JP2018067099A - パターンレスタッチパネル用導電シート - Google Patents

Abstract

【課題】パターンレスタッチパネルに用いた場合に、高い位置検出精度を実現できる導電シートを提供する。【解決手段】導電シート１には、基体３の一方の面に一様に形成された導電層２の周りに少なくとも２本の配線５が形成されている配線領域Ｒｗが設けられている。配線５は、互いに異なる位置で導電層２に接続され、導電層２の周縁に沿って延びるように形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、パターンレスタッチパネルに用いるための導電シートに関する。

特許文献１〜３には、透明導電膜の４辺に電極を設け、同相かつ同電位の位置検出用の交流電圧を供給するパターンレスのタッチパネルが開示されている。具体的には、特許文献１では、導電膜の４隅の電極に対応して４個の波形検出回路を設け、その検出回路の出力電圧に基づいて座標位置を演算している。また、特許文献２では、矩形状の導電膜の４隅の電極に同相、同電圧のパルス信号を与え、対数信号比を用いてユーザーのタッチ位置を検出している。さらに、特許文献３では非線形のデータを用いた演算手法を用いることで解像度を高めている。これらのタッチパネルでは、導電シートに微細な透明電極パターンを形成する必要がなく、導電層を一様に積層した導電シートが用いられる。

国際公開ＷＯ２０１３／１５３６０９号パンフレット 特開２０１３−２５０６４２号公報 特開２０１５−２０１２２３号公報

本願発明者らは、上記文献に記載されたパターンレスタッチパネルに適用可能な導電シートを試作し、当該導電シートを実装したパターンレスタッチパネルの評価試験を行った。本評価試験において、簡易な構成を有する導電シートとして、絶縁フィルムの一方の面全体に一様な導電層を形成し、この導電層上に絶縁膜を介して配線を形成したものを用いた。その結果、タッチ位置が正しく検出されない場合があり、タッチ位置の検出精度の面で問題があった。

そこで、本発明では、パターンレスタッチパネルに用いた場合に、高い位置検出精度を実現できる導電シートを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る導電シートでは、基体の一方の面に一様に形成された導電層の周りに、少なくとも２本の配線が形成されている配線領域を設けるようにした。

すなわち、本発明の一態様に係るパターンレスタッチパネル用導電シートは、絶縁性を有するシート状の基体を有し、前記基体の一方の面に、中央部分を含む領域に導電層が一様に形成され、前記導電層の周りにおいて、配線が形成されている配線領域が設けられ、前記配線は、互いに異なる位置で前記導電層に接続され、前記導電層の周縁に沿って延びる、２本の配線を含む、ことを特徴とする。

ここで、「シート」には、薄板状に形成されたシートに加えて、薄板より薄いフィルム状に形成されたシートを含む。「シート状」という場合も同様であり、薄板状及びフィルム状を含む概念である。

上記態様に係る導電シートでは、導電層は、一様に形成され、パターニングされていない。すなわち、タッチ位置を検知するための検知領域に、タッチ位置を検知するための検知部として、一様に形成された導電層が形成されている。このように、一様に形成された導電層でタッチ位置を検知するタッチパネルを、パターンレスタッチパネルと呼ぶものとする。パターンレスタッチパネル以外では、検知領域に微細なアレイ状のパターン電極からなる検知部が形成されたタッチパネル（以下、アレイ型タッチパネルともいう）が広く知られている。

ところで、一般的に、パターンレスタッチパネル及びアレイ型タッチパネルでは、タッチパネル用のシート（本態様では導電シートに相当する）において、検知部の周方向の端部の異なる位置に、複数の電極が設けられている。そして、後段の検出回路等に接続するために、この複数の電極から引き出された配線を導電シートの所定の隅角部や辺に向かって配線する必要がある。

そこで、本態様に係るパターンレスタッチパネル用導電シートでは、導電層の周りにおいて、上記配線を形成するための配線領域を設け、その配線領域に配線を形成するようにしている。これにより、導電層の上に絶縁層を介して配線を引く場合と比較して、導電層との間の寄生容量を小さくすることができる。具体的には、配線には抵抗を小さくする観点から、所定の配線幅が必要であるため、導電層の上に絶縁層を介して配線を引く場合、大きな寄生容量が生じる。一方で、導電シートの面に沿って配線と導電層とを並べて形成した場合には、両者間に生じる寄生容量を極めて小さくすることができる。これにより、寄生容量による影響を防ぐことができ、タッチ位置の検出精度が高いパターンレスタッチパネル用の導電シートを得ることができる。

