タッチセンシング用フィルム、それを含むタッチセンサー組立体及びタッチセンサー組立体の製造方法
タッチセンサーが立体面に形成されたタッチセンサー組立体及びタッチセンサー組立体の製造方法を提示する。そのための本発明の実施形態によるタッチセンサー組立体は、立体面を含むベース部材と、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、ベース部材の立体面に一体形成されたタッチセンシング用フィルムと、を含む。これにより、タッチセンシング用フィルムが、ベース部材の立体面と一体に形成される過程で圧力と熱とを受けて反っても、タッチセンシング用フィルムの面抵抗のような電気的特性はほとんど変化されず、タッチセンシング用フィルムに熱変形が発生しない。また、透明導電層にクラックが発生せず、製造社の設計によって特定形状に変形されうる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に命令を入力することができるタッチセンサー組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器や現金自動預け払い機など多様な電子機器のボタンやディスプレイパネルには、指を接触させることで機器に命令を入力することができるタッチセンサーが設けられている。このようなタッチセンサーは、ボタンの本体やディスプレイパネル上に接着層を形成し、前記接着層上にタッチセンサーを配置することが一般的である。
【０００３】
タッチセンサーの一例として、抵抗膜方式と静電容量方式などが提示される。
【０００４】
抵抗膜方式タッチセンサーは、一定距離離隔した導電層間が外部の接触によって当接して変化された抵抗値を測定して、接触有無と接触位置とを検出する。
【０００５】
静電容量方式のタッチセンサーは、静電容量の変化によって接触有無と接触位置とを検出する。このような静電容量方式のタッチセンサーは、基板と、透明導電層と、保護層及び電極端子とを含む。ここで、従来の静電容量方式のタッチセンサーを構成する透明導電層としては、通常、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を使う。
【０００６】
ＩＴＯは、１００ｎｍ以下の薄膜でコーティングしても、優れた導電性を表わし、可視光線領域の光透過性などの光学的特性と、耐環境性などに優れた長所がある。しかし、ＩＴＯ透明導電層は、ＩＴＯ自体の柔軟性が弱い性質がある。
【０００７】
一方、凸状、あるいは凹状の立体面からなるボタンの外面に、前記タッチセンサーを形成させる場合、圧力と熱とによってタッチセンサーに変形が発生しながら壊れる現象が発生しうる。
【０００８】
また、ＩＴＯ透明導電層は、製造過程で真空蒸着、化学エッチングなど、高価の装備を使わなければならないために、経済性が低く、かつ真空蒸着過程、化学エッチング過程を経なければならないために、製造工程が複雑な問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、立体面に接触可能なタッチセンシング用フィルムを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、タッチセンサーが立体面に形成されたタッチセンサー組立体を提供することである。
【００１１】
本発明のまた他の目的は、タッチセンシング用フィルムとベース部材とが一体形成されるタッチセンサー組立体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のタッチセンシング用フィルムは、立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムであって、基底層と、透明導電層と、少なくとも一つの電源供給端子と、を含む。
【００１３】
基底層は、軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる。透明導電層は、前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する。少なくとも一つの電源供給端子は、前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する。
【００１４】
本発明の他の側面でのタッチセンサー組立体は、立体面を含むベース部材と、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記ベース部材の立体面に一体形成されたタッチセンシング用フィルムと、を含む。
【００１５】
本発明のまた他の側面でのタッチセンサー組立体の製造方法は、炭素ナノチューブ層を透明導電層とするフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する。射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する。前記金型を結合させる。前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する。
【００１６】
本発明のさらに他の側面でのタッチセンシング用フィルムは、立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムであって、基底層と、透明導電層と、発光素子と、少なくとも一つの第１電源供給端子と、少なくとも一つの第２電源供給端子と、を含む。基底層は、軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる。透明導電層は、前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する。発光素子は、前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する。第１電源供給端子は、前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する。第２電源供給端子は、前記透明導電層と電気的に連結されて、前記発光素子に電源を供給する。
【００１７】
本発明のまた他の側面でのタッチセンサー組立体は、立体面を含むベース部材と、前記ベース部材の立体面に一体形成されたものであって、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する発光素子と、を含む。
【００１８】
本発明のさらに他の側面でのタッチセンサー組立体の製造方法は、炭素ナノチューブ層を透明導電層とし、前記透明導電層に発光素子が電気的に連結されたフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する。射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する。前記金型を結合させる。前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるタッチセンシング用フィルムは、透明導電層が炭素ナノチューブからなることによって、立体面上に形成される。
【００２０】
本発明によるタッチセンサー組立体は、タッチセンシング用フィルムがベース部材の立体面と一体に形成される過程で圧力と熱とを受けて反っても、タッチセンシング用フィルムの面抵抗のような電気的特性はほとんど変化されず、タッチセンシング用フィルムに熱変形が発生しない。また、透明導電層にクラックが発生せず、製造社の設計によって特定形状に変形されうる。
【００２１】
また、本発明によるタッチセンサー組立体は、ＣＮＴを用いて透明導電層を形成するので、真空蒸着、化学エッチングなど、高価の装備を使わなくても良く、経済性が高く、かつ真空蒸着過程、化学エッチング過程を経なくても良いために、製造工程が単純になって製造コストが減少しうる。
【００２２】
また、本発明によるタッチセンサー組立体は、外部の接触時に発光素子を発光させて接触が認識されたことをユーザに知らせうる。
【００２３】
そして、本発明のタッチセンサー組立体の製造方法は、タッチセンシング用フィルムが外力によってベース部材から分離されず、強く結合され、粘着剤を塗布するか、両面テープなどでタッチセンサーとベース部材とを結合させる方法より製造工程が簡素化されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体を示した斜視図である。
【図２】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体の平面図である。
【図３】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体でタッチセンシング用フィルムとベース部材とをそれぞれ示した斜視図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ’ラインに沿って切り取った断面図である。
【図５】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体の分解斜視図である。
【図６】本発明の他の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体を示した斜視図である。
【図７】図６でタッチセンシング用フィルムとベース部材とをそれぞれ示した斜視図である。
【図８】図７に示されたタッチセンシング用フィルムで透明導電層の形状の一例を示した図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ’ラインに沿って切り取った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体を示した斜視図であり、図２は、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体の平面図であり、図３は、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体でタッチセンシング用フィルムとベース部材とをそれぞれ示した斜視図である。
