KR101451493B1

KR101451493B1 - 정전 용량식 입력 장치

Info

Publication number: KR101451493B1
Application number: KR1020127027376A
Authority: KR
Inventors: 고지 츠카모토; 아츠시 마츠다; 기요시 고바야시
Original assignee: 알프스 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2014-10-15
Also published as: CN102893244B; WO2011142333A1; KR20130018781A; JP5390019B2; JPWO2011142333A1; CN102893244A

Abstract

각 제 1 전극부 및 각 제 2 전극부의 전극 면적을 조작면에서부터 센서부까지의 거리에 기초하여 조정함으로써, 조작면 전체에 있어서의 센서 감도의 균일성을 간단하고 또한 적절하게 향상시킨 정전 용량식 입력 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 복수 개의 하부 전극 패턴과, 복수 개의 상부 전극 패턴이 높이 방향으로 간격을 두고 배치된 센서부와, 센서부와 높이 방향으로 대향하여 배치되고, 표면에 조작면을 갖는 표면 부재를 가지고 구성된다. 각 하부 전극 패턴은, 복수의 제 1 전극부가 가는 연결부를 개재하여 연달아 형성되어 있다. 각 상부 전극 패턴은, 복수의 제 2 전극부가 가는 연결부를 개재하여 연달아 형성되어 있다. 제 1 전극부와 상기 제 2 전극부는 평면에서 볼 때에 중첩되지 않게 배치되어 있다. 조작면은 곡면을 가지고 형성되어 있다. 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부의 각 전극 면적은, 조작면과 상기 센서부 사이의 거리가 클수록 크게 형성되어 있다.

Description

정전 용량식 입력 장치{CAPACITIVE INPUT DEVICE}

본 발명은, 입력 좌표 위치를 검출할 수 있는 정전 용량식 입력 장치에 관한 것으로, 특히, 조작면이 곡면상으로 형성되어 이루어지는 입력 장치에 관한 것이다.

도 8 은 종래에 있어서의 정전 용량식 입력 장치를 모식적으로 나타낸 부분 종단면도, 도 9 는, 종래에 있어서의 입력 장치의 센서부에 형성되는 하부 전극 패턴과 상부 전극 패턴의 부분 평면도이다.

도 8 에 나타내는 바와 같이 정전 용량식 입력 장치 (1) 는, 도 9 에 나타내는 복수 개의 하부 전극 패턴 (6) 과 복수 개의 상부 전극 패턴 (7) 이 높이 방향으로 대향하여 배치된 센서부 (5) 와, 표면에 조작면 (4a) 을 구비하는 표면 부재 (4) 를 구비하여 구성된다.

도 8 에 나타내는 바와 같이 표면 부재 (4) 는 센서부 (5) 의 상면측에 형성되고, 표면 부재 (4) 와 센서부 (5) 사이가 점착층 (8) 을 개재하여 접합되어 있다.

도 8 에 나타내는 형태에서는, 예를 들어, 표면 부재 (4) 의 조작면 (4a) 이 볼록 곡면으로 형성되어 있다. 한편, 센서부 (5) 는 평면상 (평판상) 으로 형성되어 있다. 이 때문에, 손가락 (F) 을 조작면 (4a) 상에 접촉시켰을 때의 손가락 (F) 과 센서부 (5) 사이의 높이 방향 (Z) 으로의 거리 (L1) 는, 상기 손가락 (F) 의 조작면 (4a) 상에서의 접촉 위치에 따라 상이하다. 도 8 에 나타내는 손가락 (F) 은, 거리 (L1) 가 가장 커지는 위치의 조작면 (4a) 상에 접촉하고 있다.

도 9 에 나타내는 바와 같이 하부 전극 패턴 (6) 및 상부 전극 패턴 (7) 은 각각, 복수 개 형성된다. 도 9 에 나타내는 바와 같이 복수 개의 하부 전극 패턴 (6) 은, Y 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 각 하부 전극 패턴 (6) 은 각각, 복수의 제 1 전극부 (6a) 가 X 방향으로 제 1 전극부 (6a) 보다 가는 연결부 (6b) 를 개재하여 연달아 형성되어 있다. 각 제 1 전극부 (6a) 의 전극 면적은 모두 동일한 크기이다.

또, 도 9 에 나타내는 바와 같이 복수 개의 상부 전극 패턴 (7) 은, X 방향으로 간격을 두고 배치된다. 또, 각 상부 전극 패턴 (7) 은 각각, 복수의 제 2 전극부 (7a) 가 Y 방향으로 제 2 전극부 (7a) 보다 가는 연결부 (7b) 를 개재하여 연달아 형성되어 있다. 각 제 2 전극부 (7a) 의 전극 면적은 모두 동일한 크기이다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 각 제 1 전극부 (6a) 와 각 제 2 전극부 (7a) 는 서로 중첩되지 않게 배치되어 있다.

도 8 에 나타내는 입력 장치 (1) 에서는, 각 하부 전극 패턴 (6) 및 각 상부 전극 패턴 (7) 은 모두 검출 전극이다. 손가락 (F) 을 조작면 (4a) 상에 접촉시키면, 손가락 (F) 과, 손가락 (F) 에 가까운 하부 전극 패턴 (6) 의 제 1 전극부 (6a) 사이, 및 손가락 (F) 과, 손가락 (F) 에 가까운 상부 전극 패턴 (7) 의 제 2 전극부 (7a) 사이에 정전 용량이 발생한다. 그리고, 손가락 (F) 을 조작면 (4a) 상에 접촉시켰을 때와 접촉시키지 않을 때의 용량 변화에 기초하는 전기 특성 변화가 생긴 하부 전극 패턴 (6) 및 상부 전극 패턴 (7) 으로부터, 손가락 (F) 의 접촉 위치를 검출할 수 있다.

그러나, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 손가락 (F) 을 곡면의 조작면 (4a) 상에 접촉시켰을 때, 손가락 (F) 의 조작면 (4a) 상에서의 접촉 위치에 따라 손가락 (F) 과 센서부 (5) 사이의 거리 (L1) 가 상이하지만, 각 전극부 (6a, 7a) 의 전극 면적은 동일한 크기이기 때문에, 손가락 (F) 을 조작면 (4a) 상에 맞닿게 했을 때에 생기는 용량 변화가 손가락 (F) 의 접촉 위치에 따라 불균일하여, 균일한 센서 감도를 얻을 수 없는 문제가 있었다.

상기한 센서 감도의 편차를 억제하기 위하여, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 표면 부재 (4) 의 조작면 (4a) 의 곡면 형상을 본떠 센서부 (5) 도 곡면상으로 형성하는 구성을 생각할 수 있다. 이로써 도 8 에 나타내는 종래의 구조에 비해 조작면 (4a) 전체에서의 센서 감도를 균일화하기 쉬울 것으로 생각되었다.

