JP7433136B2 - 感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュール - Google Patents
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Description
[1]基材シートと、前記基材シート上に設けられた感圧センサ電極と、前記感圧センサ電極の前記基材シートとは反対側に設けられた弾性層と、前記弾性層の前記感圧センサ電極とは反対側に設けられたエレクトロルミネッセンス素子と、を備えている、感圧タッチセンサ。
[2]前記エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陰極、発光層及び陽極が前記弾性層側からこの順に設けられている、[1]に記載の感圧タッチセンサ。
[3]前記発光層が、有機発光層である、[2]に記載の感圧タッチセンサ。
[4]前記エレクトロルミネッセンス素子が有する第1コンタクト電極と電気的に接続される第2コンタクト電極と、前記第2コンタクト電極と接続された素子用配線とが前記基材シート上に設けられている、[1]~[3]のいずれかに記載の感圧タッチセンサ。
[5]前記弾性層の厚さ方向のいずれか一方の側に前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極が配置されているか、又は、前記弾性層の厚さ方向の両側に前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極とがそれぞれ別々に配置されている、[4]に記載の感圧タッチセンサ。
[6]前記弾性層の厚さ方向の両側に前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極とがそれぞれ別々に配置され、前記弾性層を厚さ方向に貫通する導電経路によって前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極が電気的に接続されている、[4]に記載の感圧タッチセンサ。
[7]操作面を有する操作パネルと、前記操作パネルの前記操作面と反対側に取り付けられた[1]~[6]のいずれかに記載の感圧タッチセンサと、を備え、前記感圧タッチセンサは、前記エレクトロルミネッセンス素子が前記操作パネル側に向けられている、感圧タッチセンサモジュール。
本発明の感圧タッチセンサは、押圧を検知する静電容量式の感圧タッチセンサである。例えば、本発明の感圧タッチセンサを操作パネルの背面に取り付けることで、操作パネルの操作面の押圧を検知することができる。以下、本発明の感圧タッチセンサの一例を示して説明する。
なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
なお、本体部10aにおける帯状部10bが延出する箇所は、任意であり、本実施形態には限定されない。帯状部10bを有しない感圧タッチセンサであってもよい。
なお、本明細書中において、「~」で表される数値範囲は、~の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。
透明導電膜としては、例えば、導電性高分子(インジウムドープ酸化錫(ITO)等)を含む膜、導電性ナノワイヤー(銀ナノワイヤー、金ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等)を含む膜又はメッシュ、金属粒子(銀粒子、銅粒子、金粒子等)又は導電性金属酸化物粒子(ITO粒子等)を含む膜、カーボン(カーボンブラック、グラファイト等)を含む膜、金属蒸着膜、金属メッシュ等が挙げられる。
自己容量方式の場合、例えば、感圧センサ電極12が静電容量の変化を検知する検知電極であり、シールド電極(陰極32)がGND電極(接地されたベタ電極)である態様が挙げられる。また、相互容量方式の場合、感圧センサ電極12が櫛歯状に配置されたRx電極とTx電極で構成され、シールド電極(陰極32)をベタ電極とする態様が挙げられる。これらの態様は、それぞれ押圧によってシールド電極(陰極32)が感圧センサ電極12に近づくことを検知する。
導電性ナノワイヤーを含む感圧センサ電極12の平均厚さは、20~1000nmが好ましく、50~300nmがより好ましい。
金属粒子、ITO等の導電性金属酸化物粒子、又はカーボンを含む感圧センサ電極12の平均厚さは、0.01~25μmが好ましく、0.1~15μmがより好ましい。
金属蒸着膜からなる感圧センサ電極12の平均厚さは、0.01~1.0μmが好ましく、0.05~0.3μmがより好ましい。
銀ペースト又はカーボンペーストからなる感圧センサ電極12の平均厚さは、1.0~25μmが好ましい。
感圧センサ電極12の平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、ピンホールによる断線を抑制しやすい。感圧センサ電極12の平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、薄型化が容易になる。
平均厚さは、電極において平面視の中心付近で測定した厚さの平均値である。
第1シート部14aと第2シート部14bの間における柱部14c以外の空間部14dには、スポンジ等の弾性部材を配置してもよい。
第2シート部14bの厚さの好ましい範囲は、第1シート部14aの厚さの好ましい範囲と同じである。第1シート部14aの厚さと第2シート部14bの厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
ここで、柱部の断面積は、柱部の1/2の高さの位置で高さ方向に直交する断面の面積を意味する。柱部の断面積は、光学顕微鏡測定機等の公知の微細構造観察手段により測定できる。
具体的には、例えば、前記合計の断面積を1~100mm2とすることができる。