なお、特許文献１にも記載されているとおり、タッチ容量は、１０ｐＦ〜１６０ｐＦ程度と非常に小さい値である。ホバリング操作の検出を可能にする場合、導電シートには、上記範囲よりもさらに小さいタッチ容量に対しても、低ノイズかつ確度の高い信号出力が求められる。導電シートの導電層は、例えば、数ｃｍ□〜数十ｃｍ□程度のサイズがあるため、導電層の上に絶縁層を介して配線を引く場合、配線と導電層との間に上記タッチ容量に近い寄生容量が生じ、導電シートからの出力信号にノイズ等が生じる場合がある。これにより、導電シートをパターンレスタッチパネルの部材として用いたときに、検出回路におけるタッチ位置の検出精度が低下する場合がある。一方で、本開示に係る導電シートでは、配線と導電層との間の寄生容量を小さくすることができ、このような問題は生じない。上記のような寄生容量による問題は、導電シートのサイズが大きくなる、すなわち、タッチパネルの検知領域が広くなるほど、より顕著に表れる。なお、アレイ型タッチパネルでは、検知部が微細にパターニングされたパターン電極の集合体であるため、パターンレスタッチパネルと比較して、配線と各パターン電極とが平行に延びる距離が短く、配線と各パターン電極（検知部）との間の寄生容量が問題になることはない。

以上述べたように、本発明によると、一様に形成された導電層の周りに配線領域を設け、その配線領域に配線を形成することにより、高い位置検出精度を有するパターンレスタッチパネル用の導電シートを得ることができる。

図１は、実施形態に係る導電シートを模式的に示す平面図である。 図２は、図１のII−II線における概略断面図である。 図３は、図１のIII−III線における概略断面図である。 図４は、寄生容量が位置検出精度に与える影響を説明するための図である。 図５は、図４の点Ｐがタッチされた場合における信号波形の一例を示した図である。 図６は、タッチパネルの位置検出試験におけるタッチ位置と差動電圧信号との関係を示す図である。 図７は、配線領域の配線例を示した図である。 図８は、比較例に係る導電シートを模式的に示す平面図である。 図９は、図８のIX−IX線における概略断面図である。 図１０は、図８のX−X線における概略断面図である。 図１１は、タッチパネルの位置検出試験を行うための評価装置の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

＜導電シート＞
図１に示すように、実施形態に係る導電シート１は、パターンレスタッチパネルに用いるためのものであり、シート状（フィルム状または薄板状）の基体３を有している。基体３の表面には、後述する検知領域Ｒｄに一様に形成された導電層２と、後述する配線領域Ｒｗに形成された配線５とが設けられている。なお、本実施形態では、基体３の表面が操作者と対向しているものとする。また、「前」とは操作者側を指し、「後」はその反対側を指すものとする。

パターンレスタッチパネルにおいて、導電シート１は、タッチパネルとして機能させる表示画面を表示させる表示デバイス（例えば、液晶デバイス）の前側または後側に配置される。すなわち、本実施形態に係る導電シート１は、表示デバイスの前後のどちらに配置しても機能させることができる。

以下、導電シート１の各構成について詳述する。

−基体−
基体３は、導電シート１をパターンレスタッチパネルの部材として用いたときに、他部材と導電層２との接触による短絡を防ぐ観点から、絶縁性材料を用いることが好ましい。基体３の材料としては、絶縁性を有する物質であればよく、特に限定されないが、具体的には例えば、アルミナ、ガラスクロス含浸エポキシ樹脂などの硬質板や、樹脂製のフィルムを用いることができる。中でも、ロールツウロール生産が可能であり生産性に優れる公知の樹脂製フィルムが望ましい。そのような公知の樹脂製フィルムは、具体的には例えば、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）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、トリアセテート、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等が挙げられ、特に、耐熱性及びコストの面からＰＥＴフィルムがより望ましい。また、導電シート１を前述の表示デバイスの前側に配置する場合、視認性を確保する観点から、基体３は透明である方が望ましい。一方で、導電シート１を表示デバイスの後側に配置する場合、基体３は透明である必要はなく、着色されていてもよい。基体３の厚さは特に限定されないが、７μｍ以上２５０μｍ以下が好ましく、加工性の面で２５μｍ以上１２５μｍ以下がより好ましい。

基体３の表面には、導電層２の密着性向上、加工性向上及び経時安定性を目的とした各種表面処理（コロナ処理、プラズマ処理、アンカーコート、ハードコート、オリゴマーブロックコート等）がなされていてもよい。このコート層の厚みは、０．０１〜１０μｍが好ましい。

