보호 패널이 부착된 전자기기

보호 패널이 부착된 전자기기{ELECTRONIC DEVICE HAVING PROTECTION PANEL}

본 발명은 내부에 표시 장치가 장비되는 케이스에 표시 장치의 표시부를 외부로 향하게 하는 표시창을 형성하고, 그 표시창에 표시 장치용 보호 패널을 지지하는 지지부를 구비하여 표시창에 보호 패널을 끼워 넣어 장비되어 있는 보호 패널이 부착된 전자기기에 관한 것이다.

종래 상기와 같은 보호 패널이 부착된 전자기기로는 안쪽에 디스플레이 장치가 배치되는 앞면 케이싱에 오목부를 형성하고, 그 오목부의 바닥면에 디스플레이 장치의 표시부를 외부로 향하게 하기 위한 개구를 형성하여 디스플레이 장치용 보호 패널을 그 주변 테두리 부분이 오목부 바닥면의 주변 테두리에서 직접적으로 지지되도록 오목부에 끼워 넣어 장비한 것이 있다.

근래 보호 패널이 부착된 전자기기의 일례인 휴대 전화기나 스마트폰 등에 있어서는, 본래의 통화 기능에 더하여 전자 메일 기능이나 인터넷 기능 등을 구비한 것이나, 그들 기능에 더하여 촬영 기능이나 음악 재생 기능 등을 구비한 것이 있어, 다기능화가 도모되고 있다. 이와 같은 다기능화를 도모하면서 전자기기의 대형화를 회피하기 위해서는, 본래의 기능을 발휘하기 위해서 장비되고 있는 각 스위치의 겸용화를 도모하도록 하여 추가로 장비하는 스위치의 수량을 줄일 필요가 있다.

그러나, 스위치의 겸용화가 지나치면, 각 스위치에 할당되는 역할이 너무 많아져 조작성 저하를 초래하게 되고, 또 본래의 기능을 발휘하기 위해서 장비되고 있는 스위치의 수량이나 새롭게 추가로 장비할 수 있는 스위치의 수량에도 한계가 있기 때문에, 전자기기의 다기능화를 더욱 도모하기 위해서는 전자기기의 대형화를 초래하게 된다.

따라서, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 보호 패널이 부착된 전자기기에 본래부터 구비되어 있는 보호 패널을 유효하게 이용하여 전자기기의 대형화나 조작성 저하를 회피 또는 억제하면서 전자기기의 다기능화를 더욱 도모할 수 있도록 하거나, 혹은 전자기기의 대형화를 회피 또는 억제하면서 조작성 향상을 도모할 수 있도록 하는 것이 고려되었다.

특허문헌 1에 기재된 보호 패널이 부착된 전자기기(10)는 1 표시부(3A)를 가지는 표시 장치(3)와, 표시 장치(3)를 내부에 장비하고 개구하여 표시부(3A)를 외부로 향하게 하는 표시창(2A) 및 그 표시창(2A)에 구비되는 프레임 모양의 지지부(2b)를 가지는 케이스(2)와, 표시창(2A)에 끼워 넣어져 지지부(2b)에서 이면(裏面) 주변 테두리부(104A)가 지지되는 보호 패널(104)과, 보호 패널(104)과 지지부(2b) 사이에 개재되어 보호 패널(104)에 대한 압압 조작을 검출하는 감압 도전성 고무(14)를 구비하고 있는 것이다(도 18 참조). 도 18은 도 17의 휴대 전화기의 AA선 단면이다.

상기 구성에 의하면, 보호 패널(104)을 조작부로 하여 감압 도전성 고무(14)를 감압 소자로 한 감압 센서를 얻을 수 있어, 이 감압 센서를 전자기기에 새롭게 추가되는 기능에 대응하는 스위치나 기존 스위치로 겸용시킨 역할이 할당되는 스위치로서 사용할 수 있다.

그리고, 이 보호 패널(104)을 이용하는 감압 센서를, 예를 들면 전자기기에 새롭게 추가하는 기능에 대응하는 스위치로서 사용하면, 신규 기능에 대한 전용 스위치를 신설하는 경우에 필요로 하는 전용 스위치 배치용 공간(space)을 필요로 하지 않을 수 있고, 혹은 기존 스위치를 신규 기능에 대응하는 스위치로 겸용시키는 경우에 필요로 하는 신규 기능에 대응하는 역할의 기존 스위치에 대한 할당을 삭감할 수 있어, 그 결과 전용 스위치 배치용 공간을 확보함으로써 전자기기의 대형화나, 기존 스위치를 신규 기능에 대응하는 스위치로 겸용시킴으로써 조작성 저하를 회피 또는 억제하면서 전자기기의 다기능화를 더욱 도모할 수 있다.

또, 이 보호 패널(104)을 이용하는 감압 센서를, 예를 들면 기존 스위치로 겸용시킨 역할이 할당되는 스위치로서 사용하면, 기존 스위치로 겸용시킨 역할이 할당되는 전용 스위치를 신설하는 경우에 필요로 하는 전용 스위치 배치용 공간을 필요로 하지 않을 수 있어, 그 결과 스위치 배치용 공간을 확보함으로써 전자기기의 대형화를 회피 또는 억제하면서 조작성 향상을 도모할 수 있다.

그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 기술에 의해서 전자기기의 대형화를 회피 또는 억제할 수 있다고 해도, 그것은 어디까지나 평면적이 커지지 않는다는 의미에서이다. 두께라고 하는 점에서는 도 18에 나타내는 바와 같이, 보호 패널(104)과 케이스(2)의 지지부(2b) 사이에 두께가 있는 감압 도전성 고무(14)를 개재하는 만큼, 전자기기는 커진다. 그 때문에, 특허문헌 1에 기재된 기술은 모바일 기기와 같이 얇음도 요구되는 바와 같은 제품에는 적용하기 어렵다.

