KR20180078316A - 정전 용량식 센서 - Google Patents

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유스케 고이케
기요시 고바야시
히데아키 다카하시
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알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

절곡 가능한 정전 용량식 센서에 있어서, 브리지 구조의 손상을 억제하여, 센서 기능의 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있는 정전 용량식 센서로서, 절곡부와 평면부를 가지고, 절곡부에 있어서 절곡 가능한 정전 용량식 센서이며, 검출 영역에 있어서 제 1 방향을 따라 나란히 배치된 복수의 제 1 투명 전극과, 검출 영역에 있어서 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향을 따라 나란히 배치된 복수의 제 2 투명 전극과, 복수의 제 1 투명 전극 및 복수의 제 2 투명 전극 중 어느 일방에 일체로 설치된 연결부와, 복수의 제 1 투명 전극 및 복수의 제 2 투명 전극 중 어느 타방과는 별체로 연결부에 교차하는 부분에 설치된 브리지 배선부를 구비하고, 절곡부에 있어서 연결부가 연장되는 방향은, 평면부에 있어서 연결부가 연장되는 방향과는 다른 정전 용량식 센서가 제공된다.

Description

정전 용량식 센서
본 발명은, 정전 용량식 센서에 관한 것으로서, 특히 브리지 구조(전극끼리의 교차 구조)를 가지는 정전 용량식 센서로서 절곡 가능한 정전 용량식 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 정전 용량식 센서는, 투광성을 가지는 복수의 투명 전극을 구비한다. 브리지 구조가 설치된 정전 용량식 센서에서는, 복수의 제 1 투명 전극은, 브리지 배선을 개재하여 제 1 방향으로 연결되어 있다. 또한, 복수의 제 2 투명 전극은, 연결부를 개재하여 제 2 방향으로 연결되어 있다. 복수의 브리지 배선은, 투명 전극이 설치된 영역의 대략 전체에 걸쳐, 동일한 방향으로 연장되고 있다.
또한, 특허 문헌 1에는, 곡면을 가지는 표면 패널과, 접착제를 개재하여 표면 패널과 맞붙여지는 필름 센서를 구비한 입력 장치가 개시되어 있다. 특허 문헌 1에 기재된 필름 센서는, 표면 패널의 만곡 형상을 따라 만곡되어, 표면 패널에 맞붙여진다.
일본공개특허 특개2015-49847호 공보
그러나, 만곡 형상을 따라 만곡된 필름 센서에는, 만곡된 부분에 있어서 굽힘 응력이 발생한다. 또한, 표시 화면을 절곡 가능한 단말 장치(이른바, 폴더블 단말 장치)에 정전 용량식 센서가 이용되는 경우에는, 반복된 굽힘 응력이 절곡 부분에 발생한다. 그러면, 브리지 배선에 크랙 등의 손상이 발생하여, 브리지 배선의 저항값이 변화될 우려가 있다고 하는 점에 있어서는 개선의 여지가 있다. 브리지 배선의 저항값이 변화되면, 센서의 기능이 영향을 받는 경우가 있다.
또한, 크랙 등의 손상이 브리지 배선에 발생하는 것을 억제하기 위해, 브리지 배선이 연장되는 방향을 변경하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 복수의 브리지 배선이 동일한 방향으로 연장되고 있는 경우로서, 정전 용량식 센서가 상기 서술한 단말 장치 등에 이용되는 경우에는, 정전 용량식 센서와 디스플레이와의 사이의 배치 관계에 따라서는, 브리지 배선의 패턴이 단말 장치의 외부에서 보이는 경우가 있다.
본 발명은, 상기 종래의 과제를 해결하기 위한 것이며, 절곡 가능한 정전 용량식 센서에 있어서, 브리지 구조의 손상을 억제하여, 센서 기능의 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있는 정전 용량식 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 정전 용량식 센서는, 일 양태에 있어서, 절곡부와 평면부를 가지고, 상기 절곡부에 있어서 절곡 가능한 정전 용량식 센서로서, 검출 영역에 있어서 제 1 방향을 따라 나란히 배치되어, 투광성을 가지는 복수의 제 1 투명 전극과, 상기 검출 영역에 있어서 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향을 따라 나란히 배치되어, 투광성을 가지는 복수의 제 2 투명 전극과, 상기 복수의 제 1 투명 전극 및 상기 복수의 제 2 투명 전극 중 어느 일방에 일체로 설치되어, 상기 어느 일방을 서로 전기적으로 접속하는 연결부와, 상기 복수의 제 1 투명 전극 및 상기 복수의 제 2 투명 전극 중 어느 타방과는 별체로 상기 연결부에 교차하는 부분에 설치되어, 상기 어느 타방을 서로 전기적으로 접속하는 브리지 배선부를 구비하고, 상기 절곡부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향과는 상이한 것을 특징으로 한다.
정전 용량식 센서가 절곡되면, 정전 용량식 센서의 절곡부에 굽힘 응력이 발생한다. 또한, 정전 용량식 센서가 예를 들면 표시 화면을 절곡 가능한 단말 장치(이른바, 폴더블 단말 장치)에 이용되는 경우에는, 반복된 굽힘 응력이 절곡부에 발생한다. 그러면, 브리지 배선부에 크랙 등의 손상이 발생하여, 브리지 배선부의 저항값이 변화될 우려가 있다. 브리지 배선부의 저항값이 변화되면, 정전 용량식 센서의 센서 기능이 영향을 받는 경우가 있다.
