CN104254821A - 触摸面板用膜、采用该膜的触摸面板以及与该膜一起使用的触控笔 - Google Patents

触摸面板用膜、采用该膜的触摸面板以及与该膜一起使用的触控笔 Download PDF

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Abstract

即使笔尖较细也能够检测出接触的画面上的位置，提高操作性及操作时的视觉识别性和使用感。触摸面板用膜(5)至少具有：具有设定在105.0～108.0Ω/sq的范围内的规定的表面电阻率的透明导电性薄膜(7)，指示体(30)接触时，在包含其接触位置的规定区域和上述传感电极之间的电介质(4)中，每单位面积发生0.36～6.00pF/mm2的静电电容变化。

Description

触摸面板用膜、采用该膜的触摸面板以及与该膜一起使用的触控笔
技术领域
本发明涉及触摸面板用膜、采用该膜的触摸面板以及与该膜一起使用的触控笔(stylus pen)，例如涉及将手指或触控笔等指示体所接触到的画面上的位置作为坐标信息来获取的静电电容方式的触摸面板用膜、采用该膜的触摸面板以及与该膜一起使用的触控笔。
背景技术
近年来，在迅速普及的智能手机或平板电脑等便携信息终端中，多采用能够进行多点触控(multi-touch)操作的投影型的静电电容方式的触摸面板。
对于该投影型的静电电容方式的触摸面板的构造，使用图11(分解图)进行简单说明。图11所示的静电电容方式的触摸面板50，例如在透明的绝缘膜53的背面侧形成具有用于进行Y方向的坐标检测的多个电极的氧化铟锡膜(以下称为ITO膜)51，在表面侧形成具有用于进行X方向的坐标检测的多个电极的ITO膜52。
上述ITO膜51在Y方向上设有多行在X方向上连结且相互电连接的多个菱形的电极焊盘(electrode pad)54(传感电极(sensor electrode))，上述ITO膜52在X方向上设有多列在Y方向上连结且相互电连接的多个菱形的电极焊盘55(传感电极)。各电极焊盘54、55具有对于产生能够检测出指示体(手指或触控笔等)的接触位置的静电电容(约1pF)的变化而言足够的面积，例如其对角线的宽度形成为5mm左右。
形成有上述ITO膜51、52的绝缘膜53在俯视下如图12所示那样形成将各电极焊盘54、55空出规定的间隙在面方向上配置而得到的二维格子状的构造。
对于该触摸面板50，若隔着罩体玻璃(未图示)例如使指尖接触，则在X方向上连结的电极焊盘54中，接触位置的电极焊盘54的静电电容变化为规定值以上。由此检测Y方向的坐标位置。
并且，在Y方向上连结的电极焊盘55中，接触位置的电极焊盘55的静电电容变化为规定值以上。由此检测X方向的坐标位置。
另外，上述静电电容方式的触摸面板50中，如果不像以上所述那样使手指或触控笔的接触部位产生规定以上的静电电容(约1pF)的变化，则无法检测出该位置。因此，以往，对静电电容方式的触摸面板的输入操作通过以比电极焊盘54、55的面积大的接触面积实现接触的导电性的触控笔或者指尖等进行，能够使位置检测所需的静电电容变化发生(接触面积较小时不发生位置检测所需的静电电容的变化)。
另外，关于投影型静电电容方式的触摸面板的现有技术，例如记载于专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-310551号公报
发明概要
发明要解决的课题
但是，通过上述导电性的触控笔向静电电容方式的触摸面板进行输入时，如上所述限于笔尖较粗的情况(例如直径5mm(接触面积约19.6mm2)以上)，因此存在有损操作性及操作时的视觉识别性、使用感这样的课题。
为了解决上述课题，可以考虑简单地将触摸面板的传感电极进一步细分化，减小在各传感电极上可检测出的静电电容的变化量，但是该情况下必须检测出更加微弱的电流变化，存在发生误检测的可能性增大的课题。
另外，若将传感电极细分化则电极个数增加，因此用于求取触摸位置的运算量大幅增大。因此，在进行运算的控制部的处理能力不足的情况下，触摸位置检测无法追随触摸操作，在显示等中发生延迟，存在使用性降低的课题。另外，在使控制部的处理能力提高以便触摸位置检测能够追随触摸操作的情况下，存在耗电增大、成本更高的课题。
发明内容
