다. 그리고 전면 패널(20)에 있어서 터치 영역(22)과 대응하는 부분의 후면에는 터치 센서 어셈블리(100)가 고정된다. 터치 센서 어셈블리(100)와 전면 패널(20)의 밀착력을 높이기 위해, 전면 패널(20)의 후방에 체결되는 도어 라이너(40)의 내측에 지지구조물(30)이 설치될 수 있다. 전면 패널(20)의 후면에 터치 센서 어셈블리(100)를 고정한 상태에서 전면 패널(20)과 도어 라이너(40)를 체결하면, 도어 라이너(40)에 설치되어 있던 지지구조물(30)이 터치 센서 어셈블리(100)의 후면을 눌러 터치 센서 어셈블리(100)를 전방으로 지지해줄 수 있다.

이 외에도, 터치 센서 어셈블리(100)를 지지구조물(30)의 전면에 고정한 상태에서 전면 패널(20)과 도어 라이너(40)를 체결함으로써, 터치 센서 어셈블리(100)의 전면이 전면 패널(20)의 후면에 밀착되도록 하는 방식도 적용 가능하다. 그리고, 이러한 방식 외에도 전면 패널(20)과 도어 라이너(40)를 조립함으로써, 결과적으로 터치 센서 어셈블리(100)가 전면 패널(20) 쪽으로 지지될 수 있도록 하는 다양한 다른 지지 방식도 적용 가능함은 물론이다.

[터치 센서 어셈블리 - 제1실시예]

도 4는 도 3에 도시된 터치 센서 어셈블리의 분해사시도, 도 5는 도 4에 도시된 터치 기판의 A 부분의 확대도, 도 6은 도 5에 도시된 터치 기판 부분의 다른 실시예들을 나타낸 정면도와 후면도, 도 7은 도 4에 도시된 피에조 디스크의 하나를 나타낸 B 부분의 확대도와 측면도, 도 8은 도 4에 도시된 홀더의 하나를 나타낸 C 부분의 확대도, 도 9는 도 4의 터치 센서 어셈블리가 조립된 상태에서 도 2의 X-X 방향으로 바라본 터치 센서 어셈블리의 단면도, 도 10은 도 4의 터치 센서 어셈블리의 터치 기판과 홀더와 피에조 디스크가 조립된 상태를 나타낸 정면도, 그리고 도 11은 도 10의 후면도이다.

이하 도 4 내지 도 11을 참조하여 터치 센서 어셈블리의 전체적인 구조와, 이를 구성하는 개별 부품들의 구조에 대해 상세히 설명한다.

도 4와 도 9를 참조하면, 터치 센서 어셈블리(100)는 터치 기판(120)과 가이드 기판(160)이 제2접착부재(150)에 의해 적층되어 전체적인 외관을 형성한다. 터치 기판과 가이드 기판은 어느 정도 두께가 있는 PCB(printed circuit board)로 제작할 수 있다. 다만 가이드 기판은 반드시 PCB로 제작될 필요는 없으며, 이와 동등한 형상을 가지는 합성 수지, 가령 플라스틱 사출물로 제작 가능하다.

터치 기판(120)에 고정되는 후술할 홀더(140)와 상기 홀더(140)에 끼워지는 피에조 디스크(130)는 상기 가이드 기판(160)의 수용홀(162)에 수용된다. 즉 가이드 기판(160)은 전체적인 외관을 규정하면서, 터치 센서 어셈블리(100)의 몸체의 일부로서 기능할 수 있고, 터치 센서 어셈블리에 설치되는 각종 부품을 수용하는 하우징의 일부로서 기능할 수 있다. 따라서 가이드 기판(160)의 재질과 성형 방식 등은 이러한 가이드 기판(160)의 기능에 부합하는 한 다양한 변형이 가능하다.

터치 기판(120)의 외측 표면, 즉 가이드 기판이 적층된 면의 대향면에는 양면테이프 형태의 제1접착부재(110)가 접착되어 터치 기판(120) 및 이에 적층된 구조에 대해 수밀(水密)함은 물론, 터치 기판(120)의 외측 표면을 냉장고 도어 전면 패널(20)의 후면에 부착할 수 있게 한다.

가이드 기판(160)의 외측 표면, 즉 터치 기판이 적층된 면의 대향면에는 P.E.T. 재질의 제3접착부재(170)가 부착되어 가이드 기판(160) 및 이에 적층된 구조에 대해 수밀(水密)한다.

[터치 센서 어셈블리 - 터치 기판]

터치 기판(120)은 냉장고(1)의 도어(10)를 구성하는 전면 패널(20)에 마련된 복수 개의 터치 지점(21)을 포함하는 터치 영역(22)에 대응하는 형태이다. 본 발명의 실시예에서는 전면 패널(20) 상에 복수 개의 터치 지점(21)이 일렬로 이격 배치되고, 이에 따라 터치 영역(22)도 긴 직사각형 형태로 이루어짐이 예시된다(도 1 내지 도 3 참조). 따라서 터치 기판(120) 역시 긴 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.

도 5를 참조하면, 터치 기판(120)에 있어서 상기 전면 패널(20)의 터치 지점(21)과 대응하는 위치에는 홀(122)이 마련된다. 본 발명의 실시예에서 홀은 대략 직사각형 형태인 것이 예시되나, 홀의 형상이 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 상기 홀(122)의 중심은 상기 전면 패널(20)의 터치 지점(21)의 중심과 정렬된다.

상기 홀(122)의 내주면에는 내주면으로부터 상기 홀의 중심까지 연장되는 형태의 다리부(124)가 마련된다. 그리고 다리부(124)의 선단부에는 홀의 중심과 정렬되어 위치하는 가압부(126)가 연결된다. 가압부(126)는 후술할 피에조 디스크의 형상과 대응하며 피에조 디스크보다는 다소 작은 크기를 가지는 형상으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 원판형의 피에조 디스크와, 이에 대응하는 원형의 가압부(126)가 예시된다. 상기 가압부(126)와 직사각형 형태의 홀(122)의 내주면은, 직사각형의 각 변의 중심에서 상기 가압부 사이에서 연장되는 다리부(124)에 의해 상호 연결된다.

터치 기판(120)에 홀(122)을 마련하고, 홀의 중심에 배치되는 가압부(126)를 다리부(124)로 연결하는 구조는 가압부(126)의 거동을 플렉서블하게 해준다. 즉 사용자가 전면 패널의 터치 지점(21)을 누르면, 이를 누르는 힘이 가압부(126)에 전달되는데, 가압부(126)는 상대적으로 가느다란 다리부(124)를 통해 터치 기판(120)의 본체에 연결되어 있기 때문에, 가압부(126)가 사용자가 누르는 힘에 순응하여 함께 눌릴 수 있다.

따라서 본 발명의 실시예에서 4개의 다리부(124)를 통해 가압부(126)를 홀(122)의 중심에 배치한 구조는, 가압부(126)가 사용자 터치 압력에 순응하여 쉽게 움직이면서도, 반복적인 누름 동작에 대해 충분한 내구성을 가질 수 있는 구조라면, 다른 형태로도 얼마든지 변경이 가능하다. 가령 90도 간격으로 4개의 다리부가 구비된 상기 실시예(도 5 및 도 6 (a) 참조)에 대한 변형예로서, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 다리부들이 마련된 간격이 180도가 되도록 하는 보(beam) 구조이거나, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이 90도 간격으로 2개의 다리부만 구비하는 외팔보(cantilever) 구조, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 하나의 다리부만 구비하는 외팔보 구조 등도 적용 가능하다. 특히 외팔보 구조는 사용자 터치 압력에 대해 그만큼 더 순응하여 변형되므로, 터치 감도를 더 높일 수 있다.

