KR20110126604A - 정전 용량형 입력 스위치 - Google Patents

Abstract

기기의 케이스 등에 적절하게 내장할 수가 있고, 삼차원 형성에 수반되는 도통 불량을 유효하게 억제할 수 있는 정전 용량형 입력 스위치를 제공한다. 전자기기의 케이스에 내장되는 강성의 강성 부여층(1)과, 강성 부여층(1)에 적층되어 강도가 부여되는 적층 시트(10)를 구비하고, 강성 부여층(1)과 적층 시트(10)를 삼차원 형성한 정전 용량형 입력 스위치로서, 적층 시트(10)를 기재 시트(11)와, 캐패시터 형성용의 도전 패턴층(12)과, 이들 기재 시트(11)와 도전 패턴층(12)의 적어도 어느 일방에 적층되는 가식층(13)으로 형성하고, 도전 패턴층(12)에 별개의 도전체(30)를 접촉시키고, 도전체(30)에 의해 도전 패턴층(12)을 외부 전기 회로에 전기적으로 접속한다. 도전 고무로 이루어지는 도전체(30)를 사용하고, 외부 전기 회로로의 끌고 다님에 이용하므로, 전자기기의 케이스에 정전 용량형 입력 스위치가 내장되는 경우에 인출 라인이 스페이스를 점유하여 내장의 장해가 되는 일이 없다.

Description

정전 용량형 입력 스위치{CAPACITANCE-TYPE INPUT SWITCH}

본 발명은 노트북 PC, 디지털 오디오 플레이어(player), 휴대전화로 대표되는 휴대기기, 가전제품, 차량 탑재의 센터 패널이나 스티어링(steering) 스위치 등에 사용되는 정전 용량형 입력 스위치에 관한 것이다.

노트북 PC 등의 전자기기의 케이스에 내장되는 종래의 정전 용량형 입력 스위치는, 도시하지 않지만, 절연성의 지지층 상에 외부 전기 회로에 전기적으로 접속되는 도전 패턴층이 적층되고, 이 도전 패턴층 상에 케이스의 표면측에 위치하는 절연성의 가식층(加飾層)이 적층되어 있고, 이 가식층에 사용자의 손가락이 적당하게 접촉한다.

도전 패턴층은, 예를 들면 절연성 필름의 표면에 평면 원형이나 직사각형의 패턴 전극이 인쇄에 의해 복수 형성되고, 각 패턴 전극에 외부 전기 회로에 전기적으로 접속하기 위한 가늘고 긴 인출 라인이 인쇄에 의해 신장 형성되어 있다.

이러한 정전 용량형 입력 스위치는, 케이스 표면의 가식층에 손가락이 접촉하면, 도전 패턴층의 패턴 전극과 손가락의 사이에 캐패시터가 형성되어 손가락이 어느 위치에 존재하는지가 정전 용량의 변화로서 검출된다(특허 문헌 1, 2, 3 참조).

일본국 특허공고 1995-99346호 공보 WO2003/036247호 공보 일본국 특허공개 1993-26753호 공보

종래의 정전 용량형 입력 스위치는, 이상과 같이 구성되고, 패턴 전극에 가늘고 긴 인출 라인이 단지 신장 형성되어 있으므로, 케이스에 내장되는 경우에 XY방향으로 뻗는 인출 라인이 내장의 장해가 되어 적절하게 내장할 수가 없는 경우가 있다. 또, 정전 용량형 입력 스위치는, 의장성 향상의 관점에서 입체적으로 삼차원 성형되는 일이 있지만, 이 경우, 도전 패턴층도 삼차원 성형되므로, 도전 패턴층이 가로 방향으로부터 세로 방향으로 급격하게 굴곡하는 부분, 예를 들면 모서리부 등에서 가늘고 긴 인출 라인이 한층 더 뻗어, 이 결과, 인출 라인의 내구성이 저하하여 도통(導通) 불량을 초래하거나 단선될 우려가 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 기기의 케이스 등에 적절하게 내장할 수가 있고, 삼차원 형성에 수반되는 도통 불량을 유효하게 억제할 수 있는 정전 용량형 입력 스위치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 있어서는 상기 과제를 해결하기 위해, 강성을 가지는 강성 부여층과, 이 강성 부여층에 중첩되어 설치되어 강도가 부여되는 적층 시트를 구비하고, 이들 강성 부여층과 적층 시트 중, 적어도 적층 시트를 삼차원 형성한 것으로서, 적층 시트는, 기재 시트(base sheet)와, 캐패시터 형성용의 도전 패턴층과, 이들 기재 시트와 도전 패턴층의 적어도 어느 일방에 적층되는 가식층을 포함하고, 도전 패턴층에 별개의 도전체를 접촉시키고, 이 도전체에 의해 도전 패턴층을 외부 전기 회로에 전기적으로 접속하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 표면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층의 이면 내측에 회로 기판을 부착함과 아울러, 도전체용의 가이드를 형성하고, 이 가이드에 도전체를 감입하여 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시킬 수가 있다.