本发明着眼于上述问题点，目的在于提供一种设置在将指示体接触到的画面上的位置作为坐标信息来获取的静电电容方式的触摸面板上，即使指示体的接触面积是比以往更小的接触面积也能够检测出接触位置的触摸面板用膜、以及采用该膜的触摸面板，并且，提供一种与上述触摸面板用膜一起使用的触控笔，即使笔尖较细也能够检测出接触到的画面上的位置，能够提高操作性以及操作时的视觉识别性和使用感。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的触摸面板用膜，是介于将传感电极配置为格子状的静电电容方式的触摸面板与导电性的指示体之间的静电电容式触摸面板用膜，具有以下特征，至少具有透明导电性薄膜，该透明导电性薄膜具有被设定在105.0～108.0Ω/sq的范围内的规定的表面电阻率，当上述指示体接触时，在包含其接触位置在内的规定区域与上述传感电极之间的电介质中，每单位面积发生0.36～6.00pF/mm2的静电电容的变化。
并且，优选包含在上述透明导电性薄膜之上设置的具有透明性的保护膜。
这样，当指示体与至少具备具有被设定在105.0～108.0Ω/sq的范围内的规定的表面电阻率的透明导电性薄膜的膜接触时，在包含其接触位置在内的规定区域与上述传感电极之间的电介质中，每单位面积发生0.36～6.00pF/mm2的静电电容的变化，因此即使指示体的接触面积比构成触摸面板的传感电极的面积小，也能够得到与人的手指等效的接触状态。
即，即使指示体的接触面积较小，也能够在与膜表面接触了的指示体和传感电极之间，发生规定范围内的静电电容变化，能够检测出指示体的接触位置。
因此，例如能够实现笔尖较细的触控笔对触摸面板的操作，能够使操作性和操作时的视觉识别性以及使用感提高。
并且，触摸面板的结构能够采用现有的结构，因此能够抑制制造成本的增加。
并且，上述透明导电性薄膜可以由相互电绝缘的多个透明的小块电极构成，该情况下，指示体与膜表面接触时，能够在接触位置的上述小块电极与传感电极之间发生触摸面板的反应所需的静电电容变化。
即，即使指示体的顶端直径(接触面积)较小，也能够在其接触位置上的小块电极的区域使触摸面板反应，因此能够实现使用笔尖较细的指示体的触摸面板操作。
并且，为了解决上述课题，本发明的触摸面板，是采用上述触摸面板用膜的触摸面板，具有以下特征，具备：上述触摸面板用膜；以及在上述触摸面板用膜的下层设置的、配置为格子状的传感电极。
并且，为了解决上述课题，本发明的触控笔，在将传感电极配置为格子状的静电电容方式触摸面板的操作中使用，与上述触摸面板用膜一起使用，具有以下特征，具备由导电性材料形成的笔尖，使上述笔尖与人体电连结。
并且，优选的是，上述笔尖在触摸面板用膜上的接触面积在2.1mm2～10.8mm2的范围内。
根据这样的结构，即使作为指示体的触控笔的笔尖的接触面积比构成触摸面板的传感电极的面积(例如约12.5mm2)小，也能够得到与人的手指等效的接触状态。
即，即使触控笔的笔尖的接触面积较小，也能够在与膜表面接触的笔尖和传感电极之间，发生规定范围内的静电电容变化，能够检测出触控笔的接触位置。
因此，能够实现笔尖较细的触控笔对触摸面板的操作，能够使操作性和操作时的视觉识别性以及使用感提高。
并且，触摸面板的结构可以采用现有的结构，因此能够抑制制造成本的增加。
发明效果
根据本发明，能够提供一种设置在将指示体接触到的画面上的位置作为坐标信息来获取的静电电容方式的触摸面板上，即使指示体的接触面积是比以往更小的接触面积也能够检测出接触位置的触摸面板用膜、以及采用该膜的触摸面板，并且，能够得到与上述触摸面板用膜一起使用的触控笔，即使笔尖较细也能够检测出接触到的画面上的位置，能够提高操作性以及操作时的视觉识别性和使用感。
附图说明
图1为设有本发明的触摸面板用膜的触摸面板装置的剖视图。
图2为表示用于说明使具有导电性的指示体与高电阻的膜接触时、实际的接触面积虚拟地扩大的效果的结构的剖视图。
图3为在图2所示的高电阻膜中产生的积分电路的等效电路。
图4为表示本发明的触控笔的顶端部的侧视图。
图5为示意地表示使图4的触控笔与图1的触摸面板用膜接触的状态的剖视图。
图6为表示在实施例的实验1中使用的用于静电电容测定的结构的立体图。
图7为表示实施例的实验1的结果的图表。
图8为表示实施例的实验2的结果的图表，是表示电流的频率为300kHz时的表面电阻率与静电电容的关系的仿真结果。
图9为表示将图8的图表的静电电容换算为指示体的虚拟地扩大后的直径的结果的图表。
图10为示意地表示将本发明的触摸面板用膜具有的透明导电性薄膜分为相互绝缘的多个小块的状态的平面图。
图11为示意地表示现有的触摸面板的结构的分解图。
