KR20130105660A

KR20130105660A - 터치 스위치

Info

Publication number: KR20130105660A
Application number: KR1020137009727A
Authority: KR
Inventors: 가츠마사 고노; 게이사쿠 기무라
Original assignee: 군제 가부시키가이샤
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-09-25
Also published as: CN103168335A; KR101492866B1; US20130162596A1; WO2012053498A1; US9092102B2; CN103168335B; TW201234245A; TWI521414B

Abstract

본 발명의 목적은 손가락에 의한 접촉을 검출할 수 없는 검출 감도 저하 영역을 작게 하는 것이 가능한 터치 스위치를 제공한다. 본 발명에 관련되는 터치 스위치는 절연층(30)과, 절연층(30)의 한쪽면측에 배치되는 복수의 제 1 전극으로서의 센서 전극(20)과, 절연층(30)의 한쪽면측에 배치되어, 각 센서 전극(20)에 각각 연결된 복수의 배선부(23)와, 절연층(30)의 다른쪽면측에 있어서, 각 센서 전극(20)과 대향하는 위치에 각각 배치된 복수의 제 2 전극으로서의 보조 전극(40)을 구비하고, 인접하는 센서 전극(20, 20) 간의 영역에 인접하는 보조 전극(40, 40) 간의 경계가 배치되어 있다.

Description

터치 스위치{TOUCH SWITCH}

본 발명은 정전 용량식의 터치 스위치에 관한 것이다.

터치 스위치의 주요 방식으로서, 빛의 변화를 검출하는 방식과 전기적인 특성의 변화를 검출하는 방식이 알려져 있다. 전기적인 특성의 변화를 검출하는 방식으로서는, 정전 용량 결합 방식이 알려져 있으며, 예를 들면, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 터치 스위치는 기판 상에 복수의 센서 전극을 배치하는 것으로 형성되어 있다. 각 센서 전극에는 도전선(배선부)이 연결되어 있으며, 각 도전선(배선부)이 정전 용량의 검출 회로에 접속되어 있다. 그리고 어느 하나의 센서 전극에 손가락을 접촉시키면, 이 검출 회로에서 인체의 정전 용량에 의한 변화를 검출하는 것으로 접촉 위치가 특정된다. 이 때, 센서 전극에 흐르는 전류값을 검출하는 것으로 접촉 위치가 산출된다.

특허 문헌 1: 일본국 특개2009―146419호 공보

그런데 상기 터치 스위치에서는 센서 전극과 도전선(배선부)이 함께 기판 상에 배치되어 있다. 그 때문에, 센서 전극의 수가 많아지면, 그에 동반하여 도전선(배선부)도 많아져서, 기판 상에 도전선(배선부)을 배치하는 스페이스를 확보할 필요가 있다. 그러나 도전선(배선부)을 배치하는 스페이서는 손가락이나 도전성의 펜 등을 접촉시켜도 이것을 검출하는 감도가 저하하는 영역이어서, 터치 스위치로서의 기능상, 이것을 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 이를 해결하기 위해, 도전선(배선부)을 세선화(細線化)하는 것도 생각되지만, 도전선(배선부)의 수가 많아지면 이것에도 한계가 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 손가락 등에 의한 접촉을 검출할 수 없는 검출 감도 저하 영역을 작게 하는 것이 가능한 터치 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관련되는 터치 스위치는 기재와, 상기 기재 상에 형성되어, 도전선 및 해당 도전선에 연결된 도통 영역을 갖는 복수의 투명한 제 1 전극으로서의 배선 전극과, 상기 복수의 배선 전극을 덮는 것과 함께, 상기 각 배선 전극의 도통 영역 상에 형성된 적어도 하나의 콘택트 홀을 갖는 절연층과, 상기 절연층 상에 있어서, 상기 각 배선 전극의 도통 영역에 대응하는 위치에 형성되어, 상기 콘택트 홀을 통하여 상기 각 도통 영역과 도통하는 복수의 투명한 제 2 전극으로서의 센서 전극을 구비하고 있다.

이 구성에 따르면, 도전선을 갖는 배선 전극(제 1 전극) 상에 절연층을 통하여 센서 전극(제 2 전극)을 형성하고, 절연층에 형성된 콘택트 홀을 통하여 배선 전극과 센서 전극을 도통하고 있다. 즉, 센서 전극은 배선 전극과는 다른 계층에 배치되기 때문에 센서 전극이 배치되는 계층에는 도전선을 배치하기 위한 스페이스가 불필요해진다. 그 때문에, 검출 감도 저하 영역을 없애도록 복수의 센서 전극을 효율적으로 배치할 수 있다. 또, 배선 전극을 어떻게 배치했다고 해도 각 배선 전극과 센서 전극이 콘택트 홀을 통하여 도통하고 있는 한, 센서 전극의 배치에는 영향을 미치지 않는다. 따라서, 도전선의 배선의 자유도가 커지게 되어 다양한 배선 설계가 가능하게 된다. 예를 들면, 복수의 도통 영역의 적어도 일부를 2열로 배치하고, 해당 2열의 도통 영역의 사이에 이들 도통 영역으로부터 연장되는 도전선을 배치할 수 있다. 이와 같이 하면, 도전선을 한 부분으로부터 끌어낼 수 있어서 회로의 배치의 자유도가 높아진다.

상기 터치 스위치에 있어서는, 기판 상에서 상기한 복수의 배선 전극이 배치된 기준 영역의 위쪽에 복수의 센서 전극을 빈틈없이 배열하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 인접하는 센서 전극 간의 간극이 작아져서, 검출 감도 저하 영역을 작게 할 수 있다. 또한, 기준 영역이란, 배선 전극 중, 적어도 도통 영역이 배치되는 영역이고, 손가락이나 도전성의 펜 등이 접촉할 가능성이 있는 영역을 말한다. 예를 들면, 상기 터치 스위치를 표시 장치 상에 배치하는 경우, 표시 장치의 표시 화면 전체 또는 조작에 이용하는 표시 화면의 일부에 대응하는 영역이 기준 영역으로 된다.

상기 터치 스위치에 있어서는, 인접하는 센서 전극 간의 간극을 10㎛∼3㎜로 할 수 있고, 바람직하게는 100㎛∼2㎜, 더욱 바람직하게는 0. 5㎜∼1. 5㎜로 할 수 있다. 상기한 바와 같이, 센서 전극은 도전선의 배선에 불구하고 배치할 수 있기 때문에 인접하는 센서 전극 간의 간극은 상기와 같이 작게 할 수 있다. 상기 범위 밖에서도 가능하기는 하지만, 10㎛ 이하에서는 인접하는 센서 전극과의 사이의 안정적인 절연을 취할 수 없을 가능성이 있으며, 3㎜ 이상에서는 손가락에 대하여 검출 감도 저하 영역이 지나치게 넓어지기 때문에 안정된 검출을 할 수 없을 염려가 있다. 또한, 인접하는 센서 전극 간의 간극은 모두 같은 길이로 할 필요는 없고, 필요에 따라서 변경할 수 있다.

상기 터치 스위치에 있어서는, 각 센서 전극은 여러 가지 형상으로 할 수 있는데, 예를 들면, 센서 전극의 가장자리의 적어도 일부가 면방향으로 요철을 형성하도록 형성하고, 인접하는 각 센서 전극의 경계가 소정 간격을 두고 요철이 맞물리도록 형성되게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 인접하는 센서 전극과의 경계 부분에 있어서의 손가락의 접촉의 검출 감도를 향상할 수 있다.