한편 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 홀(122) 부근에는 후술할 홀더(140)의 고정 레그부(148)를 고정할 수 있는 고정면(128)이 마련된다. 실시예에 따르면, 대략 직사각형 형태의 홀(122)의 안쪽으로 고정면(128)이 돌출된 형태로 구비됨이 예시되어 있으나, 고정면의 위치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제1실시예에 따른 상기 터치 기판(120)은 가늘고 긴 직사각형 형태로 이루어지고, 직사각형 형태의 홀(122)의 장변 역시 상기 터치 기판의 길이방향에 대응하는 방향으로 정렬되어 있으므로, 터치 기판(120)을 더 슬림하게 제작하는 것이 가능하다. 또한 홀(122)의 단변 쪽에 고정면(128)이 마련되어 있기 때문에, 후술할 홀더(140)의 삽입구(141)를 터치 기판(120)의 측면을 향해 개방된 형태로 구성할 수 있어, 피에조 디스크(130)의 삽입 작업을 보다 용이하게 하도록 할 수 있다.

상기 터치 기판(120)에 홀(122), 다리부(124), 가압부(126), 그리고 고정면(128)을 형성할 때에는, 터치 기판에서 다리부(124), 가압부(126), 및 고정면(128)을 제외한 나머지 홀 부분을 천공함으로써 일거에 제작 가능하다.

터치 기판(120)에는 전기적 배선이 구비되는데, 이들 중 하나는 가압부(126), 다리부(124)를 통하는 제1배선(1201)이며, 다른 하나는 고정면을 통하는 제2배선(1202)이다. 이는 후술할 피에조 디스크에 압력이 가해졌는지를 판단하기 위한 것이다. 즉 피에조 디스크가 압력을 받아 전위차가 발생하면, 상기 배선을 통해 기전력이 감지될 수 있다.

[터치 센서 어셈블리 - 가이드 기판]

도 4와 도 9를 참조하면, 가이드 기판(160)은 상기 터치 기판(120)과 제2접착부재(150)를 개재하며 적층되는 기판 형태의 사출물이다. 상기 제2접착부재(150)는 두 기판(120, 160)에 모두 접착되는 양면 접착테이프일 수 있다.

상기 가이드 기판(160)은 상기 터치 기판(120)과 대응하는 직사각형 평판 형태로 이루어지며, 터치 기판(120)의 홀(122) 위치와 대응하는 위치에 수용홀(162)이 구비되어 있다.

수용홀(162)은 적어도 후술할 홀더(140)와 홀더(140)에 수용되는 피에조 디스크(130)를 수용할 수 있는 면적을 가지며, 가이드 기판(160)의 두께는 홀더(140)의 높이와 같거나 그보다 약간 더 두껍게 되어 있다. 따라서, 상기 수용홀(162)에 홀더(140)가 수용된 상태에서, 홀더는 가이드 기판(160)의 표면보다 더 돌출되지 않게 된다.

홀더(140)는 상기 터치 기판(120)의 홀 부분에 설치되어야 하므로, 상기 제2접착부재(150) 역시 가이드 기판(160)의 수용홀(162)과 대응하는 위치와 형태의 관통홀(152)을 구비한다.

[터치 센서 어셈블리 - 홀더]

도 4, 도 8 및 도 9를 참조하면, 홀더(140)는 상기 터치 기판(120)의 홀(122) 부분에 고정되는 구성으로서, 홀더(140)를 터치 기판(120)에 고정하면, 홀더와 터치 기판에 의해 마련되는 공간에 후술할 피에조 디스크(130)를 삽입하여 고정할 수 있게 된다.

상기 홀더(140)는, 터치 기판의 홀(122) 부분을 대체적으로 커버하는 직사각형 형태로 이루어지는 배면 지지부(142)를 구비한다{엄밀히 말하면 배면 지지부(142)는 정사각형에 가깝다고 할 수 있지만, 터치 기판(120)의 직사각형 형태의 홀(122)과 대응하여 편의상 직사각형으로 설명한다}. 홀더를 터치 기판에 고정하였을 때, 상기 배면 지지부(142)는 터치 기판의 표면과 소정 간격만큼 이격되어 배치된다. 배면 지지부(142)와 터치 기판의 표면 사이의 간격은, 배면 지지부의 외측 가장자리에서 대략 직각으로 절곡된 형태의 측면 지지부(146)에 의해 규정될 수 있다. 그리고 측면 지지부(146)의 단부에는, 상기 터치 기판(120)의 고정면(128)에 솔더링 등의 방식으로 고정되는 고정 레그부(148)가 마련된다. 고정 레그부(148)는 솔더링에 의해 상기 고정면(128)과 전기적으로 연결된다.

실시예에 따르면, 터치 기판의 고정면(128)은 직사각형 형태의 홀(122)의 단변 부분에 한 쌍씩, 총 4개가 구비되는데, 고정 레그부(148) 역시 이에 대응하는 위치에 4개 구비된다. 고정 레그부(148)는 고정면(128)과 접하는 평면 형태로 이루어지며, 고정면(128)과의 솔더링 접착력을 높이기 위해 그 단부에 비아 홀(149; via-hole) 등이 형성될 수 있다. 이처럼 고정 레그부(148)는 터치 기판(120)의 길이방향을 따라 배치되는데, 이는 홀더의 삽입구(141)가 터치 기판(120)의 측방(즉 길이방향에 수직인 방향)을 향해 개방될 수 있도록 함으로써, 피에조 디스크의 삽입 작업을 보다 용이하게 해준다.

측면 지지부(146)는 직사각형 형태의 배면 지지부(142)의 네 변 중 두 단변과 한 장변에서 직각으로 절곡된 형태로 구비된다. 이들 측면 지지부(146)는 홀더(140) 내로 끼워질, 후술할 피에조 디스크(130)의 측면을 지지하여 조립 과정에서 피에조 디스크(130)가 홀더(140)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 상기 고정 레그부(148)는 상기 배면 지지부(142)의 두 단변이 절곡된 측면 지지부(146) 부분에 마련된다. 그리고 측면 지지부(146)가 마련되지 않은 배면 지지부(142)의 나머지 한 장변 부분은, 후술할 피에조 디스크(130)를 끼워 넣을 수 있는 삽입구(141)가 된다. 삽입구(141)가 되는 측면 지지부(146)의 장변 부분에는, 후술할 원형 평판 형태의 피에조 디스크(130)를 끼워 넣을 때 디스크의 단부를 삽입구(141) 쪽으로 안내하는 호 형상의 가이드홈(147)이 마련된다.

배면 지지부(142)는 피에조 디스크(130)의 배면(134)을 지지하는 부분이 된다. 이러한 배면 지지부(142)의 외측 가장자리 부근에는 피에조 디스크(130)의 배면 가장자리를 눌러 지지하는 가압돌기부(143)가 마련된다. 가압돌기부(143)는 후술할 피에조 디스크(130)의 정면에 마련된 제1극(136) 부분을 벗어나는 위치에 마련된다.