그러나, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 곡면상의 센서부 (5) 를 적절하고 또한 안정적으로 형성하는 것은 매우 어렵다. 표면 부재 (4) 의 조작면 (4a) 이 평면 내에서 직교하는 2 방향 중 어느 쪽에 대해서도 곡면상으로 형성되는 3D 형상의 경우나 곡률에 의해서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이 평면 형태로 형성된 센서부 (5) 를 매끈하게 (주름 없이) 곡면 형상으로 절곡시킬 수 없다. 혹은 처음부터 곡면상으로 성형된 기재를 사용해도, 그 기재의 표면에 전극 패턴을 소정 폭으로 패턴 형성하는 것이 곤란하다.

따라서, 도 10 에 나타내는 바와 같이 표면 부재 (4) 와 함께 센서부 (5) 도 곡면상으로 하는 형태에서는, 간단하고 또한 안정적으로, 균일한 센서 감도를 갖는 입력 장치를 제조할 수 없었다.

일본 공개특허공보 2003-91360호 일본 공개특허공보 2008-47026호 일본 공개특허공보 2004-252676호 일본 공개특허공보 2010-20443호 일본 공개특허공보 2008-97283호

특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 입력 장치의 구조는, 도 10 에 나타내는 종래 구조이다. 또한, 특허문헌 2, 3 에 기재된 입력 장치는 정전 용량식이 아니라 저항식 입력 장치를 구성한다 (특허문헌 2 의 [0002] 란, 특허문헌 3 의 [0003] 란).

특허문헌 4, 5 에 기재된 입력 장치에서는, 표면 부재의 조작면이 곡면상인 형태에 있어서 센서 감도의 균일성을 향상시키기 위한 구조는 전혀 기재되어 있지 않다.

그래서, 본 발명은 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것으로서, 특히, 각 제 1 전극부 및 각 제 2 전극부의 전극 면적을 조작면에서부터 센서부까지의 거리에 기초하여 조정함으로써, 조작면 전체에 있어서의 센서 감도의 균일성을 간단하고 또한 적절하게 향상시킨 정전 용량식 입력 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 있어서의 입력 장치는,

평면 내에서 교차하는 제 1 방향과 제 2 방향 중 상기 제 1 방향으로 간격을 두고 형성된 복수 개의 하부 전극 패턴과, 상기 제 2 방향으로 간격을 두고 형성된 복수 개의 상부 전극 패턴이 높이 방향으로 간격을 두고 배치된 센서부와, 상기 센서부와 높이 방향으로 대향하여 배치되고, 표면에 조작면을 갖는 표면 부재를 가지고 구성되고,

각 하부 전극 패턴은 각각, 복수의 제 1 전극부가 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 전극부보다 가는 연결부를 개재하여 연달아 형성되어 있고,

각 상부 전극 패턴은 각각, 복수의 제 2 전극부가 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 전극부보다 가는 연결부를 개재하여 연달아 형성되어 있으며,

상기 제 1 전극부와 상기 제 2 전극부는 평면에서 볼 때에 중첩되지 않게 배치되어 있고,

상기 조작면은, 조작체를 조작면 상에 접촉시켰을 때의 상기 조작체와 상기 센서부 사이의 높이 방향으로의 거리가 상기 조작체의 상기 조작면 상에서의 접촉 위치에 따라 상이하도록 곡면을 가지고 형성되어 있으며,

상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부의 각 전극 면적은, 상기 조작면과 상기 센서부 사이의 거리가 클수록 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

손가락 등의 조작체를 조작면 상에 접촉시키면, 조작체와, 조작체에 가까운 각 전극 패턴의 전극부 사이에서 정전 용량이 발생한다. 본 발명에서는, 조작체의 조작면 상에서의 접촉 위치에 따라 조작체와 각 전극 패턴 사이의 거리가 상이한데, 본 발명과 같이, 조작면과 센서부 사이의 거리가 클수록 전극 면적을 크게 함으로써, 조작체를 조작면 상의 상이한 장소에 접촉시켰을 때의 용량 변화의 편차를 종래에 비해 억제할 수 있어, 조작면 전체에서의 센서 감도의 균일성을 간단하고 또한 적절하게 향상시키는 것이 가능해진다. 본 발명에서는, 각 전극 패턴의 전극 면적을 상기와 같이 조정함으로써 센서부를 평면 형상 (평판상) 으로 형성할 수 있기 때문에, 도 10 에 나타내는 바와 같이 센서부를 곡면상으로 형성하는 경우 등에 비해 센서부를 간단하고 또한 적절하게 형성할 수 있고, 따라서, 조작면 전체에 있어서의 센서 감도의 균일성이 우수한 입력 장치를 간단하고 또한 안정적으로 제조하는 것이 가능하다.

본 발명에서는, 각 제 1 전극부에 있어서의 전극 면적의 비율, 및, 각 제 2 전극부에 있어서의 전극 면적의 비율은 각각, 각 전극부와 상기 조작면 사이의 거리의 비율에 비례하는 것이 바람직하다. 이로써, 보다 효과적으로 균일한 센서 감도를 얻을 수 있다.

또, 본 발명에서는, 상기 표면 부재의 조작면이, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향 중 적어도 어느 일방을 향하여 볼록 곡면상 혹은 오목 곡면상으로 형성되어 있는 형태에 바람직하게 적용할 수 있다.

본 발명의 입력 장치에 의하면, 종래에 비해, 조작면 전체에서의 센서 감도의 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 실시형태의 정전 용량식 입력 장치 (터치 패널) (10) 의 분해 사시도,
도 2 는 본 실시형태에 있어서의 표면 부재, 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴을 설명하기 위한 도면으로서, (a) 는 표면 부재의 부분 평면도, 및 표면 부재를 A-A 선 및 B-B 선을 따라서 절단했을 때의 부분 단면도, (b) 는 하부 전극 패턴의 부분 평면도, (c) 는 상부 전극 패턴의 부분 평면도, (d) 는 (b) 의 하부 전극 패턴과 (c) 의 상부 전극 패턴을 중첩시킨 상태의 부분 평면도,
도 3 은 도 2 와는 다른 실시형태에 있어서의 표면 부재, 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴을 설명하기 위한 도면 ((a) 는 부분 평면도 및 부분 단면도, (b) ∼ (d) 는 부분 평면도),
도 4 는 도 2, 도 3 과는 다른 실시형태에 있어서의 표면 부재, 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴을 설명하기 위한 도면 ((a) 는 부분 평면도 및 부분 단면도, (b) ∼ (d) 는 부분 평면도),
도 5 는 도 2 ∼ 도 4 와는 다른 실시형태에 있어서의 표면 부재, 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴을 설명하기 위한 도면 ((a) 는 부분 평면도 및 부분 단면도, (b) ∼ (d) 는 부분 평면도),
도 6 은 도 1 에 나타내는 본 실시형태의 입력 장치를 X1-X2 방향을 따라서 절단했을 때의 부분 종단면도,
도 7 은 도 6 과 상이한 표면 부재를 사용한 본 실시형태의 입력 장치의 부분 종단면도,
도 8 은 종래에 있어서의 정전 용량식 입력 장치를 모식적으로 나타낸 부분 종단면도,
도 9 는 종래에 있어서의 입력 장치의 센서부에 형성되는 하부 전극 패턴과 상부 전극 패턴의 부분 평면도,
도 10 은 도 8 과 상이한 형태의 종래에 있어서의 정전 용량식 입력 장치를 모식적으로 나타낸 부분 종단면도이다.

