JP5253288B2

JP5253288B2 - 面状体及びタッチスイッチ

Info

Publication number: JP5253288B2
Application number: JP2009113755A
Authority: JP
Inventors: 勝正鴻野; 英詔水元
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: JP2010262529A

Description

本発明は、面状体及びタッチスイッチに関する。

近年、コンピューターや電子機器において、押しボタンを用いずにディスプレイの表示を利用した操作の開発が盛んである。その操作のために、ディスプレイの前面にタッチスイッチを配置して、タッチ位置を検出する。タッチスイッチの種類としては、抵抗膜式、表面弾性波式、赤外線方式などがあり、指のタッチや近接による静電容量の変化で位置を検出する静電容量式もある。例えば、特許文献１には、図１０及び図１１に示すようなマトリクス状の電極（Ｘ方向、Ｙ方向の２層構造）の静電容量式タッチスイッチが記載されている。

このような静電容量式タッチスイッチの構造を模式的に表した概略構成平面図である図１２及びその断面図である図１３を用いて説明すると、従来の静電容量式タッチスイッチ１００は、基板１０１の一方面に帯状にパターニングされたＩＴＯなどからなる透明の第１電極１０２が形成された第１面状体１０３と、基板１０４の一方面に帯状にパターニングされたＩＴＯなどからなる透明の第２電極１０５が形成された第２面状体１０６とを備えており、第１面状体１０３と第２面状体１０６とは、それぞれの第１電極及び第２電極とが互いに対向するようにして、粘着層１０７を介して貼着されている。

面状体の任意の位置に指などで触れると、電極１０２及び１０５は接触位置において人体の静電容量に基づく電圧等の変化を検出することによって、接触位置の座標が演算される。

しかしながらＩＴＯの抵抗率は高く、２００Ω/□〜１０００Ω/□が一般的である。このため、タッチスイッチのサイズが大型化するとともに、電極の端子間抵抗値が増加し、これに伴い静電容量検出の感度が低下し、タッチスイッチとして動作させることが困難になる。

また、特許文献２にはＩＴＯを使用しない静電容量式のタッチスイッチが開示されている。銅または銅合金からなる電極を網目状に形成することにより、電極の透過率を７０％以上にしており、視認性を維持したまた低抵抗の電極を形成している。

しかしながら、特許文献２の電極は基板の１面のみであり、特許文献１に記載されているような、第１電極及び第２電極の２層の電極で形成した場合、第１面状体及び第２面状体を重ね合わせた際に、網目密度のバラツキ（網目の偏り）が生じ、視認性が低下する。

特表２００６−５１１８７９号公報特開２００６−３４４１６３号公報

本発明の目的は、ＩＴＯを使用しない２層の電極を貼り合せたタッチパネルにおいて、視認性が低下しないタッチパネル及びこのようなタッチパネルを構成する面状体を提供することである。

本発明の上記目的は、複数の導体線によって網目状に形成される網目状電極を基板の一方面に備える面状体であって、前記網目状電極は、間隔をあけて配置される複数の導電部領域と、前記各導電部領域の間に配置される非導電部領域とに区画されており、前記非導電部領域は、前記導体線を切断する複数の切断部を備えており、前記切断部によって前記非導電部領域は、隣接する前記導電部領域間を絶縁する面状体により達成できる。

この面状体において、前記切断部は、前記網目状電極の交差部に形成されていることが好ましい。

また、前記網目状電極の網目ピッチは、１００μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。

また、前記導電部領域は、両端部間の導通性を阻害しない範囲で前記導体線を切断する複数の切断部を備えることが好ましい。

また、本発明の上記目的は、前記面状体を複数備え、各面状体は、粘着層を介して貼着される静電容量式のタッチスイッチにより達成される。

また、このタッチスイッチにおいて、一方の面状体における前記導電部領域と、他方の面状体における前記導電部領域とが、互いに直交するように配置されていることが好ましい。

本発明によれば、視認性を向上させることができると共に、効率よく製造することができる面状体及びタッチスイッチを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るタッチスイッチの概略構成要部断面図である。図１に示すタッチスイッチが有する第１面状体の平面図である。図１に示すタッチスイッチが有する第２面状体の平面図である。（ａ）は図２の要部拡大図であり、（ｂ）は要部拡大図である。図２に示す第１面状体の網目状電極における導電部領域及び非導電部領域との境界を示す構成図である。図３に示す第２面状体の網目状電極における導電部領域及び非導電部領域との境界を示す構成図である。本発明の一実施形態に係るタッチスイッチの平面図である。第１面状体と第２面状体とを貼着した状体を示す平面図である。本発明に係る面状体の変形例を示す平面図である。従来のマトリクス状電極を有する静電容量式タッチスイッチの平面図である。従来のマトリクス状電極を有する静電容量式タッチスイッチの平面図である。従来の静電容量式タッチスイッチを模式的に表す概略構成平面図である。図１２の断面図である。

以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。尚、各図面は、構成の理解を容易にするため、実寸比ではなく部分的に拡大又は縮小されている。