또, 특허문헌 1에 기재된 보호 패널이 부착된 전자기기에서는 고온 환경하에서 사용되면 보호 패널(104)과 케이스(2)의 지지부(2b) 사이에 개재된 감압 도전성 고무(14)가 팽창해, 그 결과 감도가 낮아지거나 전극과의 접속 불량 등의 단점을 일으켜 버린다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 보호 패널이 부착된 전자기기에 본래부터 구비되어 있는 보호 패널을 유효하게 이용하여, 전자기기의 대형화나 조작성 저하를 회피 또는 억제하면서 전자기기의 다기능화 및 조작성 향상을 도모할 수 있도록 하고, 게다가 얇음을 유지할 수 있으며, 고온 환경하에서의 사용에 견딜 수 있도록 하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 1 특징 구성은 표시부를 가지는 표시 장치와, 상기 표시 장치를 내부에 장비하고 개구하여 상기 표시부를 외부로 향하게 하는 표시창 및 그 표시창에 구비되는 프레임 모양의 지지부를 가지는 케이스와, 상기 표시창에 끼워 넣어져 상기 지지부에서 이면 주변 테두리부가 지지되는 보호 패널과, 상기 보호 패널과 상기 지지부 사이에 개재되어 상기 보호 패널에 대한 압압 조작을 검출하는, 유리 전이점(Tg)이 실온보다 높은 온도 영역에 있는 수지를 바인더로 하여 도전성 재료를 분산시켜서 이루어지는 감압 도전성 인쇄층을 구비하도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 보호 패널을 조작부로 하고, 감압 도전성 인쇄층을 감압 소자로 한 감압 센서를 얻을 수 있어, 이 감압 센서를 전자기기에 새롭게 추가되는 기능에 대응하는 스위치나 기존 스위치로 겸용시킨 역할이 할당되는 스위치로서 사용할 수 있다.

이 보호 패널을 이용하는 감압 센서를, 예를 들면 전자기기에 새롭게 추가하는 기능에 대응하는 스위치로서 사용하면 신규 기능에 대한 전용 스위치를 신설하는 경우에 필요로 하는 전용 스위치 배치용 공간을 필요로 하지 않을 수 있다. 혹은 기존 스위치를 신규 기능에 대응하는 스위치로 겸용시키는 경우에 필요로 하는 신규 기능에 대응하는 역할의 기존 스위치에 대한 할당을 삭감할 수 있다. 그 결과, 전용 스위치 배치용 공간을 확보함으로써 전자기기의 대형화나, 기존 스위치를 신규 기능에 대응하는 스위치로 겸용시킴으로써 조작성 저하를 회피 또는 억제하면서 전자기기의 다기능화를 더욱 도모할 수 있다.

나아가, 이 보호 패널을 이용하는 감압 센서를, 예를 들면 기존 스위치로 겸용시킨 역할이 할당되는 스위치로서 사용하면, 기존 스위치로 겸용시킨 역할이 할당되는 전용 스위치를 신설하는 경우에 필요로 하는 전용 스위치 배치용 공간을 필요로 하지 않을 수 있어, 그 결과 스위치 배치용 공간을 확보함으로써 전자기기의 대형화를 회피 또는 억제하면서 조작성 향상을 도모할 수 있다.

게다가, 감압 도전성 인쇄층을 감압 소자로 하기 때문에, 보호 패널과 케이스의 지지부 사이에 종래의 두께가 있는 감압 도전성 고무를 개재하는 경우와 비교해서 전자기기의 얇음을 유지할 수 있어, 모바일 기기와 같이 얇음도 요구되는 제품에도 적용 가능하다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 2 특징 구성은 상기 감압 도전성 인쇄층이 염산 비닐·아세트산 비닐 공중합체 수지 또는 아크릴 수지를 바인더로 하여 도전성 재료를 분산시켜서 이루어지는 박막이도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 보호 패널이 부착된 전자기기를 고온 환경하에서 사용해도 감압 도전성 인쇄층은 팽창하는 일이 없어, 그 결과 감도가 낮아지거나 전극과의 접속 불량 등의 불편을 일으켜 버린다는 문제도 생기지 않는다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 3 특징 구성은 상기 보호 패널의 이면에 상기 감압 도전성 인쇄층이 형성된 투명 수지 필름이 첩부(貼付)되어 있도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 감압 도전성 인쇄층을 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 통상 인쇄법으로 투명 수지 필름에 형성하여 보호 패널의 이면에 첩부할 수 있다. 따라서, 투명 수지 필름에 감압 도전성 인쇄층을 형성함에 있어서, 롤 투 롤(R to R) 등의 양산에 적합한 인쇄 방법을 선택할 수 있다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 4 특징 구성은 상기 감압 도전성 인쇄층을 상기 지지부를 따른 루프 모양으로 형성하고 있도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 보호 패널(4)을 압압 조작했을 경우에는 압압 조작 위치에 관계없이 보호 패널(4)에 대한 압력이 감압 도전성 인쇄층(30)에 걸려 감압 도전성 인쇄층(30)이 도통하게 된다. 따라서, 보호 패널(4)에 대한 압압 조작의 안정성이 좋게 확실히 검출할 수 있다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 5 특징 구성은 상기 감압 도전성 인쇄층을 상기 지지부 상의 적어도 1개소에 형성하고 있도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 보호 패널의 이면 주변 테두리부에 있어서, 그 4변 혹은 4모서리에 감압 도전성 인쇄층이 각각 위치하도록 배치하여, 보호 패널(4)이 십자 스위치로서의 기능을 가지도록도 할 수 있다. 또, 아이콘이나 슬라이더 등, 조작부의 일부에만 감압 기능을 필요로 하는 경우에는 상기 감압 기능이 필요한 영역만 보호 패널의 이면 주변 테두리부에 감압 도전성 인쇄층을 배치할 수 있다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 6 특징 구성은 상기 감압 도전성 인쇄층의 한 면에는 한 쌍의 빗살 모양 전극이 배치되어, 상기 한 쌍의 빗살 모양 전극에 의해서 상기 보호 패널에 대한 압압 조작이 검출되도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 한 쌍의 빗살 모양 전극으로 함으로써, 전극과 감압 도전성 인쇄층의 접촉 면적이 커져 감도 조정을 행하기 쉬워진다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 7 특징 구성은 상기 감압 도전성 인쇄층의 한 면에는 한 쌍의 소용돌이 모양 전극이 배치되어, 상기 한 쌍의 소용돌이 모양 전극에 의해서 상기 보호 패널에 대한 압압 조작이 검출되도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 소용돌이 모양 전극으로 함으로써, 전극과 감압 도전성 인쇄층의 접촉 면적이 더욱 커져 감도 조정을 보다 행하기 쉬워진다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 제 8 특징 구성은 상기 보호 패널을 터치 패널로서의 기능을 가지도록 구성한 점에 있다.