基体３の表面には、導電シート１の中央部分を含む検知領域Ｒｄと、前記検出領域Ｒｄを包囲する配線領域Ｒｗとを備える（図２参照）。検知領域Ｒｄは、導電シート１をパターンレスタッチパネルの部材として用いたときに、タッチ位置を検知する領域に相当する。なお、図１では、配線領域Ｒｗは、導電層の周りを取り囲んでいる（包囲している）例を示しているが、これに限定されず、検知領域Ｒｄの周りに設けられていればよい。具体的には、例えば、基体３が矩形状のフィルムで、かつ、検知領域Ｒｄも矩形状である場合において、配線領域Ｒｗが、（１）コの字状（検知領域Ｒｄの３辺の周りに設けられるもの）、（２）ニの字状（検知領域Ｒｄの対向する２辺の周りに設けられるもの）及び（３）Ｌ字状（検知領域Ｒｄの直交する２辺の周りに設けられるもの）であってもよい。ただし、導電層２の周縁に、等しいピッチで導電層２と配線５とを接続する電極４が設けられていることが、タッチ位置の検出精度を向上させる観点から好ましいため、配線領域Ｒｗが検知領域Ｒｄを包囲していることが最も好ましい。例えば、検知領域Ｒｄ（導電層）が矩形状の場合、配線領域Ｒｗはロ字状に形成されていることが最も好ましい。そうすることで、例えば、導電層２が矩形状の場合に、導電層２の各辺に電極４を設けることができる。

−導電層−
導電層２は、検知領域Ｒｄに一様に形成されている。このように、導電層２が形成された検知領域Ｒｄは、導電シート１をパターンレスタッチパネルの部材として用いた場合に、タッチ位置を検知する領域に相当する。すなわち、本発明の導電シート１は、パターンレスタッチパネルに実装されることにより、タッチ位置の検出処理を行う演算装置（図示省略）によって、導電層２へのタッチ操作の有無が検出できるように構成されている。なお、本実施形態において、タッチ操作とは、タッチパネルに直接タッチする操作と、ホバリング操作とを含む概念である。また、上記「タッチ操作」を行うことを「タッチする」というものとする。また、「タッチ操作」が行われた場合における指示体（例えば、操作者の指）の位置と対応する導電層２上の位置を「タッチ位置」というものとする。

導電層２には、カーボン、銀、銅、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン、及び水溶性スルホン化ポリアニリンからなる群から選択される１種以上の導電材料が含有されており、基体３上に積層（形成）される。カーボンは、導電性が発現すれば特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブを用いることができる。

導電層２に用いる導電材料は、基体３との密着性を向上させる目的でバインダーとなる合成樹脂と同時に用いられてもよい。また、加工性の面から、導電材料が分散された合成樹脂と揮発溶剤の混合液を用いることが望ましい。バインダーとなる合成樹脂は、特に限定されないが、経時安定性の面から、耐湿熱性のあるポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタンエステル樹脂、エポキシ樹脂が望ましい。具体的には、ポリエステル樹脂、フッ素系ゴム、ジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、チオコール、フッ素系樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ニトリル樹脂など水への溶解度が１％未満の樹脂が好適に使用できる。なお、導電層には架橋剤が含まれていてもよい。

（導電層の抵抗値）
導電層２は、検出精度に優れ且つ経時安定性に優れたパターンレスタッチパネル用導電シートを得る観点から、抵抗値Ｒ０が１ｋΩ／□以上１０ＭΩ／□以下であることが好ましい。抵抗値Ｒ０が１ｋΩ／□未満であると、パターンレスタッチパネル用途においては、印加電流と検知電流との差動電位が小さくなるためタッチの検出に際してノイズと区別がつかなくなってしまうおそれがある。また、初期抵抗値Ｒ０が１０ＭΩ／□を超えると、タッチの検出において遅延が発生してしまうおそれがある。

（導電層の抵抗値ばらつき）
導電層２の抵抗値ばらつきは、検出精度の安定性を得る観点から、好ましくは２０％以下である。抵抗値ばらつきを上記範囲に抑えることにより、導電層２上の場所によらず安定した良好な検出精度を有するパターンレスタッチパネル用の導電シート１をもたらすことができる。

（導電層の厚さ）
導電層２の厚さは、パターンレスタッチパネル用の導電シート１として十分な抵抗値を得る観点から、平均厚さが好ましくは０．１μｍ以上かつ４０μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上かつ５μｍ以下である。

なお、導電層２の厚さは均一であることが望ましい。ここに、「導電層２の厚さが均一」であるとは、導電層２の厚さのばらつきが上記平均厚さの２０％以下であることをいう。導電層２の厚さが均一であることにより、導電層２の抵抗値ばらつきが低減され、安定した検出精度を有するとともに、経時安定性の高い導電シート１を得ることができる。

