JP2015158840A - タッチパネルおよび導電性フィルムシート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パターニングされた導体が曲げ部と形成部とに跨って配置される3次元形状を有する静電容量式のタッチパネルにおいて、導体の幅は形成部よりも曲げ部の方を広くする。
【選択図】図1
Description
特許文献2には、狭額縁タッチパネルが記載されている。特許文献2の狭額縁タッチパネルでは、天面板対応部と、天面板対応部に対して曲げて形成された立ち上がり部を有しており、検出用の透明電極は天面板対応部に形成され、引出し配線が曲げられつつ立ち上がり部に形成されている。
導体はメッシュを形成していることが好ましく、形成部における導体が形成するメッシュのピッチと曲げ部における導体が形成するメッシュのピッチとが同一であることが好ましい。メッシュを形成する導体の幅は、形成部で5μm以下であることが好ましい。
また、導体は、少なくとも曲げ部に開口部を有することが好ましい。
導体はメッシュを形成していることが好ましく、形成部における導体が形成するメッシュのピッチと曲げ部における導体が形成するメッシュのピッチとが同一であることが好ましい。
メッシュを形成する導体の幅は、形成部予定領域で5μm以下であることが好ましい。また、導体は、少なくとも曲げ部に開口部を有することが好ましい。
図1(a)は、本発明の第1の実施形態のタッチパネルを示す斜視図であり、(b)は、図1(a)のタッチパネルの曲げ部を示す模式的平面図であり、(c)は、タッチパネルの曲げ部を示す模式的側面図であり、(d)は、従来の構成で曲げた状態を示す模式的平面図であり、(e)は、従来の構成で曲げた状態を示す模式的側面図である。
タッチパネル10は、本体部10aの両側が曲げ部αで折り曲げられて側面部10bが形成されている。本体部10aと側面部10bとの境界部分が曲げ部αである。
本発明において、曲げ部αは、曲率半径が5mm以下であり、かつ曲げ部αの頂線Ep(曲げ線Eb(図4(a)、図6(a)参照))に対して3mm以内の領域を示す。本体部10aと側面部10bとが本発明の形成部に該当する。
なお、タッチパネル10は図1(a)に示す形態に限定されるものではない。本発明の3次元形状とは、平板ではなく、少なくとも一部を曲げる等の変形が加えられた立体的な形状のことである。
しかしながら、導体細線の線幅が細すぎると工程中に断線を生じ易くなるので、導体細線の線幅は0.5μm以上が好ましく、2μm以上がより好ましい。
導体細線は、金、銀、銅、アルミニウム等金属またはその合金で構成される。その中でも、抵抗値の観点から銀および銀合金が好ましい。
導体細線の厚さは、抵抗値の観点より、0.1μm以上が好ましい。しかしながら、導体細線の厚さが厚すぎると後述する粘着層との密着が悪くなることがあるので、10μm以下が好ましい。
周辺配線26は、幅広部26bの絶縁間隔が30μm以上であることが好ましい。これにより、イオンマイグレーションを防止することができる。
なお、本実施態様においては、第2の検出電極24と周辺配線28とは、曲げ部αに配置されることがないため、導体の幅を変える必要はない。
なお、取出し端子を側面部10bに形成しない構成、例えば、本体部10aに取出し端子を設けることで、FPC(フレキシブルプリント基板)との接続を容易にすることができる。
導体の形成部の幅、周辺配線26では導体部26aの幅は50μm以下であることが好ましい。このため、曲げ部αでの幅は75μm以上であることが好ましい。
図2(a)は、図1(a)のタッチパネルの導電性フィルムシートの曲げ部αの導体の1態様を示す模式図であり、(b)は、タッチパネルの導電性フィルムシートの曲げ部αの導体の他の例を示す模式図であり、(c)は、タッチパネルの導電性フィルムシートの曲げ部αの導体の他の例を示す模式図である。
図2(a)〜(c)に示す周辺配線30a〜30cは、周辺配線26と同様の構成には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
なお、図2(a)〜(c)において、W0は曲げる前の状態の導体部26aの幅であり、W1は曲げる前の状態の幅広部26bの幅である。
さらに図2(a)〜(c)において、開口部32、34、36の占有面積をそれぞれ幅広部26bの30%以上とすることにより、タッチパネルとしての寄生容量の増加を効果的に抑制でき感度が良い3次元形成されたタッチパネルが提供できる。
