JP6170420B2 - 導電シート及びタッチパネル - Google Patents

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Description

本発明は、導電性細線同士が交差することによって形成されるセルを複数個含む電極を具備する導電シート及びタッチパネルに関する。
近年、携帯端末やコンピューターの入力装置として、タッチパネルが多く利用されている。タッチパネルは、ディスプレイの表面に配置され、指等の接触された位置を検出し、入力操作を行う。タッチパネルにおける位置検出方法として、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式等が知られている。
特に最近では、マルチタッチが可能な静電容量方式が広く用いられている。相互静電容量方式は、駆動電極と検知電極とで駆動され、駆動電極が検知電極間で形成したフリンジ静電容量が指により変化するのを検知電極で検知する方法である。
静電容量方式のタッチパネルにおいて、最近はスタイラスペンのような先の細いものでも接触位置を検出できる高検出精度を持つものが求められている。特許文献1には、動作周波数の低下がなく、積分回数を確保できてクロストークが少なく、且つ高い検出精度を実現できる駆動電極を有するタッチパネルが開示されている。
静電容量方式のタッチパネルは、視認性の観点から、透明電極の材料としてITO(酸化インジウム錫)が用いられているが、ITOが高抵抗であるため、タッチパネルの大型化が困難であった。そこで、最近は、特許文献2に開示されているように、金属細線からなる網目状電極を用いた静電容量式タッチパネルの検討が盛んに行われている。
国際公開第2013/080638号パンフレット 国際公開第2010/013679号パンフレット
しかしながら、特許文献2で開示されているような網目状電極を、特許文献1に開示されている電極パターンに適用する際には、網目の基本セル(メッシュ)設計に関して困難を窮める。特に特許文献1の図4で開示された駆動電極のパターンは複雑であり、一層の困難を窮める。
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、導電性細線からなる網目状電極を用いても、複雑な電極パターンを用いずに、タッチ位置の検出精度を向上させることが可能である導電シート及びタッチパネルを提供することを目的とする。
前記の目的は、以下の[1]の構成により達成される。
[1] 第1の主面及び第2の主面を有する基体と、基体の第1の主面に配置される第1電極パターンを備えた導電シートであって、
第1電極パターンは、第1導電性細線同士が交差することで形成される第1セルを複数個含む第1電極と、第1電極に電気的に接続された補助導線とを含み、
第1電極は、第1の方向に沿って延在するとともに、第1の方向に対して直交する第2の方向に沿って複数列が絶縁されて並列され、
且つ補助導線は、第1セルを形成する第1導電性細線の一部が、第1電極に隣接する隣接列の第1電極に向かって第2の方向に対して斜め方向に延在した構成であり、
第1電極の補助導線と隣接列の第1電極の補助導線とが互いに絶縁されて対向することを特徴とする導電シート。
上記した構成の第1電極パターンを有する導電シートを用いたタッチパネルでは、操作者による指の接触位置が通常ではフリンジ静電容量が形成されず検出できない第1電極間の隙間の位置であっても、当該接触位置に、第1セルを形成する第1導電性細線から延在した補助導線が存在するため、第1電極と、これに隣接する第1電極との間にフリンジ静電容量が形成され、このフリンジ静電容量を検出できる。よって、タッチ位置の検出精度が向上する。
[2] 第1電極の補助導線と隣接列の第1電極の補助導線とが交互に配列されていることを特徴とする[1]の導電シート。
換言すれば、互いに隣接する第1電極同士の間には、任意列の第1電極から突出した補助導線と、これに隣接する第1電極から突出した補助導線とが同程度均一に含まれることが好ましい。この場合、タッチ位置の検出精度が一層向上する。
[3] 第1電極と補助導線とが複数の第1導電性細線にて接続されていることを特徴とする[1]又は[2]の導電シート。
本構成において、第1電極と補助導線とが2本以上の第1導電性細線にて接続されているので、補助導線が断線する可能性を低減することができる。
[4] 補助導線に電気的に接続された交差導線を有し、第1電極の補助導線の交差導線と隣接列の第1電極の補助導線の交差導線とが交互に配列されていることを特徴とする[1]〜[3]の導電シート。
本構成においては、補助導線が交差導線を有することにより、補助導線の抵抗が小さくなり、タッチパネルの感度が向上する。さらに隣接する第1電極同士の交差導線が交互に配列されていることにより、タッチ位置の位置精度をさらに向上する。
[5] 第1電極の補助導線及び交差導線と、隣接列の第1電極の補助導線及び交差導線とで、第1セルと同形状のダミーセルを形成することを特徴とする[4]の導電シート。
[6] 第1電極と隣接列の第1電極との間にダミー線を有し、ダミー線と補助導線と交差導線とで、第1セルと同形状のダミーセルを形成することを特徴とする[4]の導電シート。
[7] 第1電極と隣接列の第1電極との間にダミー線を有し、ダミー線と補助導線とで、第1セルと同形状のダミーセルを形成することを特徴とする[1]〜[3]の導電シート。
以上の構成においては、第1電極間にダミーセルを有するので、第1電極のパターン見えを防止できる。
[8] 補助導線の延在する角度が、第2の方向に対して30°〜60°であることを特徴とする[1]〜[7]の導電シート。
このような角度に設定することにより、タッチ位置の位置精度をさらに向上させることができる。
[9] 上記第1電極パターンと絶縁性材料を介して配置される第2電極パターンを備え、上記第2電極パターンは、第2導電性細線同士が交差することで形成される第2セルを複数個含む第2電極を含み、