（導電層の透光性）
導電シート１を前述の表示デバイス（図示省略）の前側に配置する場合、導電シート１の導電層２は、表示画面の視認性を確保する観点から、透過性の高い導電材料で形成することが望ましい。また、導電シート１の前側には、透明の絶縁層（例えば、絶縁シート、絶縁膜等）を設ける必要がある（図示省略）。

一方で、導電シート１を表示デバイスの後側に配置する場合、表示画面の視認性への影響を考慮する必要がなく、導電シート１の導電層２は、透過性の低い導電材料で形成することが可能である。具体的には、導電シート１の全光線透過率は、好ましくは８０％未満、より好ましく７０％以下、特に好ましくは５０％以下とすることができる。また、例えば導電シート１の前側に空間を設けたり、絶縁性の部品を配置したりすることで、導電層２の前側に絶縁層を設けなくてもよい。

−配線−
基体３上に設けられた配線領域Ｒｗには、導電層２の周縁に沿って延びる２以上の配線５が形成されている。配線５は、後述する導電層２へのパルス電流の印加及び電極４から出力された電流の取得のために用いられる。それぞれの配線５は、互いに異なる位置に設けられた接続点を介して導電層２に接続されており、この接続点が電極４として作用する。また、各配線５は、導電層２の周縁に沿って引き回され、導電シート１のうちの１つの隅角部（図１では右上の隅角部）に集約されている。例えば、各配線５は、上記隅角部に設けられた互いに異なる電極６（例えば、図７参照）にそれぞれ接続されている。このように、配線５の端部（電極）を集約することにより、タッチ位置を算出するための演算装置（図示省略）に接続しやすくなる。そして、例えば、導電シート１の配線５に対して上記演算装置が接続された場合、上記演算装置は、導電層２への電流の印加及び導電層２からの出力電流の取得が可能である。この配線５は、例えば、上述の特許文献１，３ではノードに相当する。

なお、図１では、導電層２の各辺の中心位置に電極４を設けた例を示しているが、これに限定されない。例えば、電極４は導電層２の四隅に形成されていてもよいし、導電層２の一辺に２以上の電極４が形成されていてもよい。また、導電層２上に合計で少なくとも２つの電極４が形成されていればよく、その電極４がどの辺に設けられているかについて特に限定されない。例えば、導電層２の辺のうち、電極４が設けられていない辺があってもよい。これらの電極４の配置及び電極数は、パターンレスタッチパネルのサイズ、検出精度等の設計仕様に基づいて適宜変更することができる。ただし、パターンレスタッチパネルでは、従来型（アレイ型）タッチパネルと比較して、多数の電極を設ける必要がない特徴がある。具体的には、パターンレスタッチパネルに必要な電極数は、パネルのサイズ及び要求精度にもよるが、導電層２の周の長さが１ｍ未満の場合、２０個あれば十分な検出精度を得ることができる。この必要な電極数は、パネルのサイズが大きくなる場合、その大きさに合わせて適宜増加させればよい。例えば、導電層２の周の長さが数ｍあるようなタッチパネル（例えば、会議室や教室等に設置されるホワイトボード）においても、３０〜４０個程度の電極があれば十分な検出精度を得ることができる。

また、各配線５は、図１の例では、右上の隅角部の電極（図示省略）に向かって延びるものとしたが、これに限定されない。例えば、各配線５の端部が他の隅角部に集まってもよく、図１において、上下方向または左右方向の中間位置に各配線５の端部が集まってもよい。また、各配線５の端部が互いに異なる複数箇所に集まってもよい。すなわち、配線５の端部（電極）の配置位置は、配線５を形成する領域の確保と、上記演算装置との接続容易性とを考慮して適宜設定すればよい。

配線５の材質は、特に限定されないが、金、銀、銅、アルミニウムなど公知の金属線、金属箔、導電ペーストを用いることができる。接続点（電極４）における配線５と導電層２との密着性の点で導電ペーストが望ましい。導電ペーストに含まれる導電性物質は、特に限定されないが、カーボン粉、銀粉、銅粉、樹脂コア金属メッキ粉、アルミニウム粉、及び、これら混合粉であってもよく、その形状は特に限定されないが、例えば、球状、リン片状であってもよい。

（配線の抵抗値）
配線５は、検知する電圧の観点から、抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。配線５の抵抗率が１×１０^−４Ω・ｃｍを超えると、配線による電圧降下が大きくなり、必要以上に電圧を印加しなければならないおそれがある。