본 발명에 관련되는 다른 터치 스위치는 절연층과, 상기 절연층의 한쪽면측에 배치되는 복수의 제 1 전극으로서의 센서 전극과, 상기 절연층의 한쪽면측에 배치되어, 상기 각 센서 전극에 각각 연결된 복수의 배선부와, 상기 절연층의 다른쪽면측에 있어서, 상기 각 센서 전극과 대향하는 위치에 각각 배치된 복수의 제 2 전극으로서의 보조 전극과, 상기 복수의 보조 전극을 덮는 절연성의 보호층을 구비하고, 인접하는 상기 센서 전극 간의 영역에 인접하는 상기 보조 전극 간의 경계가 배치되어 있다.

이 구성에 따르면, 절연층을 통하여 센서 전극(제 1 전극)과 대향하는 위치에 보조 전극(제 2 전극)을 형성하고, 인접하는 센서 전극 간의 영역에 인접하는 상기 보조 전극 간의 경계가 배치되어 있다. 그 때문에, 센서 전극의 사이에 간극이 형성되거나, 배선부가 배치되는 등으로 검출 감도 저하 영역이 커졌다고 해도 보조 전극 간의 경계를 이 검출 감도 저하 영역에 배치하는 것으로 검출 감도 저하 영역은 보조 전극에 의하여 커버된다. 그 결과, 검출 감도 저하 영역이 저감되고, 손가락이나 도전성의 펜 등이 센서 전극 간의 영역에 접촉했다고 해도 검출 감도가 저하하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 센서 전극의 수가 많아지면, 이에 동반하여 배선부의 수도 많아지고, 이에 따라서 검출 감도 저하 영역이 커진다. 그러나 이와 같은 배선부도 보조 전극에 의하여 덮이는 것으로 검출 감도 저하 영역을 작게 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, “인접하는 센서 전극 간의 영역에 인접하는 보조 전극 간의 경계가 배치되어 있다”고 하고 있는데, 보조 전극 간의 경계의 위치는 반드시 엄밀하게 센서 전극 간의 영역에 배치되어 있지 않아도 좋고, 약간 어긋난 위치에 경계가 배치되어 있었다고 해도 검출 감도가 크게 저하해 있지 않는 한, “센서 전극 간의 영역”이란, 그 근처도 포함된다.

상기 터치 스위치에 있어서는, 상기한 복수의 센서 전극이 배치된 기준 영역의 위쪽에 복수의 보조 전극을 빈틈없이 배열하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 인접하는 보조 전극 간의 간극이 작아져서 검출 감도 저하 영역을 작게 할 수 있다. 또한, 기준 영역이란, 적어도 센서 전극이 배치되는 영역이고, 손가락이나 도전성의 펜 등이 접촉할 가능성이 있는 영역을 말한다. 예를 들면, 상기 터치 스위치를 표시 장치 상에 배치하는 경우, 표시 장치의 표시 화면 전체 또는 조작에 이용하는 표시 화면의 일부에 대응하는 영역이 기준 영역으로 된다.

상기 터치 스위치에 있어서는, 인접하는 보조 전극 간의 간극을 10㎛∼3㎜로 할 수 있고, 바람직하게는 100㎛∼2㎜, 더욱 바람직하게는 0. 5㎜∼1. 5㎜로 할 수 있다. 상기한 바와 같이, 보조 전극은 배선부의 배선에 불구하고 배치할 수 있기 때문에 인접하는 보조 전극 간의 간극은 상기와 같이 작게 할 수 있다. 상기 범위 밖에서도 가능하기는 하지만, 10㎛ 이하에서는 인접하는 보조 전극과의 사이의 안정적인 절연을 취할 수 없을 가능성이 있으며, 3㎜ 이상에서는 손가락에 대하여 검출 감도 저하 영역이 지나치게 넓어지기 때문에 안정된 검출을 할 수 없을 염려가 있다. 또한, 인접하는 보조 전극 간의 간극은 모두 같은 길이로 할 필요는 없고, 필요에 따라서 변경할 수 있다.

상기 터치 스위치에 있어서, 센서 전극은 금속선을 그물코형상으로 배치하는 것으로 형성할 수 있다. 또, 상기 배선부는 적어도 하나 이상의 금속선으로 형성할 수 있다. 이와 같이, 금속선으로 형성하는 것으로 광투과성을 갖고, 또, 표면 저항값이 낮은 센서 전극이 얻어진다.

상기 터치 스위치에 있어서는, 각 보조 전극은 여러 가지 형상으로 할 수 있는데, 예를 들면, 보조 전극의 가장자리의 적어도 일부가 면방향으로 요철을 형성하도록 형성하고, 인접하는 각 보조 전극의 경계가 소정 간격을 두고 요철이 맞물리도록 형성되게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 인접하는 보조 전극과의 경계 부분에 있어서의 손가락의 접촉의 검출 감도를 향상할 수 있다.

또, 상기 터치 스위치에 있어서는, 복수의 센서 전극의 면적을 대략 동일하게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 센서 전극과 보조 전극의 사이의 정전 용량이 일정해지기 때문에 손가락 등이 접촉하는 어느 쪽의 검출점에 있어서도 검출 감도를 일치시킬 수 있다. 또한, 복수의 센서 전극은 완전히 동일한 면적이 요구되는 것은 아니고, 검출 감도가 대략 일치하는 한도에 있어서 약간의 차이는 인정된다.

본 발명에 관련되는 터치 스위치에 따르면, 손가락에 의한 접촉을 검출할 수 없는 검출 감도 저하 영역을 작게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 관련되는 터치 스위치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A―A선 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 터치 스위치의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 터치 스위치의 센서 전극의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 형태에 관련되는 터치 스위치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 A―A선 단면도이다.
도 7은 도 5에 나타내는 터치 스위치의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 8은 도 5에 나타내는 터치 스위치의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 9는 도 5에 나타내는 터치 스위치의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 10은 종래의 터치 스위치의 센싱 메커니즘을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 5에 나타내는 터치 스위치의 센싱 메커니즘을 설명하는 도면이다.
도 12는 도 5에 나타내는 터치 스위치의 보조 전극의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 5에 나타내는 터치 스위치의 구조의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 5에 나타내는 터치 스위치의 센서 전극의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 5에 나타내는 터치 스위치의 센서 전극의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제 2 실시 형태에 관련되는 터치 스위치의 실시예 및 비교예를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명에 관련되는 터치 스위치의 제 1 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 이 터치 스위치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A―A선 단면도, 도 3은 도 1에 나타내는 터치 스위치의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다. 또한, 도 1은 설명의 편의상, 후술하는 보호층을 생략하여 묘사하고 있다.

제 1 실시 형태의 터치 스위치는 액정 표시 패널 등의 표시 장치의 상면에 배치되는 정전 용량식의 터치 스위치이다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 터치 스위치는 투명한 기판(기재)(1)을 갖고 있으며, 이 기판(1) 상에 배선 전극(2)(제 1 전극), 절연층(3), 센서 전극(4)(제 2 전극) 및 보호층(5)이 이 순서로 적층되어 있다. 배선 전극(2)은 기판(1) 상에 복수 설치되어 있다. 그리고 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 각 배선 전극(2)은 도전선(21)과, 그 일단부에 연결된 직사각형상의 도통 영역(22)으로 구성되어 있으며, 배선 전극(2) 중, 적어도 도통 영역(22)은 손가락이나 도전성의 펜 등으로 터치될 가능성이 있는 기준 영역(R) 내에 배치되어 있다. 도전선(21)은 기판(1)의 단부까지 연장되도록 배선되어 있으며, 그 타단부가 정전 용량 검출 회로(도시 생략)에 접속되어 있다. 배선 전극(2)은 도전선(21)의 거리나 폭을 고려하여 저저항이 바람직하고, 예를 들면, 표면 저항률을 10Ω／면적 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 기판(1) 상에 10개의 배선 전극(2)이 배치되어 있으며, 도 1 및 도 3(a)의 상하 방향으로 나열되는 5개의 배선 전극(2)이 2열 배치되어 있다. 여기에서는 설명의 편의상, 도 1 및 도 3(a)의 위로부터 아래를 향하여 제 1∼제 5 배선 전극(2a∼2e)으로 부른다. 그리고 각 열의 배선 전극(2a∼2e)은 같기 때문에 도 3(a)의 우측의 배선 전극에 대하여 설명한다. 또, 설명의 편의상, 도 1 및 도 3(a)의 상하 방향을 길이 방향, 좌우 방향을 폭방향으로 부르기로 한다.