【００２７】
図１ないし図３を参照すると、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体１００は、ベース部材１１０と、タッチセンシング用フィルム１２０とを含む。
【００２８】
ベース部材１１０は、立体面を含む。ベース部材１１０は、タッチセンサー組立体１００の本体を形成する。前記ベース部材１１０は、後述するタッチセンシング用フィルム１２０の下側に配されて、前記タッチセンシング用フィルム１２０を支持する。前記ベース部材１１０の素材の一例として、アクリル樹脂、熱硬化性樹脂などが使われる。但し、これに限定せず、ベース部材１１０の素材として前記タッチセンシング用フィルム１２０を支持できるものであれば、如何なるものを使っても良い。但し、ベース部材１１０が、透明な素材からなりうる。これにより、後述するタッチセンシング用フィルム１２０とベース部材１１０とが透明な素材からなることによって、前記タッチセンサー組立体１００の全体が透明になる。このような透明なタッチセンサー組立体１００は、電子機器に適用可能である。例えば、電子機器の一側に透明なタッチセンサー組立体１００を配置して、ユーザが透明な操作ボタン、すなわち、前記タッチセンサー組立体１００を操作させる。このようなタッチセンサー組立体１００によって電子機器の外観が美麗になる。
【００２９】
一方、立体面とは、突出した曲面、引き込まれた曲面、段付けられた面など平面ではないあらゆる形態の面を含みうる。
【００３０】
タッチセンシング用フィルム１２０は、前記ベース部材１１０の立体面と一体に形成される。このようなタッチセンシング用フィルム１２０は、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層１２２が炭素ナノチューブからなるものである。炭素ナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＣＮＴ）は、炭素原子が六角形の蜂の巣状に結合された板状の黒鉛シートが直径が数ｎｍから数百ｎｍ程度であるチューブ形態で巻回されているナノ素材である。このようなＣＮＴをプラスチックやフィルムに薄い導電膜で形成すれば、可視光線領域で高い透過度と導電性とを表わすので、透明電極として使用が可能である。
【００３１】
前記ＣＮＴからなる透明導電層１２２は、ＩＴＯからなる透明導電層より柔軟性と耐久性とに優れた特性がある。これにより、前記タッチセンシング用フィルム１２０が、ベース部材１１０の立体面と一体に形成される過程で反っても、タッチセンシング用フィルム１２０に熱変形がほとんど発生しない。また、透明導電層にクラックが発生せず、製造社の設計によってタッチセンシング用フィルム１２０を特定形状に変形することができる。
また、前記タッチセンサー組立体１００では、ＣＮＴを用いて透明導電層１２２を形成するので、真空蒸着、化学エッチングなど、高価の装備を使わなくても良く、経済性が高く、かつ真空蒸着過程、化学エッチング過程を経なくても良いために、製造工程が単純になって製造コストが減少しうる。
【００３２】
また、前記タッチセンサー組立体１００でタッチセンシング用フィルム１２０は、打抜き工程を通じて特定形状及び単位長さで切断して製造することができる。例えば、タッチセンシング用フィルム１２０を１平方メートル面積に一定の間隔で配列する。そして、製造社の設計によってタッチセンシング用フィルム１２０が切断されるように、刃の形状を特定形状に形成し、前記刃を同一な間隔で複数個配置して刃組立体を完成する。次いで、前記刃組立体で前記タッチセンシング用フィルムの一面に瞬間的な力を加えて圧着させる。すなわち、タッチセンシング用フィルム１２０を１ｍ製造した後、刃が１０ｃｍ間隔ごとに配された刃組立体でタッチセンシング用フィルム１２０の一面に瞬間的に力を加えて押すようになる。前記タッチセンシング用フィルム１２０は、前記刃組立体によって一定の間隔と同じ形状に１０ｃｍずつ切断される。このような方法は、タッチセンシング用フィルム１２０の透明導電層１２２が、ＣＮＴからなって切断過程で前記透明導電層１２２が壊れない特性のために可能である。
【００３３】
一方、本発明の一実施形態によるタッチセンシング用フィルム１２０は、基底層１２１と、前述した透明導電層１２２と、少なくとも一つの電源供給端子１２３とを含みうる。
【００３４】
特に、図３を参照すると、基底層１２１は、軟性でありながら絶縁性である素材からなるものである。このような基底層１２１の一面は、ベース部材１１０の立体面と接触する。そして、基底層１２１の他面には、透明導電層１２２が形成される。基底層１２１の素材としては、透明ＰＥＴフィルムのように透光度及び軟性に優れた素材が使われる。
【００３５】
電源供給端子１２３は、透明導電層１２２と電気的に連結されて、前記透明導電層１２２に電源を供給する。このような電源供給端子１２３の素材は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などからなりうる。この場合、前記銅及びアルミニウムは、エポキシによって透明導電層１２２に接着されうる。このような電源供給端子１２３の他の例として、シルバーペーストであり得る。これとは違って、電源供給端子１２３は、導電性透明重合体からなりうる。前記導電性透明重合体の一例として、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアミン、及びポリアセチレンのうち何れか一つであり得る。これにより、外部から前記電源供給端子１２３が透明に見えることによって、前記タッチセンシング用フィルム１２０の全体が透明に見える。
【００３６】
前記電源供給端子１２３は、ユーザがほとんど接触しないタッチセンシング用フィルム１２０のエッジ部分に位置されうる。タッチセンサー組立体１００が、未図示された電子機器に配される場合、電源供給端子１２３は、電子機器の電源供給部と電気的に連結され、電源供給端子１２３は、電子機器のハウジングに隠れて外部に露出されないこともある。
【００３７】
前記のような構造からなるタッチセンシング用フィルム１２０は、電源供給端子１２３を通じて透明導電層１２２に電源が供給された状態で、ユーザが透明導電層１２２を接触すれば、透明導電層１２２は、前記接触による静電容量の変化を感知して、ユーザがタッチセンサー組立体１００の特定領域に接触したか否かを判断する。
【００３８】
従来のタッチセンサーは、平面からなることが一般的であり、反りに脆弱であるので、立体面が形成された所に接着しにくかったが、前記タッチセンシング用フィルム１２０は、透明導電層１２２が炭素ナノチューブからなるので、立体面に形成される。
【００３９】
一方、前記タッチセンシング用フィルム１２０には、前記透明導電層１２２を分画する少なくとも１本の分画用溝１２４が形成される。前記分画用溝１２４は、透明導電層１２２に一定間隔または不規則的な間隔で形成される。このような分画用溝１２４を透明導電層１２２に形成する方法の一例として、ドライ化学エッチング（Ｄｒｙ ｅｔｃｈｉｎｇ）が使われる。ドライ化学エッチングは、レーザビームまたはガスプラズマによる反応を利用した工程で、ウェット化学エッチング（ｗｅｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）で使われる化学薬品を使わないので、乾式エッチングとも言う。
【００４０】
前記のような方法によって形成された分画用溝１２４は、一つの透明導電層１２２を複数個に分画させる。図３に示されたように、一つのタッチセンシング用フィルム１２０に３本の分画用溝１２４が形成されて、透明導電層１２２が、４のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分画され、それぞれのタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、電気的に連結されなくなる。この場合、前記電源供給端子は、前記分画された透明導電層１２２のそれぞれに一対一対応して形成されたことが望ましい。これは、分画された透明導電層１２２のそれぞれに電流を供給させるためである。
【００４１】
このようなタッチセンシング用フィルム１２０でユーザの接触が認識されることは、図４に概略的に図示する。図４に示されたように、ユーザが、Ａタッチ区域に指を接触させれば、隣接したＢタッチ区域では、ユーザの接触が感知されない。
【００４２】
一方、前記ベース部材１１０には、前記分画された透明導電層１２２のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成される。このようなタッチセンシング用フィルム１２０は、透明な素材からなっているので、ユーザは、透明なタッチセンシング用フィルム１２０を通じてベース部材１１０に形成された文字、絵及びパターンを確認することができる。ベース部材１１０に示された絵は、未図示された電子機器を操作するための“後ろ向き１１１ａ、前向き１１１ｂ、分画用溝１２４に向き１１１ｃ、電源ｏｎ／ｏｆｆ１１１ｄ”であり、このような絵は、製造社の設計によって変更されうる。ユーザは、前記絵を見て複数のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちいずれか１つのタッチ区域を接触すれば、未図示された電子機器に如何なる命令が入力されるかが分かる。
【００４３】
一方、前記タッチセンシング用フィルム１２０とベース部材１１０は、インモールド射出方法によって一体化して形成される。