피에조 디스크(130)의 정면(132) 중앙부에 마련된 제1극(136) 부분은 기하학적으로 피에조 디스크의 정면으로부터 약간 돌출된다. 그리고 이러한 제1극 부분은 상기 터치 기판의 가압부(126)에 접하며 터치 기판에 의해 가압 지지된다. 따라서 가압돌기부(143)를 피에조 디스크(130)의 정면에 마련된 제1극(136) 부분을 벗어나는 위치에 마련하면, 터치 기판(120)에 있어서 다리부(124)에 의해 어느 정도 거동이 플렉서블한 가압부(126)가 피에조 디스크(130)의 정면(132)에서 돌출되어 있는 제1극(136)을 눌러 주고, 이와 상보적으로 홀더(140)의 가압돌기부(143)가 상기 제1극(136)을 벗어난 피에조 디스크(130)의 배면(134) 가장자리를 눌러줌으로써, 피에조 디스크(130)의 전위차 발생 부위에 가하는 하중을 최소화하면서 피에조 디스크(130)를 타이트하게 지지할 수 있다.

또한 홀더의 배면 지지부(142)의 중심점 둘레에는 원호 형상으로 절개된 슬릿(144)이 마련된다. 이러한 슬릿(144)은 상기 가압돌기부(143)보다는 안쪽에 마련된다. 슬릿(144)은 슬릿 주변의 변형을 용이하게 해줄 수 있다. 따라서, 배면 지지부의 중앙부는, 가압부(126)와 가압돌기부(143)에 의해 미세하게 배면 쪽으로 휠 수 있는 피에조 디스크(130)의 배면 중앙부의 변형에 어느 정도 순응하여 함께 변형할 수 있다. 이는 사용자가 전면 패널의 터치 지점(21)을 눌렀을 때에도 마찬가지이다.

홀더(140)는 통전이 가능한 금속 재질로 제작될 수 있으며, 평판 형태의 금속 플레이트를 프레스 가공과 피어싱 가공하여 가압돌기부, 슬릿, 측면 지지부 등의 형상으로 성형하기가 용이하다. 즉 홀더(140)는 고정면(128)을 통해 제2배선(1202)에 통전된다.

[터치 센서 어셈블리 - 피에조 디스크]

도 7을 참조하면, 피에조 디스크(130)는 정면(132)과 배면(134)을 가지는 금속 평판의 제2극(138)과, 정면(132)의 중앙부에 적층되는 제1극(136)을 포함한다. 제1극(136)은 제2극(138) 표면에 대해 중앙부가 약간 도톰하게 솟아오른 형태가 된다. 제1극(136)은 세라믹, 제2극(138)은 통전이 가능한 금속 재질로 이루어질 수 있다.

피에조 디스크(130)는 원형 평판 형태로서, 그 직경은 앞서 설명한 홀더의 배면 지지부의 두 단변 쪽이 절곡된 두 측면 지지부 사이의 간격과 같거나 그보다 약간 작게 이루어질 수 있다.

피에조 디스크(130)는 상기 터치 기판(120)과, 상기 터치기판(120)에 고정된 홀더(140) 사이에 끼울 수 있으며, 이를 끼울 때 가이드홈(147)이 피에조 디스크(130)의 끼움 동작을 가이드하게 된다. 피에조 디스크(130)를 끼울 때에는, 제1극(136)이 마련된 정면(132)이 터치 기판(120)을 바라보고, 배면(134)이 홀더를 바라보도록 정렬하여 끼운다.

피에조 디스크(130)의 제1극과 제2극을 서로 누르는 압력이 가해지면, 제1극과 제2극 사이에는 전위차가 발생하게 된다. 이러한 피에조 디스크(130)의 원리에 대응하여, 정면(132)의 제1극(136)과 접하는 상기 터치 기판(120)의 가압부(126)는 제1극과 통전되도록 배선 면이 노출되고, 터치 기판(120)의 다리부(124)는 정면(132)의 제2극(138)과 닿더라도 통전되지 않도록 배선(1201)이 노출되지 않도록 한다. 상기 가압부(126)의 배선 면은 구리 혹은 금 재질의 접속재(1261)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 홀더(140)는 전기 전도도가 있는 금속 재질로서 배면(134)의 제2극(138)과 접하여 통전된다. 가압부(126)에 노출된 접속재는 시간이 흐름에 따라 부식 등이 발생할 우려를 배제할 수 없으므로, 노출된 배선 면 상에 얇게 솔더를 입히는 것이 바람직하다. 한편 이러한 접속재는 고정면의 표면에도 노출되는데, 고정면의 표면은 홀더의 고정 레그부(148)와 솔더링되므로, 여기에는 별도로 솔더를 입히는 작업을 생략할 수 있다.

가압부(126)의 제1배선(1201)은 다리부(124)를 거쳐 터치 기판(120)에 배선 연결되어 후술할 웨이퍼(180)와 연결되고, 홀더(140)의 고정 레그부(148)와 솔더링 되는 터치 기판의 고정면(128) 역시 터치 기판(120)에 별도로 제2배선(1202) 연결되어 후술할 웨이퍼(180)와 연결된다.

따라서 사용자가 터치 지점(21)을 누르면, 상기 가압부(126)가 소정의 힘(F)으로 눌리며 피에조 디스크(130)를 가압한다. 이때 가압부(126)는 피에조 디스크의 정면(132) 중앙부를 누르고, 홀더(140)의 가압돌기부(143)는 디스크의 배면(134) 가장자리를 지지하므로, 피에조 디스크(130)가 모멘트(M)를 받아 변형되며 제1극(136)과 제2극(138)에 전위차가 발생한다. 이러한 과정에 의해 발생하는 기전력에 따른 미세한 전류는 터치 기판의 배선과 웨이퍼(180)를 통해 전달되어 상기 터치 지점(21)이 터치되었음을 인식할 수 있게 된다.

[터치 센서 어셈블리 - 웨이퍼]

실시예에 따르면 복수 개의 피에조 디스크가 터치 기판 상에 설치됨이 예시된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 터치 센서 어셈블리 외부에서 상기 터치 센서 어셈블리의 피에조 디스크와 전기적으로 연결되기 위한 웨이퍼(180)가 마련된다.

도 4를 참조하면, 웨이퍼(180)는 터치 기판(120) 상에 실장된다. 실시예에 의할 때 웨이퍼(180)는 피에조 디스크(130)가 설치되는 터치 기판(120)의 홀 사이의 공간에 설치되되, 홀더(140)가 고정되는 터치 기판 면과 같은 면에 설치된다.

이러한 웨이퍼(180)를 수용하기 위해 상기 가이드 기판(160)에는 개방홀(164)이 마련된다. 개방홀(164)은 가이드 기판(160)의 측면으로 개방된 형태를 가지며, 이러한 개방홀(164)의 형태와 대응하여 상기 제2접착부재(150)의 대응 위치에도 개방홀(154)이 마련된다. 또한 제3접착부재(170)에도 이와 대응하는 개방홀(174)이 함께 마련된다. 웨이퍼(180)에 끼워지는 커넥터(미도시)는 상술한 개방홀 방향으로 상기 웨이퍼(180)에 접근하여 상호 체결될 수 있다.

[터치 센서 어셈블리 - 조립]

이하 도 4와 도 9를 참조하여 터치 센서 어셈블리의 조립 순서에 대해 설명한다.

먼저 터치 기판(120)의 후면(전면 패널과 마주하는 면의 반대면)에 홀더(140)를 솔더링 고정한다. 그리고 웨이퍼(180)도 실장한다. 이는 자동화 공정으로 이루어질 수 있다.