（配線のサイズ及び導電層との間隔）
配線５の線幅は、特に限定されないが、加工性の観点から、１０μｍ以上かつ１０００μｍ以下であることが好ましく、具体的には３００μｍ程度であることがより好ましい。配線５の線幅が、１０μｍ未満であると、加工性が著しく低下し、配線の断線や抵抗値上昇のおそれがある。また、配線５の線幅が、１０００μｍを超えると、タッチ位置の検知に関与しない配線領域Ｒｗの増大につながるおそれがある。

配線５の厚さは、特に限定されないが、加工性の観点から、３μｍ以上かつ２０μｍ以下であることが好ましい。配線５の線厚みが、３μｍ未満であると、ハンドリングによる配線の断線や抵抗値上昇のおそれがある。また、配線５の線厚みが、２０μｍを超えると、粘度上昇や２回塗工の必要性等に起因して、加工性が著しく低下するおそれがある。

さらに、配線５は、図２に示すような導電層２との接続部（電極４の形成部分）以外は、導電層２や隣接する他の配線５から離間されていればよいが、導電層２と配線５との間の間隔Ｄ１（図３参照）は、２００μｍ以上離れていることが好ましい。後述する評価試験の結果、導電層２と配線５との間隔Ｄ１が２００μｍ未満であると、上記演算装置で取得される導電シート１からの出力電流に重畳するノイズが増え、導電シート１を実装したパターンレスタッチパネルのタッチ位置の検出精度が低下するためである。同様に、隣接する配線５同士の間隔Ｄ２（図３参照）は、２００μｍ以上離れていることが好ましい。配線間隔Ｄ２が２００μｍ未満の場合、上記と同様に電極４から出力される電流に重畳するノイズの増加により、導電シート１をパターンレスタッチパネルの部材として用いた場合に、タッチ位置の検知精度が低下するためである。

＜導電シートの製造方法＞
次に、導電シート１の製造方法について具体的に説明する。導電シート１の製造方法は、導電層２の塗工工程と、配線５の形成工程からなる。

−導電層の塗工工程−
基体３の検知領域Ｒｄへの導電層２の塗工工程は、一様（均一）な導電層２の塗工が可能であれば特に限定されず、公知の塗工方法を採用することができる。具体的には例えば、ロールコート印刷、ダイレクトグラビア印刷、リバースグラビア印刷、小径リバースグラビア印刷、コンマコート印刷、キスコート印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、スパッター、蒸着等の公知の方法を採用することができる。なお、生産性の観点から、ダイレクトグラビア印刷が望ましい。

−配線の形成工程−
基体３の配線領域Ｒｗへの配線の形成工程は、特に限定されず、公知の塗工方法を採用することができる。具体的には例えば、ロールコート印刷、ダイレクトグラビア印刷、リバースグラビア印刷、小径リバースグラビア印刷、コンマコート印刷、キスコート印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、スパッター、蒸着等の公知の方法を採用することができる。なお、作業性・生産性の観点から、スクリーン印刷が望ましい。

＜タッチパネルの位置検出原理＞
以下において、導電シート１を用いたパターンレスタッチパネルのタッチ操作に係るタッチ位置の検出原理について、図４を参照しながら具体的に説明する。なお、タッチ操作の種別（タッチパネル上に直接指示体が触れる操作とホバリング操作）によって、検出回路に検出される電圧の振幅が異なるが、タッチ操作の種別によらず基本的な検出原理は同じである。

タッチパネルがタッチされると、指示体と導電層２との間に容量（以下、タッチ容量Ｃｓともいう）が形成される。タッチ容量Ｃｓは、操作者の操作時の状態（着衣状況、姿勢、体質）、周囲環境等によって異なる場合がある。また、１点タッチと複数点タッチの場合もタッチ容量Ｃｓは異なり、例えば、タッチ容量Ｃｓはタッチ操作点が増えることにより増加する。また、同一環境下において同一の指示体によるタッチ操作がされた場合、導電シート１と指示体との距離が遠いほどタッチ容量Ｃｓが小さくなる。このように、タッチ容量Ｃｓは様々な値を取りうるため、タッチ容量Ｃｓを固定値として定義することは難しい。特許文献１において、タッチパネルがタッチ操作された場合に、出現頻度の高いタッチ容量として４０ｐＦが挙げられている。

タッチ操作位置を点Ｐとした場合、点Ｐと電極４ａ，４ｂとの間の抵抗値は、それぞれ、導電層のシート抵抗と相互間の距離とに基づいた値となる。図４では、点Ｐと電極４ａとの間の抵抗をＲａとし，点Ｐと電極４ｂとの間の抵抗をＲｂとする。このタッチされた状態で、配線５ａ，５ｂを介してパルスジェネレータからパルス信号が与えられると、図５（ａ）に示すように、電極４ａには、抵抗Ｒａとタッチ容量Ｃｓによる時定数で決まる電圧信号Ｖａが生じる。同様に、電極４ｂには、抵抗Ｒｂとタッチ容量Ｃｓによる時定数で決まる電圧信号Ｖｂが生じる。図５（ｂ）には、電圧信号Ｖａ，Ｖｂの差動電圧信号Ｖａｂを示している。