【００４４】
図３及び図５を参照して、前記インモールド射出方法を説明する。
【００４５】
まず、炭素ナノチューブ層を透明導電層１２２とするフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルム１２０を提供する。次いで、射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルム１２０を密着する。ここで、タッチセンシング用フィルム１２０が密着される金型の内壁に複数の通孔を形成し、前記通孔と吸入ポンプとを連通させ、前記吸入ポンプを動作させてタッチセンシング用フィルム１２０を金型に密着させうる。この過程で、タッチセンシング用フィルム１２０は、図３に示された平らな状態１２０ａで、図５に示されたように、金型の内面の形状と対応して反った状態１２０ｂで変形される。ここで、前記タッチセンシング用フィルム１２０は、透明導電層１２２がＣＮＴからなっているので、熱変形や壊れが発生しない。
【００４６】
次いで、前記金型を結合させて金型の内部を外部から密閉させる。
【００４７】
最後に、タッチセンシング用フィルム１２０が密着されていない金型に形成されたホールを通じて射出装置に前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材１１０を形成しながら、前記ベース部材１１０と前記タッチセンシング用フィルム１２０とを一体形成する。
【００４８】
前記のような方法によって製造されたタッチセンサー組立体１００では、タッチセンシング用フィルム１２０とベース部材１１０とが一体形成されて、前記タッチセンシング用フィルム１２０が外力によってベース部材１１０から分離されず、強く結合され、粘着剤を塗布するか、両面テープなどでタッチセンシング用フィルムと既製造されたベース部材とを結合させる方法より製造工程が簡素化されうる。
【００４９】
本発明の他の実施形態によるタッチセンサー組立体２００は、図６及び図７に示されたように、タッチセンシング用フィルム２２０が、前記基底層１２１と、透明導電層２２２と、発光素子２２５と、少なくとも一つの第１電源供給端子２２３と、少なくとも一つの第２電源供給端子２２６とを含む。
【００５０】
この場合、前記基底層１２１は、図１ないし図５に示された基底層１２１と機能及び構造が同一なので、これについての詳細な説明は省略する。
【００５１】
また、前記透明導電層２２２は、外部の接触による静電容量の変化を感知するものであって、炭素ナノチューブからなる。前記透明導電層２２２の材質についての説明は、図１ないし図５に示された透明導電層１２２と同一なので、これについての詳細な説明は省略する。
【００５２】
発光素子２２５は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、レーザダイオード（Ｌａｓａｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）のように発光することができるあらゆる種類の発光素子が適用可能である。前記発光素子２２５は、透明導電層に導電性接着剤によって接着されうる。このような発光素子２２５は、タッチセンシング用フィルム２２０にユーザの身体一部が接触する場合に発光する。ユーザは、発光した光を見てタッチセンシング用フィルム２２０が自身の接触を感知したことが分かる。すなわち、前記タッチセンシング用フィルム２２０には、発光素子２２５が備えられることによって、タッチセンシング用フィルム２２０で接触を認識したことをユーザに知らせるために、振動を発生させる別途の接触報知モジュールをタッチセンサー組立体２００または前記タッチセンサー組立体２００が設けられる電子機器に設置しなくても良い。
【００５３】
第１電源供給端子２２３は、前記透明導電層２２２に電気的に連結されて、前記透明導電層２２２に電源を供給する。
【００５４】
第２電源供給端子２２６は、前記透明導電層２２２に電気的に連結されて、前記発光素子２２５に電源を供給する。このような第２電源供給端子２２６は、第１電源供給端子２２３に隣接して位置して電子機器の電源供給部と電気的に連結されうる。
【００５５】
この場合、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などからなりうる。この場合、前記銅及びアルミニウムは、エポキシによって透明導電層１２２に接着されうる。このような第１及び第２電源供給端子２２３、２２６の他の例として、シルバーペーストであり得る。これとは違って、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、導電性透明重合体からなりうる。前記導電性透明重合体の一例として、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアミン、及びポリアセチレンのうち何れか一つであり得る。これにより、外部から前記第１及び第２電源供給端子２２３、２２６が透明に見えることによって、前記タッチセンシング用フィルム２２０の全体が透明に見える。
【００５６】
前記第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、ユーザがほとんど接触しないタッチセンシング用フィルム２２０のエッジ部分に位置されうる。タッチセンサー組立体２００が、未図示された電子機器に配される場合、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、電子機器の電源供給部と電気的に連結され、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、電子機器のハウジングに隠れて外部に露出されないこともある。
【００５７】
一方、第１電源供給端子２２３と第２電源供給端子２２６は、それぞれ電気的に連結されないことが望ましい。これは、前記発光素子２２５が、第１電源供給端子２２３と電気的に連結されて、常に発光することを防止し、前記発光素子２２５の負端子と正端子とをそれぞれ分離させるためである。
【００５８】
このために、図７ないし図８に示されたように、透明導電層２２２は、３個の領域に分画されてなされたことが望ましい。前記透明導電層２２２は、タッチ領域２２２ａと、負端子領域２２２ｂと、正端子領域２２２ｃとからなりうる。前記タッチ領域２２２ａと、負端子領域２２２ｂと、正端子領域２２２ｃとの間には、溝が形成されて互いに電気的に連結されない。前記溝は、エッチング方法によって形成され、透明導電層２２２を電気的に分画することができる方法であれば、如何なる方法を使っても良い。タッチ領域２２２ａには、未図示された電子機器が動作する場合、常に電気が印加されてユーザの接触を認識する領域である。負端子領域２２２ｂは、発光素子２２５の負端子と第２電源供給端子２２６の負端子２２６ａとを電気的に連結する。正端子領域２２２ｃは、発光素子２２５の正端子と第２電源供給端子２２６の正端子２２６ｂとを電気的に連結する。前記透明導電層２２２の分画された形状は、タッチ領域２２２ａと、負端子領域２２２ｂと、正端子領域２２２ｃとが互いに電気的に分離されうる形状であれば、如何なる形状からなっても良い。
【００５９】
前記のような構造からなるタッチセンシング用フィルム２２０は、第１電源供給端子２２３を通じて透明導電層２２２に電源が供給された状態で、ユーザが透明導電層２２２を接触すれば、透明導電層２２２は、前記接触による静電容量の変化を感知して、ユーザがタッチセンサー組立体２００の特定領域に接触したか否かを判断する。これと同時に、未図示された電子機器の制御部は、第２電源供給端子２２６を通じて電源を供給して発光素子２２５を発光させる。ユーザは、発光した光を見てタッチセンサー組立体が自身の接触を認識して、未図示された電子機器に入力信号を伝送したことを確認することができる。一方、ユーザの周辺が暗い所では、発光素子２２５が常に発光しており、ユーザがタッチセンシング用フィルム２２０に身体一部を接触させる場合、接触した位置に対応する発光素子２２５が点滅されることも可能である。
【００６０】
一方、タッチセンシング用フィルム２２０と発光素子２２５は、それぞれ独立して動作することも可能である。例えば、ユーザの接触とは無関係に複数の発光素子２２５が、左側端から右側端まで発光するか、一方、右側端から左側端まで順次に発光しうる。そして、複数の発光素子２２５は、交互に発光し、発光素子２２５の全体が同時に発光と点滅とを反復することができる。また、前記電子機器が、音楽ファイルを再生することができる装置である場合、音楽音と連動されて発光することも可能である。このように動作するタッチセンサー組立体２００は、電子機器の一側に備えられて多様な方法で発光することによって、ユーザに審美的な効果を感じさせる。
【００６１】
一方、前記タッチセンシング用フィルム２２０にも、図３に示された分画用溝１２４のように、前記透明導電層２２２を分画する少なくとも１本の分画用溝２２４が形成される。前記分画用溝２２４は、透明導電層２２２に一定間隔または不規則的な間隔で形成される。
【００６２】
前記のような方法によって形成された分画用溝２２４は、一つの透明導電層２２２を複数個に分画させる。図７に示されたように、一つのタッチセンシング用フィルム２２０に３本の分画用溝２２４が形成されて、透明導電層２２２が、４のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分画され、それぞれのタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、電気的に連結されない。これにより、ユーザが、Ａタッチ区域に指を接触させれば、隣接したＢタッチ区域では、ユーザの接触が感知されない。
【００６３】