상기 특징 구성에 의하면, 보호 패널에 대한 압압 조작과 보호 패널 상에서의 압압 조작 위치를 검출하는 보호 패널을 이용하는 터치 패널 기능이 부착된 감압 센서를 얻을 수 있어, 그 압력 정보와 위치 정보의 조합에 의해 많은 복잡한 역할을 완수하는 다기능 스위치나 필압(筆壓) 감지 기능이 부착된 타블렛 등으로서 사용할 수 있다. 이에 의해서, 전자기기의 대형화나 조작성 저하를 초래하는 일 없이 전자기기의 다기능화를 더욱 도모하는 것이나, 전자기기의 조작성 저하를 초래하는 일 없이 소형화를 도모하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 일 실시예를 나타내는 요부의 횡단 저면도이다.
도 2는 본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 일 실시예를 나타내는 요부의 분해 횡단 저면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 하부 전극 필름의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 상부 전극 필름의 저면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 일 실시예를 나타내는 요부의 종단 측면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 보호 패널에 대한 감압 도전성 인쇄층의 배치 패턴의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 관한 빗살 모양 전극의 패턴을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 관한 감압 도전성 인쇄층에 대하여 고온 환경 시험 전후의 FR 특성 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는 감압 도전성 고무에 대해 고온 환경 시험 전후의 FR 특성 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 관한 보호 패널에 대한 감압 도전성 인쇄층의 배치 패턴의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명에 관한 보호 패널에 대한 감압 도전성 인쇄층의 배치 패턴의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명에 관한 보호 패널에 대한 감압 도전성 인쇄층의 배치 패턴의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명에 관한 보호 패널에 대한 감압 도전성 인쇄층의 배치 패턴의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 발명에 관한 감압 도전성 인쇄층으로부터의 리드 선의 취출 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명에 관한 감압 도전성 인쇄층으로부터의 리드 선의 취출 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명에 관한 소용돌이 모양 전극의 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 17은 휴대 전화기의 사시도이다.
도 18은 종래 기술에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기의 일례를 나타내는 요부의 횡단 저면도이다.

이하, 본 발명의 제 1 실시 형태를 도면에 근거해 설명한다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기로는 휴대 전화기, 스마트폰, PDA, 자동차 내비게이션(car navigation) 장치, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 게임기 등과 같은 모바일 기기가 있고, 여기서는 휴대 전화기(1)를 예시해 설명한다.

보호 패널이 부착된 전자기기의 일례인 휴대 전화기(1)는 종래 기술과 마찬가지로, 앞면에 표시창(2A) 등이 형성된 합성 수지제의 케이스(2)에 액정 또는 유기 EL 등의 표시부(3A)를 가지는 표시 장치(3), 그 표시 장치(3)의 표면을 보호하는 보호 패널(4) 및 복수의 입력 키(5) 등을 구비하여 구성되어 있다(도 17 참조).

본 발명에 있어서, 케이스(2)의 표시창(2A)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 보호 패널(4)의 끼워 넣기를 허용하는 단차를 가지도록 오목하게 들어가도록 형성되고, 그 바닥면에 케이스(2)의 내부에 장비된 표시 장치(3)의 표시부(3A)를 외부로 향하게 하는 개구부(2a)와 보호 패널(4)의 이면 주변 테두리부(4A)를 지지하는 프레임 모양의 지지부(2b)를 가지도록 개구되어 있다.

표시창(2A)의 형상이나 크기는 보호 패널(4)의 형상이나 크기에 따라 여러 가지 변경이 가능하고, 또 표시창(2A)이 오목하게 들어가는 깊이는 보호 패널(4)의 두께 등에 따라 여러 가지 변경이 가능하며, 또한 표시창(2A)에서의 개구부(2a)의 형상이나 크기는 표시부(3A)의 형상이나 크기 등에 따라 여러 가지 변경이 가능하다. 여기서는, 표시창(2A), 개구부(2a), 표시부(3A) 및 보호 패널(4)의 형상을 사각형 모양 또는 대략 사각형 모양으로 하고, 표시창(2A)이 오목하게 들어간 깊이를 케이스(2)의 표면과 보호 패널(4)의 표면이 동일한 높이가 되도록 설정하고 있다.