이에 비하여, 본 발명의 일 양태와 관련된 정전 용량식 센서에서는, 절곡부에 있어서 연결부가 연장되는 방향은, 평면부에 있어서 연결부가 연장되는 방향과는 상이하다. 이에 따라, 절곡부에 있어서 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향을, 평면부에 있어서 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향과는 상이하게 할 수 있다.
이 때문에, 정전 용량식 센서의 굽힘에 대한 내성을 향상시킬 수 있다. 즉, 정전 용량식 센서가 절곡 가능하게 된 경우라도, 브리지 배선부가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 브리지 배선부의 저항값이 변화되는 것을 억제하여, 정전 용량식 센서의 센서 기능이 영향을 받는 것을 억제할 수 있다. 또한, 정전 용량식 센서의 굽힘에 대한 내성이 향상되기 때문에, 보다 작은 곡률 반경으로 정전 용량식 센서를 절곡할 수 있어, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 정전 용량식 센서에 있어서, 상기 절곡부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향에 직교해도 된다. 이에 의하면, 절곡부에 있어서 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향을, 평면부에 있어서 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향에 대하여 직교하는 방향에 가깝게 할 수 있다. 이 때문에, 정전 용량식 센서가 절곡 가능하게 된 경우라도, 브리지 배선부가 크랙 등의 손상을 입는 것을 보다 억제할 수 있다.
본 발명의 정전 용량식 센서에 있어서, 상기 절곡부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향에 교차하고 있어도 된다. 이에 의하면, 절곡부에 있어서 복수의 제 1 투명 전극을 서로 접속하는 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향을, 평면부에 있어서 복수의 제 1 투명 전극을 서로 접속하는 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향에 교차시킬 수 있다. 이 때문에, 정전 용량식 센서가 절곡 가능하게 된 경우라도, 브리지 배선부가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 정전 용량식 센서의 센서 기능이 영향을 받는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 정전 용량식 센서에 있어서, 상기 절곡부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향에 직교해도 된다. 이에 의하면, 절곡부에 있어서 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향을, 절곡부에 발생하는 굽힘 응력의 방향에 대하여 직교시킬 수 있다. 이 때문에, 정전 용량식 센서가 절곡 가능하게 된 경우라도, 브리지 배선부가 크랙 등의 손상을 입는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 이 때문에, 정전 용량식 센서의 센서 기능이 영향을 받는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명의 정전 용량식 센서에 있어서, 상기 평면부에 있어서, 상기 어느 일방은 상기 복수의 제 2 투명 전극이며, 상기 어느 타방은 상기 복수의 제 1 투명 전극이고, 상기 절곡부에 있어서, 상기 어느 일방은 상기 복수의 제 1 투명 전극이며, 상기 어느 타방은 상기 복수의 제 2 투명 전극이어도 된다. 이에 의하면, 제 1 투명 전극 및 제 2 투명 전극의 배치 관계를, 절곡부 및 평면부와의 사이에서 변경하지 않고, 브리지 배선부가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 정전 용량식 센서에 있어서, 상기 평면부 및 상기 절곡부의 양방에 있어서, 상기 어느 일방은 상기 복수의 제 2 투명 전극이며, 상기 어느 타방은 상기 복수의 제 1 투명 전극이어도 된다. 이에 의하면, 복수의 제 1 투명 전극이 브리지 배선부에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계, 및 복수의 제 2 투명 전극이 연결부에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계는, 절곡부와 평면부와의 사이에 있어서 동일하다. 그리고, 연결부 및 브리지 배선부의 각각이 연장되는 방향을 절곡부와 평면부와의 사이에 있어서 상이하게 할 수 있다. 이 때문에, 복수의 제 1 투명 전극 및 복수의 제 2 투명 전극의 각각의 접속 관계를 절곡부와 평면부와의 사이에 있어서 변경하지 않고, 브리지 배선부가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 정전 용량식 센서에 있어서, 상기 제 1 투명 전극은, 마름모형의 형상을 가지고, 상기 절곡부에 있어서의 상기 제 1 투명 전극은, 상기 마름모형의 부분으로부터 외측을 향해 연장된 연장 돌출부를 가지며, 상기 평면부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 마름모형의 형상의 단부(端部)에 접속되어 상기 제 1 방향을 따라 연장되고, 상기 절곡부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 연장 돌출부의 단부에 접속되어 상기 제 1 방향에 교차하는 방향을 따라 연장되어도 된다.
이에 의하면, 복수의 제 1 투명 전극이 브리지 배선부에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계, 및 복수의 제 2 투명 전극이 연결부에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계는, 절곡부와 평면부와의 사이에 있어서 동일하다. 그리고, 절곡부에 있어서 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향을, 절곡부에 발생하는 굽힘 응력의 방향에 대하여 교차시킬 수 있다. 또한, 평면부에 있어서의 브리지 배선부는, 마름모형의 형상의 단부에 접속되어 제 1 방향을 따라 연장되고 있기 때문에, 정전 용량식 센서가 표시 화면을 가지는 단말 장치 등에 이용되는 경우라도, 브리지 배선부의 패턴이 표시 장치의 외부에서 보이는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 정전 용량식 센서에 있어서, 상기 제 1 투명 전극은, 마름모형의 형상을 가지고, 상기 절곡부에 있어서의 상기 제 1 투명 전극은, 상기 마름모형의 부분으로부터 외측을 향해 연장된 연장 돌출부를 가지며, 상기 평면부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 마름모형의 형상의 단부에 접속되어 상기 제 1 방향을 따라 연장되고, 상기 절곡부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 연장 돌출부의 단부에 접속되어 상기 제 1 방향에 직교하는 방향을 따라 연장되어도 된다.