この場合、発光素子２２５は、前記分画された透明導電層２２２のそれぞれに一対一対応して形成されたことが望ましい。これは、ユーザが、複数のタッチ区域のうち何れか一つを接触する場合、前記タッチ区域でユーザの接触を感知したことを知らせるためである。例えば、ユーザが、Ａタッチ区域に指を接触する場合、Ａタッチ区域の発光素子２２５を発光させる。このような発光素子２２５は、ユーザに接触を感知したことを知らせる役割を果たす。
【００６４】
そして、前記第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、前記分画された透明導電層２２２のそれぞれに一対一対応して形成されたことが望ましい。これは、分画された透明導電層２２２及び発光素子２２５のそれぞれに電流を供給させるためである。
【００６５】
また、図７に示されたベース部材１１０には、前記分画された透明導電層２２２のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成される。例えば、前記ベース部材１１０に示された絵は、未図示された電子機器を操作するための“後ろ向き１１１ａ、前向き１１１ｂ、分画用溝２２４に向き１１１ｃ、電源ｏｎ／ｏｆｆ（１１１ｄ）”であり、このような絵は、製造社の設計によって変更されうる。ユーザは、前記絵を見て複数のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちいずれか１つのタッチ区域を接触すれば、未図示された電子機器に如何なる命令が入力されるかが分かる。
【００６６】
以上、本発明の望ましい実施形態を中心に説明した。当業者ならば、本発明が、本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態として具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は、本発明に含まれるものと解析しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、タッチセンシング用フィルム、それを含むタッチセンサー組立体及びタッチセンサー組立体の製造方法関連の分野に利用されうる。
【符号の説明】
【００６８】
１００ タッチセンサー組立体
１１０ ベース部材
１２０ タッチセンシング用フィルム
１２１ 基底層
１２２ 透明導電層
１２３ 電源供給端子
１２４ 分画用溝
２００ タッチセンサー組立体
２２０ タッチセンシング用フィルム
２２２ 透明導電層
２２２ａ タッチ領域
２２２ｂ 負端子領域
２２２ｃ 正端子領域
２２４ 分画用溝
２２５ 発光素子
２２６ａ 負端子
２２６ｂ 正端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に命令を入力することができるタッチセンサー組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器や現金自動預け払い機など多様な電子機器のボタンやディスプレイパネルには、指を接触させることで機器に命令を入力することができるタッチセンサーが設けられている。このようなタッチセンサーは、ボタンの本体やディスプレイパネル上に接着層を形成し、前記接着層上にタッチセンサーを配置することが一般的である。
【０００３】
タッチセンサーの一例として、抵抗膜方式と静電容量方式などが提示される。
【０００４】
抵抗膜方式タッチセンサーは、一定距離離隔した導電層間が外部の接触によって当接して変化された抵抗値を測定して、接触有無と接触位置とを検出する。
【０００５】
静電容量方式のタッチセンサーは、静電容量の変化によって接触有無と接触位置とを検出する。このような静電容量方式のタッチセンサーは、基板と、透明導電層と、保護層及び電極端子とを含む。ここで、従来の静電容量方式のタッチセンサーを構成する透明導電層としては、通常、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を使う。
【０００６】
ＩＴＯは、１００ｎｍ以下の薄膜でコーティングしても、優れた導電性を表わし、可視光線領域の光透過性などの光学的特性と、耐環境性などに優れた長所がある。しかし、ＩＴＯ透明導電層は、ＩＴＯ自体の柔軟性が弱い性質がある。
【０００７】
一方、凸状、あるいは凹状の立体面からなるボタンの外面に、前記タッチセンサーを形成させる場合、圧力と熱とによってタッチセンサーに変形が発生しながら壊れる現象が発生しうる。
【０００８】
また、ＩＴＯ透明導電層は、製造過程で真空蒸着、化学エッチングなど、高価の装備を使わなければならないために、経済性が低く、かつ真空蒸着過程、化学エッチング過程を経なければならないために、製造工程が複雑な問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、立体面に接触可能なタッチセンシング用フィルムを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的は、タッチセンサーが立体面に形成されたタッチセンサー組立体を提供することである。
【００１１】
本発明のまた他の目的は、タッチセンシング用フィルムとベース部材とが一体形成されるタッチセンサー組立体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のタッチセンシング用フィルムは、立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムであって、基底層と、透明導電層と、少なくとも一つの電源供給端子と、を含む。
【００１３】
基底層は、軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる。透明導電層は、前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する。少なくとも一つの電源供給端子は、前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する。
【００１４】
本発明の他の側面でのタッチセンサー組立体は、立体面を含むベース部材と、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記ベース部材の立体面に一体形成されたタッチセンシング用フィルムと、を含む。
【００１５】
本発明のまた他の側面でのタッチセンサー組立体の製造方法は、炭素ナノチューブ層を透明導電層とするフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する。射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する。前記金型を結合させる。前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する。
【００１６】
本発明のさらに他の側面でのタッチセンシング用フィルムは、立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムであって、基底層と、透明導電層と、発光素子と、少なくとも一つの第１電源供給端子と、少なくとも一つの第２電源供給端子と、を含む。基底層は、軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる。透明導電層は、前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する。発光素子は、前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する。第１電源供給端子は、前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する。第２電源供給端子は、前記透明導電層と電気的に連結されて、前記発光素子に電源を供給する。
【００１７】
本発明のまた他の側面でのタッチセンサー組立体は、立体面を含むベース部材と、前記ベース部材の立体面に一体形成されたものであって、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する発光素子と、を含む。
【００１８】
本発明のさらに他の側面でのタッチセンサー組立体の製造方法は、炭素ナノチューブ層を透明導電層とし、前記透明導電層に発光素子が電気的に連結されたフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する。射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する。前記金型を結合させる。前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるタッチセンシング用フィルムは、透明導電層が炭素ナノチューブからなることによって、立体面上に形成される。
【００２０】
本発明によるタッチセンサー組立体は、タッチセンシング用フィルムがベース部材の立体面と一体に形成される過程で圧力と熱とを受けて反っても、タッチセンシング用フィルムの面抵抗のような電気的特性はほとんど変化されず、タッチセンシング用フィルムに熱変形が発生しない。また、透明導電層にクラックが発生せず、製造社の設計によって特定形状に変形されうる。
【００２１】
また、本発明によるタッチセンサー組立体は、ＣＮＴを用いて透明導電層を形成するので、真空蒸着、化学エッチングなど、高価の装備を使わなくても良く、経済性が高く、かつ真空蒸着過程、化学エッチング過程を経なくても良いために、製造工程が単純になって製造コストが減少しうる。
【００２２】
また、本発明によるタッチセンサー組立体は、外部の接触時に発光素子を発光させて接触が認識されたことをユーザに知らせうる。
