JP2014071863A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】誤動作の発生を抑制可能なタッチパネルを提供する。
【解決手段】タッチパネル１は、自己容量方式の静電容量型タッチパネルであり、透明基材１０と、透明基材１０の第１の主面１０ａ上に設けられた検出電極パターン２０と、第１の主面１０ａ上に設けられ、検出電極パターン２０に接続された第１の引出配線パターン３１と、第１の主面１０ａに対向するように配置されたカバーパネル７０と、を備えており、第１の引出配線パターン３１とカバーパネル７０との間の少なくとも一部に空気層６５が介在している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自己容量方式の静電容量型タッチパネルに関するものである。

それぞれ分離されて固有の座標値を有する電極パターンと、当該電極パターンに連結された電極配線と、電極パターンと電極配線が形成されたベース部材と、を備えた自己容量方式のタッチスクリーンが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１２−２７８８９号公報

自己容量方式のタッチパネルでは、電極パターンへの指の接近に伴う静電容量の変化を検出しているが、電極配線に指が接近した場合にも同様の現象が発生してしまうため、タッチパネルが誤動作するという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、誤動作の発生を抑制可能なタッチパネルを提供することである。

［１］本発明に係るタッチパネルは、自己容量方式の静電容量型タッチパネルであって、透明基材と、前記透明基材の第１の主面上に設けられた検出電極パターンと、前記第１の主面上に設けられ、前記検出電極パターンに接続された第１の引出配線パターンと、前記第１の主面に対向するように配置されたカバーパネルと、を備えており、前記第１の引出配線パターンと前記カバーパネルとの間の少なくとも一部に空気層が介在していることを特徴とする。

［２］上記発明において、前記タッチパネルは、前記第１の引出配線パターンを覆うように前記第１の主面上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層と前記カバーパネルとの間に介在して、前記第１の引出配線パターンを電磁的にシールドするシールドパターンと、を備えてもよい。

［３］上記発明において、前記タッチパネルは、前記第１の主面上に設けられた第２の引出配線パターンを備え、前記シールドパターンは、前記絶縁層上に設けられており、前記シールドパターンは、前記絶縁層に形成された開口を介して前記第２の引出配線パターンに接続されていてもよい。

［４］上記発明において、前記透明基材は、前記検出電極パターンが設けられた第１の領域と、前記第１の領域を囲む略矩形枠形状を有する第２の領域と、前記第２の領域から外側に突出する第３の領域と、を有し、前記絶縁層は、前記第２の領域に設けられており、前記開口は、前記第２の領域において前記第３の領域が突出する辺に対向する辺に配置されていてもよい。

［５］上記発明において、前記透明基材は、前記検出電極パターンが設けられた第１の領域と、前記第１の領域を囲む略矩形枠形状を有する第２の領域と、を有し、前記絶縁層は、前記第２の領域に設けられており、前記開口は、前記第２の領域の角部に配置されていてもよい。

［６］上記発明において、前記タッチパネルは、前記透明基材と前記カバーパネルとを貼り合わせる透明粘着層を備えてもよい。

本発明によれば、第１の引出配線パターンとカバーパネルとの間の少なくとも一部に空気層が介在しているので、第１の引出配線パターンに指が接近した際のタッチパネルの誤動作の発生を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態におけるタッチパネルの平面図である。 図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。 図３は、本発明の実施形態における透明基材を示す平面図である。 図４は、図３の透明基材に検出電極パターンを形成した状態を示す平面図である。 図５は、図４の透明基材に第１及び第２の引出配線パターンを形成した状態を示す平面図である。 図６は、図５の第１及び第２の引出配線パターンの端部に保護層を形成した状態を示す平面図である。 図７は、図６の透明基材の上に絶縁層を形成した状態を示す平面図である。 図８は、図７の絶縁層の上にシールドパターンを形成した状態を示す平面図である。 図９は、本発明の実施形態におけるカバーパネルを示す平面図である。 図１０は、本発明の実施形態におけるタッチパネルの変形例を示す断面図である。 図１１は、図８のXI-XI線に沿った断面図である。 図１２は、図８のXII部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態におけるタッチパネルの平面図、図２は図１のII-II線に沿った断面図である。また、図３〜図９は本実施形態におけるタッチパネルを分解した平面図である。