이에 의하면, 복수의 제 1 투명 전극이 브리지 배선부에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계, 및 복수의 제 2 투명 전극이 연결부에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계는, 절곡부와 평면부와의 사이에 있어서 동일하다. 그리고, 절곡부에 있어서 브리지 배선부가 연장되고 있는 방향을, 절곡부에 발생하는 굽힘 응력의 방향에 대하여 직교시킬 수 있다. 또한, 평면부에 있어서의 브리지 배선부는, 마름모형의 형상의 단부에 접속되어 제 1 방향을 따라 연장되고 있기 때문에, 정전 용량식 센서가 표시 장치 등에 이용되는 경우라도, 브리지 배선부의 패턴이 표시 장치의 외부에서 보이는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 절곡 가능한 정전 용량식 센서에 있어서, 브리지 구조의 손상을 억제하여, 센서 기능의 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있는 정전 용량식 센서를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서를 나타내는 모식적 평면도이다.
도 2는 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서가 절곡되는 상태를 예시하는 모식적 평면도이다.
도 3은 절곡부에 있어서의 브리지 배선부를 나타내는 모식적 확대도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 절단면 S1-S1에 있어서의 모식적 단면도이다.
도 5는 평면부에 있어서의 브리지 배선부를 나타내는 모식적 확대도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 절단면 S2-S2에 있어서의 모식적 단면도이다.
도 7은 절곡부에 있어서의 다른 브리지 구조를 나타내는 모식적 확대도이다.
도 8은 평면부에 있어서의 다른 브리지 구조를 나타내는 모식적 확대도이다.
도 9는 굽힘에 대한 내성 평가 시험에 이용한 시료를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 10은 본 시험에 있어서 실시한 굽힘의 방향을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 11은 본 시험의 결과의 일례를 예시하는 그래프도이다.
도 12는 본 시험의 결과의 다른 일례를 예시하는 그래프도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 적절히 생략한다.
도 1은, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서를 나타내는 모식적 평면도이다. 도 2는, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서가 절곡되는 상태를 예시하는 모식적 평면도이다. 도 3은, 절곡부에 있어서의 브리지 배선부를 나타내는 모식적 확대도이다. 도 4는, 도 3에 나타낸 절단면 S1-S1에 있어서의 모식적 단면도이다. 도 5는, 평면부에 있어서의 브리지 배선부를 나타내는 모식적 확대도이다. 도 6은, 도 5에 나타낸 절단면 S2-S2에 있어서의 모식적 단면도이다.
본원 명세서에 있어서 「투명」 및 「투광성」이란, 가시광선 투과율이 50% 이상(바람직하게는 80% 이상)의 상태를 가리킨다. 또한, 헤이즈값이 6% 이하인 것이 바람직하다.
도 2에 나타낸 화살표(A21)~화살표(A24)와 같이, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 축(C1)을 대략 중심으로 하여 절곡(구체적으로는 접기) 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)는, 절곡부(160)와, 평면부(170)를 가진다. 축(C1)은, 절곡의 축이며, 절곡선에 상당한다. 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)는, 예를 들면 표시 화면을 절곡 가능한 단말 장치(이른바, 폴더블 단말 장치) 등에 이용된다.
도 1 및 도 3~도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)는, 기재(10)와, 제 1 전극(11)과, 제 2 전극(12)과, 브리지 배선부(20)와, 광학 투명 점착층(OCA; Optical Clear Adhesive)(35)과, 보호층(50)을 구비한다.
기재(10)는, 투광성을 가지고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 필름 형상의 투명 기재나 유리 기재 등으로 형성된다.
제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12)은, 기재(10)의 검출 영역(S)(손가락 등의 조작체에 의해 조작을 행할 수 있는 영역)에 설치되어 있다. 제 1 전극(11)은, 기재(10)의 표면(10a)을 따른 X 방향(제 1 방향)으로 연장된다. 제 2 전극(12)은, 기재(10)의 표면(10a)을 따라 X 방향에 직교하는 Y 방향(제 2 방향)으로 연장된다. 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12)은, 서로 절연된다. 본 실시 형태에서는, Y 방향으로 소정의 피치로 복수의 제 1 전극(11)이 배치되고, X 방향으로 소정의 피치로 복수의 제 2 전극(12)이 배치된다.
도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극(11)은, 복수의 제 1 투명 전극(111)을 가진다. 본 실시 형태에서는, 복수의 제 1 투명 전극(111)은, 마름모형에 가까운 형상을 가지고, X 방향으로 나란히 배치된다. 즉, 복수의 제 1 투명 전극(111)은, X 방향을 따라 나란히 배치되어 있다. 또한, 제 2 전극(12)은, 복수의 제 2 투명 전극(121)을 가진다. 복수의 제 2 투명 전극(121)은, 마름모형에 가까운 형상을 가지고, Y 방향으로 나란히 배치된다. 즉, 복수의 제 2 투명 전극(121)은, X 방향에 교차하는 Y 방향을 따라 나란히 배치되어 있다.