さらには、図3(c)に示すように、第1の検出電極22(周辺配線26も含む)および第2の検出電極24(周辺配線28も含む)に保護層29を設ける構成でもよい。この場合でも、保護層29上に接着層25を介して保護部材27が設けられる。
曲げる前の状態では、周辺配線26の導体部26aの幅をW0とし、幅広部26bの幅をW1とするとき、W1/W0で表される比率の値が1.5以上であることが好ましい。比率を1.5以上にすることにより、曲率半径を1mm未満で曲げても曲げ加工後の抵抗値の変化は10%以内に抑えることができる。
本発明では、導体部26aと、幅広部26bとの比率をWB/WfとW1/W0との2つ規定しており、いずれも1.5以上とすることが好ましい。
基体20には、必要に応じて密着性を強化する下塗り層、特定の波長の光を吸収してハレーションを防止する効果がある光学フイルタ層、帯電防止層、透過率を向上させる屈折率調整層、またはその他の機能層を設けてもよい。これらの機能層は3次元成形の加工性から有機材料であることが好ましく、ゼラチン、アクリル樹脂等を使用することができる。
図5(a)は、本発明の第2の実施形態のタッチパネルを示す斜視図であり、(b)は、図5(a)のタッチパネルの曲げ部を示す模式的平面図であり、(c)は、従来の構成を示す模式的平面図である。
なお、本実施形態において、図1〜図4に示す第1の実施形態のタッチパネル10および導電性フィルムシート12と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
しかしながら、導体の線幅が細すぎると工程中に断線を生じ易くなるので、導体の線幅は0.5μm以上が好ましく、2μm以上がより好ましい。
導体は、金、銀、銅、アルミニウム等金属またはその合金で構成される。その中でも、抵抗値の観点から銀および銀合金が好ましい。
メッシュ電極のメッシュ形状は定型でも良く、ランダムでも良い。定型の場合は、正方形、菱形、正六角形が好ましく、特に菱形が好ましい。菱形の場合、その鋭角の角度は、50度〜80度であることが、表示装置とのモアレを低減する観点から好ましい。メッシュピッチは100μm〜600μmであり、メッシュの開口率は92%〜99%であることが好ましい。
比較のために、図5(c)に示すように、一定の幅の従来のメッシュ電極102を用いた場合、曲げると上述の図1(e)に示すように従来のメッシュ電極102が曲げ部αで細くなって断線の発生および高抵抗化を招く。
なお、形成部のメッシュピッチP(図6(b)参照)と曲げ部αのメッシュピッチPb(図6(b)参照)とは同一であることが好ましい。メッシュピッチを同一にすることにより、メッシュの連続性が維持されるため、製造し易く、視認性も良い(メッシュが見えにくい)という効果がある。
導体の形成部の幅は、メッシュ電極では、上述のように導体部22aの幅が5μm以下であることが好ましいため、曲げ部αでの幅は7.5μm以上であることが好ましい。
また、本実施形態でも、図2(a)〜(c)に示す周辺配線30a〜30cのように開口部32〜36を設ける構成とすることもできる。この場合、寄生容量を減らすことができ、タッチパネル11の感度の低下を抑制することができる。なお、開口部は、第1の検出電極22と第2の検出電極24とが対向するところがあれば、対向するところに設けることが好ましい。
導電性フィルムシート13では、形成部予定領域12aと、曲げ部予定領域Gと、側面部予定領域12bとに分けられる。図6(a)の導電性フィルムシート13では、第1の検出電極22が曲げられるため、曲げ部予定領域Gに幅広部22bが配置されるように第1の検出電極22が形成されている。図6(a)の導電性フィルムシート13のように、曲げ部予定領域Gにメッシュ電極が配置される場合、形成部予定領域12aのメッシュピッチと曲げ部予定領域Gのメッシュピッチとが同一であることが好ましい。具体的には、第1の検出電極22において、形成部予定領域12aのメッシュ電極が、図6(b)に示すように導体細線23で形成されたメッシュ形状が菱形のメッシュ電極であり、曲げ部予定領域Gのメッシュ電極が導体細線23で形成されたメッシュ形状が菱形のメッシュ電極である場合、形成部のメッシュピッチPと曲げ部予定領域GのメッシュピッチPbとが同一であることが好ましい。
曲げる前の状態では、第1の検出電極22の導体部22aの幅をW0とし、幅広部22bの幅をW1とするとき、W1/W0で表される比率の値が1.5以上であることが好ましい。比率を1.5以上にすることにより、曲率半径を1mm未満で曲げても、曲げ加工後の抵抗値の変化は10%以内に抑えることができる。