또, 강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 표면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층과 적층 시트를 베이스 판에 부착하고, 이 베이스 판에 강성 부여층의 하방에 위치하는 회로 기판을 부착함과 아울러, 이 회로 기판에는 강성 부여층 내에 위치하는 가이드 판을 고정하고, 이 가이드 판에 설치한 위치 결정 구멍에 도전체를 삽입하고, 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시킬 수가 있다.

또, 강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 이면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층과 적층 시트를 베이스 판에 부착하고, 이 베이스 판에 적층 시트의 하방에 위치하는 회로 기판을 부착함과 아울러, 이 회로 기판에는 적층 시트 내에 위치하는 가이드 판을 고정하고, 이 가이드 판에 도전체를 삽입하고, 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시킬 수가 있다.

또, 강성 부여층, 베이스 판, 및 가이드 판의 적어도 어느 하나에 광원으로부터의 광선을 적층 시트로 이끄는 도광로를 형성하고, 적층 시트에 광투과성을 부여하는 것이 가능하다.

또, 적층 시트는, 가식층에 적층되고, 외부로부터 도체에 접촉되는 보호층을 더 포함하는 것이 가능하다.

또, 적층 시트의 도전 패턴층과 도전체의 접촉부를 산화 방지막에 의해 피복하는 것이 가능하다.

또, 적층 시트의 도전 패턴층은, 캐패시터 형성용의 복수의 패턴 전극과, 각 패턴 전극에 형성되는 인출 라인과, 이 인출 라인의 단부에 형성되는 인출 전극을 포함하고, 복수의 패턴 전극과 인출 전극의 어느 하나를 도전체에 접촉시킬 수가 있다.

또한, 도전체를 도전성 엘라스토머(elastomer) 단체, 혹은 복수의 도전성 엘라스토머와 절연성 엘라스토머를 교대로 배열한 탄성의 전기 커넥터(connector)로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 특허 청구의 범위에 있어서의 강성 부여층과 적층 시트라는 것은, 모두 삼차원 성형되는 것이라도 좋고, 따로 따로 삼차원 성형되는 것이라도 좋다. 예를 들면, 강성 부여층의 삼차원 성형 후에 적층 시트가 삼차원 성형되는 것이라도 좋고, 적층 시트의 삼차원 성형 후에 강성 부여층이 삼차원 성형되는 것이라도 좋다. 삼차원 성형에 즈음해서는, 압공 성형법, 진공 성형법, 압축 성형법, 사출 성형법 등이 채용된다.

강성 부여층은, 광원으로부터의 광선을 도광하여 광투과성의 적층 시트 방향으로 이끄는 라이트 가이드라도 좋다. 또, 적층 시트의 기재 시트, 도전 패턴층, 가식층, 보호층(표면 보호층을 포함)은 같은 크기라도 좋고, 다른 크기라도 좋다. 이 적층 시트의 도전 패턴층은, 도전체와 마찬가지로, 단수 복수 어느 쪽이라도 좋고, 기재 시트의 표면이나 이면, 가식층에 적층된다. 또, 가식층은 기재 시트, 도전 패턴층, 혹은 기재 시트 및 도전 패턴층에 적당하게 적층된다.

도전체로서는 압접하여 전기적으로 접속할 수 있는 이방 도전성의 전기 커넥터의 사용이 바람직하지만, 도전성을 가지는 탄성 고무, 탄성 엘라스토머(elastomer), 스프링, 프로브 핀(probe pin), 와이어(wire) 등을 사용할 수도 있다. 또한, 도전체를 히트 실 커넥터(heat seal connector)로서 접속에 사용하거나 금속체, 플렉서블(flexible) 기판, 도전성의 부직포 및 그 복합체, 도전성의 스프링을 도전성의 접착제로 접속 또는 압접하여 사용해도 좋다.