【００２３】
そして、本発明のタッチセンサー組立体の製造方法は、タッチセンシング用フィルムが外力によってベース部材から分離されず、強く結合され、粘着剤を塗布するか、両面テープなどでタッチセンサーとベース部材とを結合させる方法より製造工程が簡素化されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体を示した斜視図である。
【図２】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体の平面図である。
【図３】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体でタッチセンシング用フィルムとベース部材とをそれぞれ示した斜視図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ’ラインに沿って切り取った断面図である。
【図５】本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体の分解斜視図である。
【図６】本発明の他の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体を示した斜視図である。
【図７】図６でタッチセンシング用フィルムとベース部材とをそれぞれ示した斜視図である。
【図８】図７に示されたタッチセンシング用フィルムで透明導電層の形状の一例を示した図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ’ラインに沿って切り取った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体を示した斜視図であり、図２は、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体の平面図であり、図３は、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体でタッチセンシング用フィルムとベース部材とをそれぞれ示した斜視図である。
【００２７】
図１ないし図３を参照すると、本発明の望ましい一実施形態によるタッチセンサー組立体１００は、ベース部材１１０と、タッチセンシング用フィルム１２０とを含む。
【００２８】
ベース部材１１０は、立体面を含む。ベース部材１１０は、タッチセンサー組立体１００の本体を形成する。前記ベース部材１１０は、後述するタッチセンシング用フィルム１２０の下側に配されて、前記タッチセンシング用フィルム１２０を支持する。前記ベース部材１１０の素材の一例として、アクリル樹脂、熱硬化性樹脂などが使われる。但し、これに限定せず、ベース部材１１０の素材として前記タッチセンシング用フィルム１２０を支持できるものであれば、如何なるものを使っても良い。但し、ベース部材１１０が、透明な素材からなりうる。これにより、後述するタッチセンシング用フィルム１２０とベース部材１１０とが透明な素材からなることによって、前記タッチセンサー組立体１００の全体が透明になる。このような透明なタッチセンサー組立体１００は、電子機器に適用可能である。例えば、電子機器の一側に透明なタッチセンサー組立体１００を配置して、ユーザが透明な操作ボタン、すなわち、前記タッチセンサー組立体１００を操作させる。このようなタッチセンサー組立体１００によって電子機器の外観が美麗になる。
【００２９】
一方、立体面とは、突出した曲面、引き込まれた曲面、段付けられた面など平面ではないあらゆる形態の面を含みうる。
【００３０】
タッチセンシング用フィルム１２０は、前記ベース部材１１０の立体面と一体に形成される。このようなタッチセンシング用フィルム１２０は、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層１２２が炭素ナノチューブからなるものである。炭素ナノチューブ（Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＣＮＴ）は、炭素原子が六角形の蜂の巣状に結合された板状の黒鉛シートが直径が数ｎｍから数百ｎｍ程度であるチューブ形態で巻回されているナノ素材である。このようなＣＮＴをプラスチックやフィルムに薄い導電膜で形成すれば、可視光線領域で高い透過度と導電性とを表わすので、透明電極として使用が可能である。
【００３１】
前記ＣＮＴからなる透明導電層１２２は、ＩＴＯからなる透明導電層より柔軟性と耐久性とに優れた特性がある。これにより、前記タッチセンシング用フィルム１２０が、ベース部材１１０の立体面と一体に形成される過程で反っても、タッチセンシング用フィルム１２０に熱変形がほとんど発生しない。また、透明導電層にクラックが発生せず、製造社の設計によってタッチセンシング用フィルム１２０を特定形状に変形することができる。
また、前記タッチセンサー組立体１００では、ＣＮＴを用いて透明導電層１２２を形成するので、真空蒸着、化学エッチングなど、高価の装備を使わなくても良く、経済性が高く、かつ真空蒸着過程、化学エッチング過程を経なくても良いために、製造工程が単純になって製造コストが減少しうる。
【００３２】
また、前記タッチセンサー組立体１００でタッチセンシング用フィルム１２０は、打抜き工程を通じて特定形状及び単位長さで切断して製造することができる。例えば、タッチセンシング用フィルム１２０を１平方メートル面積に一定の間隔で配列する。そして、製造社の設計によってタッチセンシング用フィルム１２０が切断されるように、刃の形状を特定形状に形成し、前記刃を同一な間隔で複数個配置して刃組立体を完成する。次いで、前記刃組立体で前記タッチセンシング用フィルムの一面に瞬間的な力を加えて圧着させる。すなわち、タッチセンシング用フィルム１２０を１ｍ製造した後、刃が１０ｃｍ間隔ごとに配された刃組立体でタッチセンシング用フィルム１２０の一面に瞬間的に力を加えて押すようになる。前記タッチセンシング用フィルム１２０は、前記刃組立体によって一定の間隔と同じ形状に１０ｃｍずつ切断される。このような方法は、タッチセンシング用フィルム１２０の透明導電層１２２が、ＣＮＴからなって切断過程で前記透明導電層１２２が壊れない特性のために可能である。
【００３３】
一方、本発明の一実施形態によるタッチセンシング用フィルム１２０は、基底層１２１と、前述した透明導電層１２２と、少なくとも一つの電源供給端子１２３とを含みうる。
【００３４】
特に、図３を参照すると、基底層１２１は、軟性でありながら絶縁性である素材からなるものである。このような基底層１２１の一面は、ベース部材１１０の立体面と接触する。そして、基底層１２１の他面には、透明導電層１２２が形成される。基底層１２１の素材としては、透明ＰＥＴフィルムのように透光度及び軟性に優れた素材が使われる。
【００３５】
電源供給端子１２３は、透明導電層１２２と電気的に連結されて、前記透明導電層１２２に電源を供給する。このような電源供給端子１２３の素材は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などからなりうる。この場合、前記銅及びアルミニウムは、エポキシによって透明導電層１２２に接着されうる。このような電源供給端子１２３の他の例として、シルバーペーストであり得る。これとは違って、電源供給端子１２３は、導電性透明重合体からなりうる。前記導電性透明重合体の一例として、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアミン、及びポリアセチレンのうち何れか一つであり得る。これにより、外部から前記電源供給端子１２３が透明に見えることによって、前記タッチセンシング用フィルム１２０の全体が透明に見える。
【００３６】
前記電源供給端子１２３は、ユーザがほとんど接触しないタッチセンシング用フィルム１２０のエッジ部分に位置されうる。タッチセンサー組立体１００が、未図示された電子機器に配される場合、電源供給端子１２３は、電子機器の電源供給部と電気的に連結され、電源供給端子１２３は、電子機器のハウジングに隠れて外部に露出されないこともある。
【００３７】
前記のような構造からなるタッチセンシング用フィルム１２０は、電源供給端子１２３を通じて透明導電層１２２に電源が供給された状態で、ユーザが透明導電層１２２を接触すれば、透明導電層１２２は、前記接触による静電容量の変化を感知して、ユーザがタッチセンサー組立体１００の特定領域に接触したか否かを判断する。
【００３８】
従来のタッチセンサーは、平面からなることが一般的であり、反りに脆弱であるので、立体面が形成された所に接着しにくかったが、前記タッチセンシング用フィルム１２０は、透明導電層１２２が炭素ナノチューブからなるので、立体面に形成される。
【００３９】
一方、前記タッチセンシング用フィルム１２０には、前記透明導電層１２２を分画する少なくとも１本の分画用溝１２４が形成される。前記分画用溝１２４は、透明導電層１２２に一定間隔または不規則的な間隔で形成される。このような分画用溝１２４を透明導電層１２２に形成する方法の一例として、ドライ化学エッチング（Ｄｒｙ ｅｔｃｈｉｎｇ）が使われる。ドライ化学エッチングは、レーザビームまたはガスプラズマによる反応を利用した工程で、ウェット化学エッチング（ｗｅｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）で使われる化学薬品を使わないので、乾式エッチングとも言う。
【００４０】