도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 배선 전극(2a)은 기판(1)의 길이 방향 일단부(도 3의 상측)에 배치되어 있으며, 정사각형의 도통 영역(22a)과, 이 도통 영역(22a)의 좌측의 단부로부터 길이 방향의 타단부측(도 3의 하측)까지 직선형상으로 연장되는 도전선(21a)을 갖고 있다. 제 2 배선 전극(2b)은 제 1 배선 전극(2a)보다도 길이 방향의 타단부측에 배치되어 있으며, 제 1 배선 전극(2a)의 도통 영역(22a)보다도 폭방향의 길이가 작아져 있다. 즉, 각 도통 영역(22a, 22b)은 폭방향의 우측이 일치하도록 배치되는데, 제 2 도통 영역(22b)의 좌측은 제 1 배선 전극(2a)의 도전선(21a)에 접촉하지 않도록 그보다도 우측에 배치되어 있다. 제 2 배선 전극(2b)의 도전선(21b)은 도통 영역(22b)의 좌측의 단부로부터 길이 방향의 타단부측까지 제 1 배선 전극(2a)의 도전선(21a)과 평행하게 직선형상으로 연장되어 있다. 마찬가지로, 제 3 내지 제 5 배선 전극(2c∼2e)은 길이 방향 일단부측에서 인접하는 배선 전극의 도전선과 접촉하지 않도록 도통 영역의 폭이 서서히 작아져 있으며, 제 5 배선 전극(2e)의 도통 영역(22e)이 가장 작아져 있다. 또, 각 도전선(21a∼21e)은 기판(1)의 단부에서 L자형으로 구부러지도록 형성되어 있으며, 이에 따라, 기판(1)의 단부에서의 도전선(21a∼21e) 간의 간격을 크게 하고 있다. 또한, 도통 영역(22a∼22e)의 크기에 대해서는, 콘택트 홀(31)을 통하여 센서 전극(4)과 도통을 취할 수 있으면, 예를 들면, 도전선(21a∼21e)과 같은 폭으로 하는 것도 가능하다.

상기와 같이 형성된 배선 전극(2a∼2e)의 상면에는 이들을 덮는 절연층(3)이 형성되어 있다(도 3(b) 참조). 절연층(3)은 예를 들면, 막두께가 1∼300㎛이고, 복수의 콘택트 홀(31)이 형성되어 있다. 각 콘택트 홀(31)은 각 배선 전극(2a∼2e)의 도통 영역(22a∼22e)과 대응하는 위치에 형성되어 있으며, 콘택트 홀(31)을 통하여 도통 영역(22a∼22e)의 일부가 노출되어 있다.

콘택트 홀(31)은 도통 영역(22a∼22e)보다도 작고, 그 크기는 예를 들면, 원형인 경우, 외경을 1∼100㎛로 하는 것이 바람직하고, 또한, 5∼20㎛로 하는 것이 바람직하다. 이것은 1㎛보다 작으면, 도통 영역(22a∼22e)과 후술하는 센서 전극(4)의 사이의 도통을 취할 수 없게 될 염려가 있으며, 100㎛보다 크면, 도통 영역(22a∼22e)으로부터 튀어나오거나, 시인(視認)될 염려가 있기 때문이다. 또한, 콘택트 홀(31)의 크기는 배선 전극(2)과 센서 전극(4)의 도통을 취할 수 있도록 절연층(3)의 두께와의 관계에서 적절히 설정된다.

계속해서, 센서 전극(4)에 대하여 설명한다. 센서 전극(4)은 배선 전극(2)과 마찬가지로 10개 배치되어 있으며, 도 1의 상하 방향으로 나열되는 5개의 센서 전극(4)이 2열 배치되어 있다. 여기에서도 배선 전극의 설명과 마찬가지로, 도 1의 위로부터 아래를 향하여 제 1∼제 5 센서 전극(4a∼4e)이라 칭하고, 각 열의 센서 전극(4a∼4e)은 같기 때문에 도 1의 우측의 센서 전극에 대하여 설명한다. 각 센서 전극(4a∼4e)은 예를 들면, 산화인듐주석(ITO)인 경우, 막두께가 10∼100㎚이고, 절연층(3) 상에서 각 배선 전극(2a∼2e)의 도통 영역(22a∼22e)과 대응하는 위치에 배치되어 있다. 모든 센서 전극(4a∼4e)은 같은 크기의 정사각형으로 형성되어 있으며, 좁은 간격으로 배치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 센서 전극(4a∼4e)은 절연층(3)에 형성된 콘택트 홀(31)을 통하여 그 하층에 있는 도통 영역(22)과 접촉하고 있다. 즉, 제 1∼제 5 센서 전극(4a∼4e)은 제 1∼제 5 배선 전극(2a∼2e)과 각각 도통해 있다. 이와 같은 센서 전극(4)의 표면 저항률은 배선 전극(2)보다 높게 해도 좋고, 예를 들면, 1㏀／면적 이하가 바람직하고, 300Ω／면적 이하가 더욱 바람직하다. 그리고 상기와 같이 배치된 복수의 센서 전극(4)은 보호층(5)에 의하여 덮여 있다.

또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 인접하는 센서 전극(4) 간의 간극의 길이(s)는 10㎛∼3㎜로 할 수 있고, 바람직하게는 100㎛∼2㎜, 더욱 바람직하게는 0. 5㎜∼1. 5㎜로 할 수 있다. 상기 범위 밖에서도 가능하기는 하지만, 10㎛ 이하에서는 인접하는 센서 전극(4)과의 사이의 안정적인 절연을 취할 수 없을 가능성이 있고, 3㎜ 이상에서는 손가락에 대하여 검출 감도 저하 영역이 지나치게 넓어지기 때문에 안정된 검출을 할 수 없을 염려가 있다. 또한, 인접하는 센서 전극(4) 간의 간극의 길이(s)는 모두 같은 길이로 할 필요는 없고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 위치에 따라서 변경할 수 있다.

다음으로, 상기한 각 부재의 재료에 대하여 설명한다. 우선, 기판(1)부터 설명한다. 기판은 투명한 무기 재료, 유기 재료, 또는 유기ㆍ무기 하이브리드 재료 등, 여러 가지 재료로 형성할 수 있고, 재질은 특별하게는 한정되지 않는다. 예를 들면, 경량이고, 또한, 내충격성의 점에서 유기 재료가 바람직하고, 플렉시블성이나 롤ㆍ투ㆍ롤(roll to roll)의 생산성에서 플라스틱 필름이 적합하다. 플라스틱 필름으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 아크릴(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 등을 들 수 있다. 다만, 이들의 재료를 단체(單體)가 아니고, 밀착성 향상을 위해 실란 커플링층 등의 앵커층을 형성한 것, 코로나 처리나 플라즈마 처리 등의 표면 처리한 것이나 긁힘 방지나 내약품성 향상을 위해 하드코팅층을 형성한 것을 이용할 수 있다.