제 1 투명 전극(111) 및 제 2 투명 전극(121)은, ITO(Indium Tin Oxide), SnO2, ZnO 등의 투명 도전성 재료로 스퍼터나 증착 등에 의해 형성된다. 투명 도전성 재료로서는, ITO, SnO2, ZnO 외에, 은 나노 와이어에 대표되는 금속 나노 와이어, 메시 형상으로 형성된 얇은 금속, 혹은 도전성 폴리머 등을 들 수 있다. 제 1 투명 전극(111) 및 제 2 투명 전극(121)은, 도전성 잉크로 스크린 인쇄에 의해 형성되어도 된다.
혹은, 제 1 투명 전극(111) 및 제 2 투명 전극(121)은, 감광형 도전성 시트(이른바, 드라이 필름 레지스트에 도전층을 가진 시트)에 의해 형성되어도 된다. 감광형 도전성 시트를 이용함으로써, 이 시트를 부착하여 노광 및 현상을 행하여 제 1 투명 전극(111) 및 제 2 투명 전극(121)을 생산성 높게 형성할 수 있다.
복수의 제 1 전극(11)의 각각은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 검출 영역(S)의 외측으로 인출되는 인출 배선(11a)이 접속된다. 또한, 복수의 제 2 전극(12)의 각각에는, 검출 영역(S)의 외측으로 인출되는 인출 배선(12a)이 접속된다. 제 1 전극(11)에는 인출 배선(11a)을 통하여 구동 전압이 부여되고, 제 2 전극(12)에는 인출 배선(12a)을 통하여 구동 전압이 부여된다. 각 인출 배선(11a, 12a)은, 제 1 투명 전극(111) 및 제 2 투명 전극(121)과 동일한 투명 도전성 재료로 스퍼터나 증착 등에 의해 형성되어도 되며, 투광성은 반드시 요구되는 것은 아니므로 다른 금속 재료에 의해 형성해도 된다.
도 3~도 6에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)은, 이웃하는 2개의 제 1 투명 전극(111)의 연결 위치와, 이웃하는 2개의 제 2 투명 전극(121)의 연결 위치에서 교차하고 있다. 이 교차 부분에 브리지 배선부(20)가 설치되고, 교차 부분에 있어서 제 1 전극(11)과 제 2 전극(12)이 접촉하지 않도록 되어 있다. 즉, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)는, 브리지 구조(전극끼리의 교차 구조)를 가진다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)의 평면부(170)에 있어서, 이웃하는 2개의 제 2 투명 전극(121)의 사이에는 연결부(122)가 설치된다. 연결부(122)는, 제 2 투명 전극(121)에 일체로 설치되어 있다. 따라서, 제 2 전극(12)은, Y 방향으로 제 2 투명 전극(121)과 연결부(122)가 번갈아 반복되는 구성이 된다. 연결부(122)는, 각 제 2 투명 전극(121)간을 전기적으로 접속하고 있다.
한편, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)의 평면부(170)에 있어서, 이웃하는 2개의 제 1 투명 전극(111)의 사이에는 브리지 배선부(20)가 설치된다. 브리지 배선부(20)는, 제 1 투명 전극(111)과는 별체로 연결부(122)에 교차하는 부분에 설치되어 있다. 따라서, 제 1 전극(11)은, X 방향으로 제 1 투명 전극(111)과 브리지 배선부(20)가 번갈아 반복되는 구성이 된다. 도 5에 나타낸 브리지 배선부(20)는, X 방향으로 연장되고 있다. 단, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)에서는, 연결부 및 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향은, 검출 영역(S)의 전체에 걸쳐 동일하게는 되어 있지 않다. 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)의 절곡부(160)에 있어서의 연결부 및 브리지 배선부(20)의 패턴의 상세에 대해서는, 후술한다.
연결부(122)의 표면에는, 절연층(30)이 형성되어 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 절연층(30)은, 연결부(122)와 제 1 투명 전극(111)과의 사이의 공간을 메우고, 제 1 투명 전극(111)의 표면에도 다소 얹혀 있다. 절연층(30)으로서는, 예를 들면 노볼락 수지(레지스트)가 이용된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 브리지 배선부(20)는, 절연층(30)의 표면(30a)으로부터 절연층(30)의 양측에 위치하는 각 제 1 투명 전극(111)의 표면에 걸쳐 형성되어 있다. 브리지 배선부(20)는, 각 제 1 투명 전극(111)간을 전기적으로 접속하고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 각 제 2 투명 전극(121)간을 접속하는 연결부(122)의 표면에는 절연층(30)이 설치되고, 절연층(30)의 표면에 각 제 1 투명 전극(111)간을 접속하는 브리지 배선부(20)가 설치된다. 이와 같이, 연결부(122)와 브리지 배선부(20)와의 사이에는 절연층(30)이 개재되고, 제 1 투명 전극(111)과 제 2 투명 전극(121)은 전기적으로 절연된 상태로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제 1 투명 전극(111)과 제 2 투명 전극(121)을 동일한 면(기재(10)의 표면(10a))에 형성 할 수 있어, 정전 용량식 센서(1)의 박형화를 실현할 수 있다.
또한, 연결부(122), 절연층(30) 및 브리지 배선부(20)는, 모두 검출 영역(S) 내에 위치하는 것이며, 제 1 투명 전극(111) 및 제 2 투명 전극(121)과 마찬가지로 투광성을 가진다.
