JP6532074B2 - 静電容量式タッチパネル - Google Patents

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Description

本発明は、静電センサ等として利用できる静電容量式タッチパネルに関する。
スマートフォンなどで用いられている静電容量式タッチパネルでは、透明かつ比較的低抵抗な酸化インジウムスズ(ITO)が電極材料として用いられている。そのような従来の静電容量式タッチパネルは、例えば国際公開第2013/180143号(特許文献1)に記載されている。しかしながら、ITOはレアメタルであるため高価であり、曲げに弱いというデメリットがある。そのため、例えば国際公開第2013/187324号(特許文献2)には、安価で、曲げに強いというメリットがあるPEDOT/PSSを用いた電極層を形成した他の従来の静電容量式タッチパネルが記載されている。ところが、PEDOT/PSSは、透明性、抵抗値でITOに及ばないため、タッチスイッチなど用途が限定的である。また、PEDOT/PSSは、その抵抗値の高さから、大画面上で操作する大型デバイスへの適用を考えた場合に、センサとしての機能が低下してしまう懸念があった。
この問題を解決するためには、電極材料として銀ペーストなどの金属材料を用いる方法がある。銀自体は光を透過しないため、銀ペーストによって形成した配線パターンが視認され易くなるが、線幅を約30μm以下にすれば、配線パターンを構成する細線を視認し難くすることができる。しかし細線の線幅が細くなるほど断線のおそれが生じる。そこで、この断線のおそれを回避するために、複数の細線を束にして束配線とする技術が、例えば特許第5734504号明細書(特許文献3)に記載されている。
国際公開第2013/180143号 国際公開第2013/187324号 特許第5734504号明細書
しかし、特許第5734504号明細書(特許文献3)に記載された技術は、複数の細線を用いて束配線とするものであるが、一本一本の細線はパネルの端から端まで連続する長い配線である。そのため、細線の何れかの部分で断線が生じ易く、複数の細線の全てについて断線が起こる可能性もある。また、従来の静電容量式のタッチパネルにおいては、XY方向に複数の細線が形成されることでメッシュ状のパターンとなるために、モアレが発生し易いという問題もある。
本発明はこうした課題を考慮し解決するものである。即ち本発明は、断線による検出不良が生じることがなく、モアレが見え難い静電容量式タッチパネルを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の静電容量式タッチパネルは次のように構成できる。
即ち、本発明は、透明性絶縁体と、前記透明性絶縁体の第1の面に行方向で離間する導電性の複数のX電極と、前記透明性絶縁体の第2の面に列方向で離間する導電性の複数のY電極とを有し、前記各X電極は、前記行方向で離間する複数本のX細線を有し、前記各Y電極は、前記列方向で離間する複数本のY細線を有し、前記X細線と前記Y細線は、前記透明性絶縁体の平面視で、前記透明性絶縁体を介して行列形態に配置される四角形状の多数のマスを形成する静電容量式タッチパネルについて、前記行列形態の各行に含まれる一部の前記マスには、隣接する前記X細線を繋ぐとともに当該マスの対角線上に配置されるX補助線が形成されており、前記行列形態の各列に含まれる一部の前記マスには、隣接する前記Y細線を繋ぐとともに当該マスの対角線上に配置されるY補助線が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、X補助線が隣接するX細線を繋ぎ、またY補助線が隣接するY細線を繋ぐ。このため、X細線およびY細線が断線しても、X補助線およびY補助線によって導通経路を確保することができる。したがってX細線およびY細線の断線による導通不良を生じ難くすることができる。
ここで基材シートの第1の面(例えば表面)に配置したX細線と、基材シートの第2の面(例えば裏面)に配置したY細線とを多数のマスを形成するように重ねて配置すると、モアレが発生し易くなる。モアレが発生すると、X細線とY細線の存在を視認できる結果となり、静電容量式タッチパネルの外観が損なわれてしまう。しかしながら、前記本発明では、その行列形態の各行に含まれる一部のマスには、その対角線上にX補助線が配置される。また行列形態の各列に含まれる一部のマスには、その対角線上にY補助線が配置される。それらのX補助線とY補助線は、X細線とY細線が形成する規則的な行列形態の配線パターンに異質さを与えることができ、これによってモアレが発生し難くすることができる。
さらに、本発明によれば、透明性絶縁体の第1の面にX細線とX補助線を設け、透明絶縁体の第2の面にX細線とX補助線を設けるだけでよいので、安価に製造することができる。
前記X補助線と前記Y補助線は、それぞれ異なるマスに配置するように構成できる。
X補助線とY補助線が、透明性絶縁体の平面視(透明性絶縁体の厚み方向)で、同じマスに重なるように配置する。そうすると、外観上そのX補助線とY補助線による配線部分が、X細線、Y細線、X補助線、Y補助線がない部分に対して、色濃く見え易くなってしまう。しかしながら前記本発明では、X補助線とY補助線が異なるマスに配置されているため、外観上、X補助線とY補助線が目立たない静電容量式タッチパネルを得ることができる。
前記複数のX電極および前記複数のY電極は、異なる前記X電極の隣接する前記X細線の間で、前記X補助線および前記Y補助線が存在しない前記マスの対角線上に配置され、隣接する前記X細線どうしを導通しない疑似X補助線、または異なる前記Y電極の隣接する前記Y細線の間で、前記X補助線および前記Y補助線が存在しない前記マスの対角線上に配置され、隣接する前記Y細線どうしを導通しない疑似Y補助線の、少なくとも何れかを有するように構成できる。
本発明の静電容量式タッチパネルは、少なくともX電極が疑似X補助線を有するか、Y電極が疑似Y補助線を有する。疑似X補助線は隣接するX細線どうしを導通せず、疑似Y補助線は隣接するY細線どうしを導通しないため、それぞれX細線とY細線の導通経路としては機能しないが、マスの対角線上に配置される。このためX補助線とY補助線ではモアレの抑制を調整するのが難しい場合に、疑似X補助線と疑似Y補助線を設けることでモアレの発生を抑制することができる。