배선 전극(2) 및 센서 전극(4)은 공지의 여러 가지 재료로 형성할 수 있고, 특별하게는 한정되지 않지만, 필요한 도전성 및 투명성 등의 물성으로부터 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄, 은 또는 동 등의 금속, 산화인듐주석(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO₂) 등의 금속 산화물 재료를 들 수 있다. 또, 이들의 금속 산화물 재료에 알루미늄, 갈륨 또는 티탄 등의 금속을 첨가할 수도 있다. 또한, PEDOTㆍPSS와 같은 투명 도전성 폴리머 등의 유기 재료, 또는 금속이나 카본 등으로 이루어지는 극세의 도전성 섬유도 전극 재료로서 들 수 있고, 이들을 단체로 이용해도 좋고, 복합하여 이용할 수도 있다. 배선 전극(2)은 상기와 같이, 표면 저항률을 낮게 할 필요가 있기 때문에, 예를 들면, 2층의 ITO의 사이에 은의 층을 끼운 3층 구조로 할 수 있다.

절연층(3)은 투명하고, 또한, 도전성이 없는 것이면 특별하게는 한정되지 않지만, 그 상면 및 하면에 배치되는 센서 전극(4) 및 배선 전극(2)과의 밀착성이 높은 것이 요망된다. 또, 콘택트 홀(31)에 의하여 센서 전극(4)과 배선 전극(2)을 전기적으로 접속하는 것이 가능하게 되는 형상 및 막두께 등을 고려할 필요가 있다.

보호층(5)은 일반적인 터치 스위치에 이용되는 투명한 공지의 재료로 형성할 수 있다. 보호층(5)은 예를 들면, 질화규소, 이산화규소, 벤조시클로부텐(BCB), 폴리에스테르, 또는 아크릴산 등으로 형성할 수 있다. 또, 유리나 표면 경화 처리가 이루어진 PET 등의 수지 필름을 적층할 수도 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 터치 스위치의 제조 방법에 대하여 도 3을 참조하면서 설명한다. 우선, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 기판(1) 상에 제 1 전극으로서 복수의 배선 전극(2)을 형성한다. 그 형성 방법은 여러 가지 방법이 있는데, 예를 들면, 배선 전극 재료를 기판(1)의 전면에 형성한 후, 패터닝하는 방법을 들 수 있다. 배선 전극 재료를 형성하는 방법은 예를 들면, 진공 증착, 스퍼터링이나 CVD 등의 드라이 코팅, 그라비아 코팅, 스프레이 코팅 등의 웨트 코팅(wet coating) 등을 들 수 있다. 패터닝하는 방법은 한정되지 않지만, 예를 들면, 포토리소그래피나 레이저 에칭 등을 들 수 있다. 전자는 화학 약품으로 막제거를 실시하고, 후자는 특정 파장의 레이저광의 흡수에 의하여 막제거를 실시한다. 배선 전극(2)의 패터닝에는 인비저블성(invisible)(전극 유무의 차이를 볼 수 없는)이 부여되는 것이 바람직하고, 이 관점에서, 10㎛ 이하의 폭의 막을 제거 할 수 있는 YAG의 제 3 고조파를 이용한 레이저 에칭을 이용하는 것이 바람직하다. 레이저 에칭은 포토리소그래피와 비교하여 화학 약품의 사용이 없어서 환경에 양호하고, 또한, 공정수가 적은 것이나 포토마스크가 불필요하여 CAD데이터로부터 패터닝이 가능하고, 배선 설계의 편리성이 높은 등의 잇점을 들 수 있다. 그 밖에, 은 등의 페이스트를 스크린 인쇄 등으로 세선 패턴 형상으로 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 배선 전극(2) 전체를 덮도록 절연층(3)을 형성한다. 이 때, 절연층(3)에는 각 배선 전극(2)의 도통 영역(22)에 대응하는 위치에 콘택트 홀(31)을 형성한다. 절연층(3)이나 콘택트 홀(31)의 형성 방법은 상기한 배선 전극(2)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.

계속해서, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 절연층(3) 상에 제 2 전극으로서 센서 전극(4)을 형성한다. 이 때, 센서 전극(4)은 절연층(3)의 콘택트 홀(31)을 통하여 배선 전극(2)의 도통 영역(22)과 접촉하고, 도통한다. 센서 전극(4)의 형성 방법은 상기한 배선 전극(2)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 절연층(3) 상의 센서 전극(4)을 레이저 에칭할 때에는 절연층(3) 아래의 배선 전극(2)이 레이저광의 파장을 흡수하지 않을 필요가 있다. 이 때문에, 배선 전극(2) 및 센서 전극(4)의 패터닝은 형성 차례나 재질을 고려하여 적절히 선택할 필요가 있다. 마지막으로, 센서 전극(4) 상에 보호층(5)을 형성한다. 보호층(5)은 공지의 방법으로 형성할 수 있다.

상기와 같이 구성된 터치 스위치는 이하와 같이 사용된다. 터치 위치의 검출 방법은 종래의 정전 용량식의 터치 스위치와 동일하고, 보호층(5) 표면의 임의의 위치를 손가락 등으로 접촉했을 때의 정전 용량의 변화를 검출함으로써 접촉 위치의 좌표가 특정된다.

상술한 제 1 실시 형태에 따르면, 센서 전극(4)은 배선 전극(2)과는 다른 계층에 배치되기 때문에 센서 전극(4)이 배치되는 계층에는 도전선(21)을 배치하기 위한 스페이스가 불필요해진다. 즉, 센서 전극(4)의 배치 만을 검토하면 좋다. 그 때문에, 검출 감도 저하 영역을 없애도록 복수의 센서 전극(4)을 효율적으로 배치할 수 있고, 특히, 센서 전극(4) 간의 거리(s)를 작게 할 수 있다. 또, 각 배선 전극(2)과 센서 전극(4)이 콘택트 홀(31)을 통하여 도통하고 있는 한, 도전선(21)을 어떻게 배치해도 센서 전극(4)의 배치에는 영향을 미치지 않는다. 따라서, 도전선(21)의 배선의 자유도가 커져서 다양한 배선 설계가 가능하게 된다.

이상, 본 발명의 제 1 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 여러 가지 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에 있어서는, 도통 영역(22) 및 센서 전극(4)이 직사각형상으로 형성되어 있지만, 이 형상은 특별히 한정되지 않고, 다각형상, 원형, 이형(異形) 등, 여러 가지 형상으로 할 수 있다. 또, 인접하는 센서 전극(4)의 사이에는 직선 형상의 간극이 형성되어 있는데, 센서 전극(4)의 가장자리에 면방향으로 연장되는 요철을 형성하고, 이 요철을 맞물리게 하는 것으로 인접하는 센서 전극(4)의 경계를 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 센서 전극(4)의 가장자리에 예리한 돌기부를 복수 형성하고, 이들을 맞물리게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 센서 전극(4) 간의 간극이 직선 형상인 경우에 비해 검출의 감도가 높아진다. 즉, 센서 전극(4)의 가장자리에 요철을 형성하고 있으면, 경계 부분에 손가락을 놓았을 때에 인접하는 어느 한쪽의 센서 전극(4)에 접촉할 가능성이 높아지고, 그 결과, 검출의 감도를 향상할 수 있다. 또한, 요철은 상기와 같은 예리한 형상뿐만 아니라, 직사각형상, 파형 등, 여러 가지 형상이 가능하다.

또, 상기 실시 형태에서는 하나의 도통 영역(22)에 대하여 하나의 콘택트 홀(31)을 형성하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 도통 영역(22)에 대하여 복수의 콘택트 홀(31)을 형성할 수 있다. 콘택트 홀(31)의 형상도 상기와 같이 직사각형상뿐만 아니라, 원형 등, 여러 가지 형상이 가능하다.