图12为示意地表示图11的触摸面板的传感电极的平面图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1为设有本发明的触摸面板用膜的触摸面板装置的剖视图。
图1的触摸面板装置1中，在作为液晶显示装置的LCD单元2上设置触摸面板3，在其上隔着作为电介质的罩体玻璃4，设有作为触摸面板用膜的高电阻膜5。另外，为了将上述高电阻膜5安装在上述罩体玻璃4上，在高电阻膜5的最下层至少设有粘附层9。
上述触摸面板3例如与现有的图11所示的结构同样地，在透明的绝缘膜10(与图11的绝缘膜53相当)的表背面，形成有由ITO膜构成的传感电极。具体而言，在绝缘膜10的表面侧形成有多个电极焊盘11(与图11的电极焊盘55相当)，在背侧形成有多个电极焊盘12(与图11的电极焊盘54相当)。各电极焊盘11、12与现有的图11、图12的结构同样地形成为菱形状，由此，(与图12的结构同样地)构成二维格子状的传感电极。并且，各电极焊盘11、12的对角线的宽度例如形成为5mm，通过规定的静电电容(例如约1pF)的变化，能够检测出该电极焊盘11、12上的指示体(手指或导电性的触控笔等)的接触。
另外，上述高电阻膜5为透明的层叠膜，具有PET膜8、在PET膜8上形成的高电阻的透明导电性薄膜7、以及在透明导电性薄膜7上形成的保护膜6。另外，在PET膜8的下层设有粘附层9。
上述PET膜8是形成为规定厚度(例如约10μm～400μm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)的膜，透明性、耐热性、电绝缘性等优良。
并且，上述透明导电性薄膜7，对于上述PET膜8的上表面，通过溅射法等将例如ITO膜成膜而形成，或者通过涂敷等将透明导电性树脂成膜而形成。
并且，该透明导电性薄膜7形成表面电阻率被设定在105～108Ω/sq的范围内的高电阻。这样的高表面电阻的透明导电性薄膜7，例如可以通过以下方法等得到，即：使具有低电阻的导电性的ITO膜或以聚噻吩(polythiophene)为代表的导电性聚合物的膜厚较薄而增大电阻率的方法，或者，将以导电性高分子的PEDOT(聚(3，4-乙烯二氧噻吩))(poly(3，4-ethylene-dioxithiophene))和聚阴离子的PSS(聚苯乙烯磺酸盐)的混合物组成的PEDOT-PSS水溶液为代表的导电性高分子的低导电性等级(grade)在膜上均匀地成膜。
另外，不限于如上所述那样在PET膜8上层叠透明导电性薄膜7和保护膜6的结构，也可以采用增大保护膜6的厚度尺寸、在其下表面形成透明导电性薄膜7、并将PET膜8省略的结构。该情况下，在透明导电性薄膜7的下表面形成粘附层9。
并且，上述保护膜6形成为规定厚度(例如厚度几μm～几十μm)，由耐擦伤性高的透明的树脂形成。并且，形成为在膜面的垂直方向上具有导通性，且在膜面方向上具有绝缘性的各向异性导电膜。具体而言，上述保护膜6能够通过以下方式得到，即：在一般市售的硬涂层剂(hard coating)例如商品名：Acier-PMMA(株式会社NIDEK制造)、商品名：紫光UV7600B(日本合成化学工业株式会社制造)等中，以10％的程度分散有作为高导电性材料的、例如商品名：ORMECON(日产化学工业株式会社制造)等，使用旋涂机(spin coater)或棒式涂敷机(bar coater)，在上述透明导电性薄膜7上均匀地进行涂布后，通过UV光进行硬化。
并且，预先使用具有导电性的硬涂层剂、例如商品名：导电涂层UV(導電コートUV)(中京油脂株式会社制造)、或者商品名：导电硬涂层墨(導電ハードコートインキ)(Resino Color工业株式会社制造)等，将硬涂层剂调整为规定的电阻率，也能够制作与上述同样的膜。该情况下，制作的保护膜6兼具透明导电性薄膜7的功能，因此不需要形成透明导电性薄膜7的工序，并且，由于厚度减小，因此有利于确保透明性。
另外，粘附层9例如由丙烯(acrylic)类材料、聚氨酯(urethane)类材料、硅酮(silicon)类材料、橡胶类材料形成为规定厚度(例如厚度10μm～30μm)，具有适度的粘附力和高透明性以及再剥离性。
该粘附层9能够相对于PET膜8的下表面，通过棒式涂敷或旋涂或者喷涂等形成。
另外，上述透明导电性薄膜7的表面电阻率在105～108Ω/sq的范围内，并根据罩体玻璃4、PET膜8、粘附层9等的厚度、相对介电常数而被设定为，使得当指示体进行了接触时发生的每单位面积的静电电容变化在0.36～6.00pF/mm2的范围内。