上記第2電極は、上記第2の方向に沿って延在するとともに、上記第1の方向に沿って複数列が絶縁されて並列されていることを特徴とする[1]〜[8]の導電シート。
この構成では、第1電極パターンと絶縁性材料を介して、第2電極パターンが形成される。本構成により、静電容量式タッチパネルとして有効に機能する。
[10] 基体の第2の主面に配置される第2電極パターンを備え、上記第2電極パターンは、第2導電性細線同士が交差することで形成される第2セルを複数個含む第2電極を含み、
上記第2電極は、上記第2の方向に沿って延在するとともに、上記第1の方向に沿って複数列が絶縁されて並列されていることを特徴とする[1]〜[8]の導電シート。
第1電極パターンが形成された基体の裏側に第2電極パターンを形成してもよい。本構成により、タッチパネルの薄膜化、信頼性向上、コストダウンが可能である。
[11] また、本発明は、上記のように構成された導電シートを有する静電容量式タッチパネルである。
[12] さらに、本発明は、第1電極が駆動電極であり、第2電極が検出電極である[9]又は[10]の導電シートを用いたタッチパネルである。
本発明によれば、第1導電性細線から構成された第1セルを有する第1電極間の隙間に補助導線を有する導電シートを用いることにより、タッチパネルとして通常では検出できない第1電極間の隙間の位置であっても、第1セルを形成する第1導電性細線から延在した補助導線が存在するため、第1電極と、これに隣接する第1電極との間にもフリンジ静電容量が形成され、当該フリンジ静電容量を検出できる。よって、タッチ位置の検出精度を、複雑な電極パターンを用いずに容易に向上することができる。
従って、本発明の導電シート及びタッチパネルを用いることにより、高位置精度を有する大型な静電容量式タッチパネルを提供できる。
本発明の実施の形態に係るタッチパネルを具備する表示装置の要部分解斜視図である。 前記タッチパネルを構成する導電シートの要部分解斜視図である。 前記導電シートの概略縦断面図である。 前記導電シートを構成する第1電極の要部を拡大した要部拡大平面図である。 別の第1電極の要部を拡大した要部拡大平面図である。 また別の第1電極の要部を拡大した要部拡大平面図である。 さらに別の第1電極の要部を拡大した要部拡大平面図である。 さらにまた別の前記導電シートを構成する第1電極の要部を拡大した要部拡大平面図である。 図3とは別の形態に係る導電シートの概略縦断面図である。
以下、本発明に係る導電シート及びタッチパネルにつき、これらを具備する表示装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
図1は、本実施の形態に係る本発明の第1導電シート10Aを用いたタッチパネル100を含む表示装置108の要部分解斜視図である。タッチパネル100につき先ず説明すると、該タッチパネル100は、センサ本体102と、図示しない制御回路(IC回路等)とを有する。
センサ本体102は、第1導電シート10Aと第2導電シート10Bとが下方からこの順序で積層されて構成された積層導電シート12と、第2導電シート10B上に積層されたカバーレンズ106とを有する。すなわち、センサ本体102においては、下方から、第1導電シート10A、第2導電シート10B、カバーレンズ106が積層されている。
センサ本体102(積層導電シート12及びカバーレンズ106)は、表示装置108における表示パネル110上に配置され、例えば、液晶ディスプレイ等を構成する。センサ本体102は、上面から視認したときに、表示パネル110の表示画面110aに対応した領域に配されたタッチ位置のセンサ部112と、表示パネル110の外周部分に対応する領域に配された端子配線部114(いわゆる額縁)とを有する。
ここで、積層導電シート12につき、要部を拡大した図2及び図3を参照して説明する。
第1導電シート10Aは、絶縁性の第1透明基体14Aの一主面上に形成された第1電極18A1〜18Anを有する第1電極パターン116Aを備える。第2導電シート10Bも同様に、絶縁性の第2透明基体14Bの一主面上に形成された第2電極18B1〜18Bnを有する第2電極パターン116Bを備える。
第1透明基体14A及び第2透明基体14Bの厚みは20〜700μm以下が好ましく、30〜300μmが一層好ましく、40〜200μmがタッチパネルの薄膜化と感度との両立の観点より特に好ましい。
第1透明基体14A及び第2透明基体14Bとしては、プラスチックフイルム、プラスチック板、ガラス板等の絶縁性基板を挙げることができる。
上記プラスチックフイルム及びプラスチック板としては、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)等のポリエステル類;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、ポリエチレンビニルアセテート(EVA)等のポリオレフィン類;ビニル系樹脂;その他、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、環状オレフィンコポリマー(COC)等を用いることができる。
第1透明基体14A及び第2透明基体14Bとしては、特に、光透過性や加工性等の観点から、PETが好ましい。積層導電シート12に使用される第1導電シート10A及び第2導電シート10Bのような導電性フイルムは透明性が要求されるため、第1透明基体14A及び第2透明基体14Bの透明度は高いことが好ましい。
透明基体には、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、又は、その他の機能層を設けてもよい。
本実施の形態の場合、第1電極18A1〜18Anは、図2に示すように、それぞれ第1方向(x方向)に延びる複数の帯状(バー形状)のパターンを有する。第1電極18A1は、第2方向(第1方向と直交する方向:y方向)に向かう所定の電極幅Wdを有する。