또, 상기 실시 형태에서는 보호층(5)을 설치하고 있는데, 이것은 임의이다. 보호층(5) 또는 이에 준하는 필름, 판재 등을 설치하는 경우에는, 제조 방법을 상기 실시 형태와 반대의 순서로 실시할 수도 있다. 예를 들면, 보호층(5) 상에 센서 전극(4), 절연층(3), 배선 전극(2) 및 기판(1)을 이 순서로 배치하도록 제조할 수도 있다. 각 부재의 형성 방법은 상기한 것과 같은 방법을 채용할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는 길이 방향에 인접하는 센서 전극(4) 간의 간극을 폭방향에 비하여 크게 형성하고 있는데, 예를 들면, 도 4와 같이, 길이 방향, 폭방향 모두의 간극이 작아지도록 기준 영역(R)의 위쪽에 센서 전극(4)을 빈틈없이 배열할 수도 있다.

이하, 제 1 실시 형태의 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 제 1 실시 형태는 이하의 실시예에 한정되지는 않는다.

본 실시예에서는 도 1에 나타내는 바와 같은 터치 스위치를 제조했다. 즉, 기판에 배선 전극, 절연층, 센서 전극을 이 순서로 형성했다. 기판에는 두께 100㎛의 폴리올레핀계 필름을 선택하고, 그 위에 배선 전극을 형성했다.

배선 전극은 DC마그네트론 스퍼터링을 이용하여 우선, 막두께 30∼40㎚의 ITO막을 형성했다. 그리고 막두께 10㎚ 이하의 은합금(은 주성분의 팔라듐과 동을 함유)을 형성한 후에, 막두께 30∼40㎚의 ITO막을 형성한 3층 구조의 적층체로 했다. 이것에 의해 표면 저항률이 10Ω／면적 이하이고 전광선 투과율이 80％ 정도인 투명한 전극으로 되었다.

배선 전극의 패터닝에는 YAG의 제 3 고조파를 이용한 레이저 에칭을 채용했다.

다음으로, 절연층을 형성했다. 여기에서는 시판하는 하드 코팅용 도료인 닛폰 세이카제 NSC-2451을 이용했다. 우선, 시판하는 포지티브형 레지스트인 도쿄 오카제 OFPR-800LB를 스핀 코팅으로 도포하고, 80℃에서 5분간의 열풍 프리베이킹(hot-air prebaking)을 실시하여 막두께 1. 9㎛의 레지스트막을 얻었다. 다음으로, 콘택트 홀을 형성해야 할 부분에 UV광을 약 50mJ／㎠로 20초간 노광시키고, 현상액(NMD-3)에 실온에서 약 30초 침지시켜서 감광부 이외를 제거하고, 80℃에서 10분간, 열풍 포스트베이킹(hot-air postbaking)했다. 그 후, NSC-2451을 메이어 바(Meyer bar)＃12로 도공하고, 120℃에서 90초의 열풍 건조(열경화)를 하여 3. 5㎛두께의 도막을 얻었다. 그리고 농도 4％의 수산화나트륨 수용액으로 실온에서 약 5분간 침지시켜서 콘택트 홀의 레지스트와 NSC-2451도막을 제거했다.

계속해서, 센서 전극을 형성했다. 구체적으로는, ITO막을 DC마그네트론 스퍼터링을 이용하여 형성했다. 여기에서의 ITO막은 막두께 30㎚로 하고, 표면 저항률은 200∼300Ω／면적이었다. 패터닝은 절연층과 마찬가지로 포지티브형 레지스트를 이용하여 포토리소그래피를 이용했다. 이렇게 하여 실시예에 관련되는 터치 스위치가 완성되었다.

다음으로, 본 발명에 관련되는 터치 스위치의 제 2 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 5는 이 터치 스위치의 평면도이고, 도 6은 도 5의 A－A선 단면도, 도 7∼도 9는 도 5에 나타내는 터치 스위치의 제조 방법을 나타내는 평면도 및 단면도이다. 또한, 도 5는 설명의 편의상, 후술하는 보호층을 생략하여 묘사하고 있다.

제 2 실시 형태의 터치 스위치는 액정 표시 패널 등의 표시 장치의 상면에 배치되는 정전 용량식의 터치 스위치이다. 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 이 터치 스위치는 투명한 기판(10)을 갖고 있으며, 이 기판(10) 상에 센서 전극(20)(제 1 전극), 절연층(30), 보조 전극(40)(제 2 전극) 및 보호층(50)이 이 순서로 적층되어 있다. 센서 전극(20)은 직사각형상으로 형성되어 기판(10) 상에 복수 설치되어 있으며, 손가락이나 도전성의 펜 등으로 터치될 가능성이 있는 기준 영역(R) 내에 배치되어 있다. 그리고 도 7에 나타내는 바와 같이, 각 센서 전극(20)에는 선 형상으로 연장되는 배선부(23)가 일체적으로 연결되어 있다. 각 배선부(23)는 기판(10)의 단부까지 연장되도록 배선되어 있으며, 그 타단부가 정전 용량 검출 회로(도시 생략)에 접속되어 있다. 배선부(23)는 그 거리나 폭을 고려하여 저저항이 바람직하고, 예를 들면, 표면 저항률은 100Ω／면적 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 기판(10) 상에 10개의 센서 전극(20)이 배치되어 있으며, 도 5 및 도 7의 상하 방향으로 나열되는 5개의 센서 전극(20)이 2열 배치되어 있다. 여기에서는 설명의 편의상, 도 5 및 도 7의 위로부터 아래를 향하여 제 1∼제 5 센서 전극(20a∼20e)이라 부른다. 그리고 각 열의 센서 전극(20a∼20e)은 같기 때문에 도 7의 우측의 센서 전극에 대하여 설명한다. 또, 설명의 편의상, 도 5 및 도 7의 상하 방향을 길이 방향, 좌우 방향을 폭방향으로 부르기로 한다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 센서 전극(20a)은 기판(10)의 길이 방향 일단부(도 7의 상측)에 배치되어 있으며, 이 센서 전극(20a)의 우측의 단부로부터 길이 방향의 타단부측(도 7의 하측)까지 배선부(23a)가 직선 형상으로 연장되어 있다. 제 2 센서 전극(20b)은 제 1 센서 전극(20a)보다도 길이 방향의 타단부측에 배치되어 있으며, 제 1 센서 전극(20a)보다도 폭방향의 길이가 작다. 즉, 각 센서 전극(20a, 20b)은 폭방향의 좌측이 일치하도록 배치되는데, 제 2 센서 전극(20b)의 우측은 제 1 센서 전극(20a)의 배선부(23a)에 접촉하지 않도록 그보다도 좌측에 배치되어 있다. 제 2 센서 전극(20b)의 배선부(23b)는 제 2 센서 전극(20b)의 우측의 단부로부터 길이 방향의 타단부측까지 제 1 센서 전극(20a)의 배선부(23a)와 평행하게 직선 형상으로 연장되어 있다. 마찬가지로, 제 3 내지 제 5 센서 전극(20c∼20e)은 길이 방향 일단부측에서 인접하는 센서 전극의 배선부와 접촉하지 않도록 센서 전극의 폭이 서서히 작아지며, 제 5 센서 전극(20e)의 폭이 가장 작다. 또, 각 배선부(23a∼23e)는 기판(10)의 단부에서 L자형으로 구부러지도록 형성되어 있으며, 이에 따라서, 기판(10)의 단부에서의 배선부(23a∼23e) 간의 간격이 크다.