并且，该表面电阻率和静电电容的范围通过图6所示的结构的条件下的实测值、或者仿真的计算值来决定。
图6所示的结构中，在100mm×100mm的方形的铝制的电极25上贴附80mm×80mm的方形的高电阻膜20，进而在其上配置有直径8.4mm(接触面积约55.4mm2)的圆柱状的铜制的电极26。该直径8.4mm的圆的面积与人体的手指接触触摸面板时的面积大致相等。
在图6的结构下的实测中，对上述电极25、26连接LCR测量计35(Custom公司制造的ELC-131D)作为测定机构，将高电阻膜20中的透明导电性薄膜21的表面电阻率作为多个条件来设定，用1kHz的测定频率测定了高电阻膜20所产生的静电电容。结果，在上述表面电阻率、以及上述静电电容的范围内，当用顶端较细的指示体进行了接触时触摸面板有反应。
另外，对将上述高电阻膜5设置在上述罩体玻璃4上、从而在使具有导电性的指示体接触了上述高电阻膜5时能够获得实际的接触面积虚拟地扩大的效果的原理进行说明。
例如，如图2所示，准备由具有均匀的规定的表面电阻率的透明导电性薄膜21、PET膜22、以及粘附层23形成的膜20，在上述粘附层23侧，配置面积比该膜20大的电极25，在上述透明导电性薄膜21上使面积比上述膜20小的导电性指示体的顶端(电极26)接触。
此时，被电极25、26夹持的上述膜20能够替换为图3所示的等效电路。即，在该膜20中，分布有由电阻R(R1、R2、R3、…、Rn、Rn+1、…)和静电电容C(C1、C2、C3、…、Cn、Cn+1、…)构成的微小的积分电路(n为正的整数值)。
这里，积分电路的时间常数τ由以下式(1)表示，Cn的n越大(面积越大)，则串联连接的电阻的合成值越大，Cn的时间常数τ越大。
(数学式1)
τ＝R×C…(1)
时间常数τ过大时，则以Cn几乎无法在短时间内将电荷蓄积。因此，C1到Cn-1为止被视为静电电容的蓄积范围。
在这样的积分电路中，如果减小透明导电性薄膜21的表面电阻率R，则根据上述式(1)，时间常数τ变小。因此，能够将处于静电电容的可蓄积的边界上的上述Cn增加到Cn+1、Cn+2、…，能够扩大虚拟性的面积。
另外，通常，静电电容C能够由以下式(2)定义，因此上述时间常数τ也受到上述PET膜22的相对介电常数、厚度尺寸的影响。
(式2)
C＝εr·ε0×S/d…(2)
εr：相对介电常数
ε0：真空的介电常数
d：电介质的厚度
S：电极面积
接着，使用图4对与图1所示的高电阻膜5(触摸面板用膜)一起使用的触控笔的结构进行说明。
图4为表示本发明的触控笔30的顶端部的侧视图。
图4所示的触控笔30，具有由导电性材料(例如钢、铜或导电性橡胶、导电性纤维等)形成的笔尖31、和保持笔尖31的笔尖保持体32。在笔尖保持体32的后端侧设有抓握部(grip part)和笔轴主体等(均未图示)。
上述笔尖保持体32、抓握部以及笔轴主体等由与上述笔尖31电连接的导电性材料(例如铝合金)形成，从而能够将人体和笔尖31电连结。或者，也可以在上述笔尖保持体32、抓握部以及笔轴主体等的表面，以与上述笔尖31电连接的状态，设置笔使用者(人体)的手(指)必然接触的例如金属制的导通部(未图示)。
并且，上述笔尖31的顶端宽度尺寸d1形成得比触摸面板3的电极焊盘11、12的对角线的宽度(例如5mm)小。
另外，本发明的触控笔不限于图4所示的形状。即，只要是以下结构即可，即：至少具备由导电性材料形成、并且顶端宽度比上述电极焊盘11、12的宽度小的笔尖，在笔使用者手握触控笔30进行使用时，使用者的手与上述笔尖电连结。
根据这样构成的触控笔30与上述触摸面板装置1，即使触控笔30的笔尖31比电极焊盘11、12的宽度细，也能够通过上述笔尖31与高电阻膜5的表面的接触，进行其接触位置的检测。
即，如图5所示，触控笔30与高电阻膜5接触时，由于高电阻膜5具有在105～108Ω/sq的范围内设定的表面电阻率，因此作为导体的触控笔30的接触面积虚拟地扩大，成为与接触了人的指尖时等效的状态。
由此，如图5所示，在包含触控笔30的笔尖31的接触位置在内的规定区域中，在透明导电性薄膜7与电极焊盘11之间(作为电介质的罩体玻璃4、PET膜8)，每单位面积产生规定的静电电容的变化(约0.36～6.00pF/mm2)。