다음으로 홀더(140)와 터치 기판(120) 사이에 피에조 디스크(130)를 삽입한다. 피에조 디스크(130)를 삽입할 때 가이드홈(147)에 의해 피에조 디스크의 삽입 동작이 가이드 되므로, 피에조 디스크 삽입 작업을 수작업으로 하더라도 작업이 보다 수월하다. 또한 피에조 디스크(130)는 원형인 반면, 상기 홀더(140)의 측면 지지부(146)는 대략 직사각형의 변 형태와 대응하므로, 일단 피에조 디스크(130)의 끝부분만 삽입부에 집어 넣고 피에조 디스크를 뒤에서 누르면, 피에조 디스크(130)의 원형의 가장자리가 피에조 디스크(130)를 안내하여 홀더 내에 자연스럽게 정렬 삽입되도록 해 준다.

특히 실시예에 따르면, 터치 기판(120)이 가늘고 긴 직사각형 형태로 이루어지고, 직사각형 형태의 홀(122)의 장변 역시 터치 기판의 길이방향에 대응하는 방향으로 정렬되며, 홀더(140)의 삽입부 역시 홀의 장변 부분에 대응하여 마련되므로, 터치 기판(120)의 측면에서 홀더(140)에 피에조 디스크(130)를 삽입할 수 있어 삽입 작업이 더욱 수월하다.

이렇게 터치 기판(120)에 홀더(140)를 고정하고, 피에조 디스크(130)를 끼워 넣은 반 조립 상태에서의 터치 센서 어셈블리의 터치 부분의 정면과 후면을 나타낸 도면이 도 10과 도 11이다.

다음으로 터치 기판(120)과 가이드 기판(160) 사이에 제2접착부재(150)를 개재하며 이들을 적층하고, 터치 기판(120)의 정면(전면 패널과 마주하는 면)에 제1접착부재(110)를 적층하며, 가이드 기판(160)의 후면에 제3접착부재(170)를 적층한다. 이 역시 자동화 공정으로 이루어질 수 있다.

제1접착부재(110)의 표면에는 이형지가 부착된 형태로 적층되어, 추후 냉장고 도어(10)의 전면 패널(20)에 상기 터치 센서 어셈블리(100)를 부착할 때 상기 이형지를 제거하도록 함으로써, 제1접착부재(110) 표면의 접착력이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

[터치 센서 어셈블리 - 제2실시예]

이하에서는 앞서 설명한 터치 센서 어셈블리의 제1실시예에서 어셈블리에 구비되는 각 부품들의 변형예가 적용된 터치 센서 어셈블리의 제2실시예를 설명한다. 본 발명의 설명에서는 설명의 편의상 터치 센서 어셈블리를 기준으로 제1실시예와 제2실시예를 구분하여 설명하지만, 제1실시예의 각 부품과 제2실시예의 각 부품은 서로 치환 적용 가능함은 물론이다. 또한 제2실시예를 설명함에 있어서 제1실시예와 중복이 되는 설명은 생략될 수 있다.

도 12는 도 5에 도시된 터치 기판의 다른 실시예를 나타낸 도면, 도 13은 도 12의 터치 기판에 피에조 디스크를 고정하는 과정을 나타낸 측면도, 도 14는 터치 기판에 피에조 디스크가 고정되지 않은 상태와 고정된 상태를 모두 도시한 터치 기판의 후면도, 도 15는 도 12 내지 도 14에 도시된 터치 기판과 피에조 디스크 고정 구조에 적용할 수 있는 피에조 디스크의 다른 실시예들을 도시한 정면도, 도 16은 도 15의 피에조 디스크의 다른 실시예들을 도시한 측면도, 그리고 도 17은 도 12 내지 도 14의 터치 기판과 피에조 디스크가 적용된 터치 센서 어셈블리를 도어의 전면 패널의 후면에 부착하는 과정을 나타낸 단면도이다.

도 12에는 터치 기판(120)에서 전면 패널(20)의 터치 지점(21)과 대응하는 위치에 마련되는 홀(122) 부분을 확대하여 간략하게 도시하였다. 도 12에 도시된 홀(122) 형상은 대략 원형으로서, 홀(122)의 형상에 다양한 변형이 가능함은 앞서 설명한 바와 같다. 다만 제2실시예에서는 홀더를 생략하고 피에조 디스크를 직접 터치 기판(120)에 고정하는 방식을 사용하므로, 상기 홀(122)의 형상이 피에조 디스크(130)의 형상과 대응하도록 할 수 있을 것이다. 이러한 홀(122)의 형상은 가압부(126)에 가요성을 부여하고 가압부(126)로부터 제1배선(1201)이 연결되어 나오는 다리부(124)의 개수나 위치, 후술할 고정면(128)의 위치와 피에조 디스크(130)의 연장부(135)의 위치나 방향 등에 따라 변경 가능하다.

홀(122)의 내주면에서 홀의 중심에 배치되는 가압부(126)를 향해서 다리부(124)가 연장된다. 다리부(124)와 가압부(126)는 모두 기판을 이루는 부재의 일부일 수 있다. 가압부(126)는, 터치 센서 어셈블리(100)를 도어(10)의 전면 패널(20)의 후면에 부착하였을 때, 전면 패널(20)의 터치 지점(21)과 정렬되는 위치에 마련된다.

가압부의 배면(전면 패널을 바라보는 면의 대향면)에는, 도시된 바와 같이 피에조 디스크(130)의 제1극(136)과 접하여 전기적으로 연결되는 접속재(1261)가 마련되고, 다리부(124)에는 상기 접속재(1261)와 통전되는 제1배선(1201)이 외부로 노출되지 않도록 매립되어 있다. 다리부의 제1배선(1201)은 매립되어 있으므로, 제1배선이 피에조 디스크(130)의 제2극(138)과 접하여 쇼트가 발생하는 일이 방지될 수 있다.

홀(122)의 내주면 부근에는 고정면(128)이 마련된다. 도 12에 도시된 실시예에서는 고정면(128)이 홀(122)의 내주면보다 외측에 배치된 형태가 예시되어 있다. 참고적으로 앞서 도 5에 도시된 제1실시예에서의 고정면(128)이 홀(122)의 내주면보다 안쪽에 위치한다.

도 12의 (a)에는 상기 가압부(126)를 기준으로 120도 간격으로 방사상으로 3개의 고정면(128)이 마련됨이 예시된다. 또한 도 12의 (b)에는 180도 간격으로 2개의 고정면(128)이 마련됨이 예시된다. 고정면(128)은, 상기 가압부(126) 상에 피에조 디스크(130)의 중심을 정렬하였을 때 피에조 디스크의 바깥 쪽 가장자리, 즉 외주가 고정면(128)의 면적을 반 정도 가리는 위치에 배치되고, 그 형태나 면적은 후술할 크림솔더(129)를 통해 고정면(128)에 상기 피에조 디스크(130)의 바깥 쪽 가장자리를 잘 고정할 수 있을 정도로 설계될 수 있다.

고정면(128) 상에도 가압부(126)와 마찬가지로 피에조 디스크(130)의 제2극(138) 부분과 전기적으로 접속될 수 있는 접속재가 노출된다. 또한 고정면(128)은 제2배선(1202)과 연결된다.