상기와 같이 형성된 센서 전극(20a∼20e)의 상면에는 이들을 덮는 절연층(30)이 형성되어 있다(도 8 참조). 절연층(30)은 예를 들면, 막두께가 10∼500㎛이고, 모든 센서 전극(20)과 배선부(23)를 덮도록 배치되어 있다. 그리고 이 절연층(3) 상에 복수의 보조 전극(40)이 배치되어 있다. 각 보조 전극(40)은 센서 전극(20)과 마찬가지로 10개 배치되어 있으며, 도 5의 상하 방향으로 나열되는 5개의 보조 전극(40)이 2열 배치되어 있다. 여기에서도 센서 전극의 설명과 마찬가지로, 도 5의 위로부터 아래를 향하여 제 1∼제 5 보조 전극(40a∼40e)이라 부르고, 각 열의 보조 전극(40a∼40e)은 같기 때문에 도 5의 우측의 보조 전극에 대하여 설명한다. 각 보조 전극(40a∼40e)은 예를 들면, 산화인듐주석(ITO)인 경우, 막두께가 10∼100㎚이고, 절연층(30) 상에서 각 센서 전극(20a∼20e)과 대응하는 위치에 배치되어 있다. 모든 보조 전극(40a∼40e)은 같은 크기의 정사각형으로 형성되어 있으며, 좁은 간격으로 배치되어 있다. 보다 상세하게 설명하면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 인접하는 센서 전극(20) 간의 영역(L)에 인접하는 보조 전극(40) 간의 경계(b)가 배치되어 있으며, 보조 전극(40)에 의하여 센서 전극(20) 간의 영역(L)이 메워지게 되어 있다. 즉, 센서 전극(20) 간에 배치되는 배선부(23)가 보조 전극(40)에 의하여 덮이게 되어 있다. 이와 같은 보조 전극(40)의 표면 저항률은 센서 전극(20)보다 높아도 좋고, 예를 들면, 1㏀／면적 이하가 바람직하고, 300Ω／면적 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 보조 전극(40)은 전기적으로 독립해 있으며, 어느 부재와도 도통하고 있지 않은 상태로 되어 있다. 그리고 상기와 같이 배치된 복수의 보조 전극(40)은 보호층(50)에 의하여 덮여 있다. 보호층(50)의 두께는 상기한 절연층(30)보다도 큰 것이 바람직하고, 예를 들면, 0. 5∼10㎜로 할 수 있다.

또, 도 5에 나타내는 바와 같이, 인접하는 보조 전극(40) 간의 간극의 길이(s)는 10㎛∼3㎜로 할 수 있고, 바람직하게는 100㎛∼2㎜, 더욱 바람직하게는 0. 5㎜∼1. 5㎜로 할 수 있다. 상기 범위 밖에서도 가능하기는 하지만, 10㎛ 이하에서는 인접하는 보조 전극(40)과의 사이의 안정적인 절연을 취할 수 없을 가능성이 있다. 또, 3㎜ 이상에서는 손가락에 대하여 검출 감도 저하 영역이 지나치게 넓어지기 때문에 안정된 검출을 할 수 없을 염려가 있다. 또한, 인접하는 보조 전극(40) 간의 간극의 길이(s)는 모두 같은 길이로 할 필요는 없고, 위치에 따라서 변경할 수 있다.

다음으로, 상기한 각 부재의 재료에 대하여 설명한다. 우선, 기판(10)부터 설명한다. 기판(10)은 투명한 무기 재료, 유기 재료, 또는 유기ㆍ무기 하이브리드 재료 등, 여러 가지 재료로 형성할 수 있고, 재질은 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 경량 및 내충격성의 점에서 유기 재료가 바람직하고, 플렉시블성이나 롤ㆍ투ㆍ롤의 생산성에서 플라스틱 필름이 적합하다. 플라스틱 필름으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 아크릴(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 등을 들 수 있다. 다만, 이들의 재료를 단체가 아니고, 밀착성 향상을 위해 실란 커플링층 등의 앵커층을 형성한 것, 코로나 처리나 플라즈마 처리 등의 표면 처리한 것이나 손상 방지나 내약품성 향상을 위해 하드 코팅층을 형성한 것을 이용할 수 있다.

센서 전극(20), 배선부(23) 및 보조 전극(40)은 공지의 여러 가지 재료로 형성할 수 있고, 특별하게는 한정되지 않지만, 필요한 도전성 및 투명성 등의 물성에서 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄, 은이나 동 등의 금속, 산화인듐주석(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO₂) 등의 금속 산화물 재료를 들 수 있다. 또, 이들의 금속 산화물 재료에 알루미늄, 갈륨이나 티탄 등의 금속을 첨가할 수도 있다. 또한, PEDOTㆍPSS와 같은 투명 도전성 폴리머 등의 유기 재료, 또는 금속이나 카본 등으로 이루어지는 극세의 도전성 섬유도 전극 재료로서 들 수 있고, 이들을 단체로 이용해도 좋고, 복합하여 이용할 수도 있다. 센서 전극(20) 및 배선부(23)는 상기와 같이 표면 저항률을 낮게 할 필요가 있기 때문에 예를 들면, 2층의 ITO의 사이에 은의 층을 끼운 3층 구조로 할 수 있다.

절연층(30)은 투명하고, 또한, 도전성이 없는 것이면 특별하게는 한정되지 않지만, 그 상면 및 하면에 배치되는 보조 전극(40) 및 센서 전극(20)과의 밀착성이 높은 것이 요망된다. 에폭시계나 아크릴계 등, 일반적인 투명 접착제나 점착제를 이용할 수 있고, 폴리에스테르계 수지의 투명성 필름 등을 포함하는 것이어도 좋다. 두께는 특별하게는 한정되지 않지만, 실용상으로는 200㎛ 이하인 것이 바람직하다.

보호층(50)은 일반적인 터치 스위치에 이용되는 투명한 공지의 재료로 형성할 수 있다. 보호층(50)은 예를 들면, 질화규소, 이산화규소, 벤조시클로부텐(BCB), 폴리에스테르, 또는 아크릴산 등으로 형성할 수 있다. 또, 유리나 표면 경화 처리가 이루어진 PET 등의 수지 필름을 적층할 수도 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성된 터치 스위치의 제조 방법에 대하여 도 7∼도 9를 참조하면서 설명한다. 우선, 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판(10) 상에 제 1 전극으로서 복수의 센서 전극(20) 및 배선부(23)를 형성한다. 그 형성 방법은 여러 가지 방법이 있지만, 예를 들면, 센서 전극(20) 및 배선부(23)의 재료를 기판(10)의 전면에 형성한 후, 패터닝하는 방법을 들 수 있다. 이 재료를 형성하는 방법은 예를 들면, 진공 증착, 스퍼터링이나 CVD 등의 드라이 코팅, 그라비아 코팅(gravure coating), 스프레이 코팅 등의 웨트 코팅 등을 들 수 있다. 패터닝하는 방법은 한정되지 않지만, 예를 들면, 포토리소그래피나 레이저 에칭 등을 들 수 있다. 전자는 화학 약품으로 막제거를 실시하고, 후자는 특정 파장의 레이저광의 흡수에 의하여 막제거를 실시한다. 센서 전극(20) 및 배선부(23)의 패터닝에는 인비저블성(전극 유무의 차이를 볼 수 없음)이 부여되는 것이 바람직하고, 이 관점에서, 10㎛ 이하의 폭으로 막을 제거 할 수 있는 YAG의 제 3 고조파를 이용한 레이저 에칭을 이용하는 것이 바람직하다. 레이저 에칭은 포토리소그래피와 비교하여 화학 약품의 사용이 없어서 환경에 양호하고, 또한, 공정수가 적거나 포토마스크가 불필요하여 CAD데이터로부터 패터닝이 가능하고, 배선 설계의 편리성이 높은 등의 잇점을 들 수 있다. 그 밖에, 은 등의 페이스트를 스크린 인쇄 등으로 세선 패턴 형상으로 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 센서 전극(20) 및 배선부(23) 전체를 덮도록 절연층(30)을 형성한다. 절연층(30)의 형성 방법은 상기한 센서 전극(20)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.