図１は、本発明の一実施形態に係るタッチスイッチの概略構成要部拡大断面図である。このタッチスイッチ５は、静電容量式のタッチスイッチであり、図２及び図３に示すように、基板１１の一方面に網目状電極１２が形成された第１面状体１と、基板２１の一方面に網目状電極２２が形成された第２面状体２とを備えている。なお、図２は、第１面状体１の平面図であり、図３は、第２面状体２の平面図である。第１面状体１と第２面状体２とは、それぞれの網目状電極１２，２２が互いに対向するようにして、粘着層３を介して貼着されて一体化されている。なお、第１面状体１及び第２面状体２とは、後述する第１面状体１の導電部領域１２ａと、第２面状体２の導電部領域２２ａとが互いに直交するように貼着されている。

基板１１、２１は誘電体基板である。基板１１、２１の材料は、ガラス、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレートなどの透明材料が挙げられる。ガラスであれば、厚みは約０．１〜３ｍｍが好ましく、プラスチックフィルムであれば厚みは約１０〜２０００μｍが好ましい。また、これらの材料を多層に積層してもよい。

図２、図３及びこれらの要部拡大図である図４（ａ）（ｂ）に示すように、第１面状体１及び第２面状体２の一方面にそれぞれ形成される網目状電極１２，２２は、複数の導体線Ｌによって網目状に形成される電極である。

また、各網目状電極１２，２２は、所定間隔をあけて略並行に配置される複数の導電部領域１２ａ，２２ａと、各導電部領域の間に配置される非導電部領域１２ｂ，２２ｂとに区画されている。図５は、図２の導電部領域１２ａ及び非導電部領域１２ｂとの境界を示す構成図であり、図６は、図３の導電部領域２２ａ及び非導電部領域２２ｂとの境界を示す構成図である。両図共に、グレーに着色されている部分が導電部領域１２ａ，２２ａを表している。導電部領域１２ａ，２２ａは、導電性インクなどから成る引き廻し回路（図示せず）を介して外部の駆動回路（図示せず）に接続される。

また、非導電部領域１２ｂ（２２ｂ）は、導体線Ｌを島状に切断する複数の切断部４を備えており、当該切断部４によって非導電部領域１２ｂ（２２ｂ）が、隣接する導電部領域間を絶縁できるように構成されている。本実施形態においては、切断部４は、網目状電極１２，２２を形成する複数の導体線Ｌの交差部に形成されている。切断部４の切断幅は、例えば、導体線Ｌの線幅と同程度か、あるいは、導体線Ｌの線幅の数倍程度である。

このように非導電部領域１２ｂ，２２ｂが導体線Ｌを切断する切断部４を備えているため、網目状電極１２，２２の非導電部領域１２ｂ，２２ｂにおける絶縁性を確保することができる。これにより、第１面状体１及び第２面状体２を重ね合わせてタッチスイッチ５を構成した場合、第１面状体１又は第２面状体２のいずれか一方における網目状電極１２（２２）の非導電部領域１２ｂ（２２ｂ）が、他方の面状体の網目状電極２２（１２）のセンシングに悪影響を及ぼすことが無く、安定した静電容量検出が可能になる。

導体線Ｌの線幅は、例えば、１０〜３０μｍとなるように形成されている。また、各導体線Ｌのピッチは、１００〜１０００μｍとなるように形成されている。導体線Ｌの厚みは、通常１〜３０μｍ程度である。網目状電極１２，２２のパターン形状を目立ちにくくして視認性を向上させる観点からは、導体線Ｌの厚みはできる限り小さいことが好ましいが、薄くなりすぎると網目状電極１２，２２の必要な耐久性・耐候性を得ることが困難になることから、好ましくは１０〜３０μｍ程度である。このような寸法を有する網目状電極１２，２２は、各導体線Ｌの線幅が非常に細く、線幅に対するピッチが十分に大きいため目立ちにくい。

網目状電極１２，２２を形成する導体線Ｌの形成方法は、（ｉ）極微細な導電性粒子を含む導電性ペーストを透明基板１２の上にスクリーン印刷する方法（特開２００７−１４２３３４等参照）、（ｉｉ）銅などの金属箔を透明基板１２の上に積層し、金属箔の上にレジストパターンを形成し、金属箔をエッチングする方法（特開２００８−３２８８４等参照）が挙げられる。

また、導体線Ｌの形成方法は、上記（ｉ）、（ｉｉ）の形成方法に限定されることはない。上記（ｉ）以外のグラビア印刷などの印刷法や上記（ｉｉ）以外のフォトリソグラフィを使用してもよい。

網目状電極１２，２２における導電部領域１２ａ，２２ａの形状は、図２〜図６に示すように、複数の菱形状が直線状に連結された構成とし、各導電部領域１２ａ，２２ａにおける菱形状導電部領域の連結方向が互いに直交し、且つ、図７に示すように、第１面状体１及び第２面状体２を重ね合わせた場合に、上下の菱形状導電部領域が重なり合わないように配置している。なお、導電部領域１２ａ，２２ａの形状は、指などの接触ポイントを検出可能である限り、例えば直線状など任意の形状とすることが可能である。