본 발명에 의하면, 적층 시트의 도전 패턴층을 외부 전기 회로에 전기적으로 접속할 때, 종래의 가늘고 긴 인출 라인 대신에 도전체를 사용하여 외부 전기 회로로의 끌고 다님에 이용하므로, 전자기기의 케이스에 정전 용량형 입력 스위치가 내장되는 경우에 인출 라인이 스페이스(space)를 점유하여 내장의 장해가 되는 일이 적다. 따라서, 전자기기 등의 케이스에 정전 용량형 입력 스위치를 적절하게 내장할 수가 있다. 또, 인출 라인을 필요에 따라서 생략하거나 단축할 수가 있으므로 인출 라인에서 손가락을 잘못하여 검출하는 사태를 방지할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 기기의 케이스 등에 정전 용량형 입력 스위치를 적절하게 내장할 수가 있고, 삼차원 형성에 수반되는 도통 불량을 유효하게 억제할 수가 있다고 하는 효과가 있다. 특히, 정전 용량형 입력 스위치가 삼차원 형성되는 경우에는 모서리부 등에 있어서의 도통 불량을 방지할 수가 있다.

또, 강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 표면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층의 이면 내측에 회로 기판을 부착함과 아울러, 도전체용의 가이드를 형성하고, 이 가이드에 도전체를 감입하여 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시키면, 도전체가 압축 변형되므로, 적층 시트의 도전 패턴층과 회로 기판의 접속을 안정시킬 수가 있다.

또, 강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 표면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층과 적층 시트를 베이스 판에 부착하고, 이 베이스 판에 강성 부여층의 하방에 위치하는 회로 기판을 부착함과 아울러, 이 회로 기판에는 강성 부여층 내에 위치하는 가이드 판을 고정하고, 이 가이드 판에 설치한 위치 결정 구멍에 도전체를 삽입하고, 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시키면, 강성 부여층에 복수의 보스(boss)를 성형할 필요가 없기 때문에 약함에 수반되는 성형 불량을 억제할 수가 있다.

또, 가이드 판의 위치 결정 구멍에 도전체를 삽입하므로, 도전체를 고정밀도로 위치 결정하여 회로 기판의 전극에 적절하게 접촉시킬 수가 있고, 도전체의 양호한 자세에서의 변형도 기대할 수 있다.

또, 광투과성의 강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 이면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층과 적층 시트를 베이스 판에 부착하고, 이 베이스 판에 적층 시트의 하방에 위치하는 회로 기판을 부착함과 아울러, 이 회로 기판에는 적층 시트 내에 위치하는 가이드 판을 고정하고, 이 가이드 판에 도전체를 삽입하고, 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시키면, 강성 부여층에 복수의 보스 등을 성형할 필요가 없기 때문에 약함에 수반되는 성형 불량을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또, 가이드 판의 위치 결정 구멍에 도전체를 삽입하므로, 도전체를 위치 결정하여 회로 기판의 전극에 적절하게 접촉시킬 수가 있고, 도전체의 양호한 자세에서의 탄성 변형도 기대할 수 있다. 또, 강성 부여층이 전자기기의 표면측에 위치하므로 적층 시트를 유효하게 보호하거나 도통을 용이하게 확보하는 것도 가능하게 된다.

또, 강성 부여층, 베이스 판, 및 가이드 판의 적어도 어느 하나에 광원으로부터의 광선을 적층 시트로 이끄는 도광로를 형성하고, 적층 시트에 광투과성을 부여하면, 적층 시트의 조광에 의해 입력 작업에 관한 기능성이나 조작성의 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.

또, 적층 시트에, 가식층에 적층되고, 외부로부터 도체에 접촉되는 보호층을 더 포함하면, 가식층을 도체의 접촉에 수반하는 손상으로부터 유효하게 보호할 수가 있다.

또, 적층 시트의 도전 패턴층과 도전체의 접촉부를 산화 방지막에 의해 피복하면, 도전 패턴층의 부식이나 산화의 방지를 기대할 수 있다.

또한, 도전체를 복수의 도전성 엘라스토머와 절연성 엘라스토머를 교대로 배열한 탄성의 전기 커넥터로 하면, 도전 패턴층의 패턴 전극이나 인출 전극에 복수의 도전성 엘라스토머를 접촉시킬 수가 있으므로, 도전 패턴층의 위치 어긋남에 수반되는 도통 불량을 억제하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명과 관련되는 정전 용량형 입력 스위치의 실시 형태를 이면측으로부터 모식적으로 나타내는 부분 단면 사시도이다.
도 2는 본 발명과 관련되는 정전 용량형 입력 스위치의 제2의 실시 형태를 모식적으로 나타내는 단면 설명도이다.
도 3은 본 발명과 관련되는 정전 용량형 입력 스위치의 제3의 실시 형태를 모식적으로 나타내는 단면 설명도이다.
도 4는 본 발명과 관련되는 정전 용량형 입력 스위치의 제4의 실시 형태를 모식적으로 나타내는 부분 단면 설명도이다.
도 5는 본 발명과 관련되는 정전 용량형 입력 스위치의 제5의 실시 형태를 모식적으로 나타내는 부분 단면 설명도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명과 관련되는 정전 용량형 입력 스위치의 바람직한 실시 형태를 설명하면, 본 실시 형태에 있어서의 정전 용량형 입력 스위치는, 도 1에 나타내듯이, 전자기기의 케이스에 내장되는 강성의 강성 부여층(1)에 적층 시트(10)를 적층하여 이들을 입체적으로 삼차원 성형한 스위치로, 적층 시트(10)를 형성하는 도전성의 도전 패턴층(12)에 내구성이 뛰어난 별개의 도전체(30)를 접촉 혹은 근접시키고, 이 도전체(30)를 통해 도전 패턴층(12)을 외부 전기 회로에 접속하여 전기적으로 도통하도록 하고 있다.