并且，在透明导电性薄膜7与电极焊盘11之间产生的静电电容，经由触控笔30，作为微弱的电流(例如10μA～20μA)在人体中流动，由此，在触控笔30的笔尖31的接触位置之中，例如检测出纵向的坐标位置(图11、图12的Y方向的位置)。
并且，与上述透明导电性薄膜7和电极焊盘11的情况同样地，在触控笔30的笔尖31的接触位置上，在透明导电性薄膜7与电极焊盘12之间(作为电介质的罩体玻璃4、PET膜8)，每单位面积也产生规定的静电电容的变化(约0.36～6.00pF/mm2)。
并且，在透明导电性薄膜7与电极焊盘12之间产生的静电电容，经由触控笔30，作为微弱的电流(例如10μA～20μA)在人体中流动，由此，在触控笔30的笔尖31的接触位置之中，例如检测出横向的坐标位置(图11、图12的X方向的位置)。
如上所述，根据本发明的实施方式，在触摸面板3上，隔着罩体玻璃4而设有包含表面电阻率被设定在105～108Ω/sq的范围内的透明导电性薄膜7的高电阻膜5，因此即使触控笔30的接触面积比构成触摸面板3的电极焊盘11、12的面积小，也能够虚拟地扩大接触面积。并且，在高电阻膜5的透明导电性薄膜7与电极焊盘11、12之间，分别每单位面积产生规定的静电电容的变化(约0.36～6.00pF/mm2)，因此能够得到与人的手指等效的接触状态。
即，即使触控笔30的笔尖31的接触面积较小，也能够在与高电阻膜5的表面接触的笔尖31和电极焊盘11、12之间(罩体玻璃4)，产生触摸面板3的反应所需的静电电容的变化，能够检测出触控笔30的接触位置。
因此，实现笔尖31较细的触控笔30对触摸面板装置1的操作，能够使操作性及操作时的视觉识别性和使用感提高。
并且，触摸面板3的结构能够采用现有的结构，因此能够抑制制造成本的增加。
另外，在上述实施方式中，触摸面板3是在绝缘膜10的表背面上、作为传感电极而分别形成有多个电极焊盘11和多个电极焊盘12而得到的结构，但是本发明不限于该结构。
例如，也可以将由ITO膜构成的电极焊盘11和电极焊盘12分别形成在不同的透明薄膜的绝缘膜上形成，并将它们重叠而构成触摸面板3。或者，如果电极焊盘11和电极焊盘12电绝缘，则也可以使它们在同一层上形成。
并且，在上述实施方式中，说明了构成高电阻膜5的高电阻的透明导电性薄膜7均匀地形成在膜的整面的情况，但是也可以如图10所示那样分割形成为相互绝缘的多个小块(小块电极Ar)。
在这样构成的情况下，当触控笔30的笔尖31与高电阻膜5的表面接触时，能够在接触位置上的上述小块电极Ar与传感电极(电极焊盘11、12)之间产生触摸面板3的反应所需的静电电容的变化。
即，即使触控笔30的顶端直径(接触面积)较小，也能够在其接触位置上的小块电极的区域使触摸面板做出反应，因此即使是笔尖较细的触控笔30也能够进行触摸面板操作。
另外，图10所示的各小块电极Ar是被划分为纵横的格子状的方形，但是不限于方形，也可以按照其它形状形成各小块电极Ar，各小块电极Ar的大小、形状也可以彼此不同。
并且，在上述实施方式中，说明了透明导电性薄膜7例如由ITO膜等形成的情况，但是不限于此，只要具有透明性及导电性，则可以用任何材料形成。
并且，在上述实施方式中，在透明导电性薄膜7上设置的保护膜6是在膜面的垂直方向上具有导通性、在膜面方向上具有绝缘性的各向异性导电膜。
但是，本发明的触摸面板用膜具有的保护膜不限于该性质。例如，也可以由不具有各向异性的透明的绝缘膜形成保护膜。
并且，在上述实施方式中，在PET膜8的上表面形成透明导电性薄膜7，但是不限于PET膜8，只要是透明性及电绝缘性优良的膜，也可以取代PET膜8而使用由其他材料形成的膜。
另外，在上述实施方式中记载的透明导电性薄膜7、保护膜6、PET膜8、粘附膜9的透明性是指，当被配置在触摸面板上时处于能够识别显示图像的内容的状态。
并且，虽然在上述实施方式中，以投影型静电电容方式的触摸面板为例进行了说明，但是本发明的与触控笔一起使用的触摸面板用膜不限于此，只要是捕捉由笔尖的接触引起的微弱电流的变化来进行位置检测的静电电容方式的触摸面板就能够适用。
实施例
基于实施例对本发明进一步说明。并且，以下实施例中使用的高电阻膜采用不含有本发明的触摸面板用膜的结构中的、在透明导电性薄膜的上表面形成的保护膜的结构。
[实验1]
在实验1中，通过实测及仿真，对能否通过使触摸面板用膜(高电阻膜)具有的透明导电性薄膜的表面电阻率变化从而使指示体的接触面积虚拟地变化进行了验证。
(实施例1)
在实施例1中，通过实测，求出针对多个表面电阻率的静电电容的值。