계속해서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 절연층(30) 상에 제 2 전극으로서 보조 전극(40)을 형성한다. 보조 전극(40)의 형성 방법은 상기한 센서 전극(20)과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 센서 전극(20), 배선부(23) 및 보조 전극(40)의 패터닝은 형성 순서 또는 재질을 고려하여 적절히 선택할 필요가 있다. 마지막으로, 보조 전극(40) 상에 보호층(50)을 형성한다. 보호층(50)은 공지의 방법으로 형성할 수 있다.

상기와 같이 구성된 터치 스위치는 이하와 같이 사용된다. 터치 위치의 검출 방법은 종래의 정전 용량식의 터치 스위치와 동일하고, 보호층(50) 표면의 임의의 위치를 손가락 등으로 접촉했을 때의 정전 용량의 변화를 검출함으로써 접촉 위치가 특정된다. 여기에서, 상기와 같이 보조 전극(40)을 이용한 경우의 센싱(sensing)의 메커니즘을 고찰하면, 이하와 같다. 우선, 도 10에 나타내는 바와 같은 보조 전극이 없는 종래의 터치 스위치에 대하여 설명한다. 일반적으로, 터치 스위치에서는 정전 용량은 센서 전극(20)의 위쪽에서 보호층(50)에 터치하고 있는 손가락의 면적에 비례한다. 도 10(a)에 나타내는 예에서는 손가락이 터치하고 있는 부분의 전부가 센서 전극(20)의 위쪽에 있기 때문에 정전 용량(C_x0)은 커진다. 한편, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 센서 전극(20) 간의 배선부(23) 위쪽을 손가락으로 터치한 경우에는, 각 센서 전극(20) 위에 있는 손가락의 면적이 작기 때문에 각 센서 전극(20)에 의한 합성 정전 용량(C_x01＋C_x02)은 도 10(a)의 정전 용량(C_x0)과 비교하여 작아져서 감도가 저하한다.

이에 대하여, 본 실시 형태의 터치 스위치와 같이 보조 전극(40)을 설치하면, 이하와 같다. 우선, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 센서 전극(20)의 위쪽을 손가락으로 터치하면, 손가락과 센서 전극(20) 간의 합성 정전 용량(C_n)은 다음의 식(1)로 나타내어진다. 여기에서, C₀는 센서 전극(20)과 보조 전극(40) 간의 정전 용량이고, C_x1은 보조 전극(40)과 손가락의 사이의 정전 용량이다.

C_n＝C_x1／(1＋C_x1／C₀) (1)

이 때, 센서 전극(20)과 보조 전극(40) 간의 거리가 충분히 작은 경우에는, C_x1＜＜C_o로 되고, 상기 (1)식의 C_x1／C_o는 0에 가까운 수치로 되기 때문에 C_n≒C_x1으로 된다.

한편, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 이웃하는 센서 전극(20) 사이를 터치한 경우, 센서 전극(20) 사이에는 보조 전극(4)이 배치되어 있기 때문에 도 10(b)와는 다른 움직임을 나타낸다. 즉, 보조 전극(40) 사이에도 간극은 존재하지만, 이것은 센서 전극(20) 간의 간극에 비하여 매우 작기 때문에 센서 전극(20) 간의 영역을 터치했을 때에는 각각의 센서 전극(20)에 대응하는 보조 전극(40)에 의하여 센서 전극(20) 사이의 간극을 이웃하는 보조 전극(40) 간에서 보완할 수 있다. 따라서, 이 때의 합계 정전 용량(C_n)은 이하의 식(2)와 같이 되고, 도 11(a)에서 나타난 정전 용량(C_x1)과 대략 같아진다. 또한, C_x11은 한쪽의 보조 전극과 손가락의 사이의 정전 용량, C_x12는 다른쪽의 보조 전극과 손가락의 사이의 정전 용량이다.

C_n≒C_x11＋C_x12≒C_x1 (2)

이상에 나타내는 본 실시 형태에 따르면, 절연층(30)을 통하여 센서 전극(20)과 대향하는 위치에 보조 전극(40)을 형성하고, 도 6에 나타내는 바와 같이, 인접하는 센서 전극(20) 간의 영역(L)에 인접하는 보조 전극(40) 간의 경계(b)가 배치되어 있다. 그 때문에, 센서 전극(20)의 사이에 배선부(23)가 배치됨으로써 검출 감도 저하 영역이 커졌다고 해도 보조 전극(40) 간의 경계(b)를 이 검출 감도 저하 영역에 배치하는 것으로 검출 감도 저하 영역은 보조 전극(40)에 의하여 커버된다. 그 결과, 검출 감도 저하 영역이 저감되고, 손가락이나 도전성의 펜 등이 센서 전극(20) 간의 영역(L)에 접촉했다고 해도 검출 감도를 향상할 수 있다.

이상, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 벗어나지 않는 한에 있어서 여러 가지 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시 형태에 있어서는, 센서 전극(20) 및 보조 전극(40)은 직사각형상으로 형성되어 있지만, 이 형상은 특별하게는 한정되지 않고, 다각형상, 원형, 이형 등, 여러 가지 형상으로 할 수 있다. 또, 인접하는 보조 전극(40)의 사이에는 직선 형상의 간극이 형성되어 있지만, 보조 전극(40)의 가장자리에 면방향으로 연장되는 요철을 형성하고, 이 요철을 맞물리게 하는 것으로 인접하는 보조 전극(40)의 경계를 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 보조 전극(40)의 가장자리에 예리한 돌기부를 복수 형성하고, 이들을 맞물리게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 보조 전극(40) 간의 간극이 직선 형상인 경우에 비해 검출의 감도가 높아진다. 즉, 보조 전극(40)의 가장자리에 요철을 형성하고 있으면, 경계 부분에 손가락을 놓았을 때에 인접하는 어느 한쪽의 보조 전극(40)에 접촉할 가능성이 높아지고, 그 결과, 검출의 감도를 향상할 수 있다. 또한, 요철은 상기와 같은 예리한 형상뿐만 아니라, 직사각형상, 파형 등, 여러 가지 형상이 가능하다.

또, 상기 실시 형태에서는 센서 전극(20), 배선부(23) 및 보조 전극(40)을 직접 적층하고 있었지만, 이들을 필름 형상으로 형성한 것을 적층할 수도 있다. 예를 들면, 도 13에 나타내는 예에서는 PET 등의 절연성의 투명 필름(6)에 센서 전극(20) 및 배선부(23)를 형성한 것 및 동일한 절연성의 투명 필름(6)에 보조 전극(40)을 형성한 것을 준비하고, 이들을 절연성의 점착재(8)를 통하여 기판(10), 보호층(50)과 함께 적층하고 있다. 또, 전극, 배선부의 형성 방법은 상기한 방법과 같다. 도 13에 나타내는 예에서는 센서 전극(20)과 보조 전극(40)의 사이에 배치되는 투명 필름(6) 및 점착재(8)가 본 발명의 절연층을 구성한다. 또는, 절연성의 투명 필름을 절연층으로 하고, 그 한쪽의 면에 센서 전극(20) 및 배선부(23)를 형성하는 것과 함께, 다른쪽의 면에 보조 전극(40)을 형성하고, 이것을 기판(10)과 보호층(50)의 사이에 배치할 수도 있다. 이와 같이, 센서 전극(20) 및 배선부(23)를 필름에 형성하는 경우에는 기판(10)은 반드시 필요하지는 않다.