特許文献１では、電圧信号Ｖａ，Ｖｂの差動電圧信号Ｖａｂのピークホールド値に基づいて、タッチ操作位置の検出を行っている。図６には、本実施形態に係る導電シートをタッチパネルに実装し、特許文献１に開示された技術を用いて測定されたデータを例示している。具体的には、導電シート上のタッチ操作点Ｐから電極４ａ，４ｂまでの距離と、差動電圧信号Ｖａｂのピークホールド値との関係、及びその関係のタッチ容量依存性を示している。図６の例では、タッチ容量が１０ｐＦでも十分にタッチ位置が検出できるのがわかる。

図４に戻り、配線５を、導電層２の辺と同じ方向に沿って延びるように配置した場合、導電層２と配線５との間に寄生容量Ｃｘ，Ｃｙが発生する。また、導電層２は一様に形成されているため、寄生容量Ｃｘ，Ｃｙとタッチ操作位置Ｐとの間には、寄生抵抗Ｒｘ，Ｒｙが発生する。そうすると、タッチ位置Ｐと配線５との間に複数のＲＣ回路が並列接続されるため、導電シート１をパターンレスタッチパネルの部材として用いたときに、タッチ位置の検出精度が低下する場合がある。

そこで、本願発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、導電層２が一様に形成された検知領域Ｒｄと、配線５を形成するための領域であって、導電層２が形成されていない配線領域Ｒｗとを分けることにより、導電層２と配線５との間の寄生容量Ｃｘ，Ｃｙの影響を低減することができることを発見した。

さらに、導電層２と配線５との間隔を５００μｍ以上にすることで、寄生容量の影響を大幅に低減することができることを発見した。これにより、導電シート１をパターンレスタッチパネルの部材として用いたときに、より検知精度を高めることができる、すなわち、より小さいタッチ容量についても精度よく検出できるようになることを発見した。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態では、基体３の表面（前面）に導電層２が形成されるものとしたが、導電層２が基体３の裏面（後面）に形成されていてもよい。導電層２を基体３の裏側に設ける場合、基体３には誘電率の低い材料を用いるのが望ましい。

具体的には、導電層２を基体３の裏面に形成した場合に、前側からタッチ操作がされると、電極４からの出力電流は、基体３の静電容量Ｃによる影響を受ける。基体３の誘電率εが低いと、基体３に起因する静電容量Ｃは低下する（式（１）参照）。式（１）において、ｓは指示体に対応する面積、ｄは基体３の厚さである。

Ｃ＝ε×s / d （１）

基体３の厚さｄ及び面積ｓが等しい場合には、基体３の誘電率の低いほど、静電容量Ｃが小さくなる。タッチ位置から電極４までの抵抗値Ｒが等しい場合、静電容量Ｃが小さいほど時定数τは小さくなる（式（２）参照）。すなわち、タッチ位置の検知に必要な時間が短くてすむ。換言すると、時定数τを一定にしようとする場合、誘電率εが低い物質を基体３の材料とすることにより、誘電率が高い物質を適用する場合と比較して、基体３の厚さ薄くすることができるというメリットがある。

τ＝ Ｒ×Ｃ ＝ Ｒ×ε×s / d （２）

また、上記実施形態では、パルス電流を印加するための入力配線と、電極４から出力された電流の取得するための出力配線とを共通の配線５で実現した例を示しているが、入力配線５１と出力配線５３とが図７に記載しているように別々の配線であってもよい。このように、入力配線５１と出力配線５３とを分けることによって、入力信号と出力信号の干渉による影響を防ぐことができる。

また、図７に示すように、入力配線５１と出力配線５３との間に、入力配線５１及び出力配線５３に沿って延びるグランド配線５２を形成してもよい。なお、グランド配線５２は、入力配線５１と導電層２との間に形成してもよい。また、異なる電極４に接続された隣接する配線間（例えば、異なる電極４に接続された入力配線５１と出力配線５３との間）に形成してもよい。このように、グランド配線５２を形成することにより、導電層２と入力配線５１との間に生じる寄生容量及び／または各配線５間に生じる寄生容量を大幅に減らすことができる。これにより、導電シート１をパターンレスタッチパネルの部材として用いたときに、検知精度を高め、より小さいタッチ容量についても検出できる。