ここで、柱部14cの高さには、第1シート部14aの厚さ及び第2シート部14bの厚さは含まれない。柱部14cの高さは、光学顕微鏡測定機等の公知の微細構造観察手段により測定できる。
前記接着剤、粘着剤としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。前記硬化型接着剤は、硬化時に揮発する溶剤を含む溶剤型であってもよく、ホットメルト型であってもよい。
第1基材フィルム20及び第2基材フィルム22の接着面には、接着力を向上させる目的で、物理的又は化学的な公知の表面処理が施されていてもよい。
陰極32及び陽極36の形状は特に限定されず、例えば、矩形状が挙げられる。陰極32及び陽極36の寸法も特に限定されず、例えば、縦10mm×横10mm程度とすることができる。
陰極32及び陽極36の平均厚さは、特に限定されず、例えば、50nm~5μmとすることができる。
有機発光層の平均厚さは、特に限定されず、例えば、50nm~5μmとすることができる。
無機発光層の平均厚さは、特に限定されず、例えば、5nm~1μmとすることができる。
電子輸送層を形成する材料としては、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(Alq3)等が挙げられる。電子輸送層の平均厚さは、特に限定されず、例えば、5nm~1μmとすることができる。
フレキシブル基板42a,42bとしては、特に限定されず、例えば、基材シート10として例示したものと同じものを例示できる。
感圧タッチセンサ1におけるEL素子16の陽極36側に接着層を設ける場合、操作パネルに貼り付ける前の状態においては接着層の上に剥離紙を貼り合わせる。剥離紙としては、特に限定されず、公知の剥離紙を使用できる。
例えば印刷等によって電極材料でパターンを形成し、基材シート10上に感圧センサ電極12、第2コンタクト電極40a,40b、配線2a及び素子用配線2bを形成する。公知の方法で第1基材フィルム20及び第2基材フィルム22に挟持された弾性層14を形成し、接着層26を介して第2基材フィルム22を感圧センサ電極12上に貼り付ける。
本発明の感圧タッチセンサモジュールは、操作面を有する操作パネルの操作面と反対側に、EL素子が操作パネル側に向くように本発明の感圧タッチセンサが取り付けられているものである。以下、本発明の感圧タッチセンサモジュールの一例として、感圧タッチセンサ1を備える感圧タッチセンサモジュール100(以下、「モジュール100」とも記す。)について、図5に基づいて説明する。
樹脂シートを形成する材料としては、例えば、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート(PET)等)、ポリカーボネート(PC)、アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース等の樹脂や、シリコーンゴム等のエラストマーが挙げられる。樹脂シートを形成する材料は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
例えば、本発明の感圧タッチセンサは、図6に例示した感圧タッチセンサ1Aであってもよい。図6における図2と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。
本発明の感圧タッチセンサにおけるEL素子は、弾性層側から少なくとも陽極、発光層、陰極がこの順に設けられ、陽極が感圧センサ部のシールド電極を兼ねていてもよい。
また、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
Claims (6)
- 基材シートと、前記基材シート上に設けられた感圧センサ電極と、前記感圧センサ電極の前記基材シートとは反対側に設けられた弾性層と、前記弾性層の前記感圧センサ電極とは反対側に設けられたエレクトロルミネッセンス素子と、を備え、
前記エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陰極、発光層及び陽極が前記弾性層側からこの順に設けられ、
前記感圧センサ電極は、シールド電極との距離が近づくことを静電容量の変化として検出するものであり、
前記陰極が前記シールド電極としての機能を兼ねている、感圧タッチセンサ。 - 前記発光層が、有機発光層である、請求項1に記載の感圧タッチセンサ。
- 前記エレクトロルミネッセンス素子が有する第1コンタクト電極と電気的に接続される第2コンタクト電極と、前記第2コンタクト電極と接続された素子用配線とが前記基材シート上に設けられている、請求項1又は2に記載の感圧タッチセンサ。
- 前記弾性層の厚さ方向のいずれか一方の側に前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極が配置されているか、又は、前記弾性層の厚さ方向の両側に前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極とがそれぞれ別々に配置されている、請求項3に記載の感圧タッチセンサ。
- 前記弾性層の厚さ方向の両側に前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極とがそれぞれ別々に配置され、前記弾性層を厚さ方向に貫通する導電経路によって前記第1コンタクト電極と前記第2コンタクト電極が電気的に接続されている、請求項3に記載の感圧タッチセンサ。
- 操作面を有する操作パネルと、前記操作パネルの前記操作面と反対側に取り付けられた請求項1~5のいずれか一項に記載の感圧タッチセンサと、を備え、
前記感圧タッチセンサは、前記エレクトロルミネッセンス素子が前記操作パネル側に向くように取り付けられている、感圧タッチセンサモジュール。
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