보호 패널(4)로는 보호 패널(4)에 대한 터치 조작에 근거하여, 그 조작 위치가 되는 XY 좌표를 검지하는 소위 터치 입력 기능을 구비하는 것과 그 터치 입력 기능을 구비하지 구비하지 않는 것을 선택할 수 있고, 또 터치 입력 기능을 구비하는 것에 있어서는 저항막 방식, 정전 용량 방식 및 전자 유도 방식 등으로부터 선택할 수 있다. 여기서는, 저항막 방식의 터치 입력 기능을 가지는 것을 예시해 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 보호 패널(4)은 투명성, 강성이 뛰어난 수지나 유리를 이용해 형성한 지지판(6), 상기 지지판(6)의 윗면에 부착된 하부 전극 필름(7), 상기 하부 전극 필름(7)의 위쪽에 공기층을 가지도록 대향 배치한 상부 전극 필름(8) 및 상기 상부 전극 필름(8)의 윗면에 부착된 디자인 시트(9) 등에 의해서, 저항막 방식의 터치 패널(A)로서의 기능을 가지도록 구성된다.

지지판(6)에 사용하는 수지로는 폴리카보네이트 수지(PC), 메타크릴 수지(PMMA), 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 수지(AS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지(ABS), 셀룰로오스 프로피오네이트 수지(CP), 폴리스티렌 수지(PS), 폴리에스테르 수지 및 폴리에틸렌 수지(PE) 등의 투명성, 강성이 뛰어난 수지로부터 선택할 수 있고, 특히 투명성이 뛰어난 폴리카보네이트 수지(PC)나 메타크릴 수지(PMMA)를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 지지판(6)에 사용하는 유리로는 소다 유리, 붕규산 유리, 강화 유리 등이 있다.

또, 지지판(6)의 두께로는 0.5~3.0mm 범위로부터 선택할 수 있고, 특히 1.0mm로 하는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 하부 전극 필름(7)은 투명 절연성 기재(7A)의 윗면에 사각형 모양의 투명 도전막(7B), 투명 도전막(7B)의 대향하는 2변에 위치하는 평행한 한 쌍의 아래쪽 버스바(7C), 투명 도전막(7B)의 주위에 위치하는 한 쌍의 인회 회로(7D)와 한 쌍의 연락 전극(7E) 및 프레임 모양의 접착층(7F)을 형성해 구성된다.

도 1, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 상부 전극 필름(8)은 손가락 등으로 압압하면 휘는 성질을 가지는 가요성 투명 절연성 기재(8A)의 아랫면에 사각형 모양의 투명 도전막(8B), 상기 투명 도전막(8B)의 대향하는 2변에 위치하는 평행한 한 쌍의 위쪽 버스바(8C) 및 투명 도전막(8B)의 주위에 위치하는 한 쌍의 인회 회로(8D)와 한 쌍의 연락 전극(8E)을 형성해 구성된다.

하부 전극 필름(7)의 투명 절연성 기재(7A) 및 상부 전극 필름(8)의 가요성 투명 절연성 기재(8A)에는 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리에테르 케톤계 등의 엔지니어링 플라스틱, 아크릴계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 등의 투명 필름을 사용할 수 있다.

하부 전극 필름(7) 및 상부 전극 필름(8)의 투명 도전막(7B,8B)에는 산화주석, 산화인듐, 산화안티몬, 산화아연, 산화카드뮴, 인듐틴옥사이드(ITO) 등의 금속 산화물막, 이들 금속 산화물을 주체로 하는 복합막, 혹은 금, 은, 구리, 주석, 니켈, 알루미늄, 팔라듐 등의 금속막이 있다. 또, 투명 도전막(7B,8B)을 2층 이상의 다층으로 형성해도 된다.

투명 도전막(7B,8B)의 형성 방법에는 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, CVD법 등이 있다.

도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 투명 도전막(7B,8B) 중 어느 쪽이든 한 쪽의 표면에 이들 투명 도전막(7B,8B)을 대향시켰을 때의 오접촉을 방지하기 위한 복수의 미세한 도트(dot) 모양의 스페이서(10)를 형성할 수 있다.

스페이서(10)에는 에폭시 아크릴레이트계나 우레탄 아크릴레이트계 등의 투명한 광경화형 수지나, 폴리에스테르계나 에폭시계 등의 투명한 열경화형 수지를 사용할 수 있다. 또, 스페이서(10)의 형성 방법에는 스크린 인쇄 등의 인쇄법이나 포토프로세스 등이 있다.

아래쪽 버스바(7C), 위쪽 버스바(8C), 인회 회로(7D,8D) 및 연락 전극(7E,8E)은 금, 은, 구리, 니켈 등의 금속 혹은 카본 등의 도전성을 가지는 페이스트를 이용해 형성할 수 있다. 또, 이들 형성 방법에는 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 인쇄법, 포토레지스트법 및 쇄모도(刷毛塗)법 등이 있다.

아래쪽 버스바(7C) 및 위쪽 버스바(8C)는 투명 절연성 기재(7A) 또는 가요성 투명 절연성 기재(8A)의 가급적 단부에 형성하고, 투명 절연성 기재(7A) 및 가요성 투명 절연성 기재(8A)의 중앙부에 아래쪽 버스바(7C)나 위쪽 버스바(8C)가 형성되지 않는 영역(area)를 가능한 한 넓게 확보하는 것이 일반적이다.

아래쪽 버스바(7C)나 위쪽 버스바(8C)가 형성되지 않는 영역, 즉 입력 영역이나 표시 영역의 넓이나 형상은 휴대 전화기(1) 등의 보호 패널이 부착된 전자기기에서의 입력 영역이나 표시 영역의 넓이나 형상에 따라 여러 가지 변경이 가능하다.

디자인 시트(9)는 가요성 투명 절연성 기재(9A)의 윗면에 도시하지 않은 하드 코트층을, 아랫면에 도시하지 않은 회병층(繪柄層) 및 접착층을 형성하여 구성되어 있다.