第1電極18A1は、銀、銅、金、アルミニウム、モリブデン等の金属又はこれらの中の1種以上を含む合金等からなる第1導電性細線20A1同士が交差することにより形成される。この交差に伴って、第1導電性細線20A1によって囲繞される空間、すなわち、第1セル22A1が複数個形成される。
第1導電性細線20A1は、銀、銅、金、アルミニウム等の低抵抗金属又はそれらの合金であることが好ましく、特に抵抗の観点から銀及び銀合金が好ましい。抵抗と平坦性との観点から、第1導電性細線20A1の膜厚は0.1μm〜3μmが好ましい。
また、第1導電性細線20A上に、有機材料又は無機材料からなる保護膜を有してもよい。有機材料としては、アクリル樹脂、ゼラチン等が挙げられ、無機材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アルミニウム酸化膜等が挙げられる。このような保護膜は、第1導電性細線20Aの酸化防止、マイグレーション防止等の効果を持つ。
さらに、第1導電性細線20A上又は側面に黒化層を有してもよい。黒化層を設けることにより、第1導電性細線20Aに反射率の高い金属を用いても、細線見えを抑制できる効果が得られる。黒化膜としては、金属酸化膜、金属硫化膜、クロム、カーボン等が使用できる。
第1セル22A1の形状は、特に限定されないが、正方形、菱形、正六角形が好ましい。その中でも、第1セル22A1は、図4にも示すように、菱形が特に好ましい。すなわち、第1電極18A1は、菱形をなす第1セル22A1が複数個連なったメッシュ形状で形成されている。
第1セル22A1の開口率(セルに占める開口部の面積割合)は、導電シートの透過率が高くなることから、大きい程好ましいが、その分、第1電極のシート抵抗が高くなる。従って、好ましい開口率の範囲は、92%〜99%である。また、好ましい第1電極のシート抵抗としては100Ω/□以下であり、より好ましくは50Ω/□以下である。導電シートの透過率としては、80%以上であり、特に85%以上であることが好ましい。
第1導電性細線20A1の幅方向寸法(線幅)は20μm以下であり、より好ましくは1μm以上5μm以下であり、一層好ましくは1μm以上3μm以下に設定される。これにより第1導電性細線20A1による導電パターンのモアレ及び細線見えが改善され、視認性が良好となる(すなわち、第1電極18A1をなす第1導電性細線20A1が視認され難くなる)。なお、タッチパネル100の検出感度を確保するべく、第1導電性細線20A1の線幅は1μm以上であることが好ましい。
第1セル22A1は、表示装置の画素とのモアレ低減の観点から、2つの鈍角と2つの鋭角を有する菱形形状をなすことが特に好ましい。すなわち、対角関係にある鈍角の交差角度α1は90°超の同一角度であり、鋭角の交差角度β1は90°未満の同一角度である。なお、図4ではy方向の菱形の角度をα1、x方向の菱形の角度をβ1としたが、これはもちろん逆の場合でもよい。
鋭角をなす交差角度β1は、80°以下であることが好ましい。この場合、モアレを低減するのに有効である。ただし、鋭角が過度に小さい場合にもモアレが発生し易くなる。これを回避するべく、交差角度β1は45°〜80°の範囲内、さらには60°〜80°の範囲内とすることがモアレを低減するのに有効であるので好ましい。
さらに、隣接する第1セル22A1、22A1同士の間隔、すなわち、1個の第1セル22A1の内方から隣接する第1セル22A1の外方までの距離であるセルピッチP(隣接セルの重心間距離)は、50μm〜1000μmであることが好ましい。セルピッチPをこのように設定することにより、モアレ及び細線見えを低減するのに有効である。セルピッチPの一層好ましい範囲は、100μm〜500μmである。
残余の第1電極18A2〜18Anも、第1導電性細線20A2〜20Anから形成された第1セル22A2〜22Anによって第1電極18A1と同様に構成されている。すなわち、第1透明基体14Aの一主面には、第1セル22A1〜22Anの各々が複数個連なることによって構成されたn列(複数列)のメッシュ形状を有する第1電極18A1〜18Anが第2方向に沿って絶縁され並列配置されている(図2参照)。
図4は、第1電極18A1〜18Anの中、互いに隣接する第1電極18A1、18A2のみを示した要部拡大平面図である。なお、第1電極18A1、18A2の区別を容易にするべく、第1電極18A1を太実線で表すとともに、第1電極18A2を細実線で表している。また、第1電極18A1の第1電極18A2側終端の位置、第1電極18A2の第1電極18A1側起端位置の把握を容易にするべく、図4中に2本の仮想線を示しているが、実際の第1電極18A1、18A2に、そのような線は存在しない。
第1電極18A1、18A2は、それぞれ、上記したように複数個の第1セル22A1、22A2が連なることにより、それぞれメッシュ状の電極として形成されている。そして、一列目の第1電極18A1からは第1導電性細線20A1が突出しており第1補助導線50aを形成している。第1補助導線50aは、二列目の第1電極18A2に指向して第2方向に対して斜めに延在している。一方、二列目の第1電極18A2からは第1導電性細線20A2が突出し、第2補助導線50bを形成している。第2補助導線50bは、一列目の第1電極18A1に指向し第2方向に対して斜めに延在する。
一層詳細には、第1電極18A1(一列目の第1電極)から突出した第1補助導線50aは、第1セル22A1の菱形の一辺から突出したものであり、第1電極18A2(二列目の第1電極)をなす第1セル22A2の菱形の一辺に向かって延在している。ただし、第1補助導線50aは、第1電極18A2の第1セル22A2には到達しておらず、所定の間隔で離間され絶縁されている。