도 1 은, 본 실시형태의 정전 용량식 입력 장치 (터치 패널) (10) 의 분해 사시도, 도 2 는, 본 실시형태에 있어서의 표면 부재, 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴을 설명하기 위한 도면으로서, (a) 는 표면 부재의 부분 평면도, 및 표면 부재를 A-A 선 및 B-B 선을 따라서 절단했을 때의 부분 단면도, (b) 는 하부 전극 패턴의 부분 평면도, (c) 는 상부 전극 패턴의 부분 평면도, (d) 는 (b) 의 하부 전극 패턴과 (c) 의 상부 전극 패턴을 중첩시킨 상태의 부분 평면도이다. 도 3 ∼ 도 5 는 도 2 와는 다른 실시형태를 나타낸다. 도 6 은, 도 1 에 나타내는 본 실시형태의 입력 장치를 X1-X2 방향을 따라서 절단했을 때의 부분 종단면도, 도 7 은 도 6 과 상이한 표면 부재를 사용한 본 실시형태의 입력 장치의 부분 종단면도이다.

도 1 에 나타내는 바와 같이 입력 장치 (10) 는, 아래부터 기재 표면에 복수 개의 하부 전극 패턴이 형성된 하부 기판 (22), 점착층 (30), 기재 표면에 복수 개의 상부 전극 패턴이 형성된 상부 기판 (21), 점착층 (31), 및, 표면에 조작면 (20a) 을 구비한 표면 부재 (20) 의 순서로 적층되어 있다.

각 하부 전극 패턴 및 각 상부 전극 패턴은 조작면 (20a) 과 높이 방향으로 대향하는 영역에 형성되고, 각 전극 패턴은 조작면 (20a) 과의 대향 영역으로부터 각 기판 (21, 22) 의 외주부 (12) 에서 배선부에 접속되어 있다.

그리고, 각 배선부의 선단에 하부 접속부 (17) 나 상부 접속부 (15) 가 형성되어 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 입력 장치 (10) 에는, 플렉시블 프린트 기판 (23) 이 형성된다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 플렉시블 프린트 기판 (23) 의 선단 (접속부 (15, 17) 와의 접속측) 은, 중앙부 (23a) 와 양측 단부 (端部) (23b, 23b) 로 분리되어 있다. 플렉시블 프린트 기판 (23) 의 중앙부 (23a) 에는 복수의 제 1 접속부 (도시 생략) 가 형성되어 있어, 중앙부 (23a) 가 상부 접속부 (15) 상에 중첩되어, 각 제 1 접속부와 각 상부 접속부 (15) 가 전기적으로 접속되어 있다. 또, 플렉시블 프린트 기판 (23) 의 양측 단부 (23b) 에는 복수의 제 2 접속부 (도시 생략) 가 형성되어 있어, 양측 단부 (23b, 23b) 가 입력 장치 (10) 의 하부 접속부 (17) 상에 중첩되어, 각 제 2 접속부와 각 하부 접속부 (17) 가 전기적으로 접속되어 있다.

또, 플렉시블 프린트 기판 (23) 에서는, 각 제 1 접속부 및 각 제 2 접속부가, 플렉시블 프린트 기판 (23) 의 표면에 설치된 커넥터 (35) 와, 도시되지 않은 배선 패턴을 개재하여 전기적으로 접속되어 있다.

도 1 및 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 표면 부재 (20) 의 표면은 손가락 (F) 이나 펜 등의 조작체에 의한 조작면 (20a) 이다. 이 실시형태에서는, 조작면 (20a) 의 외주부로서 표면 부재 (20) 의 하면에 가식(加飾)층 (24) 이 형성되어 있다. 조작면 (20a) 은 투광 영역이고, 가식층 (24) 이 형성된 조작면 (20a) 의 외주부는 비투광 영역이다.

도 6 은 도 1 에 나타내는 입력 장치 (10) 를 X1-X2 방향을 따라서 높이 방향으로 절단했을 때의 부분 종단면도이다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 하부 기판 (22) 은, 평면상의 하부 기재 (32) 와 하부 기재 (32) 의 표면에 형성된 복수 개의 하부 전극 패턴 (14) 을 가지고 구성된다. 또, 상부 기판 (21) 은, 평면상의 상부 기재 (33) 와 상부 기재 (33) 의 표면에 형성된 복수 개의 상부 전극 패턴 (13) 을 가지고 구성된다. 복수 개의 하부 전극 패턴 (14) 과 복수 개의 상부 전극 패턴 (13) 은 평면에서 볼 때에 교차하고 있다.

하부 전극 패턴 (14) 및 상부 전극 패턴 (13) 은 함께 검출 전극을 구성하고 있다.

도 6 에 나타내는 바와 같이 하부 기판 (22) 과 상부 기판 (21) 사이는 점착층 (30) 을 개재하여 접합되어 있다. 하부 기판 (22), 점착층 (30) 및 상부 기판 (21) 으로 센서부 (25) 가 구성된다. 또한, 센서부 (25) 의 구성은, 도 6 에 나타내는 구조에 한정되는 것은 아니다. 평면상인 기재의 상하면에 하부 전극 패턴 (14) 및 상부 전극 패턴 (13) 을 형성한 구성 등이어도 된다. 또, 도 6 과 달리 상부 전극 패턴 (13) 을 점착층 (30) 측을 향하게 하고 하부 기판 (22) 과 상부 기판 (21) 사이를 접합시켜도 된다.

각 전극 패턴 (13, 14) 은 모두 기재 표면에 ITO (Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전 재료로 스퍼터나 증착에 의해 성막된다. 또, 기재 (32, 33) 는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 등의 필름상의 투명 기재나 유리 기재 등으로 형성된다. 본 실시형태에서는 하부 기판 (22) 및 상부 기판 (21) 을 평면상으로 형성하여, 도 10 에서 나타낸 바와 같은 입체상으로 성형하지 않기 때문에, 기재 (32, 33) 에는 연질인 필름뿐만 아니라 평면상의 유리 등을 사용하는 것이 가능하다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 센서부 (25) 의 상면측에 점착층 (31) 을 개재하여 표면 부재 (20) 가 접합되어 있다. 점착층 (30, 31) 은 아크릴계 점착제, 양면 점착 테이프 등이다. 표면 부재 (20) 는 특별히 재질을 한정하는 것은 아니지만, 유리, 플라스틱 등으로 형성된다. 도 6 에 나타내는 표면 부재 (20) 는, 조작면 (20a) 이 볼록 곡면상이 되도록 형성되어 있다. 또한, 도 1 에 나타내는 표면 부재 (20) 의 표면 형상에는, 곡면인 것을 사시도로 보기 쉽게 하기 위해 도 3(a) 의 형상을 도시하는 것으로 하였다.