図7(a)は第1実施例で用いられるタッチパネルの導電性フィルムシートの構成を示す模式図であり、(b)は第1曲げ部の構成を示す模式図であり、(c)は第2曲げ部の構成を示す模式図である。
なお、各第1の検出電極22とその一端に接続された周辺配線26との抵抗値を測定する際には、プローブ配線44,45を有する抵抗測定器42を図7(a)のように接続することにより測定できる。この抵抗測定器42により、導電性フィルムシート40の曲げ加工前後で、各第1の検出電極22とその一端に接続された周辺配線26との抵抗値が測定される。
(ハロゲン化銀感光材料)
水媒体中のAg150gに対してゼラチン10.0gを含む、球相当径平均0.1μmの沃臭塩化銀粒子(I=0.2モル%、Br=40モル%)を含有する乳剤を調製した。
また、この乳剤中にはK3Rh2Br9及びK2IrCl6を濃度が10−7(モル/モル銀)になるように添加し、臭化銀粒子にRhイオンとIrイオンをドープした。この乳剤にNa2PdCl4を添加し、さらに塩化金酸とチオ硫酸ナトリウムを用いて金硫黄増感を行った後、ゼラチン硬膜剤と共に、銀の塗布量が10g/m2となるように基体30(ポリエチレンテレフタレート支持体(PET支持体))の両面に塗布した。この際、Ag/ゼラチン体積比は2/1とした。
幅30cmのPET支持体に25cmの幅で20m分塗布を行い、塗布の中央部24cmを残すように両端を3cmずつ切り落としてロール状のハロゲン化銀感光材料を得た。
露光のパターンについては、図7(a)に示される第1の検出電極22と周辺配線26とを有する第1導電パターンがPET支持体の一方面に、図7(a)に示される第2の検出電極24と周辺配線28とを有する第2導電パターンがPET支持体の他面となるよう行った。露光は上記導電パターンのフォトマスクを介して高圧水銀ランプを光源とした平行光を用いてハロゲン化銀感光材料の両面を露光した。
現像液1L処方
ハイドロキノン 20g
亜硫酸ナトリウム 50g
炭酸カリウム 40g
エチレンジアミン・四酢酸 2g
臭化カリウム 3g
ポリエチレングリコール2000 1g
水酸化カリウム 4g
pH 10.3に調整
定着液1L処方
チオ硫酸アンモニウム液(75%) 300ml
亜硫酸アンモニウム・1水塩 25g
1,3−ジアミノプロパン・四酢酸 8g
酢酸 5g
アンモニア水(27%) 1g
pH 6.2に調整
以上の工程を行い、PET支持体の両面に導電パターンを有する導電性フィルムシート40を得た。
なお、図7(a)には図示されていないが、第1の検出電極22間の間および第2の検出電極24間の間には、ダミー電極を設けた。ダミー電極も、第1の検出電極22と第2の検出電極24と同様にメッシュ電極形状とし、導体細線の幅を4μm、メッシュピッチを200μm、メッシュ形状を菱形(鋭角60度)として、メッシュ内に長さ20μmのブレイクを設けることにより、ダミー電極は、非導通化している。ダミー電極と第1の検出電極22間との絶縁距離、またダミー電極と第2の検出電極24との絶縁距離はそれぞれ30μmに設定した。
また、第1の検出電極22のメッシュ電極を形成する菱形の頂点が、第2の検出電極24のメッシュ電極を形成する菱形の中点の位置になるように配置される。すなわち、作製した導電性フィルムシート40を上面から見ると、検出領域において、ピッチが100μmの菱形(鋭角60度)が均一に配置されたパターンとなっている。
一方、周辺配線の幅が一定の比較例1では、線幅が50μmであることから、断線はしないものの、抵抗変化が大きい。また、比較例2は導体の線幅がもともと細く、線幅が一定であるため、断線が生じた。
図8(a)は第2実施例で用いられるイオンマイグレーション評価用導電性シート50の構成を示す模式図であり、(b)は第3曲げ部の構成を示す模式図であり、第2実施例で用いられるイオンマイグレーション評価を行った箇所D3の拡大図となる。
本実施例では、図8(a)に示すイオンマイグレーション評価用導電性シート50(以下、単に評価用導電性シート50という)を用い、この評価用導電性シート50を中心線E3が第3曲げ部α3の頂線Ep(図1(a)参照)となるように曲率半径0.5mmで3次元成型加工した。3次元成型加工した際の抵抗変化とイオンマイグレーションの評価を行った。