次に、具体的に実施した実施例について説明する。

（実施例１）
−導電層の塗工−
カーボンを含有する塗工液は、カーボン含有量２．５質量％、ポリエステル樹脂を１２．０質量％、残部溶剤となるように、大阪印刷インキ製造株式会社製ＥＸＰ２８００４ＥＣ黒コンク（カーボン含有量２．５質量％、ポリエステル樹脂１２．０質量％、残部溶剤）を使用した。この塗工液を、２５ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製Ａ４３００）上の検知領域にダイレクトグラビアを用いて塗布した。具体的には、塗布範囲は、ＰＥＴフィルムの中央部のみ、つまり導電層の周囲が配線領域（導電層が形成されていない余白）となる様に、１７ｃｍ×２２ｃｍの長方形形状の範囲とした。その後、１２０℃にて１分間乾燥した。乾燥後に形成された導電層２は、カーボン濃度が１７．２質量％で、厚みが２．６４μｍであった。

−配線の形成−
次いで、図７に示すように、配線領域Ｒｗに、スクリーン印刷によりＡｇペースト（東洋紡株式会社製ＤＷ−４２０Ｌ−２）を用いて線幅が３００μｍで導電層２の周縁に沿って延びる配線５（５１，５２，５３）を形成した。各配線５１，５２，５３は、隣接する配線５同士の間隔Ｄ２１，Ｄ２２、Ｄ２３がそれぞれ２００μｍとなるように形成した。また、導電層２の辺に隣接する配線５１は、導電層の周縁との間隔Ｄ１が５００μｍとなるように形成した。各配線５１，５２，５３は、それぞれ一方の端がＰＥＴフィルムの１つの隅角部に相互間が非接触状態となるように集約され、電極６に接続されている。入力配線５１及び出力配線５３の他端は、導電層２の各辺の中間位置において、導電層２に電極４を介して接続されるように配置した。グランド配線５２は、入力配線５１及び出力配線５３に沿って延びるフローティングノードであり、その他端は電極４手前において電極４から所定の距離（例えば、５００μｍ）離れるように配置した。こうして、導電シート１を得た。なお、隣接する配線５１，５２，５３同士の間隔Ｄ２１，Ｄ２２、Ｄ２３は、それぞれが互いに異なる値であってもよい。

（実施例２）
−導電層の塗工−
十条ケミカル株式会社製ＪＥＬＣＯＮ ＣＨ−８とＪＥＬＣＯＮ 抵抗調整用メジウムを配合比８０：２０で混合し、２５ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製Ａ４３００）上の検知領域にスクリーン印刷を用いて塗布した。塗布範囲は、実施例１と同じである。

−配線の形成−
実施例１と同様にＡｇペースを塗布して配線５を形成し、導電シート１を得た。

（実施例３）
−導電層の塗工−
塗工液は、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液（信越ポリマー株式会社製ＡＳ−Ｈ０４Ａ）を使用した。この塗工液を、２５ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製Ａ４３００）上の検知領域にダイレクトグラビアを用いて塗布した。塗布範囲は、実施例１と同じである。その後、１２０℃にて１分間乾燥し、５μｍ厚のＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ導電層２を形成した。

−配線の形成−
実施例１と同様にＡｇペースを塗布して配線５を形成し、導電シート１を得た。

（実施例４）
−導電層の塗工−
化学蒸着を用いて、厚さが２０ｎｍのＩＴＯ導電層２を形成した。導電層２の形成範囲は、実施例１の塗布範囲と同じである。

−配線の形成−
実施例１と同様にＡｇペースを塗布して配線５を形成し、導電シート１を得た。

（比較例１）
実施例１と同じ塗工液を、２５ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製Ａ４３００）表面全体にダイレクトグラビアを用いて塗布した。その後、実施例１と同じ乾燥工程を経て、カーボン濃度が１７．２質量％で、厚みが２．６４μｍの導電層を形成した。

次に、スクリーン印刷を用いて、導電層の中央部１７ｃｍ×２２ｃｍが露出するように、導電層上の中央部を除く外周部分に熱硬化エポキシ樹脂を塗布し、１２０℃にて３０分熱硬化させ、厚さが１５μｍの絶縁膜を形成した。

次いで、実施例１と同様に、スクリーン印刷によりＡｇペースト（東洋紡株式会社製ＤＷ−４２０Ｌ−２）で線幅が３００μｍの配線を、上述の絶縁膜上に形成した。各配線は、それぞれ一方の端がＰＥＴフィルムの１つの隅角部に相互間が非接触状態となるように集約されている。各配線の他端は、導電層の各辺の中間位置において、導電層に電極を介して接続されるように配置した。これにより、図８〜図１０に示す様に、基体３の一方の面全面に導電層２が形成され、さらにその一部（中央部を除く外周部分）に絶縁膜７を積層して、絶縁膜７の上に配線５が積層された導電シート１を得た。なお、比較例１においても、入力配線と出力配線とを分けており、両配線間にグランド配線を配置している。すなわち、各配線の平面視における形状は、図７と同様である。