도 2 는 제 1 실시형태에 있어서의 표면 부재 (20), 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴의 형상을 나타낸다.

도 2(a) 는 표면 부재 (20) 의 부분 평면도와, 표면 부재 (20) 의 중심 (O) 을 지나는 A-A 선 단면 및 B-B 선 단면을 나타낸다. 또한, A-A 선 단면 및 B-B 선 단면에는 표면 부재 (20) 뿐만 아니라 표면 부재 (20) 아래의 점착층 (31) 에 대해서도 일부 도시하였다.

도 2(a) 에 나타내는 바와 같이 표면 부재 (20) 의 조작면 (표면) (20a) 은, Y1-Y2 방향 (제 1 방향) 및 X1-X2 방향 (제 2 방향) 을 향하여 볼록 곡면으로 형성된다. 이 실시형태에서의 조작면 (20a) 은, 그 중심 (O) 이 가장 상방으로 돌출되어 있고, 중심 (O) 에서 멀어짐에 따라서 서서히 하방을 향하여 만곡되는 3D 형상으로 형성되어 있다.

도 2(b) 는 하부 전극 패턴 (14) 의 부분 평면도이다. 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 은 복수 개 형성된다. 여기서, 도 2 ∼ 도 5 에 있어서는 각 하부 전극 패턴이나 상부 전극 패턴을 개별적으로 설명할 필요성에서, 각 하부 전극 패턴이나 각 상부 전극 패턴에 「부호 14a, 14b ‥‥, 부호 13a, 13b, …」 라고 붙였다.

도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 각 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 은, Y1-Y2 방향으로 간격을 두고 배치됨과 함께, 각각, X1-X2 방향을 향하여 연장되어 형성되어 있다.

각 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 은 모두 복수의 제 1 전극부 (40a ∼ 40p) 가 X1-X2 방향으로, 상기 제 1 전극부 (40a ∼ 40p) 보다 가는 연결부 (41) 를 개재하여 연달아 형성된 형태이다. 제 1 전극부 (40a ∼ 40p) 의 형상은 도 2(b) 에 나타내는 대략 마름모 형상 등으로 한정하는 것은 아니지만, 조작면 (20a) 으로부터 전극 형상을 보이기 어렵게 하기 위해서는 대략 마름모 형상을 사용하면 된다. 후술하는 제 2 전극부에 있어서도 마찬가지이다.

또한, 도 2(b) 에서는 연결부 (41) 를 각 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 의 1 개 지점에만 도시하였다. 도 2(b) 에는 평면에서 볼 때에, 표면 부재 (20) 의 조작면 (20a) 의 중심 (O) 도 도시하였다. 그리고, 도 2(b) 에 나타내는 실시형태에서는, 하부 전극 패턴 (14a, 14b) 과 하부 전극 패턴 (14c, 14d) 이 중심 (O) 에 대해 점 대칭으로 형성되어 있다. 즉, 하부 전극 패턴 (14a) 과 하부 전극 패턴 (14d) 은 동일한 형상으로 형성되고, 하부 전극 패턴 (14b) 과 하부 전극 패턴 (14c) 은 동일한 형상으로 형성된다.

각 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 의 패턴 형상에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

하부 전극 패턴 (14b, 14c) 의 중심 (O) 에 가깝게 동등한 위치에 있는 제 1 전극부 (40f, 40g, 40j, 40k) 는, 모두 가장 큰 전극 면적으로 형성된다. 하부 전극 패턴 (14b, 14c) 의 나머지 제 1 전극부 (40e, 40h, 40i, 40l) 는, 제 1 전극부 (40f, 40g, 40j, 40k) 보다 작은 전극 면적으로 형성된다.

하부 전극 패턴 (14a, 14d) 에서는, 중심 (O) 으로부터 동등한 위치에 있는 제 1 전극부 (40b, 40c, 40n, 40o) 는, 제 1 전극부 (40e, 40h, 40i, 40l) 보다 중심 (O) 에서 멀어져 있기 때문에, 제 1 전극부 (40b, 40c, 40n, 40o) 의 전극 면적은, 제 1 전극부 (40e, 40h, 40i, 40l) 보다 작게 형성된다. 하부 전극 패턴 (14a, 14d) 의 나머지 제 1 전극부 (40a, 40d, 40m, 40p) 는, 도 2(b) 에 나타내는 모든 제 1 전극부 중에서 가장 중심 (O) 에서 멀어진 위치에 있고, 따라서 제 1 전극부 (40a, 40d, 40m, 40p) 의 전극 면적은 가장 작게 형성된다.

도 2(c) 는 상부 전극 패턴 (13) 의 부분 평면도이다. 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 은 복수 개 형성된다. 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 각 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 은, X1-X2 방향으로 간격을 두고 배치됨과 함께, 각각, Y1-Y2 방향을 향하여 연장되어 형성되어 있다.

각 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 은 모두 복수의 제 2 전극부 (42a ∼ 42o) 가 X1-X2 방향으로, 상기 제 2 전극부 (42a ∼ 42o) 보다 가는 연결부 (43) 를 개재하여 연달아 형성된 형태이다. 또한, 도 2(c) 에서는 연결부 (43) 를 각 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13d) 의 1 개 지점에만 도시하였다.

도 2(c) 에는 평면에서 볼 때에, 표면 부재 (20) 의 조작면 (20a) 의 중심 (O) 도 도시하였다. 도 2(c) 에 나타내는 실시형태에서는, 상부 전극 패턴 (13a) 과 상부 전극 패턴 (13c) 이 중심 (O) 에 대해 점 대칭으로 형성되고 동일한 형상으로 되어 있다.

각 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 의 패턴 형상에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

상부 전극 패턴 (13b) 의 중심 (O) 에 위치하는 제 2 전극부 (42h) 는 가장 큰 전극 면적으로 형성된다. 상부 전극 패턴 (13b) 을 구성하는 제 2 전극부 (42g, 42i) 의 전극 면적은, 제 2 전극부 (42h) 보다 작지만, 제 2 전극부 (42f, 42j) 보다 크게 형성되고, 제 2 전극부 (42f, 42j) 가 보다 작게 형성된다.