第1電極18A2(二列目の第1電極)から突出した第2補助導線50bもまた、第1セル22A2の菱形の一辺から突出したものである。そして、第1セル22A2から突出した第2補助導線50bは、第1電極18A1(一列目の第1電極)をなす第1セル22A1の菱形の一辺に向かって延在する。上記と同様に、第2補助導線50bは、第1電極18A1の第1セル22A1には到達しておらず、所定の間隔で離間され絶縁されている。
第1補助導線50aと、これに隣接する第2補助導線50bとは、短絡を回避するべく所定間隔で離間し、且つ平行関係にあることが好ましい。
さらに、第1補助導線50aには、該第1補助導線50aの延在方向とは別の方向に延在する第1交差導線52aが交差する。第1交差導線52aは、第2補助導線50bに接触することを回避するべく、第2補助導線50bに交差する箇所(断線部)で切断されている。
その一方で、第2補助導線50bには、該第2補助導線50bの延在方向とは別の方向に延在する第2交差導線52bが交差する。第2交差導線52bは、第1補助導線50aに接触することを回避するべく、第1補助導線50aに交差する箇所(断線部)で切断されている。なお、第1交差導線52aと第2交差導線52bとは図4のように交互に配置されていることが、タッチパネルの位置精度向上の観点より好ましい。さらには、第1交差導線52aと第2交差導線52bとの絶縁性を確保する観点から、平行位置に設置することが好ましい。
なお、断線部の長さは5〜50μmが好ましく、10〜30μmが絶縁性と視認性の両立の観点から特に好ましい。断線部の長さが5μm未満だと絶縁性に問題が生じ、50μmを超えると、断線部が認識されやすくなるという問題が顕著に生じる。
断線部は、絶縁させる目的であれば設ける場所は特に規定はなく、交差部や線の中点に設けてもよい。ただし、断線部が一直線に並ぶと断線部が見え易くなり視認性の点で問題が生じる。よって、断線部は、図4のように一直線にならないように設けるのが好ましい。
第1補助導線50a、第1交差導線52a、第2補助導線50bと第2交差導線52bとで断線部を有するダミーセル53Aとを形成する。ここで、ダミーセル53Aは、第1セル22A1、22A2と同形状である。同形状とは、断線部を外挿したダミーセル53Aが第1セル22A1、22A2とが同一の形状(セルの辺の長さと角度が同じ)であることを意味する。本構成をとることにより、第1電極のパターン見えを抑制できる。
第1補助導線50aの延在する方向と第1方向となす角度θ(鋭角の方をとる)は、20°〜70°が好ましい。角度が小さいとタッチパネルの位置精度が悪くなり、角度が大きくなると第1補助導線50aが長くなって抵抗が高くなり、タッチパネル100の感度が悪化する。以上の点を考慮して検討した結果、角度θは、特に30°〜60°がタッチパネルの位置精度と感度とが両立して顕著に向上できる点でより好ましい。
第1補助導線50aと第1電極18A1とは、図4中に参照符号60として示されるように、2本の第1導電性細線20A1で接続されている。複数の第1導電性細線20A1で接続するのは、断線に対しての冗長性が増すので好ましい。第2補助導線50bと第1電極18A2も同様に、2本の第1導電性細線20A2で接続されている。
第1補助導線50aと第1交差導線52aとの交差箇所は、第2補助導線50bと第2交差導線52bとの4個の交差箇所に囲繞される位置となる。また、第2補助導線50bと第2交差導線52bとの交差箇所は、第1補助導線50aと第1交差導線52aとの4個の交差箇所に囲繞される位置となる。
第1補助導線50aと第1交差導線52aの鈍角の交差角度α2、鋭角の交差角度β2は、第1セル22A1、22A2における鈍角の交差角度α1、鋭角の交差角度β1に等しく設定されていることが好ましい。同様に、第2補助導線50bと第2交差導線52bの鈍角の交差角度α3、鋭角の交差角度β3は、第1セル22A1、22A2における鈍角の交差角度α1、鋭角の交差角度β1に等しく設定されていることが好ましい。すなわち、下記の関係が成立する。
α1=α2=α3
β1=β2=β3
第1補助導線50aは、例えば、第1電極18A1を形成する際、第1導電性細線20A1を、第1セル22A1の一辺から連続して延在させることで形成することができる。また、第1交差導線52aは、例えば、第1電極18A1を形成する際、第1導電性細線20A1を、第1セル22A1の一辺から断続的に延在させることで形成することができる。
同様に、第2補助導線50bは、例えば、第1電極18A2を形成する際、第1導電性細線20A2を、第1セル22A2の一辺から連続して延在させることで形成することができ、第2交差導線52bは、例えば、第1電極18A2を形成する際、第1導電性細線20A2を、第1セル22A2の一辺から断続的に延在させることで形成することができる。
上記のようにすることにより第1補助導線50a、第2補助導線50b、第1交差導線52a及び第2交差導線52bを効率よく形成することが可能となるが、これらの線50a、50b、52a、52bを、第1電極18A1、18A2とは別個に形成するようにしてもよいことは勿論である。
第1電極18A1〜18Anの電極幅(図2中の矢印y方向に沿う幅方向寸法)Wdと、隣接する第1電極同士の間の間隔幅Wkとの関係は、(1/2)×Wd≦Wk≦Wdとなる関係であるのがタッチパネルの位置精度をより高くできるので、好ましい。なお、Wdの好ましい範囲は3〜6mmである。
詳細な図示は省略するが、第1電極18A2と、これに隣接する第1電極18A3との間も同様に構成されている(図2参照)。残余の互いに隣接する第1電極同士の間も同様である。
図2に示すように、第1電極18A1〜18Anの各々の一方の端部は、第1結線部40aを介して、第1導電性細線20A1〜20Anによる第1端子配線パターン42aに電気的に接続されている。
第1結線部40a、第1端子配線パターン42aは、第1導電性細線20A1〜20Anと同じ材料で第1電極18A1〜18Anと同時形成することが好ましい。この構成により、工程が省略できる。