보호층(50)은, 광학 투명 점착층(35)을 개재하여 브리지 배선부(20)의 위에 설치되어 있다. 보호층(50)은, 광학 투명 점착층(35)을 개재하여 기재(10)에 접합되어 있다. 보호층(50)의 재료는, 특별히 한정되지 않는다. 보호층(50)의 재료로서는, 유리 기재나 플라스틱 기재, 특히 플라스틱 필름이 바람직하게 적용된다. 광학 투명 점착층(35)은, 아크릴계 점착제나 양면 점착 테이프 등이다.
도 1에 나타내는 정전 용량식 센서(1)에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이 보호층(50)의 조작면(50a) 상에 손가락(F)를 접촉시키면, 손가락(F)과 손가락(F)에 가까운 제 1 투명 전극(111)과의 사이, 및 손가락(F)과 손가락(F)에 가까운 제 2 투명 전극(121)과의 사이에서 정전 용량이 발생한다. 정전 용량식 센서(1)는, 이 때의 정전 용량 변화에 의거하여, 손가락(F)의 접촉 위치를 산출하는 것이 가능하다. 정전 용량식 센서(1)는, 손가락(F)과 제 1 전극(11)과의 사이의 정전 용량 변화에 의거하여 손가락(F)의 위치의 Y 좌표를 검지하고, 손가락(F)과 제 2 전극(12)과의 사이의 정전 용량 변화에 의거하여 손가락(F)의 위치의 X 좌표를 검지한다(자기 용량 검출형).
혹은, 정전 용량식 센서(1)는, 상호 용량 검출형이어도 된다. 즉, 정전 용량식 센서(1)는, 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12) 중 어느 일방의 전극의 일렬에 구동 전압을 인가하고, 제 1 전극(11) 및 제 2 전극(12) 중 어느 타방의 전극과 손가락(F)과의 사이의 정전 용량의 변화를 검지해도 된다. 이에 따라, 정전 용량식 센서(1)는, 타방의 전극에 의해 손가락(F)의 위치의 Y 좌표를 검지하고, 일방의 전극에 의해 손가락(F)의 위치의 X 좌표를 검지한다.
전술한 바와 같이, 정전 용량식 센서(1)는, 절곡부(160)와, 평면부(170)를 가지며, 절곡 가능하게 되어 있다. 즉, 정전 용량식 센서(1)는, 가요성을 가진다.
정전 용량식 센서(1)가 절곡되면, 정전 용량식 센서(1)의 절곡부(160)에 굽힘 응력이 발생한다. 또한, 정전 용량식 센서(1)가 예를 들면 표시 화면을 절곡 가능한 단말 장치(이른바, 폴더블 단말 장치)에 이용되는 경우에는, 반복된 굽힘 응력이 절곡부(160)에 발생한다. 그러면, 브리지 배선부에 크랙 등의 손상이 발생하여, 브리지 배선부의 저항값이 변화될 우려가 있다. 브리지 배선부의 저항값이 변화되면, 정전 용량식 센서의 센서 기능이 영향을 받는 경우가 있다.
이에 비하여 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)의 절곡부(160)에 있어서, 이웃하는 2개의 제 1 투명 전극(111)의 사이에는 연결부(112)가 설치된다. 연결부(112)는, 제 1 투명 전극(111)에 일체로 설치되어 있다. 따라서, 제 1 전극(11)은, X 방향으로 제 1 투명 전극(111)과 연결부(112)가 번갈아 반복되는 구성이 된다. 연결부(112)는, 각 제 1 투명 전극(111)간을 전기적으로 접속하고 있다.
한편, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량 센서(1)의 절곡부(160)에 있어서, 이웃하는 2개의 제 2 투명 전극(121)의 사이에는 브리지 배선부(20)가 설치된다. 브리지 배선부(20)는, 제 2 투명 전극(121)과는 별체로 연결부(112)에 교차하는 부분에 설치되어 있다. 따라서 제 2 전극(12)은, Y 방향으로 제 2 투명 전극(121)과 브리지 배선부(20)가 번갈아 반복되는 구성이 된다. 도 3에 나타낸 브리지 배선부(20)는, Y 방향으로 연장되고 있다.
연결부(112)의 표면에는, 절연층(30)이 형성되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 절연층(30)은, 연결부(112)와 제 2 투명 전극(121)과의 사이의 공간을 메우고, 제 2 투명 전극(121)의 표면에도 다소 얹혀 있다. 절연층(30)으로서는, 예를 들면 노볼락 수지(레지스트)가 이용된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 브리지 배선부(20)는, 절연층(30)의 표면(30a)으로부터 절연층(30)의 양측에 위치하는 각 제 2 투명 전극(121)의 표면에 걸쳐 형성되어 있다. 브리지 배선부(20)는, 각 제 2 투명 전극(121)간을 전기적으로 접속하고 있다. 제 2 부분(170)에 있어서의 다른 구조는, 제 1 부분(160)에 있어서의 구조와 동일하다.
이와 같이, 정전 용량식 센서(1)의 평면부(170)에 있어서, 연결부(122)는, 복수의 제 2 투명 전극(121)에 일체로 설치되며, 복수의 제 2 투명 전극(121)을 서로 전기적으로 접속한다. 또한, 브리지 배선부(20)는, 복수의 제 1 투명 전극(111)과는 별체로 연결부(122)에 교차하는 부분에 설치되며, 복수의 제 1 투명 전극(111)을 서로 전기적으로 접속한다.