本実施形態におけるタッチパネル１は、自己容量方式の静電容量センサ（タッチセンサ、入力装置）であり、図１及び図２に示すように、透明基材１０と、検出電極パターン２０と、引出配線パターン３１，３２と、絶縁層４０と、シールドパターン５０と、透明粘着層６０と、カバーパネル７０と、を備えている。

透明基材１０は、可視光線が透過可能であると共に可撓性を有する基板である。この透明基材１０を構成する材料の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ビニル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の樹脂材料を例示することができる。

なお、透明基材１０は、可視光線を透過可能であればリジッドな基板であってもよく、この場合には、上述の樹脂材料のほかに、ガラス等で透明基材１０を構成してもよい。

この透明基材１０の表面１０ａには、図２及び図５に示すように、検出電極パターン２０と、引出配線パターン３１，３２と、が形成されている。また、本実施形態では、この透明基材１０の表面１０ａに、図３に示すような３つの領域１１〜１３が設定されている。

具体的には、第１の領域１１は矩形形状を有し、第２の領域１２は、その第１の領域１１を取り囲む矩形枠形状を有し、第３の領域１３は、第２の領域１２の第１の短辺１２１から外側に向かって突出する矩形形状を有している。なお、本実施形態における透明基材１０の表面１０ａが、本発明における透明基材の第１の主面の一例に相当する。

そして、検出電極パターン２０は、図４に示すように、透明基材１０の第１の領域１１に設けられている。この検出電極パターン２０は、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）や導電性高分子から構成された透明電極であり、本実施形態では、第１の領域１１を８つに分割する矩形状のベタパターン（面状のパターン）から構成されている。なお、検出電極パターン２０の形状、数、レイアウト等は上記に限定されない。

検出電極パターン２０をＩＴＯで構成する場合には、例えば、スパッタリング、フォトリソグラフィ、及びエッチングによって形成する。一方、検出電極パターン２０を導電性高分子で構成する場合には、ＩＴＯの場合と同様のスパッタリング等に代えて、スクリーン印刷やグラビアオフセット印刷等の印刷法や、コーティングした後にエッチングを行うことによって形成することもできる。

検出電極パターン２０を構成する導電性高分子の具体例としては、例えば、ポリチオフェン系、ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系等の有機化合物を例示することができるが、この中でもＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ化合物を用いることが好ましい。

一方、第１及び第２の引出配線パターン３１，３２（いわゆる額縁配線）は、図５に示すように、透明基材１０の第２の領域１２と第３の領域１３に設けられている。この引出配線パターン３１，３２は、例えば、導電性ペーストを透明基材１０上に印刷して硬化させることで形成されており、こうした導電性ペーストとしては、例えば、銀（Ａｇ）ペーストや銅（Ｃｕ）ペーストを用いることができる。

本実施形態では、図５に示すように、透明基材１０上に８本の第１の引出配線パターン３１が形成されている。当該８本の第１の引出配線パターン３１は、８つの検出電極パターン２０にそれぞれ対応している。それぞれの第１の引出配線パターン３１は、その一端で検出電極パターン２０に接続され、第２の領域１２の外縁に沿って第３の領域１３まで引き延ばされており、当該第１の引出配線パターン３１の他端３１１は第３の領域１３の端部近傍に位置している。

これに対し、第２の引出配線パターン３２は、透明基材１０の第２の領域１２の外縁に沿って延在していると共に、その一方の端部３２１が第３の領域１３の端部近傍まで引き延ばされている。なお、この第２の引出配線パターン３２は、後述するシールドパターン５０をコネクタに電気的に接続するためのＧＮＤ用の配線パターンとして機能する。