상부 전극 패턴 (13a, 13c) 에서는, 중심 (O) 에 가까운 제 2 전극부 (42c, 42m) 가 크게 형성되지만, 제 2 전극부 (42h) 보다 작게 형성된다. 상부 전극 패턴 (13a, 13c) 을 구성하는 제 2 전극부 (42b, 42d, 42l, 42n) 의 전극 면적은, 제 2 전극부 (42c, 42m) 보다 작지만 제 2 전극부 (42a, 42e, 42k, 42o) 보다 크게 형성되고, 제 2 전극부 (42a, 42e, 42k, 42o) 가 가장 작게 형성된다. 제 2 전극부 (42a, 42e, 42k, 42o) 는, 제 2 전극부 (42f, 42j) 보다 작게 형성된다.

도 2(d) 는 도 2(b) 에 나타내는 복수 개의 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 과 도 2(c) 에 나타내는 복수 개의 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 을 중첩시킨 부분 평면도이다. 또한, 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 과 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 사이에는 도 6 에 나타내는 바와 같이, 점착층 (30) 이나 기재 (33) 등이 개재되어, 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 과 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 사이에는 높이 방향으로 소정의 간격이 두어져 있다.

도 2(d) 에 나타내는 바와 같이, 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 을 구성하는 각 제 1 전극부 (40a ∼ 40p) 와, 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 을 구성하는 제 2 전극부 (42a ∼ 42o) 는 평면에서 볼 때에 중첩되지 않게 배치되어 있다.

표면 부재 (20) 에서의 조작면 (20a) 의 중심 (O) 에서는, 도 6 에 나타내는 센서부 (25) 와의 사이의 높이 방향으로의 거리가 가장 크게 되어 있다. 여기서, 조작면 (20a) 과 센서부 (25) 사이의 거리란, 조작면 (20a) 과 각 제 1 전극부 사이의 거리 (L3), 및, 조작면 (20a) 과 각 제 2 전극부 사이의 거리 (L2) 를 가리킨다. 또한, 도 6 은, 정확하게 제 2 전극부의 중심 위치에서 절단한 단면도로서, 상부 전극 패턴 (13) 으로서 보이고 있는 부분은 「제 2 전극부 (42)」 (도 2 에서는 부호 42a ∼ 42o 라고 붙였지만, 여기서는 편의상 부호 42 로 하였다) 이다. 또, 도 2(d) 로부터도 알 수 있는 바와 같이, 제 2 전극부 (42) 의 X1-X2 방향의 중심을 따라서 절단하면, 그 절단면에 하부 전극 패턴 (14) 은 나타나지 않지만, 도 6 에서는, 절단면에는 보이지 않는 안쪽 혹은 앞쪽에 존재하는 제 1 전극부 (40) (여기서도 편의적으로 부호 40 으로 하였다) 를 갖는 하부 전극 패턴 (14) 을 나타내는 것으로 하였다. 도 6 에서는 손가락 (F) 에 가까운 제 1 전극부 (40) 와의 거리 (L3) 및 제 2 전극부 (42) 와의 거리 (L2) 가 도시되어 있다.

도 6 에 나타내는 바와 같이 손가락 (F) 을 조작면 (20a) 상에 접촉시키면, 손가락 (F) 과, 손가락 (F) 에 가까운 각 전극 패턴 (13, 14) 의 전극부 (40, 42) 사이에서 정전 용량 (C2, C3) 이 발생한다. 이와 같이, 손가락 (F) 을 조작면 (20a) 상에 접촉시켰을 때와 접촉시키지 않을 때에서 용량 변화가 생긴다. 예를 들어, 검출 전극인 각 하부 전극 패턴 (13) 에 펄스상의 전압을 차례대로 부여하고, 이 때, 각 하부 전극 패턴 (13) 의 전기 특성 (예를 들어, 시정수) 을 손가락 (F) 을 대기 전과 댄 후에서 비교하면, 변화가 관찰된 하부 전극 패턴 (14) 의 상방 부근에 손가락 (F) 이 존재하는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 각 상부 전극 패턴 (13) 에 있어서도 용량 변화에 기초하는 전기 특성 변화를 검지함으로써, 검출 전극인 각 하부 전극 패턴 (14) 및 각 상부 전극 패턴 (13) 의 검출 결과로부터, 손가락 (F) 의 접촉 위치를 산출하는 것이 가능하다.

본 실시형태에서는, 손가락 (F) 의 조작면 (20a) 상에서의 접촉 위치에 따라 손가락 (F) 과 각 전극 패턴 사이의 거리 (L2, L3) 가 상이하지만, 정전 용량의 크기는, 거리에 반비례하고, 면적에 비례하기 때문에, 본 실시형태와 같이, 조작면 (20a) 과 센서부 (25) 사이의 거리 (L2, L3) 가 클수록 전극 면적을 크게 함으로써, 손가락 (F) 을 조작면 (20a) 상의 상이한 위치에 접촉시켰을 때의 용량 변화의 편차를 종래에 비해 억제할 수 있어, 조작면 (20a) 전체에서의 센서 감도의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.

그리고, 본 실시형태에서는, 평면 형상 (평판상) 의 센서부 (25) 를 사용할 수 있기 때문에, 종래에 비해 조작면 (20a) 이 곡면상으로 형성된 입력 장치 (10) 를 적절하고 또한 용이하게 제조할 수 있음과 함께 조작면 (20a) 전체에서의 센서 감도의 균일성을 효과적으로 향상시키는 것이 가능하다.

여기서, 도 2(b) 에 나타내는 각 하부 전극 패턴 (14a ∼ 14d) 의 제 1 전극부 (40a ∼ 40p) 와, 도 2(c) 에 나타내는 각 상부 전극 패턴 (13a ∼ 13c) 의 제 2 전극부 (42a ∼ 42o) 사이에서의 전극 면적의 조정은 필요하지 않다. 예를 들어, 도 6 과 같이, 거리 (L3) 는 거리 (L2) 보다 커진다. 그러나, 거리 (L3) 에 있는 제 1 전극부를, 거리 (L2) 에 있는 전극부보다 크게 하는 것은 필요하지 않다. 본 실시형태에서는, 각 하부 전극 패턴 및 각 상부 전극 패턴이 모두 검출 전극으로서, 각 하부 전극 패턴, 및 각 상부 전극 패턴 각각에 있어서, 따로따로 손가락 (F) 의 X1-X2 방향 혹은 Y1-Y2 방향의 접촉 위치를 검지하기 때문에, 각 하부 전극 패턴과 각 상부 전극 패턴 사이에서 전극 면적의 조정은 필요하지 않고, 각 제 1 전극부 (40a ∼ 40p), 혹은, 각 제 2 전극부 (42a ∼ 42o) 에 있어서, 각각, 거리 (L2, L3) 에 대해 전극 면적을 조정하면 된다. 도 3 ∼ 도 5 에 있어서의 실시형태에서도 마찬가지이다. 단, 평면에서 볼 때에 인접하는 제 1 전극부 및 제 2 전극부끼리를, 거의 동일한 크기가 되도록 형성하는 것이, 크기가 상이한 제 1 전극부 및 제 2 전극부를 X-Y 평면에 적절히 배열시킬 수 있고, 또, 조작면 (20a) 으로부터 각 전극부의 형상을 투시하여 보이기 어렵게 할 수 있어 바람직하다.