도 13과 도 14를 참조하면, 먼저 도 13의 (a)와 도 14의 좌측에 도시된 바와 같이 상기 가압부(126)와 고정면(128) 상에 그림 솔더(129)를 도포한다. 그리고 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 피에조 디스크(130)의 정면(132) 중앙부에 위치하는 제1극(136)과 상기 가압부(126)를 정렬하고, 피에조 디스크(130)의 정면(132) 주변부에 위치하는 제2극(138)과 상기 고정면(128)을 정렬하며 크림 솔더(129) 상에 피에조 디스크(130)를 올려 놓는다. 그리고 가열하면 도 13의 (c)와 같이 크림 솔더가 녹으면서 피에조 디스크(130)의 제1극(136)과 가압부(126)가, 그리고 제2극(138)과 고정면(128)이 솔더링되며 피에조 디스크(130)가 터치 기판(120) 상에 고정된다. 즉 피에조 디스크(130)와 터치 기판(120)은 물리적으로 상호 고정되고, 전기적으로 상호 접속된다.

도 13에 도시된 이와 같은 작업은 모두 자동화 공정이 가능하다. 따라서 제2실시예의 터치 센서 어셈블리 구조에 따르면, 부품수를 줄일 수 있음은 물론 조립 공수도 줄일 수 있고, 모든 작업을 자동화하는 것이 가능하다. 아울러, 제2실시예의 구조에 따르면, 가압부(126)와 고정면(128)의 접속재(1261) 표면이, 피에조 디스크를 전기적으로 연결하면서 고정할 때 모두 솔더링에 의해 덮여지므로, 습기 등으로 인해 접촉 불량이 발생하거나 접속재 부분이 부식될 우려가 없다. 그리고 이러한 부식을 방지하기 위해 엄격한 수밀(水密) 공간이 요구되지도 아니한다.

도 15와 도 16에는 제2실시예의 터치 센서 어셈블리에 적용할 수 있는 피에조 디스크의 다양한 변형예가 도시되어 있다. 먼저 도 15를 참조하면, 도 15에는 제2극의 외주면에서 외측으로 연장부(135)들이 연장된 형태가 도시되어 있는데, 도 15의 (a)에 도시된 피에조 디스크(130)에는 연장부(135)가 120도 간격으로 3개 마련된 형태가 도시되어 있다. 이는 도 12의 (a)와 같은 형태의 터치 기판에 적용될 수 있다. 즉 상기 연장부(135)가 터치 기판(120)의 고정면(128)과 정렬되며 솔더링 될 수 있다.

다음으로 도 15의 (b)에 도시된 피에조 디스크(130)에는 연장부(135)가 180도 간격으로 2개 마련된 형태가 도시되어 있는데, 이는 도 12의 (b)와 같은 형태의 터치 기판에 적용될 수 있다.

도 15의 (c)에 도시된 피에조 디스크(130)는 제1극(136)은 원형이고 제2극(138)이 직사각형이면서, 제2극의 외주의 두 단변의 중심에서 외측으로 각각 하나씩의 연장부(135)가 연장된 형태가 도시되어 있다. 이 역시 도 12의 (b)와 같은 형태의 터치 기판에 적용될 수 있다.

도 15의 (d)에 도시된 피에조 디스크(130)는 제1극(136)과 제2극(138)이 모두 직사각형이면서, 제2극의 외주의 두 단변에서 외측으로 각각 한 쌍씩의 연장부(135)가 연장된 형태가 도시되어 있다. 이러한 형태는 도 5와 같은 형태의 제1실시예의 터치 기판에 적용될 수 있다.

이처럼 제2극(138)에 연장부(135)를 마련하고, 연장부(135)를 솔더링 영역으로 활용하면, 제2극(138)에 거의 비슷한 크기로 제1극(136)을 확장하는 것이 가능하다. 제1극(136)을 확장하게 되면, 그만큼 압전 효과를 더 키울 수 있으므로, 터치 압력에 대한 센서 감도를 높일 수 있게 된다.

또한 도 16에는, (a)에 도시된 바와 같이 상기 연장부(135)가 제2극(138)과 나란하게 평판 형태로 연장되는 형태뿐만 아니라, (b)에 도시된 것처럼 제1극(136)으로부터 더 멀어지는 쪽으로 절곡된 형태로, 혹은 (c)에 도시된 것처럼 제1극에 더 가까워지는 쪽으로 절곡된 형태로 제작될 수도 있다. 이렇게 연장부를 절곡하게 되면, 피에조 디스크와 접하는 가압부(126)와 고정면(128)의 높이가 설계 변경되더라도, 이에 유연하게 대응할 수 있다. 또한 입체적인 구조의 터치 기판 혹은 지지-통전 구조에 대응할 수도 있다.

이처럼, 종래의 제2극 형태와 대비하였을 때, 제2극에 연장부를 마련하면, 금속판인 제2극의 높이를 조절할 수 있게 되므로, 피에조 디스크를 적용하는 센서 어셈블리 구조에 대한 설계 자유도가 높아진다.

다음으로, 상기 터치 기판(120)에 피에조 디스크(130)를 솔더링 고정한 후에는, 도 17에 도시된 바와 같이 터치 기판(120)의 전면, 즉 전면 패널(20)의 후면과 마주하는 면에 제1접착부재(110)를 적층하고, 터치 기판(120)의 후면 중 상기 피에조 디스크가 설치된 부분을 제외한 나머지 부분에 제2접착부재(150)를 개재하며 가이드 기판 혹은 사출물(160)이 적층할 수 있다. 사출물의 형태는 앞서 제1실시예에서 설명한 가이드 기판과 유사하며, 사출물(160)이 상기 피에조 디스크(130)를 수용하여 보호하는 것 역시, 앞서 제1실시예에서 설명한 가이드 기판의 구조에서 이미 상세히 설명한 바 있다. 또한 상기 가이드 기판 혹은 사출물(160) 상에는 제3접착부재(170)를 적층할 수 있다. 앞서 설명한 제1실시예에서와 마찬가지로, 제1접착부재와 제2접착부재는 양면 접착테이프를 적용할 수 있고, 제3접착부재는 단면 접착테이프를 적용할 수 있다. 제3접착부재는 상기 사출물(160)에 의해 피에조 디스크가 수용된 공간을 덮어 밀폐함으로써 수분의 침투를 방지하고 외부에서 피에조 디스크를 건드리지 못하도록 보호하는 커버면의 기능을 한다. 그리고 제1실시예와 마찬가지로 터치 기판(120)의 일측에 웨이퍼(180)가 실장될 수 있다.

제2실시예에 따르면 터치 기판의 가압부(126)와 고정면(128)의 접속재(material for connect)가 모두 솔더링되어 덮여 있고, 피에조 디스크와 전기적으로 확실히 접속 연결되어 있으므로, 습기의 침투에 대해 제1실시예의 경우보다 센서의 신뢰도 측면에서 상대적으로 자유로울 수 있다. 다만 이러한 경우라 하더라도, 제품의 신뢰성을 높이기 위해, 제3접착부재(170)를 추가로 적용할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 접착부재들(110, 150, 170)의 밀착력을 높이는 작업은 상기 제2실시예의 터치 센서 어셈블리(100)를 전면 패널(20)의 후면에 밀착시키며 부착하는 과정에서 일거에 이루어질 수 있다. 즉 제1접착부재(110), 터치기판(120)과 피에조 디스크(130)과 웨이퍼(180), 제2접착부재(150), 사출물(160), 제3접착부재(170)을 차례로 적층한 상태의 터치 센서 어셈블리(100)를 도어(10)의 전면 패널(20) 후면에 제1접착부재(110)로 가접착한 후, 후면에서 제3접착부재(170)를 롤러(50)로 밀게 되면, 롤러의 이동방향을 따라 롤러의 힘이 터치 센서 어셈블리(100)에 균일하게 작용하여, 모든 접착부재들이 피접착부위와 강하게 밀착되며 접착이 완료된다.