강성 부여층(1)은, 예를 들면 강성을 가지는 소정의 재료를 사용하여 단면이 대략 역(逆)사발 형태로 성형되고, 이면 내에 복수의 부착 보스(2)와 도전체(30)용의 원통형을 나타낸 가이드인 감합 가이드 보스(3)가 소정의 간격으로 배열 형성되어 있고, 복수의 부착 보스(2)에 프린트 배선판으로 이루어지는 회로 기판(4)이 설치용의 작은 나사못(5)을 통해 나착(螺着) 고정된다. 이 강성 부여층(1)의 소정의 재료로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 경질의 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 변성 폴리페닐렌에테르, ABS 수지, 아크릴 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다.

회로 기판(4)의 표리면에는 도전성의 랜드(land)(6)가 각각 스크린 인쇄법, 에칭법, 도금법 등에 의해 패턴 형성되고, 이 복수의 랜드(6)가 서로 도통되고, 한편 CPU나 A/D 컨버터 등의 신호 처리 회로로 대표되는 외부 전기 회로나 외부의 회로 기판에 리드 선(lead line)을 통해 전기적으로 접속된다.

적층 시트(10)는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등으로 이루어지는 기재 시트(11)와, 캐패시터를 형성하는 도전 패턴층(12)과, 기재 시트(11)의 표리면의 적어도 몇 개의 면에 적층되는 가식층(13)과, 기재 시트(11)의 표면에 가식층(13)이 적층되는 경우에 가식층(13) 상에 적층되어 케이스의 표면측에 위치하는 표면 보호층을 구비한 가요성의 다층 구조로 형성되고, 강성 부여층(1)에 의해 강도가 부여되어 형상을 유지한다.

도전 패턴층(12)은, 예를 들면 기재 시트(11)의 이면의 일부에 도전성을 가지는 소정의 재료가 스크린 인쇄 등이 이루어짐으로써 박막으로 형성되고, 감합 가이드 보스(3)의 개구된 표면을 피복한다. 이 도전 패턴층(12)의 소정의 재료로서는, 예를 들면 금속(Al이나 동(銅), 은(銀) 나노 와이어 등), 은(銀) 페이스트(paste), 카본(carbon) 등을 들 수 있다.

도전 패턴층(12)에 광투과성이 요구되는 경우에는 ITO, 은 나노 와이어, 광투과성을 가지는 도전성 폴리머(폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 등)가 선택되어 사용된다. 도전 패턴층(12)은 평면 원형, 타원형, 직사각형, 다각형 등으로 형성되지만, 필요에 따라서 복수의 패턴 전극으로 분할 형성된다.

가식층(13)은, 예를 들면 기재 시트(11)의 표면에 적층되어 문자, 도형, 기호, 이들의 결합, 혹은 이들과 색채의 결합 등의 모양이 얇게 적층됨으로써 가식 형성된다. 이 가식층(13)의 적층법은, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 잉크에 의한 스크린 인쇄법(screen printing method), 그라비아 인쇄법(gravure printing method), 잉크젯 인쇄법(ink-jet printing method), 패드 인쇄법(pad printing method), 열전사법 등이 채용된다.

도전체(30)는, 예를 들면 도전성 엘라스토머에 의해 탄성 변형 가능한 원기둥형의 도전 고무로 성형되고, 강성 부여층(1)의 감합 가이드 보스(3)에 감입됨과 아울러, 회로 기판(4)의 랜드(6)와 도전 패턴층(12)의 사이에 압축되어 개재되어 있어 종래의 도전 패턴층(12)의 가늘고 긴 인출 라인으로서 기능한다.