（比較例２）
絶縁膜７を厚さ３０μｍとした以外は、比較例１と同様にして導電シートを得た。

（比較例３）
絶縁膜を厚さ１５μｍ熱硬化アクリル樹脂とした以外は、比較例１と同様にして導電シートを得た。

（比較例４）
導電膜を厚さ５μｍＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ導電層とした以外は、比較例１と同様にして導電シートを得た。

（比較例５）
導電層を厚さ２０ｎｍのＩＴＯ導電層とした以外は、比較例１と同様にして導電シートを得た。

−タッチ位置の検知精度の評価方法−
パターンレスタッチパネルの試作機Ｕ（明星大学製）にそれぞれの導電シート１を設置し、タッチ操作によるタッチ位置の検知精度について検証を行った。試作機Ｕでは、導電層２を上側に向けた状態で導電シート１を木板上に静置した。さらに、図１１に示すように、導電シート１に設けた４本の配線５を位置検出用のコントローラ８を介してコンピュータ９と接続した。コンピュータ９には、導電シート１にタッチ操作がなされたか否か及びそのタッチ操作の位置が表示できるような設定（プログラミング）を行った。

上記のように、設定されたパターンレスタッチパネルの試作機に、実験者が導電シートの特定の位置をタッチし、タッチした位置が検出されたものを○とした。また、タッチ操作された位置と異なる位置がタッチとみなされた場合（誤作動）、タッチしても反応が無い場合若しくはタッチ位置から５ｍｍ以上ずれて反応したために意図した操作とみなせなかった場合（検出不可）をすべて×とした。

実施例１〜４及び比較例１〜５の結果を表１に示す。

表１に示されるように、導電層上に絶縁膜を介して配線を形成した導電シートをパターンレスタッチパネルに用いると、正確なタッチの検知ができなかった。一方、絶縁層の一方の面において、中央部分を含む検知領域に導電層を一様に形成し、導電層の周囲に設けられた配線領域に配線を設けた導電シートをパターンレスタッチパネルに用いることにより、高い精度でタッチ位置の検出を行うことができた。

本発明は、タッチ位置の検出精度が高いパターンレスタッチパネル用の導電シートをもたらすことができるので、極めて有用である。

１ 導電シート（パターンレスタッチパネル用導電シート）
２ 導電層
３ 基体
５ 配線

Claims (10)

1. 絶縁性を有するシート状の基体を有し、
   前記基体の一方の面に、中央部分を含む領域に導電層が一様に形成され、
   前記導電層の周りにおいて、配線が形成されている配線領域が設けられ、
   前記配線は、互いに異なる位置で前記導電層に接続され、前記導電層の周縁に沿って延びる、２本の配線を含む
   ことを特徴とするパターンレスタッチパネル用導電シート。
2. 前記配線領域において、前記各配線と導電層との間または隣接する前記配線の間の少なくとも一方には、当該配線に沿って延びるグランド線が形成されている
   ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
3. 前記導電層の周縁と前記配線との間は、２００μｍ以上離間している
   ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
4. 前記導電層の厚さは、０．５μｍ以上かつ５μｍ以下であり、前記配線の厚さは、３μｍ以上かつ２０μｍ以下である
   ことを特徴とする、請求項１から３のうちのいずれか１項に記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
5. 前記配線領域は、前記導電層を包囲している
   ことを特徴とする、請求項１から４のうちのいずれか１項に記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
6. 前記配線と前記導電層とを接続する接続点同士の最小間隔は、前記導電層の周囲の長さの１／２０以上である
   ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
7. 前記導電層のシート抵抗は、１ｋΩ／□以上かつ１０ＭΩ／□以下である
   ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
8. 前記導電層は、カーボン、銀、銅、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン、及び水溶性スルホン化ポリアニリンからなる群から選択される１種以上を含有する
   ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
9. 前記配線は、金、銀、銅、アルミニウムからなる群から選択される１種以上であり、
   前記配線の抵抗率は、１×１０^−４Ω・ｃｍ以下である
   ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
10. 前記基体は、アルミナ、ガラスクロス含浸エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、及びトリアセテートからなる群から選択される１種以上を含有し、
    前記基体の厚みが７μｍ以上かつ２５０μｍ以下である
    ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。

Images