また、評価用導電性シート50に保護層を設ける構成(実施例3−5、比較例3)ともしているが保護層はフッ素樹脂を塗布して形成した。
イオンマイグレーションの評価は、以下に示す評価基準にて行った。
A:絶縁抵抗が1MΩ以上であり、かつ導線に変色無し。
B:絶縁抵抗が1MΩ以上であるが、やや導線に変色有り。
C:絶縁抵抗が1MΩ未満であり、かつショートの発生有り。
比較例3では、曲げ部α(図8(b)参照)の導体の絶縁間隔(導線間スペースS)(図8(b)参照)が170μmと広くイオンマイグレーションの発生を抑制することができるものの、曲げ部αの線幅を広くしていないため、抵抗変化が大きい。比較例3では、抵抗変化の抑制とイオンマイグレーションの発生の両立を図ることができなかった。
本実施例では、上記第1実施例の実施例1−2および実施例2−1の曲げ部の位置に開口部を設けた下記実施例4−1〜4−5および実施例5−1〜5−5の狭額縁タッチパネルを作製し、各実施例4−1〜4−5および実施例5−1〜5−5の狭額縁タッチパネルについて抵抗変化と感度を評価した。
また、下記表3に示す各部のサイズ(W0、Wa、Wb)は、図2(a)〜(c)に示すW0、Wa、Wbのサイズである。曲げ部の線幅はW1であり、形成部の幅はW0である。開口部の幅は、タイプA、BではW1−(Wa+Wb)であり、タイプCではW1−Wbである。
開口部の長さは、配線の長さ方向の長さであり、開口部が複数ある場合には、開口部の合計の長さである。
なお、実施例1−2および実施例2−1は、いずれも開口部がない構成であるため、下記表3の開口部の幅の欄、開口部の長さの欄、Waの欄、Wbの欄、Wa/W0(Wb/W0)の欄、開口部の占有率の欄を「−」と記した。
感度の評価については、タッチパネルに実際に指を接触させ、その位置精度と再現性を確認することで行った。
感度の評価は、以下に示す評価基準にて行った。
A:位置精度および再現性共に優れており優良なレベル
B:位置精度および再現性共に問題なく良好なレベル
C:位置精度に問題なく、再現性にバラつきがあるが、問題ないレベル
D:位置精度および再現性共に悪く問題があるレベル
実施例4−1と実施例4−2〜4−5を比較すると周辺配線でも、実施例5−4と実施例5−1〜5−3、5−5を比較するとメッシュ電極でも開口部の占有面積を30%以上にすることにより、さらに優れた感度が得ることができることが分かった。
本実施例の導電性フィルムシート60は、図7(a)に示す第1実施例の導電性フィルムシート40の構成に対して、それぞれの周辺配線26が曲げ部に2箇所で跨っている点で異なる。よって、周辺配線26が第1の広幅部62と第2の広幅部64とを有する点以外の構成は、図7(a)の導電性フィルムシート40と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施例の導電性フィルムシート60の形態は、周辺配線26の取出し端子が側面に形成されていないので、FPC(フレキシブルプリント基板)との接続が容易となるという利点を有する。
作製した導電性フィルムシート60を第1実施例と同様に曲げ部を曲率半径0.5mmで加工したものを実施例6−1とした。本実施例では、図7(a)に示す第1実施例の導電性フィルムシート40と同様に、図9のE1は中心線を示し、中心線E1が頂線Ep(図1(a)参照)となるように曲率半径0.5mmで曲げた。
実施例6−1の結果は、抵抗変化が1.1であり、感度もAであり、優れた特性が得られた。
本実施例の導電性フィルムシート70は、図7(a)に示す第1実施例の導電性フィルムシート40の構成に対して、第1の検出電極22と周辺配線26とにそれぞれ曲げ部を有する点で異なる。よって、周辺配線26に第1の広幅部72を有し、第1の検出電極22に第2の広幅部64を有する点以外の構成は、図7(a)の導電性フィルムシート40と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施例の導電性フィルムシート70の形態は、第4実施例の導電性フィルムシート60と同様に周辺配線26の取出し端子が側面に形成されていないので、FPC(フレキシブルプリント基板)との接続が容易となるという利点を有する。
メッシュ電極である第1の検出電極22における形成部の線幅は4μmとし、第2の広幅部74の形状は、第3実施例の実施例5−1の曲げ部と同様の形状にした。第2の広幅部74の線幅は40μmである。
本実施例では、実施例7−1に対して、第3実施例と同じ方法で抵抗値変化と感度の評価を行った。このため、抵抗値変化と感度の評価に関する詳細な説明は省略する。