디자인 시트(9)의 가요성 투명 절연성 기재(9A)에는 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리에테르 케톤계 등의 엔지니어링 플라스틱, 아크릴계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 등의 투명 필름을 사용할 수 있다.

가요성 투명 절연성 기재(9A)의 두께로는 50~200㎛의 범위로부터 선택할 수 있고, 특히 100~125㎛로 하는 것이 바람직하다.

디자인 시트(9)의 하드 코트층에 사용하는 재료로는 실록산계 수지 등의 무기 재료, 혹은 아크릴 에폭시계, 우레탄계 열경화형 수지나 아크릴레이트계 광경화형 수지 등의 유기 재료가 있다. 하드 코트층의 두께는 1~7㎛ 정도가 적당하다.

하드 코트층의 형성 방법에는 롤 코트, 스프레이 코트 등의 코트법, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 통상 인쇄법 등을 이용하면 된다. 또, 하드 코트층은 아랫면에 회병층 및 접착층이 직접 형성되는 가요성 투명 절연성 기재(9A)의 윗면에 직접 형성해도 되고, 아랫면에 회병층 및 접착층이 직접 형성되는 가요성 투명 절연성 기재(9A)와는 다른 가요성 투명 절연성 기재에 형성하여, 이들 양(兩) 가요성 투명 절연성 기재를 붙여 맞추어도 된다.

디자인 시트(9)에 예를 들면, 가요성 투명 절연성 기재(9A)나 하드 코트층에 요철 가공을 실시하거나, 혹은 하드 코트층 중에 체질 안료인 실리카나 알루미나 등의 미립자를 혼합하는 등의 광반사 방지를 위한 논 글레어(non-glare) 처리를 실시하도록 해도 된다.

회병층에는 폴리비닐계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리비닐아세탈계 수지, 폴리에스테르 우레탄계 수지, 알키드 수지 등을 바인더로 하고, 적절한 색의 안료 또는 염료를 착색제로서 함유하는 착색 잉크를 이용하면 된다.

회병층의 형성 방법에는 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 통상 인쇄법 등을 이용하면 된다. 특히, 다색 인쇄나 계조 표현을 행하려면, 오프셋 인쇄법이나 그라비아 인쇄법이 적합하다.

또, 회병층으로는 금속 박막층으로 이루어진 것 혹은 회병 인쇄층과 금속 박막층의 조합으로 이루어진 것이어도 된다. 금속 박막층은 회병층으로서 금속 광택을 표현하는 것으로, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 도금법 등으로 형성한다. 이 경우, 표현하고 싶은 금속 광택색에 따라 알루미늄, 니켈, 금, 백금, 크롬철, 구리, 주석, 인듐, 은, 티타늄, 납, 아연 등의 금속, 이들의 합금 또는 화합물을 사용한다. 금속 박막층의 막 두께는 0.05㎛ 정도로 하는 것이 일반적이다. 또, 금속 박막층을 마련할 때에 다른 층과의 밀착성을 향상시키기 위해서, 앞 앵커(anchor)층이나 뒤 앵커층을 마련해도 된다.

접착층에는 상부 전극 필름(8)의 가요성 투명 절연성 기재(8A)와 디자인 시트(9)의 가요성 투명 절연성 기재(9A)에 적절한 감열성 혹은 감압성 수지를 적절히 사용한다. 예를 들면, 가요성 투명 절연성 기재(8A,9A)가 폴리카보네이트계나 폴리아미드계인 경우는 폴리아크릴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지 등을 사용하면 되고, 또 가요성 투명 절연성 기재(8A,9A)가 아크릴계나 폴리에틸렌 테레프탈레이트계인 경우는 염산 비닐, 아세트산 비닐, 아크릴계 공중합체 등을 사용하면 된다.

접착층의 형성 방법으로는 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 통상 인쇄법 등을 이용하면 된다.

이하, 도 1 내지 도 5에 근거하여 본 실시형태에서 예시한 저항막 방식의 터치 입력 기능을 가지는 보호 패널(4)의 구성에 대해 상술한다.

먼저, 두께 75㎛의 롤 모양의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(이하, PET 필름으로 약칭함)으로 이루어진 가요성 투명 절연성 기재(8A)의 편면에 자외선 경화형의 아크릴계 하드 코트를 롤 코터에 의해 도포하여 편면 하드 코트가 부착된 PET 필름을 얻은 후, 그 하드 코트면에 인듐틴옥사이드막(이하, ITO막으로 약칭함)을 스퍼터링에 의해 형성한다. 다음에 가로세로 길이가 미리 설정된 소정의 치수가 되도록 시트 모양으로 자른 후, ITO막 위에 스크린 인쇄로 에칭 레지스트를 패턴 모양으로 도포하고, 황산으로 불필요한 부분의 ITO막을 제거함으로써, 사각형 모양의 투명 도전막(8B)을 형성한다. 에칭 후, 레지스트는 알칼리 세정에 의해 제거하고, 투명 도전막(8B)의 대향하는 2변 및 주위에 은 페이스트를 이용한 스크린 인쇄에 의해 평행한 한 쌍의 위쪽 버스바(8C)와 한 쌍의 인회 회로(8D)와 한 쌍의 연락 전극(8E)을 형성한다. 이에 의해, 상부 전극 필름(8)이 얻어진다.

다음에 두께 125㎛의 롤 모양의 PET 필름으로 이루어진 가요성 투명 절연성 기재(9A)의 양면에 자외선 경화형의 아크릴계 하드 코트를 롤 코터에 의해 도포하여 양면 하드 코트가 부착된 PET 필름을 얻는다. 그 후, 가로세로 길이가 상부 전극 필름(8)과 동일한 치수가 되도록 시트 모양으로 자르고, 그 편면에 회병층과 아크릴산에스테르를 주성분으로 하는 투명한 점착제로 이루어진 접착층을 그라비아 인쇄에 의해 형성한다. 이에 의해, 디자인 시트(9)가 얻어진다.