前記のような方法によって形成された分画用溝１２４は、一つの透明導電層１２２を複数個に分画させる。図３に示されたように、一つのタッチセンシング用フィルム１２０に３本の分画用溝１２４が形成されて、透明導電層１２２が、４のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分画され、それぞれのタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、電気的に連結されなくなる。この場合、前記電源供給端子は、前記分画された透明導電層１２２のそれぞれに一対一対応して形成されたことが望ましい。これは、分画された透明導電層１２２のそれぞれに電流を供給させるためである。
【００４１】
このようなタッチセンシング用フィルム１２０でユーザの接触が認識されることは、図４に概略的に図示する。図４に示されたように、ユーザが、Ａタッチ区域に指を接触させれば、隣接したＢタッチ区域では、ユーザの接触が感知されない。
【００４２】
一方、前記ベース部材１１０には、前記分画された透明導電層１２２のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成される。このようなタッチセンシング用フィルム１２０は、透明な素材からなっているので、ユーザは、透明なタッチセンシング用フィルム１２０を通じてベース部材１１０に形成された文字、絵及びパターンを確認することができる。ベース部材１１０に示された絵は、未図示された電子機器を操作するための“後ろ向き１１１ａ、前向き１１１ｂ、分画用溝１２４に向き１１１ｃ、電源ｏｎ／ｏｆｆ１１１ｄ”であり、このような絵は、製造社の設計によって変更されうる。ユーザは、前記絵を見て複数のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちいずれか１つのタッチ区域を接触すれば、未図示された電子機器に如何なる命令が入力されるかが分かる。
【００４３】
一方、前記タッチセンシング用フィルム１２０とベース部材１１０は、インモールド射出方法によって一体化して形成される。
【００４４】
図３及び図５を参照して、前記インモールド射出方法を説明する。
【００４５】
まず、炭素ナノチューブ層を透明導電層１２２とするフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルム１２０を提供する。次いで、射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルム１２０を密着する。ここで、タッチセンシング用フィルム１２０が密着される金型の内壁に複数の通孔を形成し、前記通孔と吸入ポンプとを連通させ、前記吸入ポンプを動作させてタッチセンシング用フィルム１２０を金型に密着させうる。この過程で、タッチセンシング用フィルム１２０は、図３に示された平らな状態１２０ａで、図５に示されたように、金型の内面の形状と対応して反った状態１２０ｂで変形される。ここで、前記タッチセンシング用フィルム１２０は、透明導電層１２２がＣＮＴからなっているので、熱変形や壊れが発生しない。
【００４６】
次いで、前記金型を結合させて金型の内部を外部から密閉させる。
【００４７】
最後に、タッチセンシング用フィルム１２０が密着されていない金型に形成されたホールを通じて射出装置に前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材１１０を形成しながら、前記ベース部材１１０と前記タッチセンシング用フィルム１２０とを一体形成する。
【００４８】
前記のような方法によって製造されたタッチセンサー組立体１００では、タッチセンシング用フィルム１２０とベース部材１１０とが一体形成されて、前記タッチセンシング用フィルム１２０が外力によってベース部材１１０から分離されず、強く結合され、粘着剤を塗布するか、両面テープなどでタッチセンシング用フィルムと既製造されたベース部材とを結合させる方法より製造工程が簡素化されうる。
【００４９】
本発明の他の実施形態によるタッチセンサー組立体２００は、図６及び図７に示されたように、タッチセンシング用フィルム２２０が、前記基底層１２１と、透明導電層２２２と、発光素子２２５と、少なくとも一つの第１電源供給端子２２３と、少なくとも一つの第２電源供給端子２２６とを含む。
【００５０】
この場合、前記基底層１２１は、図１ないし図５に示された基底層１２１と機能及び構造が同一なので、これについての詳細な説明は省略する。
【００５１】
また、前記透明導電層２２２は、外部の接触による静電容量の変化を感知するものであって、炭素ナノチューブからなる。前記透明導電層２２２の材質についての説明は、図１ないし図５に示された透明導電層１２２と同一なので、これについての詳細な説明は省略する。
【００５２】
発光素子２２５は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、レーザダイオード（Ｌａｓａｒ Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）のように発光することができるあらゆる種類の発光素子が適用可能である。前記発光素子２２５は、透明導電層に導電性接着剤によって接着されうる。このような発光素子２２５は、タッチセンシング用フィルム２２０にユーザの身体一部が接触する場合に発光する。ユーザは、発光した光を見てタッチセンシング用フィルム２２０が自身の接触を感知したことが分かる。すなわち、前記タッチセンシング用フィルム２２０には、発光素子２２５が備えられることによって、タッチセンシング用フィルム２２０で接触を認識したことをユーザに知らせるために、振動を発生させる別途の接触報知モジュールをタッチセンサー組立体２００または前記タッチセンサー組立体２００が設けられる電子機器に設置しなくても良い。
【００５３】
第１電源供給端子２２３は、前記透明導電層２２２に電気的に連結されて、前記透明導電層２２２に電源を供給する。
【００５４】
第２電源供給端子２２６は、前記透明導電層２２２に電気的に連結されて、前記発光素子２２５に電源を供給する。このような第２電源供給端子２２６は、第１電源供給端子２２３に隣接して位置して電子機器の電源供給部と電気的に連結されうる。
【００５５】
この場合、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などからなりうる。この場合、前記銅及びアルミニウムは、エポキシによって透明導電層１２２に接着されうる。このような第１及び第２電源供給端子２２３、２２６の他の例として、シルバーペーストであり得る。これとは違って、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、導電性透明重合体からなりうる。前記導電性透明重合体の一例として、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアミン、及びポリアセチレンのうち何れか一つであり得る。これにより、外部から前記第１及び第２電源供給端子２２３、２２６が透明に見えることによって、前記タッチセンシング用フィルム２２０の全体が透明に見える。
【００５６】
前記第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、ユーザがほとんど接触しないタッチセンシング用フィルム２２０のエッジ部分に位置されうる。タッチセンサー組立体２００が、未図示された電子機器に配される場合、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、電子機器の電源供給部と電気的に連結され、第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、電子機器のハウジングに隠れて外部に露出されないこともある。
【００５７】
一方、第１電源供給端子２２３と第２電源供給端子２２６は、それぞれ電気的に連結されないことが望ましい。これは、前記発光素子２２５が、第１電源供給端子２２３と電気的に連結されて、常に発光することを防止し、前記発光素子２２５の負端子と正端子とをそれぞれ分離させるためである。
【００５８】
このために、図７ないし図８に示されたように、透明導電層２２２は、３個の領域に分画されてなされたことが望ましい。前記透明導電層２２２は、タッチ領域２２２ａと、負端子領域２２２ｂと、正端子領域２２２ｃとからなりうる。前記タッチ領域２２２ａと、負端子領域２２２ｂと、正端子領域２２２ｃとの間には、溝が形成されて互いに電気的に連結されない。前記溝は、エッチング方法によって形成され、透明導電層２２２を電気的に分画することができる方法であれば、如何なる方法を使っても良い。タッチ領域２２２ａには、未図示された電子機器が動作する場合、常に電気が印加されてユーザの接触を認識する領域である。負端子領域２２２ｂは、発光素子２２５の負端子と第２電源供給端子２２６の負端子２２６ａとを電気的に連結する。正端子領域２２２ｃは、発光素子２２５の正端子と第２電源供給端子２２６の正端子２２６ｂとを電気的に連結する。前記透明導電層２２２の分画された形状は、タッチ領域２２２ａと、負端子領域２２２ｂと、正端子領域２２２ｃとが互いに電気的に分離されうる形状であれば、如何なる形状からなっても良い。
【００５９】
前記のような構造からなるタッチセンシング用フィルム２２０は、第１電源供給端子２２３を通じて透明導電層２２２に電源が供給された状態で、ユーザが透明導電層２２２を接触すれば、透明導電層２２２は、前記接触による静電容量の変化を感知して、ユーザがタッチセンサー組立体２００の特定領域に接触したか否かを判断する。これと同時に、未図示された電子機器の制御部は、第２電源供給端子２２６を通じて電源を供給して発光素子２２５を発光させる。ユーザは、発光した光を見てタッチセンサー組立体が自身の接触を認識して、未図示された電子機器に入力信号を伝送したことを確認することができる。一方、ユーザの周辺が暗い所では、発光素子２２５が常に発光しており、ユーザがタッチセンシング用フィルム２２０に身体一部を接触させる場合、接触した位置に対応する発光素子２２５が点滅されることも可能である。