なお、上述の検出電極パターン２０を、引出配線パターン３１，３２と同様に、導電性ペーストを透明基材１０上に印刷して硬化させることで形成してもよい。この場合には、十分な光透過性を確保するために、それぞれの検出電極パターン２０をメッシュ状に形成する。メッシュパターンの線幅を１μｍ〜２０μｍ、好ましくは５μｍ〜１０μｍとし、メッシュパターンの厚さを０．１μｍ〜２０μｍ、好ましくは１〜５μｍとすることが好ましい。

さらに、全てのパターン２０，３１，３２を同じ組成の導電性ペーストで形成する場合には、これらのパターン２０，３１，３２を同時に印刷することができ、工程の削減を図ることができる。

図２及び図６に示すように、第３の領域１３上に位置する引出配線パターン３１，３２の端部３１１，３２１は、特に図示しないコネクタが嵌合するため、導電性を有する保護層３５によって覆われている。この導電性の保護層３５は、例えば、引出配線パターン３１，３２の端部３１１，３２１の上にカーボンペーストを印刷して硬化させることで形成されている。

なお、引出配線パターン３１，３２と嵌合するコネクタは、特に図示しないタッチパネル駆動回路に接続されている。このタッチパネル駆動回路は、例えば、検出電極パターン２０に所定の電圧を周期的に印加し、操作者の指がいずれかの検出電極パターン２０に接近した際に生じる静電容量の変化を検出し、その検出結果に基づいてタッチパネル１上における指の接触位置を判別する。

因みに、本実施形態のタッチパネル１において第１及び第２の領域１１，１２に対応する部分は、静電容量の変化を検出するセンサ部１ａを構成しており、タッチパネル１において第３の領域１３に対応する部分は、センサ部１ａから配線を取り出すための配線取出部１ｂ（いわゆるテール部）を構成している（図１参照）。そして、この配線取出部１ｂは、例えば、携帯電話等の電子機器の筺体内にタッチパネル１が組み込まれる際に、コネクタに接続された状態で折り曲げられる。

絶縁層４０は、図２及び図７に示すように、第１及び第２の引出配線パターン３１，３２を覆うように、透明基材１０の第２及び第３の領域１２，１３上に形成されている。検出電極パターン２０は絶縁層４０の中央開口４１から露出しており、保護層３５も絶縁層４０の端部から露出している。この絶縁層４０は、例えば、樹脂材料を印刷して硬化させることで形成されており、絶縁層４０を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂等の電気絶縁性を有する樹脂材料を例示することができる。

本実施形態では、図７に示すように、絶縁層４０において第２の領域１２の角部に対応する部分に小開口４２が形成されている。後述するように、この小開口４２は、この絶縁層４０上に形成されるシールドパターン５０と、透明基材１０上に形成された第２の引出配線パターン３２とを電気的に導通させるための貫通孔である。本実施形態における小開口４２が、本発明における開口の一例に相当する。

ここで、図６に示すように、矩形枠状の第２の領域１２において、第１の引出配線パターン３１は、第３の領域１３が突出する第１の短辺１２１や長辺１２２，１２３上に設けられており、第１の短辺１２１に対向する第２の短辺１２４上には設けられていない。

そこで、本実施形態では、絶縁層４０の小開口４２をこの第２の短辺１２４に配置することで、透明基材１０上のスペースを有効活用している。なお、小開口４２の位置は第２の短辺１２４上であれば特に限定されず、例えば、小開口４２を第２の短辺１２４の略中央に配置してもよい。本実施形態における第２の短辺１２４が、本発明における「前記第２の領域において前記第３の領域が突出する辺に対向する辺」の一例に相当する。

また、同図に示すように、透明基材１０の第２の領域１２には第１の引出配線パターン３１が通過しない角部（同図に示す例では、長辺１２２（又は１２３）と第２の短辺１２４との間の角部）が存在している。そこで、本実施形態では、その角部に絶縁層４０の小開口４２を配置することで、透明基材１０上のスペースを有効活用している。

また、本実施形態では、絶縁層４０の小開口４２を介して、シールドパターン５０を第２の引出配線パターン３２に接続しているので、検出電極パターン２０とシールドパターン５０を同一面１０ａ上で外部に接続することができ、接続作業性や接続信頼性の向上を図ることができる。