実施例7−1の結果は、抵抗変化が1.1であり、感度もAであり、優れた特性が得られた。
12、13 導電性フィルムシート
14 検出回路部
20 基体
22 第1の検出電極
24 第2の検出電極
25 接着層
26、28、30a、30b、30c 周辺配線
27 保護部材
29 保護層
32、34、36 開口部
40 導電性フィルムシート
50 イオンマイグレーション評価用導電性シート(評価用導電性シート)
100 従来の配線
102 従来のメッシュ電極
Claims (19)
- パターニングされた導体が配置された曲げ部と形成部とを備える、3次元形状を有する静電容量式のタッチパネルであって、
前記導体は前記曲げ部と前記形成部とに跨って配置されており、
前記導体の幅は、前記形成部よりも前記曲げ部の方が広いこと特徴とするタッチパネル。 - 前記形成部での前記導体の幅が50μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。
- 前記導体はメッシュを形成しており、
前記形成部における前記導体が形成するメッシュのピッチと前記曲げ部における前記導体が形成するメッシュのピッチとが同一であることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。 - 前記形成部での前記導体の幅が5μm以下であることを特徴とする請求項3に記載のタッチパネル。
- 前記導体は、少なくとも前記曲げ部に開口部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のタッチパネル。
- 前記曲げ部の前記導体の幅をWBとし、前記形成部の前記導体の幅をWfとするとき、WB/Wfで表される比率の値が1.5以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のタッチパネル。
- 前記導体は、基体の両面に形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のタッチパネル。
- 前記導体は、金属で構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のタッチパネル。
- 前記曲げ部での前記導体間の絶縁間隔が30μm以上であることを特徴とする請求項8に記載のタッチパネル。
- 少なくとも前記導体の前記曲げ部上に保護層を有することを特徴とする請求項8または9に記載のタッチパネル。
- 曲げ部となる曲げ部予定領域と、形成部となる形成部予定領域とを備える基体にパターニングされた導体を有する導電性フィルムシートであって、
前記導体は前記曲げ部と前記形成部に跨って配置されており、
前記導体の幅は、前記形成部予定領域よりも前記曲げ部予定領域の方が広いこと特徴とする導電性フィルムシート。 - 前記形成部予定領域での前記導体の幅が50μm以下であることを特徴とする請求項11に記載の導電性フィルムシート。
- 前記導体はメッシュを形成しており、
前記形成部予定領域における前記導体が形成するメッシュのピッチと前記曲げ部予定領域における前記導体が形成するメッシュのピッチとが同一であることを特徴とする請求項11に記載の導電性フィルムシート。 - 前記形成部予定領域での前記導体の幅が5μm以下であることを特徴とする請求項13に記載の導電性フィルムシート。
- 前記導体は、少なくとも前記曲げ部予定領域に開口部を有することを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の導電性フィルムシート。
- 前記曲げ部予定領域の前記導体の幅をW1とし、前記形成部予定領域の前記導体の幅をW0とするとき、W1/W0で表される比率の値が1.5以上であることを特徴とする請求項11〜15のいずれか1項に記載の導電性フィルムシート。
- 前記導体は、前記基体の両面に形成されていることを特徴とする請求項11〜16のいずれか1項に記載の導電性フィルムシート。
- 前記導体は、金属で構成されていることを特徴とする請求項11〜17のいずれか1項に記載の導電性フィルムシート。
- 前記曲げ部予定領域での前記導体間の絶縁間隔が30μm以上であることを特徴とする請求項18に記載の導電性フィルムシート。
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