도전체(30)의 도전 패턴층(12)에 압접하는 평탄한 상단면에는 산화 방지막(31)이 선택적으로 복착(覆着)되고, 이 산화 방지막(31)이 도전 패턴층(12)의 산화나 부식 등을 억제 방지한다. 이 산화 방지막(31)은, 예를 들면 카본 등으로 이루어지는 도전 재료나 절연성의 수지 재료에 의해 형성되거나 강성 부여층(1)의 성형시에 강성 부여층(1)과 마찬가지의 재료에 의해 일체로 형성된다. 산화 방지막(31)은, 도전 패턴층(12)의 스트레스가 작용하지 않는 평탄부, 환언 하면, 도전 패턴층(12)의 삼차원 성형시에 Z방향으로 뻗지 않는 비연신부(非延伸部)에 압접되는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 도전체(30)는, 강성 부여층(1) 내에 위치하여 적층 시트(10)의 이면측에 위치하는 도전 패턴층(12)에 하방으로부터 직접 접촉하고, 인출 라인을 생략하도록 기능한다.

또한, 회로 기판(4)의 랜드(6), 도전 패턴층(12), 및 도전체(30)의 접속 개소(箇所), 특히 도전체(30)의 접속 개소는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 오조작을 방지하는 관점에서 손가락(20)의 접촉하기 어려운 곳인 것이 바람직하다.

상기 구성에 있어서, 케이스 표면의 표면 보호층에 사용자의 손가락(20)이 접촉하면, 도전 패턴층(12)과 손가락(20)의 사이에 캐패시터가 형성되어 정전 용량이 변화하고, 손가락(20)이 어느 위치에 존재하는지가 정전 용량의 변화로서 검출되게 된다.

상기 구성에 의하면, 종래의 인출 라인 대신에 도전 고무로 이루어지는 도전체(30)를 사용하고, 외부 전기 회로로의 끌고 다님에 이용하므로, 전자기기의 케이스에 정전 용량형 입력 스위치가 내장되는 경우에 인출 라인이 스페이스를 점유하여 내장의 장해가 되는 일이 전혀 없다. 따라서, 케이스에 정전 용량형 입력 스위치를 적절하게 내장할 수가 있다. 또, 인출 라인의 생략에 의해 인출 라인에서 손가락(20)을 잘못하여 검출하는 오류 검출을 방지할 수가 있다.

또, 강성 부여층(1)과 적층 시트(10)가 일체화되고, 이들의 주위로부터 인출 라인이 XY방향으로 뻗는 일이 없기 때문에, 케이스에 정전 용량형 입력 스위치를 내장하여 간단하게 부착할 수가 있다. 또, 가로 방향으로부터 세로 방향으로 급격하게 굴곡하는 부분 등을 회피하고, 도전체(30)를 사용하여 외부 전기 회로로의 끌고 다님에 이용할 수가 있으므로, 예를 들면 정전 용량형 입력 스위치가 입체적으로 삼차원 성형되는 경우라도 모서리부에 있어서의 도통 불량을 초래하거나 단선될 우려가 전혀 없다.

또한, 도전 패턴층(12)의 평탄부에 도전체(30)를 단지 접촉시키는 것이 아니라, 도전체(30)를 압축 변형시킨 상태로 접촉시키므로, 도전 패턴층(12)과 도전체(30)의 사이에 간극 등이 생기는 일이 없어 접속의 안정화를 많이 기대할 수 있다.

다음에, 도 2는 본 발명의 제2의 실시 형태를 나타내는 것으로, 이 경우에는 강성 부여층(1)의 두께 방향으로, LED(40)로부터의 광선을 적층 시트(10) 방향으로 이끄는 도광로(41)를 천공하고, 적어도 도광로(41) 상의 적층 시트(10)에 광투과성을 부여하도록 하고 있다.

표면 보호층의 표면에는 사용자에게 조작부인 것을 인식시키는 볼록부(15)가 일체로 형성된다. 그 외의 부분에 대해서는, 상기 실시 형태와 대략 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 기대할 수 있고, 더군다나 LED(40)의 광선에 의해 적층 시트(10)를 형성하는 가식층(13)의 문자, 도형, 기호 등으로 이루어지는 모양을 조광할 수가 있으므로, 기능성이나 조작성의 향상을 기대할 수 있는 것은 분명하다.

다음에, 도 3은 본 발명의 제3의 실시 형태를 나타내는 것으로, 이 경우에는 적층 시트(10)를 열성형으로 삼차원 형성하여 그 이면에 강성 부여층(1)을 나중에 삼차원 형성하고, 적층 시트(10)의 도전 패턴층(12)에 복수의 인출 전극(18)을 형성하고, 이 복수의 인출 전극(18)에 이방 도전성의 도전체(30)를 압접하도록 하고 있다.