또한 사출물(160)의 후면의 폭과 같거나 그보다 더 넓은 롤러로 제3접착부재(170)를 가압할 때, 롤러가 누르는 압력은 피에조 디스크(130)로 전달되지 아니하므로, 피에조 디스크(130)를 보호할 수 있다.

앞서 실시예들에서는 터치 기판(120)과 가이드 기판 혹은 사출물(160)의 고정이 제2접착부재(150)에 의해 이루어짐을 예시하였다. 그러나 이 외에도 끼워 맞춤 구조나 별도의 고정 요소 등을 적용하여 이들을 고정할 수도 있음은 물론이다.

[제1접착부재 - 변형예]

도 18은 터치 센서 어셈블리에서 터치 기판의 정면에 부착되는 제1접착부재의 정면도와 이를 적용하여 냉장고 도어의 전면 패널에 부착된 터치 기판과 피에조 디스크의 단면도이고, 도 19는 도 18의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 앞서 설명한 터치 센서 어셈블리의 제1접착부재(110)는, 도 18의 (a)에 도시된 것처럼 별도의 홀이나 슬릿이 없는 직사각형 평판 형태이다.

그런데 이렇게 직사각형의 전체 면적이 모두 양면 접착테이프의 형태로 구비되는 경우, 부착 과정에서 제1접착부재(110)에 기포가 갇히는 현상이 발생할 우려가 있다. 또한 제1접착부재(110)가 온전한 면 형태인 경우에는, 도 18의 (b)에 화살표로 도시한 바와 같이 어느 일 터치 지점(21)에 대한 가압력이 제1접착부재(110)를 통해 이웃하는 피에조 디스크(130)에까지 전달될 가능성이 높다.

반면 도 19의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 터치 지점(21)의 사이 사이에 제1접착부재(110)를 절개한 슬릿(112)을 두게 되면, 도 19의 (c)에 도시된 바와 같이 어느 일 터치 지점(21)에 대한 가압력이 슬릿(112)에 의해 차단되어 제1접착부재(110)를 통해 이웃하는 피에조 디스크(130)에까지 전달될 가능성을 상대적으로 낮추고, 터치 지점(21)의 바로 밑에 있는 피에조 디스크(130)에 집중적으로 전달되도록 할 수 있다. 또한 앞서 설명한 롤러(50) 등으로 제1접착부재(110)를 터치 기판(120)의 정면이나 도어(10)의 전면 패널(20)의 후면에 접착할 때, 기포가 롤러에 의해 밀리면서 상기 슬릿(112)을 통해 쉽게 빠져나갈 수 있게 된다.

이러한 슬릿 형태는, 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이 이웃하는 터치 지점(21) 사이에서 두 터치지점(21)을 가로막는 방향으로 마련하되, 폐쇄된 형태로 마련할 수 있다. 이와 달리 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이 이웃하는 터치 지점(21) 사이에서 두 터치지점(21)을 가로막는 방향으로 마련하되, 일측이 외부로 오픈된 형태로 마련할 수 있다.

즉 도 19에 도시된 바와 같이 제1접착부재(110)에 있어서 터치 지점 사이에 슬릿(112)을 마련하면, 인접하는 터치 지점에 대한 오동작을 방지할 수 있고, 제1접착부재(110)의 면적을 감소시킬 수 있어 그만큼 사용자의 터치 압력이 그 바로 밑에 있는 피에조 디스크(130)에 더 집중적으로 전달됨으로써, 피에조 디스크의 감도를 더 향상시킬 수 있다.

[터치 센서 어셈블리의 지지 구조]

도 20은 터치 센서 어셈블리를 전면 패널의 후면에 접착하고 터치 센서 어셈블리의 후면을 지지구조물로 지지하는 과정을 나타낸 도면, 도 21을 도 20의 각 구성을 조립한 상태를 나타낸 도면, 도 22는 도 20과 도 21의 터치 센서 어셈블리의 터치 기판에서 피에조 디스크가 위치하는 영역과 지지구조물의 돌기가 지지하는 영역을 표시한 평면도, 그리고 도 23은 돌기가 마련된 지지구조물의 확대 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터치 센서 어셈블리의 전면은 제1접착부재(110)에 의해 도어(10)의 전면 패널(20) 후면에 부착 고정된다. 그런데 길게는 십 수년 사용하는 가전 제품의 수명만큼 제1접착부재(110)의 접착력이 유지되지 않으면, 터치 센서 어셈블리(100)가 도어(10)의 전면 패널(20)에서 부분적으로 떨어지거나, 전부 다 떨어져버리는 현상이 발생할 가능성을 배제할 수 없다. 특히 사용자가 전면 패널(20)을 누르는 동작이 누적될수록, 접착력이 약해질 우려가 있다.

이러한 점을 감안하여 본 발명에서는, 터치 센서 어셈블리(100)를 직접 전면 패널(20)의 후면에 접착 고정하여 밀착 위치를 더욱 정확하게 맞추면서 간단히 조립을 할 수 있으면서도, 그 밀착 효과가 지속될 수 있도록 하기 위해, 상기 터치 센서 어셈블리(100)의 후면을 전방으로 가압 지지하는 후속 조립 과정이 함께 진행되도록 한다.

도 20과 도 21을 참조하면, 조립이 완료된 터치 센서 어셈블리(100)의 제1접착부재(110)를 전면 패널(20)의 후면에 부착한 후, 도 3에 도시된 바와 같이 전면 패널(20)과 도어 라이너(40)가 체결되면서, 도어 라이너(40)의 전방에 고정된 지지구조물(30)의 돌기(31)가 상기 터치 센서 어셈블리(100)의 후면을 전방으로 가세하며 지지하도록 한다. 도 21에서는 다소 과장하여 표현함으로 인해 돌기(31) 부분 외의 지지구조물(30)의 다른 면이 터치 센서 어셈블리(100)와 떨어져 있는 것처럼 도시되어 있으나, 지지구조물(30)의 다른 면이 터치 센서 어셈블리(100)와 접하여 이를 지지하게 된다. 다만 돌기(31)가 마련된 부분이 터치 센서 어셈블리(100)를 더 강하게 지지한다고 이해할 수 있다.

이때 상기 돌기(31)는, 도 22에 도시된 바와 같이 터치 센서 어셈블리(100)에서 피에조 디스크(130)가 구비된 부분, 즉 터치 지점(21) 사이의 영역에 접하여 이를 지지하도록 한다. 돌기(31)가 이와 같은 위치를 지지하면, 도 21에 도시된 바와 같이 사용자가 터치 지점(21)을 눌렀을 때 그 압력이 피에조 디스크(130)에 직접적으로 전달되고, 그 옆으로 퍼지는 압력은 상기 돌기(31)가 흡수하면서 지지하므로, 사용자가 터치 지점(21)을 누른 압력이 그 바로 밑에 있는 피에조 디스크(130)와 이웃하는 피에조 디스크에 전달되는 것을 상당 부분 차단할 수 있게 된다.