또, 센서 전극(20), 배선부(23) 및 보조 전극(40)은 적어도 1개의 금속선에 의해 형성할 수도 있다. 예를 들면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 금속선(24)을 일정한 면적을 갖는 그물코 형상으로 배치하는 것으로 센서 전극(20) 및 배선부(23)를 형성할 수 있다. 또, 배선부(23)는 그물코 형상 이외에, 복수의 금속선을 평행하게 배치할 수도 있다. 금속선(24)의 폭은 예를 들면, 5∼50㎛로 할 수 있고, 그물코에 있어서의 금속선(24)의 피치는 예를 들면, 100∼1000㎛로 할 수 있다. 각 전극, 배선부를 이와 같은 금속선으로 전극을 형성하는 것으로 광투과성을 갖고, 또, 표면 저항값을 낮게 할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는 보호층(50)을 설치하고 있는데, 이것은 임의이다. 보호층(50) 또는 이에 준하는 필름, 판재 등을 설치하는 경우에는, 제조 방법을 상기 실시 형태와 반대의 순서로 실시할 수도 있다. 예를 들면, 보호층(50) 상에 보조 전극(40), 절연층(30), 센서 전극(20), 배선부(23) 및 기판(10)을 이 순서로 배치하도록 제조할 수도 있다. 각 부재의 형성 방법은 상기한 것과 같은 방법을 채용할 수 있다.

상기 실시 형태에서는 도 7에 나타내는 바와 같이, 센서 전극(20)의 면적이 상이한데, 예를 들면, 도 15에 나타내는 바와 같이, 모든 센서 전극(20)을 같은 면적으로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 센서 전극(20)과 보조 전극(40)의 사이의 정전 용량이 일정해지기 때문에 각 검출점에서의 검출 감도를 일치시킬 수 있다.

이하, 제 2 실시 형태의 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 제 2 실시 형태는 이하의 실시예에 한정되지는 않는다.

여기에서는 3개의 실시예와 1개의 비교예를 제작했다. 도 16(a)에 나타내는 실시예 1에서는 하측의 아크릴판의 상면에 20㎜폭의 도전 테이프로 이루어지는 센서 전극을 배치하고, 이들의 간격을 10㎜로 했다. 또, 상측의 아크릴판의 하면에 폭이 30㎜인 도전 테이프로 이루어지는 보조 전극을 배치하고, 이들의 간극을 1㎜로 했다. 그리고 양 아크릴판을 절연성의 점착재로 고정했다. 이 때, 양 보조 전극의 경계가 센서 전극의 사이에 배치되도록 했다. 도 16(b)에 나타내는 실시예 2에서는 10㎜폭의 보조 전극을 4개 이용하여 센서 전극 간의 영역에 2개의 보조 전극을 배치하고, 각 센서 전극의 좌우의 단부 각각에 보조 전극을 1개씩 배치했다. 즉, 센서 전극의 중심 부근의 위쪽에 보조 전극은 배치되어 있지 않다. 또, 도 16(c)에 나타내는 실시예 3에서는 보조 전극으로서 ITO필름을 이용했다. 즉, 125㎛의 두께의 PET필름 상에 ITO를 스퍼터링으로 형성한 필름을 이용했다. 이 ITO필름의 표면 저항값은 250Ω이었다. 그리고 도 16(d)에 나타내는 비교예에서는 보조 전극을 배치하고 있지 않다. 또한, 각 재료의 상세는 이하와 같다.

도전 테이프: 데라오카 제작소“도전성 동박 점착 테이프 8323”

점착제: 스미토모 3M사제“ST-415” 120㎛두께

아크릴판: 1㎜두께

이상의 실시예, 비교예를 이용하여 센서 전극의 중심의 위쪽을 터치했을 때 및 센서 전극 간을 터치했을 때의 정전 용량을 Cypress Semiconductor(사이프레스 세미컨덕터)사제 마이크로컴퓨터(Programmable System―on―Chip(PSoC) CY8C24994―24LTXI)을 이용하여 디지털값으로 변환한 값으로서 산출했다. 결과는 이하와 같다.

	센서 전극의 중심을 터치	센서 전극 간을 터치
실시예 1	308	145, 153
실시예 2	312	130, 136
실시예 3	323	155, 145
비교예	300	65, 75

센서 전극 사이를 터치했을 때의 수치는 2개의 센서 전극 각각에서 검출된 정전 용량이다. 상기의 결과로부터, 실시예 1∼3에서는 센서 전극 사이를 터치했을 때에는 양 센서 전극에 있어서 대략 2분할된 정전 용량이 검출되어 있는 것을 알 수 있다. 실시예 3과 같은 비교적 저항이 높은 보조 전극을 이용한 경우에도 양 센서 전극에 대략 2분할된 정전 용량이 검출된다. 따라서, 센서 전극 간에 간극이 있어도 이것을 메우는 보조 전극이 배치되어 있으면, 검출 감도가 저하하지 않는 것을 알 수 있다. 이에 대하여, 보조 전극을 갖고 있지 않은 비교예에서는 양 센서 전극에서의 정전 용량의 검출량이 작았다.

1: 기판(기재)
2: 배선 전극
20: 센서 전극
21: 도전선
22: 도통 영역
23: 배선부
3: 절연층
30: 절연층
31: 콘택트 홀
4: 센서 전극
40: 보조 전극

Claims

기재와,
상기 기재 상에 배치되어, 도전선 및 상기 도전선에 연결된 도통 영역을 갖는 복수의 투명한 제 1 전극으로서의 배선 전극과,
상기 복수의 배선 전극을 덮는 것과 함께, 상기 각 배선 전극의 도통 영역 상에 형성된 적어도 하나의 콘택트 홀을 갖는 절연층과,
상기 절연층 상에 있어서, 상기 각 배선 전극의 도통 영역에 대응하는 위치에 배치되어, 상기 콘택트 홀을 통하여 상기 각 도통 영역과 도통하는 복수의 투명한 제 2 전극으로서의 센서 전극을 구비하고 있는
터치 스위치.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 상에서 상기 복수의 배선 전극이 배치된 기준 영역의 위쪽에 상기 복수의 센서 전극이 빈틈없이 배열되는
터치 스위치.
제 1 항에 있어서,
인접하는 상기 센서 전극 사이의 간극이 10㎛∼3㎜인
터치 스위치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 센서 전극은 면방향으로 요철을 형성하도록 연장되는 가장자리를 적어도 일부에 갖고 있으며,
인접하는 상기 각 센서 전극의 경계는 상기 요철이 소정 간격을 두고 맞물리도록 형성되어 있는
터치 스위치.
절연층과,
상기 절연층의 한쪽면측에 배치되는 복수의 제 1 전극으로서의 센서 전극과,
상기 절연층의 한쪽면측에 배치되어, 상기 각 센서 전극에 각각 연결된 복수의 배선부와,
상기 절연층의 다른쪽면측에 있어서, 상기 각 센서 전극과 대향하는 위치에 각각 배치된 복수의 제 2 전극으로서의 보조 전극을 구비하고,
인접하는 상기 센서 전극 간의 영역에 인접하는 상기 보조 전극 간의 경계가 배치되어 있는
터치 스위치.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극이 배치된 기준 영역의 위쪽에 상기 복수의 보조 전극이 빈틈없이 배열되는
터치 스위치.
제 5 항에 있어서,
인접하는 상기 보조 전극 간의 간극이 10㎛∼3㎜인
터치 스위치.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 전극은 금속선을 그물코 형상으로 배치하는 것으로 형성되어 있는
터치 스위치.
제 5 항에서 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배선부는 적어도 하나 이상의 금속선으로 형성되어 있는
터치 스위치.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 보조 전극은 면방향으로 요철을 형성하도록 연장되는 가장자리를 적어도 일부에 갖고 있으며,
인접하는 상기 각 보조 전극의 경계는 상기 요철이 소정 간격을 두고 맞물리도록 형성되어 있는
터치 스위치.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극의 면적이 대략 동일한
터치 스위치.