なお、絶縁層４０Ｂを可視光線が透過可能な透明な材料で構成した場合には、図１０に示すように、第１の領域１１も含めた透明基材１０全体に絶縁層４０Ｂを形成することができる。図１０は本実施形態におけるタッチパネルの変形例を示す断面図である。

シールドパターン５０は、図２及び図８に示すように、絶縁層４０の上に形成された導電層であり、絶縁層４０を介して第１の引出配線パターン３１を電磁的にシールドしている。なお、検出電極パターン２０は、シールドパターン５０の中央開口５５から露出している。

このシールドパターン５０は、例えば、絶縁層４０上に導電性ペーストを印刷して硬化させることで形成されている。シールドパターン５０を形成するための導電性ペーストの具体例としては、例えば、カーボンペーストを例示することができる。特に、テール部１ｂの十分な耐屈曲性を確保する観点から、ポリエステル樹脂をバインダとしたカーボンペーストを用いることが好ましい。

このシールドパターン５０は、図８に示すように、第２の領域１２上に形成されたベタパターン５１と、第３の領域１３上に形成されたメッシュパターン５２と、を有している。このシールドパターン５０は、図１１に示すように、上述の絶縁層４０の小開口４２を介して、第２の引出配線パターン３２に接続されている。図１１は図８のXI-XI線に沿った断面図である。

本実施形態におけるメッシュパターン５２は、図１２に示すように、相互に実質的に並行に設けられた複数の第１の線条部５３と、相互に実質的に並行に設けれた複数の第２の線条部５４と、を備えており、第１及び第２の線条部５３，５４が相互に交差することで格子形状が形成されている。図１２は図８のXII部の拡大図である。

いずれの線条部５３，５４も、第１及び第２の引出配線パターン３１，３２の延在方向（図中左右方向）に対して傾斜するように絶縁層４０上に形成されている。いずれの線条部５３，５４も、０．１〜５ｍｍの線幅、好ましくは０．３〜０．７ｍｍの線幅を有しており、０．５〜１０ｍｍのピッチ（中心間距離）、好ましくは２〜４ｍｍのピッチを有している。

本実施形態では、ベタパターン５１によって第１の引出配線パターン３１を電磁的にシールドすることで、操作者の指が第１の引出配線パターン３１に接近してもタッチパネル１の誤動作の発生を抑制することができる。つまり、操作者の指がセンサ部１ａの額縁エリアに触れてもタッチパネルが誤動作し難くなっており、タッチパネル１の検出精度の向上が図られている。

一方、メッシュパターン５２によって、第１の引出配線パターン３１を電磁的にシールドすることで、外部から第１の引出配線パターン３１へのノイズの流入の低減が図られている。

また、シールドパターン５０においてテール部１ｂに対応する部分５２を、ベタパターンに代えて、メッシュ状とすることで、テール部１ｂを屈曲させた際にシールドパターン５０にクラックが発生するのを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、図１２に示すように、メッシュパターン５２の第１及び第２の線条部５３，５４が、第１及び第２の引出配線パターン３１，３２に対して傾斜しているので、シールド効果の均一化を図ると共に、メッシュパターン５０に加わる応力を効率的に分散することができる。

カバーパネル７０は、図２に示すように、透明粘着層６０を介して透明基材１０に貼り付けられた透明基板であり、可視光線が透過することが可能となっている。このカバーパネル７０を構成する材料の具体例としては、例えば、ガラス、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。

図２及び図９に示すように、このカバーパネル７０の裏面には、例えば黒色のインクを塗布することで形成された遮蔽部７１が設けられている。この遮蔽部７１は、カバーパネル７０の裏面において中央の矩形領域７２を除いた部分に形成されている。

このカバーパネル７０は、矩形領域７２が検出電極パターン２０に対向するように、透明粘着層６０を介して透明基材１０に貼り付けられており、上述の枠形状の遮蔽部７１によって、絶縁層４０やシールドパターン５０が隠蔽されている。なお、透明粘着層６０の具体例としては、例えば、アクリル系粘着剤を例示することができる。