도 3 은 제 2 실시형태에 있어서의 표면 부재 (20), 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴의 형상을 나타낸다.

도 3(a) 는 표면 부재 (20) 의 부분 평면도와, 표면 부재 (20) 의 중심 (O) 을 지나는 A-A 선 단면 및 B-B 선 단면을 나타낸다. 또한, A-A 선 단면 및 B-B 선 단면에는 표면 부재 (20) 뿐만 아니라 표면 부재 (20) 아래의 점착층 (31) 에 대해서도 일부 도시하였다.

도 3(a) 에 나타내는 바와 같이 표면 부재 (20) 의 조작면 (표면) (20a) 은 X1-X2 방향을 향하여 볼록 곡면으로 형성되고, Y1-Y2 방향을 향하여 직선상으로 형성된다. 이 실시형태에서는 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위가 가장 상방으로 돌출되어 있고, 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위로부터 X1-X2 방향으로 멀어짐에 따라서 서서히 하방을 향하여 만곡되는 형상으로 형성되어 있다.

도 3(b) 는 하부 전극 패턴 (14) 의 부분 평면도이다. 도 3(b) 에 나타내는 각 하부 전극 패턴 (14e ∼ 14h) 은 모두 동일한 형상으로 형성된다. 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위에 가까운 제 1 전극부 (44b, 44c, 44f, 44g, 44j, 44k, 44n, 44o) 의 전극 면적은, 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위에서 먼 제 1 전극부 (44a, 44d, 44e, 44h, 44i, 44l, 44m, 44p) 보다 크게 형성되어 있다.

도 3(c) 는 상부 전극 패턴 (13) 의 부분 평면도이다. 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이 상부 전극 패턴 (13d ∼ 13f) 은 복수 개 형성된다. 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 각 상부 전극 패턴 (13d ∼ 13f) 은, X1-X2 방향으로 간격을 두고 배치됨과 함께, 각각, Y1-Y2 방향을 향하여 연장되어 형성되어 있다. 평면에서 볼 때에, 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위에 위치하는 상부 전극 패턴 (13f) 의 제 2 전극부 (45f, 45g, 45h, 45i, 45j) 의 전극 면적은, 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위로부터 떨어진 상부 전극 패턴 (13d, 13f) 의 제 2 전극부 (45a, 45b, 45c, 45d, 45e, 45k, 45l, 45m, 45n, 45o) 보다 크게 형성되어 있다.

도 3(d) 는 도 3(b) 에 나타내는 복수 개의 하부 전극 패턴 (14e ∼ 14h) 과 도 3(c) 에 나타내는 복수 개의 상부 전극 패턴 (13d ∼ 13f) 을 중첩시킨 부분 평면도이다. 도 3(d) 에 나타내는 바와 같이, 각 제 1 전극부 (44a ∼ 44p) 와 각 제 2 전극부 (45a ∼ 45o) 는 평면에서 볼 때에 중첩되지 않게 배치되어 있다.

그리고, 도 3(b) 및 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이 각 전극 패턴 (14e ∼ 14h, 13d ∼ 13f) 을 형성함으로써, 각 전극부의 전극 면적을, 조작면 (20a) 과 센서부 (25) 사이의 높이 방향 (Z) 으로의 거리 (L2, L3) 가 클수록 크게 할 수 있다.

도 4 는 제 3 실시형태에 있어서의 표면 부재 (20), 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴의 형상을 나타낸다.

도 4(a) 는 표면 부재 (20) 의 부분 평면도와, 표면 부재 (20) 의 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 A-A 선 단면 및 B-B 선 단면을 나타낸다. 또한, A-A 선 단면 및 B-B 선 단면에는 표면 부재 (20) 뿐만 아니라 표면 부재 (20) 아래의 점착층 (31) 에 대해서도 일부 도시하였다.

도 4(a) 에 나타내는 바와 같이 표면 부재 (20) 의 조작면 (표면) (20a) 은, Y1-Y2 방향 (제 1 방향) 및 X1-X2 방향 (제 2 방향) 을 향하여 오목 곡면으로 형성된다. 이 실시형태에서는 조작면 (20a) 의 중심 (O) 이 가장 하방으로 패여 있고, 중심 (O) 에서 멀어짐에 따라서 서서히 상방을 향하여 만곡되는 3D 형상으로 형성되어 있다.

도 4(b) 는 하부 전극 패턴 (14) 의 부분 평면도이다. 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이 하부 전극 패턴 (14i ∼ 14l) 은 복수 개 형성된다. 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 각 하부 전극 패턴 (14i ∼ 14l) 은, Y1-Y2 방향으로 간격을 두고 배치됨과 함께 각각, X1-X2 방향을 향하여 연장되어 형성되어 있다.

각 하부 전극 패턴 (14i ∼ 14l) 은 모두 복수의 제 1 전극부 (46a ∼ 46p) 가 X1-X2 방향으로, 상기 제 1 전극부 (46a ∼ 46p) 보다 가는 연결부 (41) 를 개재하여 연달아 형성된 형태이다. 또한, 도 4(b) 에서는 연결부 (41) 를 각 하부 전극 패턴 (14i ∼ 14l) 의 1 개 지점에만 도시하였다. 도 4(b) 에는 평면에서 볼 때에, 표면 부재 (20) 의 조작면 (20a) 의 중심 (O) 도 도시하였다. 그리고, 도 4(b) 에 나타내는 실시형태에서는, 하부 전극 패턴 (14i, 14j) 과 하부 전극 패턴 (14k, 14l) 이 중심 (O) 에 대해 점 대칭으로 형성되어 있다. 즉, 하부 전극 패턴 (14i) 과 하부 전극 패턴 (14l) 은 동일한 형상으로 형성되고, 하부 전극 패턴 (14j) 과 하부 전극 패턴 (14k) 은 동일한 형상으로 형성된다.

각 하부 전극 패턴 (14i ∼ 14l) 의 패턴 형상에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

하부 전극 패턴 (14j, 14k) 의 중심 (O) 에 가깝게 동등한 위치에 있는 제 1 전극부 (46f, 46g, 46j, 46k) 는, 모두 가장 작은 전극 면적으로 형성된다. 하부 전극 패턴 (14j, 14k) 의 나머지 제 1 전극부 (46e, 46h, 46i, 46l) 는, 제 1 전극부 (46f, 46g, 46j, 46k) 보다 큰 전극 면적으로 형성된다.

