TWI695305B - 靜電容式觸控開關 - Google Patents

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TWI695305B TW105140904A TW105140904A TWI695305B TW I695305 B TWI695305 B TW I695305B TW 105140904 A TW105140904 A TW 105140904A TW 105140904 A TW105140904 A TW 105140904A TW I695305 B TWI695305 B TW I695305B
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Abstract

提供改良靜電容式觸控開關中設計上的不均勻度，可加強圖案設計性及裝飾性等之外觀的靜電容式觸控開關。靜電容式觸控開關(1)係具有玻璃基板(2)，和形成於與該玻璃基板的觸控面之相反面側的感測器部，感測器部係具有對可撓性印刷配線板之配線安裝部(4)的中心部(A)，和連接與配線網(B)之間的連接部(C)，該連接部(C)係利用從配線安裝部(A)朝向配線網(B)，電極圖案寬度依序縮小，讓靜電容式觸控開關面板之數值口徑變大。

Description

靜電容式觸控開關
本發明係關於靜電容式觸控開關，尤其關於改良過可見度的靜電容式觸控開關。
於家電機器、AV機器、PC/OA機器、產業機械、其他電子裝置中，作為各機器的輸入手段，使用靜電容方式的觸控開關。
於圖8揭示靜電容式觸控開關的一例。圖8係觸控開關的側剖面圖。靜電容式觸控開關1’係對玻璃護蓋2’利用印刷或雷射修整施加開關設計2a’，並設置感測器電極3’的構造。又，控制部10與觸控開關1’透過可撓性印刷配線板(以下稱為FPC)4’連接。於該構造的靜電容式觸控開關中，以手指接觸護蓋2’的表面的話，在感測器電極3’與手指之間發生靜電耦合，電極的靜電容會變化。感測器電極3’係分開設置於對應開關設計的複數位置，對各感測器電極3’分派配線，利用前述配線及FPC4’連接各感測器電極3’與控制部10。在控制部10中，將感測器電極3’之靜電容的變化量數值化，該數值超過預先訂定的臨限值 時則判定手指已接觸。藉此，在控制部10中，可檢測出是哪個感測器電極3’的靜電容變化，可檢測出手指是接觸哪個觸控開關部分。
又，作為觸控開關，公知具備玻璃基板、形成於該玻璃基板的觸控面之相反面側的感測器部、設置於形成該感測器部之面側的護蓋玻璃的靜電容式觸控開關。在此，感測器部係具有由形成於玻璃基板之觸控面的相反面側的金屬薄膜所成的感測器電極，玻璃基板與護蓋玻璃被玻璃封止，於該玻璃封止的空間內配設感測器部，並具有連接於感測器部，從玻璃封止的空間延伸到外部的外部連接端子(專利文獻1)。
作為零件數量少，外觀好看的觸控開關，公知具備由配設於基板上的複數開關電極與連接於該開關電極的開關電極用配線所成之感測器部，與配設於該感測器部周圍的虛設電極，開關電極由平面狀圖案與該平面狀圖案內的圖案設計部分所成，感測器部及虛設電極由金屬薄膜所形成的觸控開關(專利文獻2)。
另一方面，作為可抑制透明電極與非透明電極的間隙被當成圖案，而且可提升圖案設計性及裝飾性的靜電容式開關，公知藉由對被塗布於薄膜基材的銀奈米線施加蝕刻與雷射加工，排列複數透明電極，在透明電極與透明電極之間形成間隙，對薄膜基材的單面周緣部印刷銀油墨並使其乾燥硬化，形成連續於透明電極的複數配線，並將保護層設為不含有丙烯酸酯的黏著膠帶的靜電容開關 (專利文獻3)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：WO2015/053062
專利文獻2：日本特開2013-077555
專利文獻3：日本特開2014-160558
然而，專利文獻2需要虛設電極，又，專利文獻3使用銀奈米線等，任一都會導致成本提高，難以在工業上利用。又，因為虛設電極或銀奈米線的存在，觸控開關畫面的外觀的改善也並不充分。
尤其，用以連接FPC安裝部與感測器電極的配線安裝部鄰接的話，設計上的不均勻性變得明顯，有圖案設計性及裝飾性等的外觀改善變得更困難之問題。
圖7係揭示先前之FPC安裝部與引出線安裝部鄰接之狀態的圖。