한편, 정전 용량식 센서(1)의 절곡부(160)에 있어서, 연결부(112)는, 복수의 제 1 투명 전극(111)에 일체로 설치되며, 복수의 제 1 투명 전극(111)을 서로 전기적으로 접속한다. 또한, 브리지 배선부(20)는, 복수의 제 2 투명 전극(121)과는 별체로 연결부(112)에 교차하는 부분에 설치되며, 복수의 제 2 투명 전극(121)을 서로 전기적으로 접속한다.
이 때문에, 본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)에서는, 절곡부(160)에 있어서 연결부(112)가 연장되는 방향은, 평면부(170)에 있어서 연결부(122)가 연장되는 방향과는 상이하며, 구체적으로는 직교한다.
이에 따라, 절곡부(160)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향은, 평면부(170)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향과는 상이하다. 즉, 절곡부(160)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향은, 평면부(170)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향에 교차하며, 구체적으로는 직교한다. 이 때문에, 도 3에 나타낸 바와 같이, 절곡부(160)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향은, 절곡부(160)에 발생하는 굽힘 응력의 방향(본 실시 형태에서는, X 방향)에 직교한다.
본원 명세서에 있어서, 「굽힘 응력의 방향」이란, 정전 용량식 센서에 벤딩 모멘트가 작용함으로써, 정전 용량식 센서에 발생하는 인장 응력 및 압축 응력의 방향에 평행한 방향을 말한다.
본 실시 형태와 관련된 정전 용량식 센서(1)에 의하면, 절곡부(160)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향은, 평면부(170)에 발생하는 굽힘 응력의 방향에 직교하기 때문에, 정전 용량식 센서(1)의 굽힘에 대한 내성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 정전 용량식 센서(1)가 절곡 가능하게 된 경우라도, 브리지 배선부(20)가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 브리지 배선부(20)의 저항값이 변화되는 것을 억제하여, 정전 용량식 센서(1)의 센서 기능이 영향을 받는 것을 억제할 수 있다.
또한, 정전 용량식 센서(1)의 굽힘에 대한 내성이 향상되기 때문에, 보다 작은 곡률 반경으로 정전 용량식 센서(1)를 절곡할 수 있어, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 절곡부(160)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향과, 절곡부(160)에 발생하는 굽힘 응력의 방향과의 사이의 각도는, 90°±30° 정도인 것이 보다 바람직하다.
이어서, 다른 브리지 구조에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 7은, 절곡부에 있어서의 다른 브리지 구조를 나타내는 모식적 확대도이다. 도 8은, 평면부에 있어서의 다른 브리지 구조를 나타내는 모식적 확대도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 정전 용량식 센서(1)의 평면부(170)에서는, 제 1 투명 전극(111)은, 마름모형의 형상을 가진다. 또한, 제 2 투명 전극(121)은, 마름모형의 형상을 가지고, 이웃하는 다른 제 2 투명 전극(121)에 연결부(122)를 개재하여 접속되어 있다. 브리지 배선부(20)는, 제 1 투명 전극(111)의 마름모형의 형상의 단부에 접속되며, X 방향을 따라 연장되고 있다.
한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, 정전 용량식 센서(1)의 절곡부(160)에서는, 제 1 투명 전극(111)은, 대략 마름모형의 형상을 가지고, 마름모형의 부분으로부터 외측을 향해 연장된 연장 돌출부(115)를 가진다. 연장 돌출부(115)는, X 방향(즉, 굽힘 응력의 방향)에 대하여 약 45° 정도의 방향으로 연장되고 있다. 브리지 배선부(20)는, 제 1 투명 전극(111)의 연장 돌출부(115)의 단부에 접속되며, Y 방향을 따라 연장되고 있다.
이와 같이, 도 7 및 도 8에 나타낸 브리지 구조에서는, 절곡부(160)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되는 방향(Y 방향)은, 평면부(170)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되는 방향(X 방향)에 교차하고, 구체적으로는 직교한다.
또한, 정전 용량식 센서(1)의 절곡부(160)에서는, 제 2 투명 전극(121)은, 대략 마름모형의 형상을 가지고, 마름모형의 부분으로부터 외측을 향해 연장된 연장 돌출부(125)를 가진다. 연장 돌출부(125)는, 연결부(122)에 접속되어 있다. 즉, 본 구체예에서는, 이웃하는 2개의 제 2 투명 전극(121)은, 각각의 연장 돌출부(125) 및 연결부(122)를 개재하여 접속되어 있다. 연결부(122)는, 각 제 1 투명 전극(111)의 연장 돌출부(115)의 사이를 연장하고 있다.
이에 의하면, 복수의 제 1 투명 전극(111)이 브리지 배선부(20)에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계, 및 복수의 제 2 투명 전극(121)이 연결부(122)에 의해 서로 전기적으로 접속되는 접속 관계는, 절곡부(160)와 평면부(170)와의 사이에 있어서 동일하다. 그리고, 연결부(122) 및 브리지 배선부(20)의 각각이 연장되는 방향을 절곡부(160)와 평면부(170)와의 사이에 있어서 상이하게 할 수 있다. 이 때문에, 복수의 제 1 투명 전극(111) 및 복수의 제 2 투명 전극(121)의 각각의 접속 관계를 절곡부(160)와 평면부(170)와의 사이에 있어서 변경하지 않고, 브리지 배선부(20)가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제하여, 정전 용량식 센서(1)의 센서 기능이 영향을 받는 것을 억제할 수 있다. 또한, 절곡부(160)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되는 방향에 대하여, 평면부(170)에 있어서 브리지 배선부(20)가 연장되는 방향을 다르게 하기 위해, 정전 용량식 센서(1)가 단말 장치 등에 이용되는 경우라도, 브리지 배선부(20)의 패턴이 단말 장치의 외부에서 보이는 것을 억제할 수 있다.