第1導電シート10Aの第1電極パターン116Aの他の実施形態を、図5〜図8に示す。先ず、図5は、第1電極間18A1、18A2間に、これら第1電極間18A1、18A2と電気的に絶縁されたダミー線70を有する構成である。ダミー線70は、第1補助導線50a、第2補助導線50bとともに、断線部を有するダミーセル53Bを形成する。ここで、ダミーセル53Bは、第1セル22A1、22A2と同形状である。同形状とは、断線部を外挿したダミーセル53Bが第1セル22A1、22A2とが同一の形状であることを意味する。本構成をとることにより、第1電極18A1、18A2のパターン見えを抑制できる。
図6は、第1補助導線50a、第2補助導線50bがそれぞれ2本の補助導線で一対になった形状である。図6の2本の補助導線で一対になった第1補助導線50a対、第2補助導線50b対はそれぞれ内部に電気的に接続された第1交差導線52a及び第2交差導線52bを有する。本構成を用いることにより、補助導線は電気経路が増えるため、図4の構成に比べ補助導線が断線する可能性を減らすことができる。また補助導線の抵抗も下げることも可能となり、タッチパネルの感度も向上する。
図4〜図6では、第1補助導線50a、第2補助導線50bが一直線形状であるが、図7のように屈折部を有する、いわゆるジグザク形状の直線でもよい。なお、このときの角度θは、図7に示すように第1補助導線50a、第2補助導線50bの開始点と終了点とを結ぶ直線との角度である。また、図7はダミー線70も有する構成であり、ダミー線70、第1補助導線50a、第2補助導線50b及び第1交差導線52a、第2交差導線52bにてダミーセル53Bを形成している。
図4〜図7ではセルが菱形であったが、図8のようにセルは正六角形であってもよい。なお、このときの角度θは、図8に示すように第1補助導線50a、第2補助導線50bの開始点と、第1電極18A1の延在方向とがなす角度である。
一方、第2導電シート10Bを構成する第2透明基体14B(図3参照)の一主面上に形成された第2電極18B1〜18Bnは、図2に示すように、それぞれ第2方向(y方向)に延びる複数の帯状(バー形状)のパターンを有する。これら複数の第2電極18B1〜18Bnは、第1方向(x方向)に沿って配列されている。すなわち、積層導電シート12では、図3に示すように、絶縁性の第1透明基体14Aを介して第1電極18A1〜18Anと第2電極18B1〜18Bnが対向する。
第2電極18B1〜18Bnの各々は、特に限定はないが、第1電極18A1〜18Anと同様に、第2導電性細線20B同士が交差することにより形成されることが好ましい。この交差に伴って、第2導電性細線20Bによって囲繞される空間、すなわち、第2セル22B1〜22Bnが形成される。
第2セル22B1〜22Bnの形状は特に限定はなく、正方形、菱形、正六角形が好ましく、ランダム形状でもよい。その中でも、第2セル22B1〜22Bnは、第1セル22A1〜22Anと略同一形状・寸法であることが特に好ましく、第1セル22A1〜22Anと同様に菱形が特に好ましい。すなわち、第2電極18B1〜18Bnは、それぞれ、菱形をなす第2セル22B1〜22Bnが複数個連なったメッシュ形成で構成されている。そして、n列(複数列)の第2電極18B1〜18Bnが第1方向に沿って絶縁され並列配置される。
第2導電性細線20B1は、第1導電性細線20A1と同様に、銀、銅、金、アルミニウム等の低抵抗金属又はそれらの合金であることが好ましく、特に抵抗の観点から銀及び銀合金が好ましい。抵抗と平坦性との観点から、第2導電性細線20B1の膜厚は、0.1μm〜3μmが好ましい。
また、第2導電性細線20B1上に保護膜を有してもよい。保護膜は、第2導電性細線20B1の酸化防止、マイグレーション防止等の効果を持つ。
さらに、第2導電性細線20B1上又は側面に黒化層を有してもよい。黒化層を設けることにより、第2導電性細線20B1として反射率の高い金属を用いても、細線見えを抑制できる効果が得られる。黒化膜としては、金属酸化膜、金属硫化膜、クロム、カーボン等が使用できる。
第2セル22B1の開口率は、第2導電シート10Bの透過率が高くなることから、大きい程好ましいが、その分、第2電極のシート抵抗が高くなる。従って、好ましい開口率の範囲は92%〜99%である。また、好ましい第2電極のシート抵抗は100Ω/□以下であり、より好ましくは50Ω/□以下である。第2導電シート10Bの透過率としては、80%以上であり、特に85%以上であることが好ましい。
第2導電性細線20B1の幅方向寸法(線幅)は20μm以下であり、より好ましくは1μm以上5μm以下であり、一層好ましくは1μm以上3μm以下に設定される。これにより第2導電性細線20B1による導電パターンのモアレ及び細線見えが改善され、視認性が良好となる(すなわち、第2電極18B1をなす第2導電性細線20B1が視認され難くなる)。なお、タッチパネル100の検出感度を確保するべく、第2導電性細線20B1の線幅は1μm以上であることが好ましい。
第2セル22B1〜22Bnにおける鈍角の交差角度、鋭角の交差角度、第2導電性細線20B1〜20Bnの線幅、第2セル22B1〜22Bnの中で隣接する第2セル同士のセルピッチ等も、第1セル22A1〜22Anと同様に設定すればよい。
また、第2電極18B1〜18Bn中の互いに隣接するもの同士の間に、絶縁されたダミー線を設けることが好ましい。ダミー線は、断線部を有するダミーセルを形成し、ダミーセルはダミーセル53Bと同様に第2セル22Bと同形状である。
第1セル22A1〜22Anと第2セル22B1〜22Bnとが同一形状である場合、第1導電シート10Aと第2導電シート10Bとを積層するときに、第1セル22A1〜22Anと第2セル22B1〜22Bnとを1/2ピッチずらして重ねる(第1セル22A1〜22Anの中心部に第2セル22B1〜22Bnの頂点を合わせる)ことが好ましい。こうすることにより、積層導電シート12が均一の単一メッシュ形状となり、細線見えを防止できる。