강성 부여층(1)은, 삼차원 형성된 적층 시트(10)의 이면에 사출 성형으로 나중에 중앙부가 평탄하게 패여 포위되는 단면 대략 M자형으로 삼차원 형성되고, 중앙부의 표면에 단면 대략 V자형의 복수의 돌기부(7)가 간격을 두고 배열 형성된다. 이 강성 부여층(1)의 이면에는 중앙부의 주연(周緣) 부근에 위치하는 도전체(30)용의 감합 가이드 보스(3)가 각통형(角筒形)으로 형성된다.

적층 시트(10)는, 케이스의 표면측에 위치하는 기재 시트(11)와, 이 기재 시트(11)에 인쇄하여 적층되는 가식층(13)과, 이 가식층(13)의 일부에 인쇄하여 적층되는 도전 패턴층(12)과, 이 도전 패턴층(12)이나 가식층(13)에 적층되어 강성 부여층(1)의 표면을 덮는 보호층(14)을 구비한 가요성의 다층 구조로 형성되고, 압공 성형으로 삼차원 형성되어 그 이면의 기재 시트(11)에 강성 부여층(1)이 나중에 일체로 형성된다.

적층 시트(10)는, 중앙부가 평탄하게 패여 포위되는 단면 대략 M자형으로 삼차원 형성되어 프레스(press)로 트리밍(trimming)된다. 이 적층 시트(10)는, 삼차원 성형시에 중앙부에 복수의 돌기부(16)가 간격을 두고 배열 형성되고, 각 돌기부(16)가 단면 대략 V자형 혹은 대략 반원형으로 형성되어 강성 부여층(1)의 돌기부(7)에 감합한다.

도전 패턴층(12)은, 예를 들면 적층 시트(10)의 중앙부에 위치하여 캐패시터를 형성하는 평면 대략 부채 모양의 패턴 전극(17)을 복수 늘어놓아 구비하고, 각 패턴 전극(17)의 주연부에 가는 인출 라인이 감합 가이드 보스(3) 방향을 향해 짧게 형성되어 있고, 이 인출 라인의 선단부에 도전체(30)의 상단면에 접촉하는 인출 전극(18)이 일체로 형성된다.

보호층(14)은, 예를 들면 폴리카보네이트계의 잉크에 의해 형성되고, 적층 시트(10) 혹은 삼차원 성형된 적층 시트(10)의 이면에 강성 부여층(1)이 일체로 성형될 때, 적층 시트(10)의 이면측에 위치하는 도전 패턴층(12)이나 가식층(13)이 손상되는 것을 방지한다. 이 보호층(14)은 강성 부여층(1)의 사출 성형에 사용되는 수지와 상용성이 좋은 수지의 사용이 바람직하고, 보다 바람직하게는 동종의 수지의 사용이 최적이다.

이러한 적층 시트(10)는, 준비한 기재 시트(11)에 폴리카보네이트계의 착색 잉크의 스크린 인쇄에 의해 가식층(13)이 형성되고, 이 가식층(13)에 은(銀) 페이스트(paste) 등의 스크린 인쇄에 의해 도전 패턴층(12)이 형성된 후, 가식층(13)이나 도전 패턴층(12)에 보호층(14)이 인쇄 형성됨으로써 제조된다. 이 때에 도전 패턴층(12)의 인출 전극(18)은 산화 방지의 관점에서 카본 잉크(carbon ink)로 피복 형성된다.

도전체(30)는, 예를 들면 복수의 도전성 엘라스토머와 절연성 엘라스토머를 교대로 배열한 이방 도전성의 대략 블록형 혹은 대략 기둥 모양의 전기 커넥터(32)로 이루어지고, 감합 가이드 보스(3)에 감입되어 회로 기판(4)의 랜드(6)와 복수의 인출 전극(18)에 전기적으로 탄접(彈接)한다. 도전성 엘라스토머는 도통을 확실히 도모하는 관점에서 각 인출 전극(18)에 복수개가 접촉하도록 배열된다. 그 외의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 기대할 수 있고, 더군다나 복수의 인출 전극(18)에 이방 도전성의 전기 커넥터(32)로 이루어지는 도전체(30)가 압접하고, 복수의 인출 전극(18)이나 전기 커넥터(32)에 상대적인 위치 어긋남이 있은 경우에도 위치 어긋남 오차를 유효하게 흡수하여 도통을 확보하므로, 다소의 위치 어긋남에 관계없이, 확실한 도통을 기대할 수 있는 것은 분명하다.

다음에, 도 4는 본 발명의 제4의 실시 형태를 나타내는 것으로, 이 경우에는 삼차원 형성한 강성 부여층(1)과 적층 시트(10)를 베이스 판(50)에 감합하여 나착(螺着)하고, 이 베이스 판(50)에 강성 부여층(1)의 하방에 위치하는 회로 기판(4)을 나착함과 아울러, 이 회로 기판(4)의 표면에는 강성 부여층(1) 내에 간극을 통해 위치하는 별개의 가이드 판(51)을 적층하여 나착하고, 이 가이드 판(51)에 이방 도전성의 도전체(30)를 삽입통과시켜서 도통을 확보하도록 하고 있다.