그리고, 얻어진 상부 전극 필름(8)과 디자인 시트(9)를 디자인 시트(9)의 접착층을 통해 상부 전극 필름(8)의 비ITO막 형성면과 디자인 시트(9)의 회병층 면이 대향하도록 전체 면을 붙여 맞춘다.

한편, 두께 100㎛의 롤 모양의 폴리카보네이트 필름(이하, PC 필름으로 약칭함)으로 이루어진 투명 절연성 기재(7A)의 양면에 자외선 경화형의 아크릴계 하드 코트를 롤 코터에 의해 도포하여 양면 하드 코트가 부착된 PC 필름을 얻은 후, 그 편면에 ITO막을 스퍼터링에 의해 형성한다. 그리고, 가로세로 길이가 상부 전극 필름(8)과 동일한 치수가 되도록 시트 모양으로 자른 후, ITO막 위에 스크린 인쇄로 에칭 레지스트를 패턴 모양으로 도포하고, 황산으로 불필요한 부분의 ITO막을 제거함으로써, 사각형 모양의 투명 도전막(7B)을 형성한다. 다음에 투명 도전막(7B)의 표면 전체에 에폭시 아크릴레이트계 열경화형 수지를 이용한 스크린 인쇄에 의해 복수의 미세한 도트 모양의 스페이서(10)를 형성하고, 또 투명 도전막(7B)의 대향하는 2변 및 주위에 은 페이스트를 이용한 스크린 인쇄에 의해 평행한 한 쌍의 아래쪽 버스바(7C)와 한 쌍의 인회 회로(7D)와 한 쌍의 연락 전극(7E)을 형성한다. 그 후, 한 쌍의 연락 전극(7E)과 상부 전극 필름(8)의 각 연락 전극(8E)에 대한 2개의 접속 부위(7G)에 니켈 도금을 실시한 수지 비드를 분산시킨 점착제를 스크린 인쇄로 도포하고, 또한 이들 부위를 제외한 주변 테두리부에 아크릴산에스테르를 주성분으로 한 점착제 잉크를 스크린 인쇄로 도포하여 프레임 모양의 접착층(7F)을 형성한다. 이에 의해, 하부 전극 필름(7)이 얻어진다.

다음에 하부 전극 필름(7)의 비ITO막 형성면에 그 전역에 걸쳐서, 지지판(6)으로서의 두께 1.0mm의 폴리카보네이트 판을, 아크릴산에스테르를 주성분으로 하는 점착제로 붙여 맞춘 후, 그 주변 테두리부 중 일측 테두리부에 4개의 스루홀(11)을 그 일측 테두리를 따라서 직선 모양으로 줄서도록 드릴로 형성한다. 4개의 스루홀(11)은 직경이 1mm이고, 지지판(6) 및 하부 전극 필름(7)의 두께 방향과 평행하게 형성되어 연락 전극(7E) 또는 접속 부위(7G)를 관통한다. 각 스루홀(11)의 내부에는 도전제로서의 은 페이스트를 디스펜서로 충전한다.

그 후, 지지판(6)을 붙여 맞춘 하부 전극 필름(7)과 디자인 시트(9)를 붙여 맞춘 상부 전극 필름(8)을, 서로의 투명 도전막(7B,8B)이 공기층을 통하여 대향하고, 아래쪽 버스바(7C)와 위쪽 버스바(8C)가 직교하며, 상부 전극 필름(8)의 연락 전극(8E)의 형성 개소와 그것들에 대응하는 스루홀(11)의 형성 개소가 일치하도록, 하부 전극 필름(7)의 접착층(7F)을 통하여 붙여 맞춘다.

다음에 폴리이미드 필름의 편면에 구리박으로 이루어진 회로를 형성한 필름으로 플렉서블·프린트·서킷(flexible print circuit)(이하, FPC로 약칭함)을 제작하고, 그 FPC의 단부(端部) 전극부에 구멍 가공을 실시해, 그 구멍과 지지판(6)의 스루홀(11)을 일치시켜 금속 핀(12)을 초음파 압입 장치로 삽입함으로써 지지판(6)의 비하부 전극 필름 첩부면에 터치 입력 신호의 취출이 가능한 케이블(13)을 구비한다.

이에 의해, 저항막 방식의 터치 입력 기능을 가지는 보호 패널(4)이 얻어진다.

본 발명의 특징은 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 이 보호 패널(4)은 그 이면 주변 테두리부(4A), 즉 지지판(6)에서의 비하부 전극 필름 첩부면의 주변 테두리부에 종래의 감압 도전성 고무가 아니라, 유리 전이점(Tg)이 실온보다 높은 온도 영역에 있는 수지를 바인더로 하여 도전성 재료를 분산시켜서 이루어지는 감압 도전성 인쇄층(30)이 구비되어 있는 것에 있다.

감압 도전성 인쇄층(30)은 보호 패널(4)을 케이스(2)의 표시창(2A)에 끼워 넣은 상태에서는 표시창(2A)의 지지부(2b)와 보호 패널(4)의 이면 주변 테두리부(4A) 사이에 개재됨으로써, 보호 패널(4)에 대한 압압 조작의 검출(Z 좌표의 검지)을 가능하게 한다.

또, 감압 도전성 인쇄층(30)을 도 6에 나타내는 바와 같이 지지부(2b)를 따라 폭 0.2~20mm의 루프 모양으로 형성함으로써, 보호 패널(4)를 압압 조작했을 경우에는 압압 조작 위치에 관계없이 보호 패널(4)에 대한 압력이 감압 도전성 인쇄층(30)에 걸려 감압 도전성 인쇄층(30)이 도통하게 된다. 따라서, 보호 패널(4)에 대한 압압 조작의 안정성이 좋게 확실히 검출할 수 있다.