第１面状体１と第２面状体２との貼着は、空気層が介在しないように、粘着層３を全体に介在させて行うことが好ましい。粘着層３は、エポキシ系やアクリル系など、一般的な透明接着剤を用いることができ、ノルボルネン系樹脂の透明性フィルムからなる芯材を含むものであってもよい。粘着層３の厚みは、例えば５００μｍ以下であることが好ましい。また、シート状粘着材を複数枚重ね合わせることにより粘着層３を形成してもよく、更に、複数種類のシート状粘着材を重ね合わせて形成してもよい。

また、例えば、第１面状体１における網目状電極１２の各網目の中心に、第２面状体２における網目状電極２２の各網目の交点が配置されるように、かつ、網目状電極１２の網目を形成する導体線Ｌが、網目状電極２２の網目を形成する導体線Ｌと直交するように第１面状体１と第２面状体２とを貼着すると、図８に示すように、見た目が全体的に均一なメッシュパターンとなるので特に好ましい。なお、図８は、図４の（ａ）及び（ｂ）を貼着した図に相当する。

第１面状体１と第２面状体２とを貼着して形成されたタッチスイッチ５は、例えば、ブラックマトリクスが形成されているディスプレイに取り付けられて使用されるが、ディスプレイへの取り付けに際しては、ブラックマトリクスに対して、導電部領域１２ａ，２２ａ及び非導電部領域１２ｂ，２２ｂの網目模様が斜方向になるようにするのが好ましい。ブラックマトリクスと網目模様が同方向に並ぶとモアレが発現するため、それを避けるためである。傾斜角は、実際に使用するディスプレイに合わせてモアレが発現しにくい角度に適宜調整する。

以上の構成を備えるタッチスイッチ５において、タッチ位置の検出方法は、従来の静電容量式のタッチスイッチと同様であり、電極１２ａ及び２２ｂの接触位置において人体の静電容量に基づく電圧等の変化を検出することによって、接触位置の座標が演算される。

本実施形態に係るタッチスイッチ５においては、第１面状体１及び第２面状体２が有する網目状電極１２，２２を、帯状の導電部領域１２ａ，２２ａと非導電部領域１２ｂ，２２ｂとに区画し、非導電部領域１２ｂ，２２ｂが、導体線Ｌを断続的に切断する複数の切断部４を備えるように構成しているので、非導電部領域１２ｂ，２２ｂの電気絶縁性を確保しつつ、第１面状体１及び第２面状体２を重ね合わせた際に、網目密度のバラツキが発生することを効果的に抑制することができる。網目密度のバラツキを抑制できる結果、網目状電極１２，２２のパターン形状を目立ちにくくすることができ、視認性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る網目状電極１２，２２は、所定のマスクパターンを有するマスクを用いて導電性を有する材料を含むインクにより印刷形成することができるので、第１面状体１及び第２面状体２を効率よく製造することが可能になる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、網目状電極１２，２２における非導電部領域１２ｂ，２２ｂが有する切断部４を複数の導体線Ｌの交差部に設けるようにしているが、非導電部領域１２ｂ，２２ｂにおける絶縁性が確保される位置であればどこに切断部４を設けてもよく、また、その長さも任意に設定できる。

また、上記実施形態においては、非導電部領域１２ｂ，２２ｂのみが導体線Ｌを切断する切断部４を備えるように構成しているが、各導電部領域１２ａ，２２ａの両端部１２１，１２２（２２１，２２２）間での導通性を阻害しない範囲で、図９に示すように、導電部領域１２ａ，２２ａにおける導体線Ｌを切断する切断部４ａを部分的に設けるように構成してもよい。このような構成により、視認性の向上をより一層図ることができる。

１第１面状体
１１基板
１２網目状電極
１２ａ導電部領域
１２ｂ非導電部領域
２第２面状体
２１基板
２２網目状電極
２２ａ導電部領域
２２ｂ非導電部領域
３粘着層
４、４ａ切断部
５タッチスイッチ
Ｌ導体線

Claims

複数の導体線によって網目状に形成される網目状電極を基板の一方面に備える面状体であって、
前記網目状電極は、間隔をあけて配置される複数の導電部領域と、前記各導電部領域の間に配置される非導電部領域とに区画されており、
前記非導電部領域は、前記導体線を切断する複数の切断部を備えることにより、前記網目状電極に絶縁性が確保された領域として設けられ、前記切断部によって前記非導電部領域は、隣接する前記導電部領域間を絶縁しており、
前記導電部領域は、両端部間の導通性を阻害しない範囲で前記導体線を切断する切断部を備える面状体。
前記非導電部領域の前記切断部は、前記網目状電極の交差部に形成されている請求項１に記載の面状体。
前記網目状電極の網目ピッチは、１００μｍ〜１０００μｍである請求項１又は請求項２に記載の面状体。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の面状体を複数備え、
前記各面状体は、粘着層を介して貼着される静電容量式のタッチスイッチ。
一方の面状体における前記導電部領域と、他方の面状体における前記導電部領域とが、互いに直交するように配置されている請求項４に記載の静電容量式のタッチスイッチ。