강성 부여층(1)은, 미리 삼차원 성형된 적층 시트(10)의 이면에 소정의 두께로 인서트(insert) 성형되고, 적층 시트(10)와 일체화된다. 또, 베이스 판(50)과 가이드 판(51)이라는 것은, 예를 들면 소정의 수지를 함유하는 성형 재료에 의해 각각 형성되고, 필요에 따라서 광투과성이 부여된다. 베이스 판(50)의 표면에는 복수의 부착 보스(2)가 형성되고, 각 부착 보스(2)에 회로 기판(4)과 가이드 판(51)이 작은 나사못(5)을 통해 거듭되어 나착된다.

가이드 판(51)의 주연부 부근에는 위치 결정 구멍(52)이 두께 방향으로 천공되고, 이 위치 결정 구멍(52)에 도전체(30)가 삽입되어 그 하단부가 대향하는 회로 기판(4)의 랜드(6)에 압접한다. 그 외의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 기대할 수 있고, 더군다나 강성 부여층(1)에 복수의 부착 보스(2)와 감합 가이드 보스(3)를 성형할 필요가 전혀 없기 때문에 약함에 수반되는 성형 불량을 억제 방지할 수가 있다. 또, 가이드 판(51)의 위치 결정 구멍(52)에 도전체(30)를 삽입하므로, 도전체(30)를 고정밀도로 위치 결정하여 회로 기판(4)의 랜드(6)에 적절하게 접촉시킬 수가 있고, 도전체(30)의 양호한 자세에서의 탄성 변형도 많이 기대할 수 있다.

다음에, 도 5는 본 발명의 제5의 실시 형태를 나타내는 것으로, 이 경우에는 광투과성의 강성 부여층(1)과 적층 시트(10)를 삼차원 성형하여 강성 부여층(1)의 이면에 적층 시트(10)를 위치시키고, 강성 부여층(1)과 적층 시트(10)를 베이스 판(50)에 감합하여 나착하고, 이 베이스 판(50)에는 적층 시트(10)의 하방에 위치하는 회로 기판(4)을 나착함과 아울러, 이 회로 기판(4)의 표면에는 적층 시트(10) 내에 간극을 통해 위치하는 별개의 가이드 판(51)을 적층하여 나착하고, 이 가이드 판(51)에 이방 도전성의 도전체(30)를 삽입통과시켜서 도통을 확보하도록 하고 있다.

강성 부여층(1)과 적층 시트(10)라는 것은, 예를 들면 적층 시트(10)의 삼차원 성형 후에 강성 부여층(1)이 나중에 삼차원 성형되거나 강성 부여층(1)과 적층 시트(10)가 각각 개별적으로 삼차원 성형된 후, 이들(1, 10)이 적층되어 접착된다. 또, 적층 시트(10)의 도전 패턴층(12)은, 예를 들면 복수의 패턴 전극(17)으로 이루어지고, 하나의 패턴 전극(17)이 하나의 인출 전극(18)으로 되어 하방으로부터 도전체(30)가 직접적으로 압접한다. 그 외의 부분에 대해서는 상기 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 있어서도 상기 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 기대할 수 있고, 더군다나 경질의 강성 부여층(1)이 표면측에 위치하므로 유연한 적층 시트(10)를 유효하게 보호하거나 성형에 수반하는 약함을 억제 방지하거나 도통을 매우 용이하게 확보할 수가 있다. 또한, 하나의 패턴 전극(17)과 도전체(30)를 직접 압접하므로 인출 라인을 생략하여 구성의 간소화를 도모할 수가 있다.

또한, 상기 실시 형태의 강성 부여층(1), 기재 시트(11), 도전 패턴층(12), 가식층(13), 및 보호층(14)을 점착제, 자외선 경화 접착제, 양면 테이프 등에 의해 붙여 적층해도 좋다. 또, 강성 부여층(1)을 LED(40)로부터의 광선을 도광하여 광투과성의 기재 시트(11), 도전 패턴층(12), 가식층(13), 보호층(14) 방향으로 이끄는 라이트(light) 가이드층으로 해도 좋다. 또, 회로 기판(4)의 표리면에 랜드(6)를 패턴 형성했지만, 회로 기판(4)의 표리면을 스루홀(through hole) 접속해도 좋다. 또, 보호층(14)의 표면에 조작부인 것을 인식시키는 오목부를 형성할 수가 있다.