감압 도전성 인쇄층(30)은 압압력의 크기에 따라 저항값이 변화하는 아날로그형이다.

상기 도전성 재료로는 하나 이상의 금속, 다른 도전성 또는 반도체의 원소 및 산화물, 또는 도전성 또는 반도체의 유기 또는 무기 폴리머를 이용할 수 있다. 보다 상세하게는 티탄, 탄탈, 지르코늄, 바나듐, 니오브, 하프늄, 알루미늄, 실리콘, 주석, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 납, 망간, 베릴륨, 철, 코발트, 니켈, 백금, 팔라듐, 오스미늄, 이리듐, 레늄, 테크네늄, 로듐, 루테늄, 금, 은, 카드뮴, 구리, 아연, 게르마늄, 비소, 안티몬, 비스무트, 붕소, 스칸듐 및 란타나이드와 악티나이드 계열의 금속 하나 이상 및 적당하다면 적어도 하나 이상의 도전성제이다. 도전성 충전제는 비산화 상태에서의 기본 요소로 할 수 있다. 또, 도전성 재료의 분체, 알갱이, 섬유여도 된다. 바람직하게는 직경 0.04~0.2㎛의 구상인 것이다. 또한, 분산량은 압력 감도에 맞추어 적절히 조절하면 된다.

유리 전이점(Tg)이 실온보다 높은 온도 영역에 있는 수지로 이루어진 상기 바인더로는 염산 비닐·아세트산 비닐 공중합체 수지를 이용할 수 있다. 또, 상기 바인더로서 아크릴 수지를 이용해도 된다. 또, 상기 바인더로서 폴리우레탄 수지를 이용할 수도 있다. 또한, 상기 바인더로서 폴리에스테르 수지를 이용할 수 있다. 또, 에폭시 수지를 상기 바인더로서 이용할 수도 있다. 또, 상기 바인더로서 염소화 폴리올레핀을 이용할 수 있다. 또, 니트로셀룰로오스 수지, 에틸셀룰로오스 수지, 폴리아미드 수지, 광경화성 수지 등을 이용할 수 있다. 또, 인쇄 잉크의 바인더로서 통상 이용되는 그 외의 수지 재료를 이용할 수도 있다. 또한, 각종 고무의 유리 전이점(Tg)은 예를 들면, 니트닐 고무(NBR)에서 -10 ~ -55℃, 스티렌부타디엔 고무(SBR)에서 -57℃, 천연 고무(NR)에서 -73℃와 같이, 마이너스(0℃ 이하)의 온도 영역에 있다.

감압 도전성 인쇄층(30)의 형성은 예를 들면, 스크린 인쇄, 롤 코터법, 디스펜서법 등을 이용해 보호 패널(4)의 이면 주변 테두리부(4A)에 직접 형성할 수 있다. 그러나, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 감압 도전성 인쇄층(30)을 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄 등의 통상 인쇄법으로 투명 수지 필름(31)에 형성하고, 이 감압 도전성 인쇄층(30)이 형성된 투명 수지 필름(31)을 보호 패널(4)의 이면에 첩부하는 쪽이 롤 투 롤(R to R) 등의 양산에 적합한 인쇄 방법을 선택할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다. 또한, 상기 감압 도전성 인쇄층(30)이 형성된 투명 수지 필름(31)이 상기 보호 패널의 이면 전체를 덮는 경우, 첩부 후에 상기한 보호 패널(4)의 케이블(13)을 장착한다.

상기 감압 도전성 인쇄층(30)을 형성하여 상기 보호 패널(4)의 이면에 첩부되는 상기 투명 수지 필름(31)으로는 폴리카보네이트계, 폴리아미드계, 폴리에테르 케톤계 등의 엔지니어링 플라스틱, 아크릴계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 등의 투명 필름을 사용할 수 있다.

상기 감압 도전성 인쇄층(30)의 막 두께는 1~200㎛로 한다. 막 두께가 200㎛를 넘으면, 인쇄층을 형성할 수 없게 될 뿐만 아니라, 모바일 기기와 같이 얇음도 요구되는 제품에는 적용하기 어렵다. 또 막 두께가 1㎛에 못 미친다면 상기 감압 도전성 인쇄층의 압력 검지 특성이 불균일하다.

또, 감압 도전성 인쇄층(30)의 한 면에는 도 7에 나타내는 바와 같은 한 쌍의 빗살 전극(16)이 배치되고, 각 전극(16)으로부터 연출된 FPC 등의 리드 선(17)(도 14 참조)의 단부에는 케이스(2)의 내부에 구비된 제어부(20)에 접속되는 커넥터(18)가 구비되어 있다(도 5 참조). 그리고, 제어부(20)는 커넥터(18)를 통하여 전달되는 보호 패널에 대한 입력 하중이 역치(threshold value) 이상이 되면 보호 패널의 압압 조작이 행해졌다고 판정한다. 구체적으로는, 제어부(20)는 커넥터(18)를 통해 전달되는 한 쌍의 전극(16) 간의 저항값이 소정의 역치 이하가 되면, 보호 패널(4)의 압압 조작이 행해졌다고 판단한다.

〔평가 결과〕

(1) Z축(압력) 검지

상기 구성으로 얻은 감압 도전성 인쇄층(30)을 구비한 터치 입력 기능이 부착된 보호 패널(4)의 표면을 선단이 R0.8인 폴리아세탈 펜으로 압압했을 때에 얻어지는 감압 도전성 인쇄층(30)의 저항값 변화를 측정했다.