なお、この際には、第1導電シート10Aと第2導電シート10Bとのそれぞれの断線部をセルの辺の中点に設けることが好ましい。このようにすることにより、断線部が見え難くなるからである。
第2電極18B1〜18Bnの電極幅(図2中の矢印x方向に沿う幅方向寸法)Wsは、第1電極18A1〜18Anの電極幅(図2中の矢印y方向に沿う幅方向寸法)Wdに比して小さく設定することがタッチパネルの感度の点で好ましいが、電極幅Wdと電極幅Wsを略同等とするようにしてもよい。また、第2電極18B1〜18Bnは、特開2013−149236号公報の図5、図12に開示されているような電極の内部に開口部(絶縁部)を有する形状であってもよい。このような形状の第2電極18B1〜18Bnを用いることにより、タッチパネルの感度をより向上させることが可能である。
図2に示すように、第2電極18B1の一方の端部は、第2結線部40bを介して第2導電性細線20B1による第2端子配線パターン42bに電気的に接続されている。第2結線部40b、第2端子配線パターン42bは、第2導電性細線20B1と同じ材料で第2電極18B1〜18Bnと同時形成することが好ましい。この構成により、工程が省略できる。
図1の例では、端子配線部114のうち、第1導電シート10Aの一方の長辺側の周縁部には、その長さ方向中央部分に、複数の第1端子116aが前記一方の長辺の長さ方向に配列形成されている。また、センサ部112の一方の短辺(y方向)に沿って複数の第1結線部40aの一部(例えば奇数番目)が直線状に配列され、センサ部112の他方の短辺(y方向)に沿って複数の第1結線部40aの一部(例えば偶数番目)が直線状に配列されている。
一方、第2導電シート10Bの外形は、上面から見て長方形状を有し、センサ部112の外形も長方形状を有する。端子配線部114のうち、第2導電シート10Bの一方の長辺側の周縁部には、その長さ方向中央部分に、複数の第2端子116bが前記一方の長辺の長さ方向に配列形成されている。また、センサ部112の一方の長辺(x方向)に沿って複数の第2結線部40bが直線状に配列されている。各第2結線部40bから導出された第2端子配線パターン42bは、第2導電シート10Bの一方の長辺における略中央部に向かって引き回され、それぞれ対応する第2端子116bに電気的に接続されている。
なお、第1端子配線パターン42aの導出形態を上述した第2端子配線パターン42bと同様にしてもよいし、逆に、第2端子配線パターン42bの導出形態を上述した第1端子配線パターン42aと同様にしてもよい。
タッチパネル100の端子配線部114のエリアは小さくすることが求められており、このため、第1端子配線パターン42aと第2端子配線パターン42bとにおける最小線幅(ライン)及び最小線間(スペース)は5〜50μmであることが好ましい。
積層導電シート12は、図3に示すように、第1導電シート10Aに第2導電シート10Bが積層されて構成される。この際、第1導電シート10Aの上端面(すなわち、第1電極18A1〜18An及び第1透明基体14A上)と、第2導電シート10Bの下端面との間には、接着剤として絶縁性の光学粘着シート(OCAとも指称される)30が配置される。OCA30としては、厚さ10〜200μmのものが好ましく使用される。また、OCA30の具体例としては、3M社製OCAテープ#8146等が挙げられる。
積層導電シート12のセンサ部112の好ましい透過率としては、70%以上であり、特に80%以上であることが好ましく、ヘイズとして5.0%以下であり、特に2.0%以下であることが好ましい。
以上のように構成される第1電極18A1〜18An、第2電極18B1〜18Bnを含んだ積層導電シート12をタッチパネル100として使用する場合、第2導電シート10B上にカバーレンズ106を形成する。カバーレンズ106としては、化学強化ガラス等の透明ガラス基板、サファイア基板、PMMAやPC等の透明プラスチック基板が使用される。タッチパネルの感度の観点により、カバーレンズ106の厚さは、0.1〜1.1mmが好ましい。なお、カバーレンズ106には、ブラックインク等で非表示部位置に加飾層を設けてもよい。
第2導電シート10Bの上端面とカバーレンズ106の下端面との間にも、接着剤として光学粘着シート(OCA)30が配置される。そして、第1導電シート10Aの多数の第1電極18A1〜18Anから導出された第1端子配線パターン42aと、第2導電シート10Bの多数の第2電極18B1〜18Bnから導出された第2端子配線パターン42bとを、第1電極18A1〜18Anが駆動電極、第2電極18B1〜18Bnが検出電極として機能するように、スキャンをコントロールする制御回路に接続する。
操作者は、このようにして形成された積層導電シート12を含むタッチパネル100に対して操作指示を与える際、該タッチパネル100の所定位置を、カバーレンズ106上から指で接触する。
ここで、従来技術に係るタッチパネルでは、例えば、第1電極18A1、18A2との間に補助導線が存在しない。従って、接触箇所が、第1電極18A1、18A2との間である場合、当該接触箇所では駆動電極である第1電極からのフリンジ静電容量は形成されず感知ができない。このような場合、接触がなされたにも関わらず、「接触がなされていない」と認識されたり、又は、別の箇所が接触されたと認識されたりし、その結果、操作者の意図する位置に接触する動作ができなかった。