또, 회로 기판(4)에 관통공을 천공하고, 이 관통공에 도전체(30)를 삽입하여 그 말단부를 노출시키고, CPU 등의 외부 전기 회로에 접속할 수도 있다. 또, 회로 기판(4)의 랜드(6)와 복수의 도전 패턴층(12)의 사이에 복수의 도전체(30)를 압축하여 개재시키는 것도 가능하다.

또, 도전체(30)는 도전 패턴층(12)과 회로 기판(4)을 도통시키는 것이면, 특히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 절연성의 재료 중에 원기둥형, 원추대형, 다각형의 기둥으로 가공된 도전성의 재료를 내장한 것으로 하는 것도 가능하다. 또한, 가이드 판(51)은 회로 기판(4)과 대략 같은 크기라도 좋지만, 필요에 따라 길게 하거나 짧게 해도 좋다.

1 강성 부여층 2 부착 보스
3 감합 가이드 보스(guide boss)(가이드)
4 회로 기판 5 작은 나사못
6 랜드(land)(전극)
10 적층 시트 11 기재 시트
12 도전 패턴층 13 가식층
14 보호층
17 패턴 전극 18 인출 전극
20 손가락(도체) 30 도전체
31 산화 방지막 32 전기 커넥터
40 LED(광원) 41 도광로
50 베이스 판(base plate) 51 가이드 판(guide plate)
52 위치 결정 구멍

Claims (9)

1. 강성을 가지는 강성 부여층과, 이 강성 부여층에 중첩되어 설치되어 강도가 부여되는 적층 시트를 구비하고, 이들 강성 부여층과 적층 시트 중, 적어도 적층 시트를 삼차원 형성한 정전 용량형 입력 스위치로서,
   적층 시트는, 기재 시트와, 캐패시터 형성용의 도전 패턴층과, 이들 기재 시트와 도전 패턴층의 적어도 어느 일방에 적층되는 가식층을 포함하고, 도전 패턴층에 별개의 도전체를 접촉시키고, 이 도전체에 의해 도전 패턴층을 외부 전기 회로에 전기적으로 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 정전 용량형 입력 스위치.
2. 제1항에 있어서,
   강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 표면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층의 이면 내측에 회로 기판을 부착함과 아울러, 도전체용의 가이드를 형성하고, 이 가이드에 도전체를 감입하여 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시키도록 한 정전 용량형 입력 스위치.
3. 제1항에 있어서,
   강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 표면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층과 적층 시트를 베이스 판에 부착하고, 이 베이스 판에 강성 부여층의 하방에 위치하는 회로 기판을 부착함과 아울러, 이 회로 기판에는 강성 부여층 내에 위치하는 가이드 판을 고정하고, 이 가이드 판에 설치한 위치 결정 구멍에 도전체를 삽입하고, 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시키도록 한 정전 용량형 입력 스위치.
4. 제1항에 있어서,
   강성 부여층과 적층 시트를 삼차원 성형하여 강성 부여층의 이면에 적층 시트를 위치시키고, 강성 부여층과 적층 시트를 베이스 판에 부착하고, 이 베이스 판에 적층 시트의 하방에 위치하는 회로 기판을 부착함과 아울러, 이 회로 기판에는 적층 시트 내에 위치하는 가이드 판을 고정하고, 이 가이드 판에 도전체를 삽입하고, 그 단부를 회로 기판의 전극에 접촉시키도록 한 정전 용량형 입력 스위치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   강성 부여층, 베이스 판, 및 가이드 판의 적어도 어느 하나에 광원으로부터의 광선을 적층 시트로 이끄는 도광로를 형성하고, 적층 시트에 광투과성을 부여한 정전 용량형 입력 스위치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   적층 시트는, 가식층에 적층되고, 외부로부터 도체에 접촉되는 보호층을 더 포함하여 이루어지는 정전 용량형 입력 스위치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   적층 시트의 도전 패턴층과 도전체의 접촉부를 산화 방지막에 의해 피복한 정전 용량형 입력 스위치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   적층 시트의 도전 패턴층은, 캐패시터 형성용의 복수의 패턴 전극과, 각 패턴 전극에 형성되는 인출 라인과, 이 인출 라인의 단부에 형성되는 인출 전극을 포함하고, 복수의 패턴 전극과 인출 전극의 어느 하나를 도전체에 접촉시키는 정전 용량형 입력 스위치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   도전체를 도전성 엘라스토머 단체, 혹은 복수의 도전성 엘라스토머와 절연성 엘라스토머를 교대로 배열한 탄성의 전기 커넥터로 한 정전 용량형 입력 스위치.

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