在图6的立体图中，示意地表示具体的装置结构。并且，在图6所示的结构中，包含与已使用图2说明过的结构同样的结构，因此对应的部件以相同附图标记表示。
如图6所示，在100mm×100mm的方形的铝制的电极25上贴附80mm×80mm的高电阻膜20，进而在其上配置了直径8.4mm的圆柱形状的铜制的电极26。并且，该直径8.4mm的圆的面积与人体的手指接触触摸面板时的面积大致相等。
并且，上述高电阻膜20采用在厚度100μm的PET膜22的上表面形成了具有均匀的规定的表面电阻率的透明导电性薄膜21、并在PET膜22的下表面形成了厚度25μm的粘附层23而得到的结构。并且，粘附层23由聚氨酯类材料形成。
并且，在本实施例1中，作为具有上述结构的高电阻膜20，形成多个其透明导电性薄膜21的表面电阻率不同的膜，对于各膜，作为图6的装置中的高电阻膜20配置，分别测定了电极25、26间的高电阻膜20所产生的静电电容。
并且，对上述电极25、26连接LCR测量计35(Custom公司制造的LC-131D)作为测定机构，用1kHz的测定频率测定了高电阻膜20所产生的静电电容。
(实施例2)
在实施例2中，进行了利用仿真的测定(计算值)。在该实施例2中，使用Murata Software株式会社制造的Femtet(注册商标)，设定与实测(实施例1)同样的条件，求出了膜所产生的静电电容作为计算值。
将实施例1、2的结果在图7的图表中示出。在图7的图表中，横轴表示表面电阻率(Ω/sq)，纵轴表示静电电容(pF)的测定结果。并且，表面电阻率设定在104～108.2Ω/sq的范围内。并且，在图表中，□为实测值，△为仿真得到的计算值。
如图7的图表所示，实施例1、2(实测值、计算值)都是在设定的膜的表面电阻率的范围内、表面电阻率越低则静电电容越大。
并且，根据上述的式(2)，如果没有膜的相对介电常数、厚度尺寸的变化，则静电电容与面积成比例地变化，因此在上述表面电阻率的范围内，表面电阻率和面积大小成反比。因此，根据该实验1的结果可以确认到：通过使膜的表面电阻率变化，能够使指示体的接触面积虚拟地变化。
[实验2]
通常，膜的相对介电常数具有频率特性，静电电容的值因电流的频率而变化。因此，在实验2中，测定在触摸面板操作中使用触控笔时流过人体的电流的频率，通过仿真求出了该频率下的表面电阻率和静电电容之间的关系。并且，基于该结果对表面电阻率和虚拟的面积的扩大率之间的关系进行了验证。
并且，在触摸面板操作中使用触控笔时流过人体的电流的测定中，作为触摸面板而采用Apple公司制造的iPod touch(注册商标)。预先进行该测定，检测出频率约300kHz的电流。
(实施例3)
在实施例3中，对于贴附了设有具有规定的表面电阻率的透明导电性薄膜的高电阻膜的情况，通过仿真求出了将顶端直径2mm的电极作为指示体使用时电流频率为300kHz时的表面电阻率和静电电容之间的关系。并且，作为高电阻膜的结构(层叠结构、各层的材质、厚度尺寸)，设为与实施例1相同的条件，作为仿真器而使用了Murata Software株式会社制造的Femtet(注册商标)。
(比较例1)
在比较例1中，对于在实施例3中采用的高电阻膜的结构中不具有透明导电性薄膜的情况(仅有PET膜与粘附层的结构)，通过仿真求出了作为指示体而使用顶端直径2mm的电极时电流频率为300kHz时的静电电容。
将实施例3的结果在图8的图表中示出。在图8的图表中，横轴表示表面电阻率(Ω/sq)，纵轴表示静电电容(pF)。表面电阻率设定为在103～108Ω/sq的范围内变化。
并且，比较例1的仿真结果是，电极间产生的静电电容为0.94pF。
如图8的图表所示，例如106Ω/sq时的静电电容约为4pF，确认到：与没有设置透明导电性薄膜时(0.94pF)相比，产生约4倍的静电电容。
并且，根据图8的图表，对于各表面电阻率求出静电电容的倍增率，根据该倍增率，换算求出通过设置高电阻的透明导电性薄膜而顶端直径2mm的电极虚拟地扩大的直径(diameter)，得到图9的图表。
在图9的图表中，横轴是表面电阻率(Ω/sq)，纵轴是将电极26的直径虚拟地扩大了的换算直径(mm)。
如图9的图表所示，确认到：在表面电阻率为103～108Ω/sq的范围内，表面电阻率越低，电极的虚拟的直径即虚拟的面积越大。
[实验3]
在实验3中，作为比较例，针对具有触摸面板的实际设备，对于在触摸面板的前表面没有贴附膜的情况、和贴附了市售的现有的保护膜的情况，分别验证了触摸面板能够反应的销规(pin gauge)顶端直径的范围。