於靜電容式觸控開關之玻璃基板的背面設置感測器部與FPC安裝部4與鋁(以下稱為Al)配線5的靜電容式觸控開關中，FPC安裝部4的中心部A通常需要300μm以上的Al配線寬度A1。通常以來自一方之引出線安裝部 的配線網B中讓配線不明顯之方式，配線寬度B1設為10μm以下，配線間距B2設為300μm以上。FPC安裝部4的中心部A之Al配線層的線/間隙(A1/A2)為300μm/10μm，相對於此，來自引出線安裝部的配線網B之Al配線層的線/間隙(B1/B2)為10μm/300μm。因此，FPC安裝部4之中心部A的輪廓變得明顯，無法改良設計上的不均勻度。
本發明係為為了對應此種問題所發明者，目的為提供具有感測器電極部與FPC安裝部，與連接該兩者的配線網，FPC安裝部與配線網鄰接的靜電容式觸控開關中，改良設計上的不均勻度，可加強圖案設計性及裝飾性等的外觀的靜電容式觸控開關。
本發明的靜電容式觸控開關，係具有玻璃基板、形成於對該玻璃基板進行觸控之面的相反面側的感測器部、FPC配線安裝部、及連接前述感測器部與前述FPC配線安裝部的配線網的靜電容式觸控開關。其特徵為：前述FPC配線安裝部，係具有連接與前述配線網之間的連接部，該連接部，係以所定電極圖案形成，利用從前述FPC配線安裝部朝向前述配線網，依序縮小前述電極圖案的寬度，讓數值口徑變大。
又，本發明的靜電容式觸控開關，其特徵為前述連接部以FPC配線安裝部作為中心區域，朝向同心 圓外側，讓前述數值口徑變大。進而，其特徵為將前述電極圖案與背景色設為相同顏色。
本發明的靜電容式觸控開關，係利用從FPC配線安裝部朝向配線網，依序讓連接部的電極圖案寬度變窄，而讓靜電容式觸控開關面板之數值口徑變大，所以，FPC配線安裝部的數值口徑會逐漸接近玻璃基板的數值口徑。結果，可改良設計上的不均勻度，加強圖案設計性及裝飾性等之外觀。
1‧‧‧靜電容式觸控開關
1’‧‧‧靜電容式觸控開關
2‧‧‧玻璃基板
2’‧‧‧護蓋
2a‧‧‧觸控面
2a’‧‧‧開關設計
2b‧‧‧相反面
3‧‧‧感測器部
3’‧‧‧感測器部
3a‧‧‧旋輪開關
3b‧‧‧觸控開關
4‧‧‧配線安裝部
4’‧‧‧可撓性印刷配線板(FPC)
5‧‧‧配線
6‧‧‧引出線
7‧‧‧開關電極
7a‧‧‧開關
8‧‧‧中間層
9‧‧‧保護層
10‧‧‧控制部
A‧‧‧中心部
B‧‧‧配線網
C‧‧‧連接部
[圖1]從觸控面的相反側之面觀看的靜電容式觸控開關配線圖。
[圖2]揭示安裝部A、配線網B及連接部C的關係的圖。
[圖3]包含安裝部A部附近的連接部C的放大圖。
[圖4]包含配線網B部附近的連接部C的放大圖。
[圖5]靜電容式觸控開關的側視圖。
[圖6]感測器部的放大模式剖面圖。
[圖7]揭示FPC安裝部與引出線安裝部鄰接之狀態的圖。
[圖8]揭示先前之靜電容式開關面板的側視圖。
藉由圖1說明本發明的靜電容式觸控開關之一例。圖1係從靜電容式觸控開關之觸控面的相反側之面觀看的配線圖。
靜電容式觸控開關1係於玻璃基板2之觸控面的相反側之面，具有感測器部3、FPC配線安裝部4、及相互連接感測器部3及FPC配線安裝部4的配線5。感測器3由旋輪開關3a、觸控開關3b等所構成。配線5係包圍感測器部3及FPC配線安裝部4，顯現於觸控面的表面。
於圖2~圖4揭示FPC配線安裝部4的周邊放大圖。圖2係揭示FPC配線安裝部4的中心部A、配線網B、及連接部C的關係的整體圖，圖3係揭示包含中心部A附近的連接部C的放大圖，圖4係揭示包含配線網B部附近的連接部C的放大圖。
如圖2所示，連接部C由從FPC配線安裝部4的中心部A朝向配線網B，數值口徑依序變大的連接部C1、連接部C2、連接部C3所構成。又，連接部C形成為格子狀電極，引出線Ci、Cii、…Cn相互分割。
如圖3所示，具有配線寬度A1之來自配線安裝部4的中心部A的配線Cn，因為連接部C2之格子狀電極圖案寬度W2比連接部C1之格子狀電極圖案寬度W1還細，故數值口徑是在C2區域大於C1區域。例如，利用C1區域的數值口徑設定為25%，C2區域的數值口徑設定為 50%，C3區域(圖2、圖4)的數值口徑設定為75%，配線安裝部4之中心部A的輪廓變成不明顯，提升圖案設計性。
如圖2所示，連接部C係從配線安裝部4的中心部A區域朝向同心圓狀外側，相似性地增大數值口徑。亦即，格子狀電極圖案寬度W，從W1向W2變細。因此，配線安裝部4整體區域的輪廓變得不明顯，於顯示面中提升圖案設計性。
如圖4所示，配線5的配線網B係在連接部C之數值口徑成為最大的區域C3中連接配線5與引出線Cn。又，藉由配線5，連接FPC配線安裝部4與感測器部3。因此，即使縮小配線網B之線寬B1，與FPC配線安裝部4之中心部A的輪廓也不會變得明顯。