이어서, 본 발명자가 실시한 굽힘에 대한 내성 평가 시험의 일례에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 9는, 굽힘에 대한 내성 평가 시험에 이용한 시료를 나타내는 모식적 단면도이다. 도 10은, 본 시험에 있어서 실시한 굽힘의 방향을 나타내는 모식적 평면도이다. 도 11은, 본 시험의 결과의 일례를 예시하는 그래프도이다. 도 12는, 본 시험의 결과의 다른 일례를 예시하는 그래프도이다.
본 발명자는, 도 9에 나타낸 시료를 이용하여 맨드릴 굴곡 시험기에 의한 굽힘에 대한 내성 평가 시험을 실시했다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 시험에 이용한 시료(300)는, 제 1 보호층(310)과, 센서부(320)와, 보강판(330)과, 제 2 보호층(340)을 가진다. 제 1 보호층(310)과, 센서부(320)와, 보강판(330)과, 제 2 보호층(340)은, 이 순로 적층되어 있다.
센서부(320)는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 필름 형상의 투명 기재의 위에, 제 1 투명 전극(111) 및 제 2 투명 전극(121)을 포함하는 회로 등이 형성된 구조를 가진다. 시료(300)에 있어서, 이웃하는 2개의 제 1 투명 전극(111)은, 브리지 배선부(20)를 개재하여 서로 전기적으로 접속되어 있다. 이웃하는 2개의 제 2 투명 전극(121)은, 연결부(122)를 개재하여 서로 전기적으로 접속되어 있다.
보강판(330)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 의해 형성되어 있다. 보강판(330)은, 광학 투명 점착층을 개재하여 센서부(320)의 위에 접합되어 있다.
센서부(320)와 보강판(330)을 가지는 적층체의 쌍방의 면에는, 보호층이 설치되어 있다. 구체적으로는, 제 1 보호층(310)은, 센서부(320)의 아래에 설치되어 있다. 제 2 보호층(340)은, 보강판(330)의 위에 설치되어 있다. 제 1 보호층(310) 및 제 2 보호층(340)의 각각은, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 의해 형성된 기재와, 아크릴계 점착재층에 의해 형성된 광학 투명 점착층을 가진다. 제 1 보호층(310)은, 아크릴계 점착재층에 의해 형성된 광학 투명 점착층에 의해 센서부(320)에 접합되어 있다. 제 2 보호층(340)은, 아크릴계 점착재층에 의해 형성된 광학 투명 점착층에 의해 보강판(330)에 접합되어 있다.
이상, 도 9에 관하여 설명한 시료를 이용하여, 본 발명자는, 맨드릴 굴곡 시험기에 의한 굽힘에 대한 내성 평가 시험을 실시했다.
제 1 시료의 센서부(320)에 설치된 브리지 배선부(20)는, 도 10에 나타낸 제 1 축(A1)에 평행한 방향으로 연장되고 있다. 제 1 시료에 대해서는, 제 1 축(A1)에 직교하는 제 2 축(A2)을 축으로 하여 도 10에 나타낸 화살표(A12)의 방향으로 굴곡시킨다. 이 때문에, 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향은, 굽힘 방향의 제 2 축(A2)에 직교한다.
또한, 제 2 시료의 센서부(320)에 설치된 브리지 배선부(20)도, 도 10에 나타낸 제 1 축(A1)에 평행한 방향으로 연장되고 있다. 제 2 시료에 대해서는, 제 1 축(A1)을 축으로 하여 도 10에 나타낸 화살표(A11)의 방향으로 굴곡시킨다. 이 때문에, 브리지 배선부(20)가 연장되고 있는 방향은, 굽힘 방향의 제 1 축(A1)에 평행해진다.
제 2 축(A2)을 축으로 한 화살표(A12)의 방향으로 제 1 시료를 1회만 굴곡시키고, 제 1 축(A1)을 축으로 한 화살표(A11)의 방향으로 제 2 시료를 1회만 굴곡시켜, 부하를 인가하기 전과, 부하를 인가한 후의 사이에 있어서의 전검값(電檢値)(CX)의 변화를 확인했다. 또한, 「CX」는, 센서부(320)의 정전 용량의 보정값이다. 굽힘의 직경은, φ20, φ16, φ10, φ8, φ6 및 φ4이다. 굽힘의 축은, 전술한 바와 같이, 제 2 축(A2) 및 제 1 축(A1)이다.
제 1 시료의 시험 결과의 일례는, 도 11에 나타낸 바와 같다. 본 발명자가 얻은 지견에 의하면, 시험 전후에 있어서의 전검값의 변화량의 허용 범위는, 「±2 이내」이다. 이에 의하면, 제 1 시료에 있어서, 굽힘의 직경이 φ6 이상인 경우에는, 브리지 배선부(20)가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제할 수 있어, 센서부(320)의 센서 기능이 영향을 받는 것을 억제할 수 있다.