【００６０】
一方、タッチセンシング用フィルム２２０と発光素子２２５は、それぞれ独立して動作することも可能である。例えば、ユーザの接触とは無関係に複数の発光素子２２５が、左側端から右側端まで発光するか、一方、右側端から左側端まで順次に発光しうる。そして、複数の発光素子２２５は、交互に発光し、発光素子２２５の全体が同時に発光と点滅とを反復することができる。また、前記電子機器が、音楽ファイルを再生することができる装置である場合、音楽音と連動されて発光することも可能である。このように動作するタッチセンサー組立体２００は、電子機器の一側に備えられて多様な方法で発光することによって、ユーザに審美的な効果を感じさせる。
【００６１】
一方、前記タッチセンシング用フィルム２２０にも、図３に示された分画用溝１２４のように、前記透明導電層２２２を分画する少なくとも１本の分画用溝２２４が形成される。前記分画用溝２２４は、透明導電層２２２に一定間隔または不規則的な間隔で形成される。
【００６２】
前記のような方法によって形成された分画用溝２２４は、一つの透明導電層２２２を複数個に分画させる。図７に示されたように、一つのタッチセンシング用フィルム２２０に３本の分画用溝２２４が形成されて、透明導電層２２２が、４のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分画され、それぞれのタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、電気的に連結されない。これにより、ユーザが、Ａタッチ区域に指を接触させれば、隣接したＢタッチ区域では、ユーザの接触が感知されない。
【００６３】
この場合、発光素子２２５は、前記分画された透明導電層２２２のそれぞれに一対一対応して形成されたことが望ましい。これは、ユーザが、複数のタッチ区域のうち何れか一つを接触する場合、前記タッチ区域でユーザの接触を感知したことを知らせるためである。例えば、ユーザが、Ａタッチ区域に指を接触する場合、Ａタッチ区域の発光素子２２５を発光させる。このような発光素子２２５は、ユーザに接触を感知したことを知らせる役割を果たす。
【００６４】
そして、前記第１及び第２電源供給端子２２３、２２６は、前記分画された透明導電層２２２のそれぞれに一対一対応して形成されたことが望ましい。これは、分画された透明導電層２２２及び発光素子２２５のそれぞれに電流を供給させるためである。
【００６５】
また、図７に示されたベース部材１１０には、前記分画された透明導電層２２２のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成される。例えば、前記ベース部材１１０に示された絵は、未図示された電子機器を操作するための“後ろ向き１１１ａ、前向き１１１ｂ、分画用溝２２４に向き１１１ｃ、電源ｏｎ／ｏｆｆ（１１１ｄ）”であり、このような絵は、製造社の設計によって変更されうる。ユーザは、前記絵を見て複数のタッチ区域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちいずれか１つのタッチ区域を接触すれば、未図示された電子機器に如何なる命令が入力されるかが分かる。
【００６６】
以上、本発明の望ましい実施形態を中心に説明した。当業者ならば、本発明が、本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態として具現可能であるということを理解できるであろう。したがって、開示された実施形態は限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は、本発明に含まれるものと解析しなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、タッチセンシング用フィルム、それを含むタッチセンサー組立体及びタッチセンサー組立体の製造方法関連の分野に利用されうる。
【符号の説明】
【００６８】
１００ タッチセンサー組立体
１１０ ベース部材
１２０ タッチセンシング用フィルム
１２１ 基底層
１２２ 透明導電層
１２３ 電源供給端子
１２４ 分画用溝
２００ タッチセンサー組立体
２２０ タッチセンシング用フィルム
２２２ 透明導電層
２２２ａ タッチ領域
２２２ｂ 負端子領域
２２２ｃ 正端子領域
２２４ 分画用溝
２２５ 発光素子
２２６ａ 負端子
２２６ｂ 正端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムにおいて、
軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる基底層と、
前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの電源供給端子と、
を含むことを特徴とするタッチセンシング用フィルム。
【請求項２】
前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシング用フィルム。
【請求項３】
立体面を含むベース部材と、
外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記ベース部材の立体面に一体形成されたタッチセンシング用フィルムと、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体。
【請求項４】
前記タッチセンシング用フィルムは、
軟性でありながら絶縁性である素材からなり、一面はベース部材の立体面と接触し、他面には前記透明導電層が形成される基底層と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの電源供給端子と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項５】
前記タッチセンシング用フィルムとベース部材は、インモールド射出方法で一体化して形成されたことを特徴とする請求項３に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項６】
前記タッチセンシング用フィルムには、前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記ベース部材には、前記分画された透明導電層のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成されたことを特徴とする請求項３に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項７】
炭素ナノチューブ層を透明導電層とするフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する段階と、
射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する段階と、
前記金型を結合させる段階と、
前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する段階と、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体の製造方法。
【請求項８】
立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムにおいて、
軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる基底層と、
前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層と、
前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する発光素子と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの第１電源供給端子と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記発光素子に電源を供給する少なくとも一つの第２電源供給端子と、
を含むことを特徴とするタッチセンシング用フィルム。
【請求項９】
前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記発光素子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記第１及び第２電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成されたことを特徴とする請求項８に記載のタッチセンシング用フィルム。
【請求項１０】
立体面を含むベース部材と、
前記ベース部材の立体面に一体形成されたものであって、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する発光素子を含むタッチセンシング用フィルムと、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体。
【請求項１１】
前記タッチセンシング用フィルムは、
軟性でありながら絶縁性である素材からなり、一面はベース部材の立体面と接触し、他面には前記透明導電層が形成される基底層と、
前記透明導電層に電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの第１電源供給端子と、
前記透明導電層に電気的に連結されて、前記発光素子に電源を供給する少なくとも一つの第２電源供給端子と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項１２】