另外，在作为具有导电性的指示体而使用钢制的销规、并且为了消除人体的个体差异而在实际设备主体下配置铝板、并用铜线连接铝板和销规的状态下进行了测定。
(比较例2)
在比较例2中，作为触摸面板，采用第三代iPad(注册商标)，验证了在触摸面板前表面上没有贴附膜时的、触摸面板能够反应的销规顶端直径的范围。
将比较例2的结果在表1中示出。并且，在表1中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表1]
(比较例3)
在比较例3中，作为触摸面板而采用第三代iPad，验证了在触摸面板前表面上贴附了市售的现有的保护膜(表面电阻率为1013Ω/sq)时的、触摸面板能够反应的销规顶端直径的范围。
将比较例3的结果在表2中示出。并且，在表2中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表2]
(比较例4)
在比较例4中，作为触摸面板而采用第四代iPod touch，验证了在触摸面板前表面上没有贴附膜时的、触摸面板能够反应的销规顶端直径的范围。
将比较例4的结果在表3中示出。并且，在表3中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表3]
(比较例5)
在比较例5中，作为触摸面板而采用第四代iPod touch，验证了在触摸面板前表面上贴附了市售的现有的保护膜(表面电阻率为1013Ω/sq)时的、触摸面板能够反应的销规顶端直径的范围。
将比较例5的结果在表4中示出。并且，在表4中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表4]
作为触摸面板而采用第三代iPad时，根据表1(比较例2)可以确认到：无膜时，如果销规直径为4.0mm以上则做出反应。另一方面，根据表2(比较例3)可以确认到：贴附了现有的保护膜时，反应所需的面积增大，如果销规直径为4.8mm以上则做出反应。
并且，作为触摸面板而采用第四代iPod touch时，根据表3(比较例4)可以确认到：无膜时，如果销规直径为3.9mm以上则做出反应。另一方面，根据表4(比较例5)可以确认到：有现有的保护膜时，反应所需的面积增大，如果销规直径为4.4mm以上则做出反应。
[实验4]
上述实验3的结果是，根据没有贴附膜时的表1、表3可知，在销规顶端直径为3.7mm时完全不反应，因此，贴附本发明的触摸面板用膜(高电阻膜)，如果销规顶端直径为3.7mm(接触面积10.8mm2)以下时做出反应，则能够确认本发明的有效性。
因此，在实验4中，对于在实验3中作为触摸面板采用的第三代iPad、以及第四代iPod touch，分别验证了作为实施例而将具有规定的表面电阻率的高电阻膜贴附在触摸面板前表面上、钢制的销规的顶端直径为3.7mm时的反应。
(实施例4)
在实施例4中，作为触摸面板采用第三代iPad，在触摸面板前表面上贴附高电阻膜，验证了触摸面板做出反应的表面电阻率的范围。
如上所述，作为指示体而使用顶端直径为3.7mm的销规，作为上述高电阻膜而采用在100μm厚的PET膜的上表面侧形成了具有规定的表面电阻率的透明导电性薄膜、在上述PET膜的下表面侧形成了25μm厚的粘附层的结构。另外，假设上述粘附层由聚氨酯类材料形成。
另外，在验证上述高电阻膜中的表面电阻率的范围时，在表面电阻率的测定中，使用SIMCO Japan制造的表面电阻计ST-4。
将实施例4的结果在表5中示出。并且，在表5中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表5]
(实施例5)
在实施例5中，作为触摸面板而采用第四代iPod touch。其它条件与实施例4相同。
将实施例5的结果在表6中示出。并且，在表6中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表6]
由表5、表6可知，表面电阻率在105.0～108.0Ω/sq的范围内，两种机型都发生反应，因此能够确认到：在该范围内，直径3.7mm的销规的接触面积虚拟地扩大，能够使触摸面板反应。
[实验5]
由上述实施方式所示的式(2)可知，静电电容C也根据相对介电常数εr、电介质的厚度d而变化。因此，优选的是，在用表面电阻率规定本发明的触摸面板用膜(高电阻膜)的结构时，同时规定在该表面电阻率的范围内触摸面板能够反应的每单位面积的静电电容的范围。