また、本実施形態では、図２に示すように、透明粘着層６０がシールドパターン５０と重ならないように、透明粘着層６０の外縁がシールドパターン５０の中央開口５５の内縁よりも内側に位置しており、これにより、シールドパターン５１とカバーパネル７０との間に空気層６５が形成されている。

この空気層６５によって、第１の引出配線パターン３１とカバーパネル７０との間の誘電率が低くなっているので、操作者の指が第１の引出配線パターン３１に接近した際のタッチパネルの誤動作の発生を抑制することができる。

また、シールドパターン５０とカバーパネル７０との間に空気層６５が介在していることで、透明基材１０の第２の領域１２を背面側に折り曲げて使用することもできる。この場合には、第１の引出配線パターン３１とカバーパネル７０との間の間隔が広がるので、タッチパネルの誤動作の発生を一層抑制することができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述の実施形態では、シールドパターン５０を透明基材１０側に設けたが、特にこれに限定されず、シールドパターン５０をカバーパネル７０側に設けてもよい。この場合には、特に図示しないが、空気層６５は絶縁層４０とシールドパターン５０との間に介在することとなる。

１…タッチパネル
１ａ…センサ部
１ｂ…配線取出部
１０…透明基材
１０ａ…表面
１１…第１の領域
１２…第２の領域
１２１…第１の短辺
１２２，１２３…長辺
１２４…第２の短辺
１３…第３の領域
２０…検出電極パターン
３１…第１の引出配線パターン
３１１…端部
３２…第２の引出配線パターン
３２１…端部
３５…保護層
４０，４０Ｂ…絶縁層
４１…中央開口
４２…小開口
５０…シールドパターン
５１…ベタパターン
５２…メッシュパターン
５３…第１の線条部
５４…第２の線条部
５５…中央開口
６０…透明粘着層
６５…空気層
７０…カバーパネル
７１…遮蔽部
７２…矩形領域

Claims (6)

1. 自己容量方式の静電容量型タッチパネルであって、
   透明基材と、
   前記透明基材の第１の主面上に設けられた検出電極パターンと、
   前記第１の主面上に設けられ、前記検出電極パターンに接続された第１の引出配線パターンと、
   前記第１の主面に対向するように配置されたカバーパネルと、を備えており、
   前記第１の引出配線パターンと前記カバーパネルとの間の少なくとも一部に空気層が介在していることを特徴とするタッチパネル。
2. 請求項１に記載のタッチパネルであって、
   前記第１の引出配線パターンを覆うように前記第１の主面上に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層と前記カバーパネルとの間に介在して、前記第１の引出配線パターンを電磁的にシールドするシールドパターンと、を備えたことを特徴とするタッチパネル。
3. 請求項２に記載のタッチパネルであって、
   前記第１の主面上に設けられた第２の引出配線パターンを備え、
   前記シールドパターンは、前記絶縁層上に設けられており、
   前記シールドパターンは、前記絶縁層に形成された開口を介して前記第２の引出配線パターンに接続されていることを特徴とするタッチパネル。
4. 請求項３に記載のタッチパネルであって、
   前記透明基材は、
   前記検出電極パターンが設けられた第１の領域と、
   前記第１の領域を囲む略矩形枠形状を有する第２の領域と、
   前記第２の領域から外側に突出する第３の領域と、を有し、
   前記絶縁層は、前記第２の領域に設けられており、
   前記開口は、前記第２の領域において前記第３の領域が突出する辺に対向する辺に配置されていることを特徴とするタッチパネル。
5. 請求項３に記載のタッチパネルであって、
   前記透明基材は、
   前記検出電極パターンが設けられた第１の領域と、
   前記第１の領域を囲む略矩形枠形状を有する第２の領域と、を有し、
   前記絶縁層は、前記第２の領域に設けられており、
   前記開口は、前記第２の領域の角部に配置されていることを特徴とするタッチパネル。
6. 請求項１〜５の何れかに記載のタッチパネルであって、
   前記透明基材と前記カバーパネルとを貼り合わせる透明粘着層を備えたことを特徴とするタッチパネル。

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