또한 사용자가 이웃하는 두 터치 지점(21)의 사이 부분을 눌렀을 때에는, 그 힘이 해당 위치의 바로 밑에 존재하는 돌기(31)에 전달되어 흡수되므로, 사용자가 누른 위치에 인접하는 두 터치 지점(21)으로 가해지는 힘이 줄어들게 된다.

따라서 상기 돌기(31)의 존재와 그 지지 위치는, 사용자의 터치 동작에 대한 오감지 방지 효과를 더욱 높여준다.

한편 상기 돌기(31)는 지지구조물(30) 표면에 단순히 돌출 형성되어 지나치게 높은 강성을 가지게 하면, 오히려 그 지지 압력이 센서의 오동작을 일으킬 우려가 있다. 이러한 점을 감안하면, 도 20, 도 21 및 도 23에 도시된 바와 같이 "ㄷ"자 헝태로 3개 면을 절개하여 탄성 보(32)를 구성하고, 상기 탄성 보(32) 형태의 단부에 돌기(31)를 마련함으로써, 돌기(31)가 어느 정도 탄성을 가지며 상기 터치 센서 어셈블리(100)를 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 실시예에서는 냉장고를 기준으로 터치 센서 어셈블리의 구조와 그 제조 방법에 대해 설명하였다. 그러나 상술한 터치 센서 어셈블리는 냉장고를 포함한 다른 종류의 가전 제품을 비롯하여, 차량용 도어 패널 등 다양한 분야에 활용 가능함은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 냉장고
10: 도어
20: 전면 패널
21: 터치 지점
22: 터치 영역
30: 지지구조물
31: 돌기
32: 탄성 보
40: 도어 라이너
50: 롤러
100: 터치 센서 어셈블리
110: 제1접착부재
112: 슬릿
120: 터치 기판(PCB)
1201: 제1배선
1202: 제2배선
122: 홀
124: 다리부
126: 가압부
1261: 접속재
128: 고정면
129: 크림솔더
130: 피에조 디스크
132: 정면
134: 배면
135: 연장부
136: 제1극
138: 제2극
140: 홀더
141: 삽입구
142: 배면 지지부
143: 가압돌기부
144: 슬릿
146: 측면 지지부
147: 가이드홈
148: 고정 레그부
149: 비아 홀
150: 제2접착부재
152: 관통홀
154: 개방홀
160: 가이드 기판(PCB, 사출물)
162: 수용홀
164: 개방홀
170: 제3접착부재(커버면)
174: 개방홀
180: 웨이퍼(wafer)