前記タッチセンシング用フィルムには、前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記発光素子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記第１及び第２電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記ベース部材には、前記分画された透明導電層のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項１３】
前記タッチセンシング用フィルムとベース部材は、インモールド射出方法で一体化して形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項１４】
炭素ナノチューブ層を透明導電層とし、前記透明導電層に発光素子が電気的に連結されたフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する段階と、
射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する段階と、
前記金型を結合させる段階と、
前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する段階と、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体の製造方法。
【請求項１】
立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムにおいて、
軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる基底層と、
前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの電源供給端子と、
を含むことを特徴とするタッチセンシング用フィルム。
【請求項２】
前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチセンシング用フィルム。
【請求項３】
立体面を含むベース部材と、
外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記ベース部材の立体面に一体形成されたタッチセンシング用フィルムと、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体。
【請求項４】
前記タッチセンシング用フィルムは、
軟性でありながら絶縁性である素材からなり、一面はベース部材の立体面と接触し、他面には前記透明導電層が形成される基底層と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの電源供給端子と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項５】
前記タッチセンシング用フィルムとベース部材は、インモールド射出方法で一体化して形成されたことを特徴とする請求項３に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項６】
前記タッチセンシング用フィルムには、前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記ベース部材には、前記分画された透明導電層のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成されたことを特徴とする請求項３に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項７】
炭素ナノチューブ層を透明導電層とするフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する段階と、
射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する段階と、
前記金型を結合させる段階と、
前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する段階と、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体の製造方法。
【請求項８】
立体面を含むベース部材に接触されて外部の接触を感知するタッチセンシング用フィルムにおいて、
軟性でありながら絶縁性である素材からなるものであって、前記ベース部材の立体面に接触するように、前記立体面と対応する形状からなる基底層と、
前記基底層に形成されて外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層と、
前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する発光素子と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの第１電源供給端子と、
前記透明導電層と電気的に連結されて、前記発光素子に電源を供給する少なくとも一つの第２電源供給端子と、
を含むことを特徴とするタッチセンシング用フィルム。
【請求項９】
前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記発光素子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記第１及び第２電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成されたことを特徴とする請求項８に記載のタッチセンシング用フィルム。
【請求項１０】
立体面を含むベース部材と、
前記ベース部材の立体面に一体形成されたものであって、外部の接触による静電容量の変化を感知する透明導電層が炭素ナノチューブからなり、前記透明導電層と電気的に連結されて外部の接触時に発光する発光素子を含むタッチセンシング用フィルムと、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体。
【請求項１１】
前記タッチセンシング用フィルムは、
軟性でありながら絶縁性である素材からなり、一面はベース部材の立体面と接触し、他面には前記透明導電層が形成される基底層と、
前記透明導電層に電気的に連結されて、前記透明導電層に電源を供給する少なくとも一つの第１電源供給端子と、
前記透明導電層に電気的に連結されて、前記発光素子に電源を供給する少なくとも一つの第２電源供給端子と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項１２】
前記タッチセンシング用フィルムには、前記透明導電層を分画する少なくとも１本の分画用溝が形成され、
前記発光素子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記第１及び第２電源供給端子は、前記分画された透明導電層のそれぞれに一対一対応して形成され、
前記ベース部材には、前記分画された透明導電層のそれぞれと対応する文字、絵及びパターンのうち何れか一つが形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項１３】
前記タッチセンシング用フィルムとベース部材は、インモールド射出方法で一体化して形成されたことを特徴とする請求項１０に記載のタッチセンサー組立体。
【請求項１４】
炭素ナノチューブ層を透明導電層とし、前記透明導電層に発光素子が電気的に連結されたフィルム状の静電容量方式タッチセンシング用フィルムを提供する段階と、
射出成形機の金型のうち何れか一つの内面に、前記タッチセンシング用フィルムを密着する段階と、
前記金型を結合させる段階と、
前記金型の内部の射出空間に溶融された樹脂を射出させてベース部材を形成しながら、前記ベース部材と前記タッチセンシング用フィルムとを一体に形成する段階と、
を含むことを特徴とするタッチセンサー組立体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１２−５２４３２３（Ｐ２０１２−５２４３２３Ａ）
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０５８０８（Ｐ２０１２−５０５８０８）
【出願日】平成２２年４月９日（２０１０．４．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００２２００
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２００７０
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（５０９１８９０２０）トップ・ナノシス・インコーポレーテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月９日（２０１０．４．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００２２００
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２００７０
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（５０９１８９０２０）トップ・ナノシス・インコーポレーテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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