因此，在实验5中，在对触摸面板贴附高电阻膜并使用顶端直径为3.7mm的钢制的销规的情况下，验证了触摸面板能够反应的表面电阻率和静电电容的范围。
(实施例6)
在实施例6中，作为触摸面板而采用第三代iPad，对触摸面板前表面贴附高电阻膜，验证了触摸面板做出反应的表面电阻率和静电电容的范围。
如上所述那样，作为具有导电性的指示体而使用顶端直径为3.7mm的钢制的销规，作为上述高电阻膜，采用在100μm厚的PET膜的上表面侧形成了具有规定的表面电阻率的透明导电性薄膜、在上述PET膜的下表面侧形成了由25μm厚的聚氨酯类材料形成的粘附层而得到的结构。
将实施例6的结果在表7中示出。并且，在表7中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表7]
根据表7可以确认到：指示体的顶端直径为3.7mm(约10.8mm2)时，在表面电阻率为105.0～108.0Ω/sq、并且每单位面积的静电电容为0.36～6.00pF/mm2的范围内，能够使触摸面板反应。
[实验6]
如以上那样，根据实验4、5可以确认到：即使指示体的顶端直径为3.7mm较细的情况下，也能够使触摸面板反应。因此，在实验6中，对采用了具有规定的较高的表面电阻率的膜时、触摸面板能够反应的指示体的最小直径进行了验证。
(实施例7)
在实施例7中，作为触摸面板而采用第三代iPad，对触摸面板前表面贴附高电阻膜，以指示体的顶端直径为条件，验证了触摸面板是否反应。
作为指示体，分别使用顶端直径不同的多个钢制的销规。
作为上述高电阻膜，采用在100μm厚的PET膜的上表面侧形成了具有105.0Ω/sq的表面电阻率的透明导电性薄膜、在上述PET膜的下表面侧形成了25μm厚的由聚氨酯类材料形成的粘附层而得到的结构。
将实施例7的结果在表8中示出。并且，在表8中，○表示反应，×表示不反应，△表示根据面板上的位置而反应。
[表8]
根据表8确认到：膜的表面电阻率为105.0Ω/sq时，如果指示体在触摸面板上的接触面积为2.1mm2(直径1.62mm)以上则能够使触摸面板反应。
另外，使PET膜、粘附层的厚度以及粘附层的材质等根据上述实施例中的条件在规定的范围内变化，并进行了同样的实验，结果能够获得与上述实施例的结果同样的结果。
根据以上的实施例的结果，确认到：通过将本发明的触摸面板用膜(高电阻膜)贴附到触摸面板上，即使是本发明的触控笔那样顶端直径较细的指示体也能够实现操作。
附图标记说明
1：触摸面板装置
2：LCD单元
3：触摸面板
4：罩体玻璃
5：高电阻膜(触摸面板用膜)
6：保护膜
7：透明导电性薄膜
8：PET膜
9：粘附层
10：绝缘膜
11：电极焊盘(传感电极)
12：电极焊盘(传感电极)
30：触控笔
31：笔尖
32：笔尖保持体(导通部)

Claims (6)

1.一种触摸面板用膜，是介于将传感电极配置为格子状的静电电容方式的触摸面板与导电性的指示体之间的静电电容式触摸面板用膜，其特征在于，
至少具有透明导电性薄膜，该透明导电性薄膜具有被设定在105.0～108.0Ω/sq的范围内的规定的表面电阻率，
当上述指示体接触时，在包含其接触位置在内的规定区域与上述传感电极之间的电介质中，每单位面积发生0.36～6.00pF/mm2的静电电容的变化。
2.如权利要求1所记载的触摸面板用膜，其特征在于，
上述透明导电性薄膜由相互电绝缘的多个透明的小块电极构成。
3.如权利要求1或2所记载的触摸面板用膜，其特征在于，
包含保护膜，该保护膜设置在上述透明导电性薄膜之上且具有透明性。
4.一种静电电容方式的触摸面板，采用权利要求1至3中任一项所记载的触摸面板用膜，其特征在于，具备：
上述触摸面板用膜；以及
传感电极，设置在上述触摸面板用膜的下层，配置为格子状。
5.一种触控笔，在将传感电极配置为格子状的静电电容方式触摸面板的操作中使用，与上述权利要求1至4中任一项所记载的触摸面板用膜一起使用，其特征在于，
具备由导电性材料形成的笔尖，
使上述笔尖与人体电连结。
6.如权利要求5所记载的触控笔，其特征在于，
上述笔尖在上述触摸面板用膜上的接触面积在2.1mm2～10.8mm2的范围内。
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Granted publication date: 20170829