하부 전극 패턴 (14i, 14l) 에서는, 중심 (O) 에 가깝게 동등한 위치에 있는 제 1 전극부 (46b, 46c, 46n, 46o) 는, 제 1 전극부 (46a, 46d, 46m, 46p) 보다 작은 전극 면적으로 형성되어 있다.

도 4(c) 는 상부 전극 패턴 (13) 의 부분 평면도이다. 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이 상부 전극 패턴 (13h ∼ 13j) 은 복수 개 형성된다. 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 각 상부 전극 패턴 (13h ∼ 13j) 은, X1-X2 방향으로 간격을 두고 배치됨과 함께, 각각, Y1-Y2 방향을 향하여 연장되어 형성되어 있다.

각 상부 전극 패턴 (13h ∼ 13j) 은 모두 복수의 제 2 전극부 (47a ∼ 47o) 가 X1-X2 방향으로, 상기 제 2 전극부 (47a ∼ 47o) 보다 가는 연결부 (43) 를 개재하여 연달아 형성된 형태이다. 또한, 도 4(c) 에서는 연결부 (43) 를 각 상부 전극 패턴 (13h ∼ 13j) 의 1 개 지점에만 도시하였다.

도 4(c) 에는 평면에서 볼 때에 표면 부재 (20) 의 조작면 (20a) 의 중심 (O) 도 도시하였다. 도 4(c) 에 나타내는 실시형태에서는, 상부 전극 패턴 (13h) 과 상부 전극 패턴 (13j) 이 중심 (O) 에 대해 점 대칭으로 형성되고 동일한 형상으로 되어 있다.

각 상부 전극 패턴 (13h ∼ 13j) 의 패턴 형상에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

상부 전극 패턴 (13i) 의 중심 (O) 에 위치하는 제 2 전극부 (47h) 는 가장 작은 전극 면적으로 형성된다. 상부 전극 패턴 (13i) 을 구성하는 다른 제 2 전극부 (47g, 47i) 의 전극 면적은, 제 2 전극부 (47h) 보다 크지만, 제 2 전극부 (47f, 47j) 보다 작게 형성되고, 제 2 전극부 (47f, 47j) 가 보다 크게 형성된다.

상부 전극 패턴 (13h, 13j) 에서는, 중심 (O) 에 가까운 제 2 전극부 (47c, 47m) 가 작게 형성되지만, 제 2 전극부 (47h) 보다 크게 형성된다. 상부 전극 패턴 (13h, 13j) 을 구성하는 나머지 제 2 전극부 (47b, 47d, 47l, 47n) 의 전극 면적은, 제 2 전극부 (47c, 47m) 보다 크지만 제 2 전극부 (47a, 47e, 47k, 47o) 보다 작게 형성되고, 제 2 전극부 (47a, 47e, 47k, 47o) 가 가장 크게 형성된다.

도 4(d) 는 도 4(b) 에 나타내는 복수 개의 하부 전극 패턴 (14i ∼ 14l) 과 도 4(c) 에 나타내는 복수 개의 상부 전극 패턴 (13h ∼ 13j) 을 중첩시킨 부분 평면도이다.

도 4(d) 에 나타내는 바와 같이, 하부 전극 패턴 (14i ∼ 14l) 을 구성하는 각 제 1 전극부 (46a ∼ 46p) 와, 상부 전극 패턴 (13h ∼ 13j) 을 구성하는 제 2 전극부 (47a ∼ 47o) 는 평면에서 볼 때에 중첩되지 않게 배치되어 있다. 그리고, 도 4(b) 및 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이 각 전극 패턴 (14i ∼ 14l, 13h ∼ 13j) 을 형성함으로써, 각 전극부 (46a ∼ 46p, 47a ∼ 47o) 의 전극 면적을, 조작면 (20a) 과 센서부 (25) 사이의 높이 방향 (Z) 으로의 거리가 클수록 크게 할 수 있다.

도 5 는 제 4 실시형태에 있어서의 표면 부재 (20), 하부 전극 패턴 및 상부 전극 패턴의 형상을 나타낸다.

도 5(a) 는 표면 부재 (20) 의 부분 평면도와, 표면 부재 (20) 의 중심 (O) 을 지나는 A-A 선 단면 및 B-B 선 단면을 나타낸다. 또한, A-A 선 단면 및 B-B 선 단면에는 표면 부재 (20) 뿐만 아니라 표면 부재 (20) 아래의 점착층 (31) 에 대해서도 일부 도시하였다.

도 5(a) 에 나타내는 바와 같이 표면 부재 (20) 의 조작면 (표면) (20a) 은 X1-X2 방향을 향하여 오목 곡면으로 형성되고, Y1-Y2 방향을 향하여 직선상으로 형성된다. 이 실시형태에서는 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위가 가장 하방으로 패여 있고, 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위로부터 X1-X2 방향으로 멀어짐에 따라서 서서히 상방을 향하여 만곡되는 형상으로 형성되어 있다.

도 5(b) 는 하부 전극 패턴 (14) 의 부분 평면도이다. 도 5(b) 에 나타내는 각 하부 전극 패턴 (14m ∼ 14p) 은 모두 동일한 형상으로 형성된다. 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위에 가까운 제 1 전극부 (48b, 48c, 48f, 48g, 48j, 48k, 48n, 48o) 의 전극 면적은, 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위에서 먼 제 1 전극부 (48a, 48d, 48e, 48h, 48i, 48l, 48m, 48p) 보다 작게 형성되어 있다.

도 5(c) 는 상부 전극 패턴 (13) 의 부분 평면도이다. 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이 상부 전극 패턴 (13k ∼ 13m) 은 복수 개 형성된다. 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 각 상부 전극 패턴 (13k ∼ 13m) 은, X1-X2 방향으로 간격을 두고 배치됨과 함께, 각각, Y1-Y2 방향을 향하여 연장되어 형성되어 있다. 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위에 위치하는 상부 전극 패턴 (13l) 의 제 2 전극부 (49f, 49g, 49h, 49i, 49j) 의 전극 면적은, 조작면 (20a) 의 중심 (O) 을 지나는 Y1-Y2 방향의 선 위로부터 떨어진 상부 전극 패턴 (13k, 13m) 의 제 2 전극부 (49a, 49b, 49c, 49d, 49e, 49k, 49l, 49m, 49n, 49o) 의 전극 면적보다 작게 형성되어 있다.