제 2 시료의 시험 결과의 일례는, 도 12에 나타낸 바와 같다. 시험 전후에 있어서의 전검값의 변화량의 허용 범위는, 제 1 시료의 경우와 마찬가지로, 「±2 이내」이다. 이에 의하면, 제 2 시료에 있어서, 굽힘의 직경이 φ4 이상인 경우에는, 브리지 배선부(20)가 크랙 등의 손상을 입는 것을 억제할 수 있어, 센서부(320)의 센서 기능이 영향을 받는 것을 억제할 수 있다.
이상, 제 1 시료 및 제 2 시료의 굽힘에 대한 내성 평가 시험의 결과로부터, 제 1 시료와 비교하여, 제 2 시료의 굽힘의 직경을 작게 해도 브리지 배선부(20)의 손상이 작은 것을 알 수 있다. 즉, 브리지 배선부(20)가 연장되는 방향이 굽힘 방향의 축에 평행한 경우에는, 브리지 배선부(20)가 연장되는 방향이 굽힘 방향의 축에 직교하는 경우와 비교하여, 브리지 배선부(20)의 손상이 작은 것을 알 수 있다. 이상의 결과로부터, 도 2에 나타낸 절곡부(160)에 있어서, 브리지 배선부(20)가 연장되는 방향을 곡면의 축방향에 대하여 평행에 가깝게 하는 것이, 브리지 배선부(20)의 손상을 억제하는 것에 대하여 유리하다.
또한, 상기에 본 실시 형태 및 그 적용예를 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 서술한 각 실시 형태 또는 그 적용예에 대하여, 당업자가 적절히, 구성 요소의 추가, 삭제, 설계 변경을 행한 것이나, 각 실시 형태의 특징을 적절히 조합시킨 것도, 본 발명의 요지를 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 함유된다.
1 정전 용량식 센서
10 기재
10a 표면
11 제 1 전극
11a 인출 배선
12 제 2 전극
12a 인출 배선
20 브리지 배선부
30 절연층
30a 표면
35 광학 투명 점착층
50 보호층
50a 조작면
111 제 1 투명 전극
112 연결부
115 연장 돌출부
121 제 2 투명 전극
122 연결부
125 연장 돌출부
160 절곡부
170 평면부
300 시료
310 제 1 보호층
320 센서부
330 보강판
340 제 2 보호층
A1 제 1 축
A11 화살표
A12 화살표
A2 제 2 축
A21~A24 화살표
C1 축
F 손가락
S 검출 영역

Claims (8)

  1. 절곡부와 평면부를 가지고, 상기 절곡부에 있어서 절곡 가능한 정전 용량식 센서로서,
    검출 영역에 있어서 제 1 방향을 따라 나란히 배치되어, 투광성을 가지는 복수의 제 1 투명 전극과,
    상기 검출 영역에 있어서 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향을 따라 나란히 배치되어, 투광성을 가지는 복수의 제 2 투명 전극과,
    상기 복수의 제 1 투명 전극 및 상기 복수의 제 2 투명 전극 중 어느 일방에 일체로 설치되어, 상기 어느 일방을 서로 전기적으로 접속하는 연결부와,
    상기 복수의 제 1 투명 전극 및 상기 복수의 제 2 투명 전극 중 어느 타방과는 별체로 상기 연결부에 교차하는 부분에 설치되어, 상기 어느 타방을 서로 전기적으로 접속하는 브리지 배선부를 구비하고,
    상기 절곡부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향과는 다른 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절곡부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 연결부가 연장되는 방향에 직교하는 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절곡부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향에 교차하는 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절곡부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향은, 상기 평면부에 있어서 상기 브리지 배선부가 연장되는 방향에 직교하는 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평면부에 있어서, 상기 어느 일방은 상기 복수의 제 2 투명 전극이며, 상기 어느 타방은 상기 복수의 제 1 투명 전극이고,
    상기 절곡부에 있어서, 상기 어느 일방은 상기 복수의 제 1 투명 전극이며, 상기 어느 타방은 상기 복수의 제 2 투명 전극인 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평면부 및 상기 절곡부의 양방에 있어서, 상기 어느 일방은 상기 복수의 제 2 투명 전극이며, 상기 어느 타방은 상기 복수의 제 1 투명 전극인 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 투명 전극은, 마름모형의 형상을 가지고,
    상기 절곡부에 있어서의 상기 제 1 투명 전극은, 상기 마름모형의 부분으로부터 외측을 향해 연장된 연장 돌출부를 가지며,
    상기 평면부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 마름모형의 형상의 단부에 접속되어 상기 제 1 방향을 따라 연장되고,
    상기 절곡부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 연장 돌출부의 단부에 접속되어 상기 제 1 방향에 교차하는 방향을 따라 연장된 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 투명 전극은, 마름모형의 형상을 가지고,
    상기 절곡부에 있어서의 상기 제 1 투명 전극은, 상기 마름모형의 부분으로부터 외측을 향해 연장된 연장 돌출부를 가지며,
    상기 평면부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 마름모형의 형상의 단부에 접속되어 상기 제 1 방향을 따라 연장되고,
    상기 절곡부에 있어서의 상기 브리지 배선부는, 상기 연장 돌출부의 단부에 접속되어 상기 제 1 방향에 직교하는 방향을 따라 연장된 것을 특징으로 하는 정전 용량식 센서.
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