이 측정에서는 도 8에 나타내는 바와 같이, 0~2N(약 200gf) 사이에서의 펜 입력 하중의 증대에 따라 감압 도전성 인쇄층(30)의 저항값이 서서히 내리는 결과가 얻어져, 펜 입력 하중을 저항값 변화로 검지할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

(2) 고온 환경하에서의 내구성

상기 구성으로 얻은 감압 도전성 인쇄층(30)을 구비한 터치 입력 기능이 부착된 보호 패널(4)을 85℃의 고온 환경하에 16시간 둔 후, 압력 검지의 동작 확인을 실시했다.

그 결과, 도 9에 나타내는 바와 같이, 고온 환경하에 둔 전후에 거의 FR 특성에 변화가 보여지지 않았다. 또한, 도 8은 감압 도전성 고무에 대해 동일한 시험을 행한 결과이다.

이상, 상기 구성으로 얻은 감압 도전성 인쇄층(30)을 구비한 터치 입력 기능이 부착된 보호 패널(4)에서는 그 이면 주변 테두리부(4A)에 감압 도전성 인쇄층(30)을 형성함으로써, 보호 패널(4)의 표면을 압압 조작하는 경우에는 보호 패널(4)에 대한 압력이 감압 도전성 인쇄층(30)에 걸려, 층 중에 분산된 도전성 재료가 연결되고, 감압 도전성 인쇄층(30)에 배치한 전극(16) 사이에서 도통이 생긴다고 생각된다.

그리고, 더욱 강하게 보호 패널(4)을 압압하면, 감압 도전성 인쇄층(30)의 변형이 커질수록, 도전성 재료가 연결되는 개소가 증가해 저항값이 작아진다고 생각된다.

즉, 이 보호 패널(4)에서는 종래의 케이스(2)의 지지부(2b) 사이에 감압 도전성 고무(14)를 개재하는 보호 패널(104)과 마찬가지로 보호 패널(4)에 대한 압압력의 변화에 따른 저항값의 변화를 검지하는 가변식 감압 센서로서의 기능을 가져, 터치 조작력이나 펜의 필압 등을 검지할 수 있고, 그 결과 이 보호 패널(4)을, 예를 들면 촬영 기능을 가지는 전자기기에 채용했을 경우에는 그에 대한 압압력의 크기에 따라 줌 속도를 변화시키는 줌 스위치나 셔터 속도를 변화시키는 셔터 스위치로서 사용할 수 있고, 또 묘화 기능을 가지는 전자기기에 채용했을 경우에는 보호 패널(4)에 대한 압압력의 크기에 따라 농담을 변화시키는 필압 인식 센서로서 사용할 수 있다.

게다가, 이 보호 패널(4)에서는 종래의 감압 도전성 고무를 구비한 보호 패널(104)에서는 과제가 되고 있던 고온 환경하에서 사용에 있어서도, 보호 패널과 케이스의 지지부 사이에 개재된 감압 도전성 인쇄층(30)이 팽창하는 일이 없고, 그 결과 감도가 낮아지거나 전극과의 접속 불량 등의 불편을 일으켜 버리는 일도 없었다.

〔다른 실시 형태〕

(1) 상기 제 1 실시 형태에서는 감압 도전성 인쇄층(30)이 상기 지지부를 따른 루프 모양으로 형성되어 있는 예에 대해 설명했지만, 감압 도전성 인쇄층(30)은 상기 지지부 상의 적어도 1개소에 형성하도록 해도 된다. 예를 들면, 도 10, 도 11에 나타내는 바와 같이, 보호 패널(4)의 이면 주변 테두리부(4A)에 있어서, 그 4변 혹은 4모서리에 감압 도전성 인쇄층(30)이 각각 위치하도록 배치하여, 보호 패널(4)이 십자 스위치로서의 기능을 가지도록 구성해도 된다. 또, 아이콘이나 슬라이더 등, 조작부의 일부에만 감압 기능을 필요로 하는 경우에는 도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 상기 감압 기능이 필요한 영역(32)만 보호 패널(4)의 이면 주변 테두리부(4A)에 감압 도전성 인쇄층(30)을 배치해도 된다. 또한, 도 10 내지 도 13은 한 쌍의 전극(16)을 생략하여 도시하고 있다.

(2) 상기 제 1 실시 형태에서는 상기 감압 도전성 인쇄층(30)의 한 면에 배치되는 한 쌍의 전극(16)으로서 빗살 전극이 배치되는 예에 대해 설명했지만, 빗살 전극 대신에 도 16에 나타내는 바와 같이 소용돌이 모양 전극이어도 된다. 빗살 전극을 소용돌이 모양 전극으로 대신함으로써, 상기 감압 도전성 인쇄층(30)과의 접촉 면적이 더욱 커져, 감도 조정이 보다 행하기 쉬워진다.

(3) 상기 리드 선(17)은 도 15에 나타내는 바와 같이, 감압 도전성 인쇄층(30)의 한 면에 배치되는 한 쌍의 전극(16)(도면 중에서는 간략화)을 겸하고 있어도 된다. 다만, 이 경우 프레임 모양의 특수한 리드 선이 필요하므로, 도 14의 태양 쪽이 보다 바람직하다. 또, 상기 리드 선(17)은 보호 패널(4)의 케이블(13)과 하나로 합쳐도 된다.

본 발명에 관한 보호 패널이 부착된 전자기기는 휴대 전화기, 스마트폰, PDA, 자동차 내비게이션 장치, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 게임기 및 타블렛 등 본래부터 구비되어 있는 보호 패널을 유효하게 이용하여, 전자기기의 대형화나 조작성 저하를 회피 또는 억제하면서 전자기기의 다기능화 및 조작성 향상을 도모하기 위해서 이용할 수 있다.