これに対し、本実施の形態においては、上記したように、第1導電シート10Aにおいて、第1電極18A1〜18An中の互いに隣接するもの同士の間に、第1補助導線50a、第2補助導線50b、第1交差導線52a及び第2交差導線52bが形成されている(図2及び図4参照)。このため、接触箇所が、第1電極18A1〜18An中の互いに隣接するもの同士の間であったときでも、例えば、第1電極18A1と電気的に接続された第1補助導線50a及び第1交差導線52aからと、隣接する第1電極18A2に接続された第2補助導線50b及び第2交差導線52bからでフリンジ静電容量を形成し、その変化を検知することにより接触を検知できる。その第1補助導線50a及び第1交差導線52aからと、第2補助導線50b及び第2交差導線52bからのフリンジ静電容量は電気的に接続された第1電極18A1と隣接した第1電極18A2で形成され、その静電容量変化(接触)は、第1電極18A1、及びこれに隣接する第1電極18A2のどちらで駆動しても検出できる。勿論、第1電極18A2と第1電極18A3の間等、残余の隣接するもの同士の間でも同様の現象が生じる。
本発明の積層導電シート12を用いたタッチパネル100により、従来検出できなかった第1電極間の隙間まで検出できるようになったため、タッチ位置の位置精度を高精度にできる。
第1電極18A1〜18An、第1補助導線50a、第2補助導線50b、第1交差導線52a、第2交差導線52b、及び第2電極18B1〜18Bnは、線幅の狭いパターンを得るために、好適にはフォトリソ・エッチング法、基板上に溝を有する樹脂を形成しその溝に導電インクを塗布する方法、マイクロコンタクト印刷パターニング法又は銀塩法によって形成することができる。その中でも、工程が簡易にできる銀塩法がより好ましい。
マイクロコンタクト印刷パターニング法は、特表2012−519329号公報の段落[0104]に詳述されている。
一方、銀塩法は、感光性銀塩含有層を有する感光材料を露光・現像することにより、メッシュ状をなす第1導電性細線20A1〜20An、第2導電性細線20B1〜20Bnのパターンを得るものである。その具体的な作業等は、特開2009−4348号公報の段落[0163]〜[0280]に詳述されている。
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
タッチパネルの感度の観点から上記した実施の形態が好ましいが、例えば、この実施の形態の図1及び図3の第1導電シート10Aと第2導電シート10Bとの位置関係を変え、上(操作者)からカバーレンズ106/第1導電シート10A/第2導電シート10Bの順に積層されたタッチパネルを構成するようにしてもよい。
また、図3では、第1導電シート10Aの第1導電性細線20A1面上に絶縁性の接着剤(OCA)を設けて第2導電シート10Bの第2透明基体14B面と貼り合わせる構成であるが、第1導電性細線20A1面と第2導電性細線20B1面とを絶縁性の接着剤(OCA)で貼り合わせる構成、第1透明基体14A面と第2透明基体14B面とを絶縁性の接着剤(OCA)で貼り合わせる構成でもよい。
さらに、第2透明基体14Bを用いず、第1導電性細線20A1面上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に第2導電性細線20B1を形成する構成でもよい。すなわち、第1電極パターン116Aと第2電極パターン116Bとが絶縁性の材料を介して対向する構成であればよい。
さらにまた、第1電極及び第2電極の双方を、図4に示すパターンとしてもよい。すなわち、この場合、第1電極及び第2電極の双方において、隣接する電極同士の間に、第1補助導線50a、第2補助導線50b、第1交差導線52a及び第2交差導線52bが形成される。
さらに、第1電極パターンにおける隣接する第1電極同士の間の全てに第1補助導線50a、第2補助導線50b、第1交差導線52a及び第2交差導線52bを形成する必要は特になく、少なくとも、任意の一列(任意列)の第1電極と、これに隣接する列(隣接列)の第1電極の間に形成すればよい。
また、第1補助導線50a、第2補助導線50b、第1交差導線52a及び第2交差導線52bの全てを形成する必要も特になく、第1補助導線50a及び第2補助導線50bのみで本発明の効果は生じる。
上述のように電極間の間にダミー線を有する構成でもあってもよい。
そして、積層導電シート12は、第1透明基体14Aの一主面に第1電極18A1〜18Anを形成し、第2透明基体14Bの一主面に第2電極18B1〜18Bnを形成して積層するもの(図2及び図3参照)に限定されるものではない。すなわち、図9に示すように、第1透明基体14Aの一主面に第1電極18A1〜18Anが形成され、且つ該第1透明基体14Aの他主面に第2電極18B1〜18Bnが形成されたものであってもよい。この場合、第2透明基体14Bが存在せず、第2電極18B1〜18Bn上に第1透明基体14Aが積層され、第1透明基体14A上に第1電極18A1〜18Anが積層された形態となる。
本構成の積層導電シート12を用いることにより、タッチパネルの薄型化及び低コスト化、高信頼性化が実現できるため、タッチパネルには好適である。なお、本構成の積層導電シート12は、例えば、特開2012−6377号公報の実施例に開示されている方法を用いて製造できる。
このとき、カバーレンズ106は、第2電極18B1〜18Bn上にOCAを用いて貼り付けられタッチパネル100として構成される。もちろん、カバーレンズ106は、第1電極18A1〜18An上にOCAを用いて貼り付けられる構成でもよいが、タッチパネルの感度の観点から、カバーレンズ106は、第2電極18B1〜18Bn上にOCAを用いて貼り付けられる構成の方がより好適である。
本発明の効果が顕著に生じるのは、本実施の形態で示したように、第1電極及び第2電極がバー形状(帯状)のものであったが、勿論、菱形の感知電極を有するダイヤモンドパターン形状、その他の公知の電極パターン形状であっても適応できる。
また、本実施の形態では、接着剤として、光学粘着シート(OCA30)を用いて説明したが、他の粘着剤、例えば、紫外線で硬化する透明粘着液(OCR)等を用いることもできる。
10A…第1導電シート 10B…第2導電シート