圖5係靜電容式觸控開關的側視圖。如圖5所示，靜電容式觸控開關1具備透光性的玻璃基板2，與形成於該玻璃基板2的感測器部3和配線5。玻璃基板2的表面成為觸控面2a，於該觸控面2a的相反面2b設置感測器部3。感測器部3藉由配線5與FPC配線安裝部4連接，藉由引出線6與控制部(省略圖示)連接。再者，在該圖中，於感測器部3中不具有保護層及光擴散層，但可因應需要設置。
作為保護層，可舉出將低融點玻璃的糊狀物進行厚膜印刷並燒成所形成的被膜，及將有機樹脂的糊狀物進行厚膜印刷並乾燥所形成的被膜。利用設置保護層， 可謀求防止開關電極的劣化。又，藉由各糊狀物混合著色顏料等，可對保護層著色，利用從開關電極間的間隔來視認該保護層，可對開關設計進行多色著色。進而，於感測器部3中，在形成玻璃基板的Al薄膜之表面側的感測器電極間的間隔或形成於感測器電極之透光部(保護層的開口部等)的位置，設置光擴散層亦可。藉由光擴散層可擴散來自照明光源的光線，即使照明光源較小之狀況中，也可讓觸控面的發光部位之亮度均勻化。作為光擴散層，可舉出使玻璃珠粒(4~60μm的粒子徑)分散於低熔點粉玻璃或樹脂糊，並塗布其，低熔點粉玻璃進行燒成，樹脂糊進行乾燥所形成的被膜。
於圖6揭示感測器部3的放大模式剖面圖。如圖6所示，於開關7a的部位中，在由Al薄膜所成的開關電極7與玻璃基板2之間形成中間層8。中間層8係黑色膜為佳，包含選自Cr、Mo、W之至少一種金屬的薄膜，例如以適切厚度插入Mo-Al的氧化物層的黑色膜為佳。中間層8係藉由可視光的干擾而吸收入射光，視認為黑色的層(黑色層)。從觸控面2a，開關7a的部位可視認為黑色，開關7b的部位可視認為光亮銀色，Y的部分則可視認為保護層9的顏色(例如黑色)。本發明係適用於具有此種黑色Al配線層的黑色觸控開關時，於顯示面中電極圖案與背景色成為相同顏色，可更有效地提升圖案設計性。
玻璃基板2是透光性的絕緣基板，可採用鈉 鈣玻璃、石英玻璃、硼矽酸玻璃、不包含鹼性成分的無鹼玻璃等。根據具有高透射率，且可使用於一般建材的窗玻璃，非常廉價，使用鈉鈣玻璃為佳。又，玻璃基板2的厚度分別為0.5~5mm程度，理想為1.8~3.0mm程度。
感測器部3的開關電極7係由導電膜所成，設置於玻璃基板2的觸控面2a的相反面2b。作為導電膜，可舉出金屬薄膜、氧化錫或ITO等的導電性無機薄膜、釩酸鹽系、鉍系、或以鉛系為主體的導電性低熔點玻璃等。作為金屬薄膜，可舉出藉由薄膜形成方法所製作的金屬薄膜、銅箔、金箔等的金屬箔所成的金屬薄膜。
藉由薄膜形成方法所製作的金屬薄膜，係使用Al、Al合金、鈮、鉬、金、銀、銅等的材料，藉由公知的薄膜形成方法來形成。即使該等中，也根據具優良耐環境特性、低成本，採用Al薄膜為佳。
[產業上之利用可能性]
本發明的靜電容式觸控開關，係於顯示面中對FPC的配線安裝部周邊進行漸層處理，利用讓FPC連接部不顯眼，提升觸控開關的圖案設計性，所以，可理想地利用來作為一般的家電機器、AV機器、PC/OA機器、其他電子裝置等之取得與各機器的調和的輸入手段。
1‧‧‧靜電容式觸控開關
2‧‧‧玻璃基板
4‧‧‧配線安裝部
A‧‧‧中心部
B‧‧‧配線網
B1‧‧‧配線寬度
C‧‧‧連接部
C1‧‧‧連接部
C2‧‧‧連接部
C3‧‧‧連接部
Ci、Cii、…Cn‧‧‧引出線

Claims (4)

  1. 一種靜電容式觸控開關，係具有玻璃基板、形成於對該玻璃基板進行觸控之面的相反面側的感測器部、可撓性印刷配線板的配線安裝部、及連接前述感測器部與前述配線安裝部的配線網，其特徵為：前述配線安裝部，係具有連接與前述配線網之間的連接部；該連接部，係以所定電極圖案形成，且利用從前述配線安裝部朝向前述配線網而依序縮小前述電極圖案的寬度，讓數值口徑變大。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之靜電容式觸控開關，其中，將前述電極圖案與背景色設為相同顏色。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之靜電容式觸控開關，其中，以前述連接部是將前述配線安裝部作為中心區域而同心圓狀地朝向外側，讓前述數值口徑變大之方式，縮小前述電極圖案。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之靜電容式觸控開關，其中，將前述電極圖案與背景色設為相同顏色。
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