Claims

터치 지점이 마련된 패널의 후면에 부착되는 터치 기판;
제1극과 제2극이 적층되어 적어도 정면의 중앙부에 제1극이 배치된 구조를 포함하고, 상기 제1극이 상기 터치 기판을 바라보는 방향으로 정렬되어 상기 터치 기판의 후면에 고정되는 피에조 디스크;
가요성이 부여되도록 상기 터치 기판에 고정되고, 상기 제1극과 접하여 전기적으로 접속되며, 상기 터치 기판에 마련된 제1배선과 전기적으로 연결되는 가압부; 및
상기 제2극을 지지하여 상기 피에조 디스크를 상기 터치 기판의 후면에 고정하는 기초부가 되고, 상기 제2극과 전기적으로 접속되며, 상기 터치 기판의 제2배선과 전기적으로 연결되는 고정면;을 포함하는 터치 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 지점과 대응되는 상기 터치 기판 위치에 홀이 마련되고,
상기 가압부는 상기 홀의 내주면에서 홀의 중앙부로 연장되는 다리부의 단부에 연결된 형태인 터치 센서 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 제1배선은 상기 다리부를 경유하여 상기 가압부에 전기적으로 연결되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 다리부는 상기 가압부를 중심으로 방사상으로 마련된 터치 센서 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 다리부는 상기 가압부를 중심으로 비대칭 구조로 마련된 터치 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 제1극과 전기적으로 연결되는 상기 가압부의 표면은 부식 방지 처리된 터치 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 고정면에는, 상기 피에조 디스크의 측면과 배면을 지지하여 상기 피에조 디스크를 상기 터치 기판의 후면에 고정하는 고정력을 제공하는 홀더가 고정되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 7에 있어서,
상기 홀더는 통전이 가능한 재질을 포함하여서,
상기 피에조 디스크와 접촉하는 부분에서 상기 제2극과 전기적으로 연결되고,
상기 고정면과 전기적으로 연결되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 7에 있어서,
상기 홀더는,
상기 피에조 디스크의 배면을 지지하는 배면 지지부;
상기 배면 지지부의 가장자리에서 상기 터치 기판을 향해 연장된 형태로 마련되어 상기 피에조 디스크의 측면을 지지하는 측면 지지부; 및
상기 측면 지지부에서 상기 터치 기판을 포함하는 평면과 나란한 방향으로 외향 연장되어 상기 터치 기판의 고정면에 고정되는 고정 레그부를 포함하는 터치 센서 어셈블리.
청구항 9에 있어서,
상기 배면 지지부의 가장자리의 일측에는 상기 피에조 디스크가 삽입될 수 있도록 상기 측면 지지부가 마련되지 않은 형태의 삽입구가 마련된 터치 센서 어셈블리.
청구항 10에 있어서,
상기 삽입구와 인접하는 배면 지지부의 가장자리에는 상기 피에조 디스크의 삽입을 안내하는 가이드홈이 마련된 터치 센서 어셈블리.
청구항 10에 있어서,
상기 삽입구는 상기 터치 기판의 가장자리 쪽을 향하는 방향으로 마련되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 9에 있어서,
상기 배면 지지부에는 전방을 향해 돌출되어 상기 피에조 디스크의 배면을 전방으로 가압하는 가압돌기부가 마련되고,
상기 가압돌기부는 상기 피에조 디스크의 배면 가장자리를 가압하는 터치 센서 어셈블리.
청구항 9에 있어서,
상기 배면 지지부의 중심 둘레에는 슬릿이 절개된 터치 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 고정면은 상기 피에조 디스크의 가장자리 부근에서 상기 제2극 부분과 솔더링 고정되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 15에 있어서,
상기 가압부의 표면이 상기 제1극과 솔더링되어 전기적으로 연결되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 15에 있어서,
상기 피에조 디스크는, 상기 제2극의 가장자리에서 외향 연장된 제2극의 연장부를 더 포함하고,
상기 제2극의 연장부가 상기 고정면에 고정되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 17에 있어서,
상기 연장부는 연장 방향의 중간 부분이 제1극이 적층된 방향을 향해 절곡되거나 제1극이 적층된 방향의 반대방향으로 절곡된 형태를 포함하는 터치 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 기판의 전면에는 상기 터치 기판을 상기 패널의 후면에 부착하기 위한 접착력을 제공하는 제1접착부재가 적층된 터치 센서 어셈블리.
청구항 19에 있어서,
상기 제1접착부재에서 상기 패널의 터치 지점과 대응하는 지점들 사이의 영역에는 접착부재의 일부가 절취된 슬릿이 마련된 터치 센서 어셈블리.
청구항 20에 있어서,
상기 슬릿은 이웃하는 두 터치 지점을 가로막는 방향으로 마련된 터치 센서 어셈블리.
청구항 19에 있어서,
상기 제1접착부재는 후면에 피에조 디스크가 고정된 위치와 대응하는 상기 터치 기판의 전면 부분을 덮는 형태인 터치 센서 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 터치 기판의 후면에는 상기 터치 기판의 후면에 고정된 상기 피에조 디스크를 수용하는 공간을 제공하는 가이드 기판 또는 사출물이 적층된 터치 센서 어셈블리.
청구항 23에 있어서,
상기 가이드 기판 또는 사출물과 상기 터치 기판의 후면은 제2접착부재에 의해 상호 접착 고정되는 터치 센서 어셈블리.
청구항 23에 있어서,
상기 가이드 기판 또는 사출물의 후면에는 적어도 상기 피에조 디스크를 수용하는 공간을 덮는 커버면이 적층되는 터치 센서 어셈블리.
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터치 지점이 마련된 패널의 후면에 부착되어 터치 지점의 터치 동작을 감지하는 터치 센서 어셈블리의 제조방법으로서,
제1배선과 제2배선이 마련되고, 터치 기판에 고정되되 터치 기판에 대해 가요성을 가지고 상기 제1배선과 전기적으로 연결된 가압부와, 상기 가압부 주변에 위치하며 상기 제2배선과 연결된 고정면이 구비된 터치 기판을 준비하는 단계; 및
상기 터치 기판의 가압부와 고정면에 각각 제1극과 제2극이 전기적으로 연결되도록 상기 터치 기판의 후면에 피에조 디스크를 고정하는 단계;를 포함하는 터치 센서 어셈블리의 제조 방법.
청구항 31에 있어서,
상기 터치 기판을 준비하는 단계는,
PCB에 상기 제1배선과 제2배선을 패터닝하고, 가압부와 고정면 표면에 접속재를 노출시키며, 상기 제1배선을 회피하여 상기 가압부 주변에 홀을 천공하여 홀의 내주에서 상기 가압부를 향해 연장된 다리부를 형성하는 공정을 포함하는 터치 센서 어셈블리의 제조 방법.
청구항 31에 있어서,
상기 피에조 디스크를 고정하는 단계는,
상기 고정면에 전기 전도성을 가지는 홀더를 솔더링하여 고정하고, 상기 홀더와 터치 기판 사이의 공간으로 피에조 디스크를 삽입하여 피에조 디스크의 제1극이 상기 가압부와 전기적으로 연결되고 피에조 디스크의 제2극이 상기 홀더와 전기적으로 연결되도록 하는 공정을 포함하는 터치 센서 어셈블리의 제조 방법.
청구항 31에 있어서,
상기 피에조 디스크를 고정하는 단계는,
상기 가압부와 고정면에 노출된 접속재에 크림솔더를 도포하는 단계;
상기 피에조 디스크의 제1극이 가압부 상에 위치하고 피에조 디스크의 제2극이 접속재 상에 위치하도록 상기 피에조 디스크를 상기 터치 기판의 후면에 재치하는 단계; 및
상기 크림솔더를 가열하여 상기 가압부와 고정면에 상기 피에조 디스크의 제1극과 제2극을 고정하는 단계;를 포함하는 터치 센서 어셈블리의 제조 방법.
청구항 31에 있어서,
상기 터치 기판의 후면에 상기 피에조 디스크를 수용하는 수용부가 마련된 가이드 기판 또는 사출물을 적층하는 단계;를 더 포함하는 터치 센서 어셈블리의 제조 방법.
청구항 35에 있어서,
상기 가이드 기판 또는 사출물의 후면에 커버면을 적층하고, 폭이 상기 수용부보다 큰 롤러로 커버면을 눌러 상기 가이드 기판 또는 사출물의 후면에 부착하는 터치 센서 어셈블리의 제조 방법.
제품의 외관을 형성하고, 터치 지점이 형성된 전면 패널;
상기 터치 지점의 위치에 대응하는 상기 전면 패널의 후면에 부착되는 제 1 면과, 상기 제 1 면과 인접하지 않는 제 2 면을 구비한 터치 기판;
상기 터치 기판과 일체로 형성된 가압부;
상기 가압부의 가장자리에 상기 터치 기판을 천공하여 형성된 홀;
상기 제 2 면에서 상기 가압부와 상기 홀을 포함하는 위치에 장착되고, 수용홈이 형성된 홀더;
상기 수용홈에 삽입되어 상기 가압부와 접촉하는 제 1 극과 제 2 극으로 형성된 피에조 디스크;
상기 홀더와 상기 피에조 디스크를 수용하는 수용홀이 형성되어, 상기 제 2 면에 장착된 가이드 기판; 및
상기 제 1 면에 부착된 접착 부재를 포함하는 가전 제품.
제 37 항에 있어서,
상기 홀더는, 상기 피에조 디스크의 배면을 지지하는 배면 지지부와,
상기 배면 지지부의 가장자리에서 연장되어 상기 제 2 면에 고정되는 고정 레그부와,
상기 배면 지지부의 가장자리에 형성되어, 상기 피에조 디스크의 삽입을 가이드하는 측면 지지부를 포함하는 가전 제품.
제 38 항에 있어서,
상기 배면 지지부는 사각형 형태로 이루어지고,
상기 고정 레그부는 서로 마주보는 상기 배면 지지부의 두 면에서 연장되며,
각 면에는 한 쌍의 고정 레그부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가전 제품.
제 39 항에 있어서,
상기 측면 지지부는,
상기 한 쌍의 고정 레그부 사이에 형성되는 제 1 및 제 2 측면 지지부와,
상기 고정 레그부가 형성되지 않는 상기 배면 지지부의 가장자리에 형성되는 제 3 측면 지지부를 포함하는 가전 제품.
제 40 항에 있어서,
상기 배면 지지부는, 상기 제 3 측면 지지부와 마주보는 상기 배면 지지부의 가장자리에서 함몰되는 가이드 홈을 포함하는 가전 제품.
제 40 항에 있어서,
상기 제 1 측면 지지부와 상기 제 2 측면 지지부의 간격은 상기 피에조 디스크의 직경에 대응하는 길이로 이루어져, 상기 피에조 디스크의 삽입을 가이드하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가전 제품.
제 38 항에 있어서,
상기 홀더는, 상기 배면 지지부에서 돌출되어 상기 피에조 디스크의 배면을 가압하는 하나 또는 다수의 가압 돌기부를 포함하는 가전 제품.
제 43 항에 있어서,
상기 가압 돌기부는, 상기 배면 지지부의 모서리 부위에 형성되는 것을 특징으로 하는 가전 제품.
제 43 항에 있어서,
상기 홀더는, 상기 배면 지지부의 내측에서 절개되는 슬릿을 포함하고,
상기 슬릿은, 서로 마주보는 위치에서 대칭되는 형상으로 절개되는 것을 특징으로 하는 가전 제품.
제 45 항에 있어서,
상기 슬릿은 상기 가압 돌기로부터 상기 배면 지지부의 중심 쪽으로 이격되는 지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 가전 제품.
제 38 항에 있어서,
상기 터치 기판과 상기 가이드 기판 사이에 개재되는 접착 부재와,
상기 가이드 기판의 배면에 개재되는 접착 부재를 더 포함하는 가전 제품.
제 37 항에 있어서,
상기 가압부와 상기 홀의 가장자리를 연결하는 하나 또는 복수의 다리부를 더 포함하는 가전 제품.
제 38 항에 있어서,
상기 터치 기판의 제 2 면에는 상기 고정 레그부가 부착되는 고정면이 형성되는 것을 특징으로 하는 가전 제품.