12…積層導電シート(導電シート) 14A…第1透明基体
14B…第2透明基体 18A1〜18An…第1電極
18B1〜18Bn…第2電極 20A1〜20An…第1導電性細線
20B1〜20Bn…第2導電性細線 22A1〜22An…第1セル
22B1〜22Bn…第2セル 30…接着剤(OCA)
50a…第1補助導線 50b…第2補助導線
52a…第1交差導線 52b…第2交差導線
53A、53B…ダミーセル 70…ダミー線
100…タッチパネル 102…センサ本体
106…カバーレンズ 108…表示装置
110…表示パネル 112…センサ部
116A…第1電極パターン 116B…第2電極パターン

Claims (11)

  1. 第1の主面及び第2の主面を有する基体と、前記基体の前記第1の主面に配置される第1電極パターンを備えた導電シートであって、
    前記第1電極パターンは、第1導電性細線同士が交差することで形成される第1セルを複数個含む第1電極と、前記第1電極に電気的に接続された補助導線とを含み、
    前記第1電極は、第1の方向に沿って延在するとともに、前記第1の方向に対して直交する第2の方向に沿って複数列が絶縁されて並列され、
    且つ前記補助導線は、前記第1セルを形成する前記第1導電性細線の一部が、該第1電極に隣接する隣接列の第1電極に向かって前記第2の方向に対して斜め方向に延在した構成であり、
    前記第1電極の補助導線と前記隣接列の第1電極の補助導線とが互いに絶縁されて対向するとともに、
    前記第1電極の補助導線と前記隣接列の第1電極の補助導線とが交互に配列されていることを特徴とする導電シート。
  2. 第1の主面及び第2の主面を有する基体と、前記基体の前記第1の主面に配置される第1電極パターンを備えた導電シートであって、
    前記第1電極パターンは、第1導電性細線同士が交差することで形成される第1セルを複数個含む第1電極と、前記第1電極に電気的に接続された補助導線とを含み、
    前記第1電極は、第1の方向に沿って延在するとともに、前記第1の方向に対して直交する第2の方向に沿って複数列が絶縁されて並列され、
    且つ前記補助導線は、前記第1セルを形成する前記第1導電性細線の一部が、該第1電極に隣接する隣接列の第1電極に向かって前記第2の方向に対して斜め方向に延在した構成であり、
    前記第1電極の補助導線と前記隣接列の第1電極の補助導線とが互いに絶縁されて対向するとともに、
    前記補助導線に電気的に接続された交差導線を有し、前記第1電極の補助導線の交差導線と前記隣接列の第1電極の補助導線の交差導線とが交互に配列されていることを特徴とする導電シート。
  3. 請求項記載の導電シートにおいて、前記第1電極の補助導線及び交差導線と、前記隣接列の第1電極の補助導線及び交差導線とで、前記第1セルと同形状のダミーセルを形成することを特徴とする導電シート。
  4. 請求項記載の導電シートにおいて、前記第1電極と前記隣接列の第1電極との間にダミー線を有し、前記ダミー線と前記補助導線と交差導線とで、前記第1セルと同形状のダミーセルを形成することを特徴とする導電シート。
  5. 第1の主面及び第2の主面を有する基体と、前記基体の前記第1の主面に配置される第1電極パターンを備えた導電シートであって、
    前記第1電極パターンは、第1導電性細線同士が交差することで形成される第1セルを複数個含む第1電極と、前記第1電極に電気的に接続された補助導線とを含み、
    前記第1電極は、第1の方向に沿って延在するとともに、前記第1の方向に対して直交する第2の方向に沿って複数列が絶縁されて並列され、
    且つ前記補助導線は、前記第1セルを形成する前記第1導電性細線の一部が、該第1電極に隣接する隣接列の第1電極に向かって前記第2の方向に対して斜め方向に延在した構成であり、
    前記第1電極の補助導線と前記隣接列の第1電極の補助導線とが互いに絶縁されて対向するとともに、
    前記第1電極と前記隣接列の第1電極との間にダミー線を有し、前記ダミー線と前記補助導線とで、前記第1セルと同形状のダミーセルを形成することを特徴とする導電シート。
  6. 請求項1〜のいずれか1項に記載の導電シートにおいて、前記補助導線の延在する角度が、前記第2の方向に対して30°〜60°であることを特徴とする導電シート。
  7. 請求項1〜のいずれか1項に記載の導電シートにおいて、前記第1電極パターンと絶縁性材料を介して配置される第2電極パターンを備え、
    前記第2電極パターンは、第2導電性細線同士が交差することで形成される第2セルを複数個含む第2電極を含み、
    前記第2電極は、前記第2の方向に沿って延在するとともに、前記第1の方向に沿って複数列が絶縁されて並列されていることを特徴とする導電シート。
  8. 請求項1〜のいずれか1項に記載の導電シートにおいて、前記基体の前記第2の主面に配置される第2電極パターンを備え、
    前記第2電極パターンは、第2導電性細線同士が交差することで形成される第2セルを複数個含む第2電極を含み、
    前記第2電極は、前記第2の方向に沿って延在するとともに、前記第1の方向に沿って複数列が絶縁されて並列されていることを特徴とする導電シート。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の導電シートにおいて、前記第1電極と前記補助導線とが複数の前記第1導電性細線にて接続されていることを特徴とする導電シート。
  10. 請求項1〜のいずれか1項に記載の導電シートを用いたタッチパネル。
  11. 請求項又は記載の導電シートを用いたタッチパネルにおいて、前記第1電極が駆動電極であり、前記第2電極が検出電極であることを特徴とするタッチパネル。
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