도 5(d) 는 도 5(b) 에 나타내는 복수 개의 하부 전극 패턴 (14m ∼ 14p) 과 도 5(c) 에 나타내는 복수 개의 상부 전극 패턴 (13k ∼ 13m) 을 중첩시킨 부분 평면도이다. 도 5(d) 에 나타내는 바와 같이, 각 제 1 전극부 (48a ∼ 48p) 와 각 제 2 전극부 (49a ∼ 49o) 는 평면에서 볼 때에 중첩되지 않게 배치되어 있다. 그리고, 도 5(d) 에서는, 각 하부 전극 패턴 (14m ∼ 14p) 의 각 제 1 전극부 (48a ∼ 48p), 및 각 상부 전극 패턴 (13k ∼ 13m) 의 각 제 2 전극부 (49a ∼ 49o) 의 전극 면적은, 각각, 조작면 (20a) 과 센서부 (25) 사이의 높이 방향 (Z) 으로의 거리가 클수록 크게 되어 있다.

상기의 도 2 ∼ 도 5 에 나타낸 바와 같이, 조작면 (20a) 이 볼록 곡면이나 오목 곡면으로 형성되어도, 조작면 (20a) 과 센서부 (25) 사이의 높이 방향으로의 거리가 커질수록 각 하부 전극 패턴 (13) 의 각 제 1 전극부의 전극 면적, 및 각 상부 전극 패턴의 각 제 2 전극부의 전극 면적이, 각각 크게 되어 있어, 이로써, 조작면 (20a) 전체에 있어서의 센서 감도를 종래에 비해 균일화할 수 있다.

본 실시형태에서는, 각 제 1 전극부에 있어서의 전극 면적의 비율, 및, 각 제 2 전극부에 있어서의 전극 면적의 비율은 각각, 각 전극부와 상기 조작면 사이의 거리의 비율에 비례하도록 각 전극부의 전극 면적을 조정하는 것이 바람직하다. 정전 용량의 크기는, 거리에 반비례하고, 면적에 비례한다. 따라서, 예를 들어 거리가 2 배가 되면, 면적을 2 배로 하도록 각 전극 면적을 조정함으로써, 조작면 (20a) 전체에 있어서의 센서 감도의 균일성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또, 도 6 에 나타내는 실시형태에서는, 표면 부재 (20) 는 조작면 (20a) 뿐만 아니라 조작면 (20a) 과 대향하는 이면 (20b) 도 조작면 (20a) 의 형상을 본떠 곡면상으로 형성되어 있지만, 도 7 에 나타내는 바와 같이 이면 (20b) 은 평탄면으로 형성되어도 된다.

C2, C3 : 정전 용량
F : 손가락
L2, L3 : 거리
10 : 입력 장치
13, 13a ∼ 13m : 상부 전극 패턴
14, 14a ∼ 14p : 하부 전극 패턴
20 : 표면 부재
20a : 조작면
20b : 이면
21 : 상부 기판
22 : 하부 기판
25 : 센서부
40, 40a ∼ 40p, 44a ∼ 44p, 46a ∼ 46p, 48a ∼ 48p : 제 1 전극부
41, 43 : 연결부
42, 42a ∼ 42o, 45a ∼ 45o, 47a ∼ 47o, 49a ∼ 49o : 제 2 전극부

Claims

평면 내에서 교차하는 제 1 방향과 제 2 방향 중 상기 제 1 방향으로 간격을 두고 형성된 복수 개의 하부 전극 패턴과, 상기 제 2 방향으로 간격을 두고 형성된 복수 개의 상부 전극 패턴이 높이 방향으로 간격을 두고 배치되고, 상기 복수 개의 하부 전극 패턴과 상기 복수 개의 상부 전극 패턴으로 이루어지는 센서부와, 상기 센서부와 높이 방향으로 대향하여 배치되고, 표면에 조작면을 갖는 표면 부재를 가지고 구성되고,
각 하부 전극 패턴은 각각, 복수의 제 1 전극부가 상기 제 2 방향으로 상기 제 1 전극부보다 가는 연결부를 개재하여 연달아 형성되어 있고,
각 상부 전극 패턴은 각각, 복수의 제 2 전극부가 상기 제 1 방향으로 상기 제 2 전극부보다 가는 연결부를 개재하여 연달아 형성되어 있으며,
상기 제 1 전극부와 상기 제 2 전극부는 평면에서 볼 때에 중첩되지 않게 배치되어 있고,
상기 조작면은, 조작체를 조작면 상에 접촉시켰을 때의 상기 조작체와 상기 센서부 사이의 높이 방향으로의 거리가 상기 조작체의 상기 조작면 상에서의 접촉 위치에 따라 상이하도록 곡면을 가지고 형성되어 있으며,
상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부의 각 전극 면적은, 상기 조작면과 상기 센서부 사이의 거리가 클수록 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 용량식 입력 장치.
제 1 항에 있어서,
각 제 1 전극부에 있어서의 전극 면적의 비율, 및, 각 제 2 전극부에 있어서의 전극 면적의 비율은 각각, 각 전극부와 상기 조작면 사이의 거리의 비율에 비례하는, 정전 용량식 입력 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 표면 부재의 조작면은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향 중 적어도 어느 일방을 향하여 볼록 곡면상 혹은 오목 곡면상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 표면 부재의 조작면은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향을 향하여 볼록 곡면상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 표면 부재의 조작면은 상기 제 2 방향을 향하여 볼록 곡면상으로 형성되고, 제 1 방향을 향하여 직선상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 표면 부재의 조작면은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향을 향하여 오목 곡면상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 표면 부재의 조작면은 상기 제 2 방향을 향하여 오목 곡면상으로 형성되고, 제 1 방향을 향하여 직선상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 센서부는 평면 형상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 센서부는 평면 형상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 센서부는 평면 형상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 센서부는 평면 형상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 센서부는 평면 형상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 센서부는 평면 형상으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은, 상기 조작면의 형상을 본떠 곡면상으로 형성되고, 상기 센서부의 상면측에 점착층을 개재하여 표면 부재가 접합되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은, 상기 조작면의 형상을 본떠 곡면상으로 형성되고, 상기 센서부의 상면측에 점착층을 개재하여 표면 부재가 접합되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은, 상기 조작면의 형상을 본떠 곡면상으로 형성되고, 상기 센서부의 상면측에 점착층을 개재하여 표면 부재가 접합되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은, 상기 조작면의 형상을 본떠 곡면상으로 형성되고, 상기 센서부의 상면측에 점착층을 개재하여 표면 부재가 접합되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은, 상기 조작면의 형상을 본떠 곡면상으로 형성되고, 상기 센서부의 상면측에 점착층을 개재하여 표면 부재가 접합되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은, 상기 조작면의 형상을 본떠 곡면상으로 형성되고, 상기 센서부의 상면측에 점착층을 개재하여 표면 부재가 접합되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은 평탄면으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은 평탄면으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은 평탄면으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은 평탄면으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은 평탄면으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.
제 13 항에 있어서,
상기 표면 부재의 상기 조작면에 대향하는 이면은 평탄면으로 형성되어 있는, 정전 용량식 입력 장치.