前記X補助線、前記Y補助線、前記疑似X補助線、および前記疑似Y補助線は、その各々が異なる前記マスの対角線上に配置されてように構成できる。
本発明によれば、X補助線、Y補助線、疑似X補助線および疑似Y補助線が、相互に透明性絶縁体の平面視(透明性絶縁体の厚み方向)で重ならないように配置されるため、それらが重なることで色濃く見え易くなるのを防ぐことができる。よって、X補助線、Y補助線、疑似X補助線および疑似Y補助線が、外観上目立たない静電容量式タッチパネルを得ることができる。
前記X補助線または前記Y補助線がある前記マスに隣り合う上下左右のマスは、前記X補助線または前記Y補助線を欠くマスとして構成できる。
前記静電容量式タッチパネルを、前記補助線があるマスに隣り合う上下左右のマスは前記補助線がないマスであるように構成したため、細線の断線による導通不良が生じ難く、またモアレが発生し難い。また、本発明によれば、X補助線またはY補助線を欠くマスによって、前記静電容量式タッチパネルの開口率を高めることができるので、前記静電容量式タッチパネルの視認性を向上させることができる。なお、本発明でいう「開口率」は、図7で詳述する。また、「視認性」は、X電極およびY電極を形成する細線の目立ち難さのことであり、細線の濃淡や、線太りの程度、黒い斑点等の有無等を表している。したがって、視認性が良くなるほど、X電極およびY電極を形成する配線パターンを視認できなくなり、視認性が悪化するほど、配線パターンが見えるようになる。
前記X補助線および前記Y補助線は前記マスの2つの対角線のうちの同一方向の対角線上に形成することができる。
前記静電容量式タッチパネルを、前記X補助線および前記Y補助線が前記マスの2つの対角線のうちの同一方向の対角線上に形成されるため、補助線の設計が容易である。
前記X細線および前記Y細線は、振幅に比べて波長の長さが2倍を超える波状であり、当該波の接線と当該波の中心線とで形成される最大角度が45°未満であるように構成できる。
本発明によれば、X細線とY細線を直線状に形成する場合に比べて、X細線とY細線の実質的な長さは長くなるが、前記最大角度が45°を超えるようにX細線とY細線を形成する場合に比べて、X細線とY細線の実質的な長さを短くすることができ、断線の生じる確率を少なくすることができる。また、X細線とY細線の長さを短くでき、抵抗を低くすることができる。また、X細線およびY細線が波状であるため、直線である場合よりも、モアレの発生を低減することが可能である。
前記複数のX細線は、前記行方向に互いに離間した位置に形成され、前記複数のY細線は、前記列方向に互いに離間した位置に形成されるように構成できる。
前記複数のX細線が、行方向に互いに離間した位置に形成されており、前記複数のY細線が、列方向に互いに離間した位置に形成されているように構成したため、四角形の前記マスが発生し、静電容量を検知し易い静電容量式タッチパネルとすることができる。
前記X電極および前記Y電極は、スクリーン印刷物として構成できる。
前記X電極および前記Y電極がスクリーン印刷物であるため、配線パターンの形成に必要な箇所に必要な分だけ導電材料を使用すれば良いので、導電材料の廃棄量を低減させることが可能となる。更に、スクリーン印刷物は、一度印刷版を作ってしまえば、あとはパターン印刷だけを繰り返し行えば作製できるため、例えば、多工程が必要とされるフォトリソグラフィーと比べて、単純な工程でパターン形成が可能となる。
前記静電容量式タッチパネルは、静電容量方式により指等の接触を検知するものとして構成できる。本発明によれば、静電容量式タッチパネルのパネル面を指でなぞることができ、同時多点押し動作も検知できるので、バリエーションに富んだ検知が可能であり、パネル面を指でなぞったり、多点押ししたりできない抵抗膜方式より優れている。また、フィルムと導電膜がそれぞれ一組必要となり、部材コストがかかったり、設計的にも複雑になったりする抵抗膜方式のような欠点が無い。
本発明によれば、断線による検出不良が生じることがなく、モアレが見え難い静電容量式タッチパネルを得ることができる。
基材フィルムにX電極を形成した状態を説明する模式平面図である。 基材フィルムにY電極を形成した状態を説明する模式平面図である。 基材フィルムにX電極とY電極を形成した状態を説明する模式平面図である。 X電極の部分拡大平面図である。 Y電極の部分拡大平面図である。 X電極とY電極を重ねた状態の部分拡大平面図である。 開口率を説明するための説明図である。 別のX電極の部分拡大平面図であり図4相当図である。 図8のX電極と図5のY電極を重ねた状態の部分拡大平面図であり図6相当図である。 別のY電極の部分拡大平面図であり図5相当図である。 図4のX電極と図10のY電極を重ねた状態の部分拡大平面図であり図6相当図である。 配線パターンの一例であり試料1の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。 配線パターンの一例であり試料2の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。 配線パターンの一例であり試料3の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。 配線パターンの一例であり試料4の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。 配線パターンの一例であり試料5の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。 配線パターンの一例であり試料6の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。 配線パターンの一例であり試料7の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。 配線パターンの一例であり試料8の平面図である。このうち、分図(a)はX電極、Y電極とも実線で示した図であり、分図(b)は分図(a)のY電極を破線で示した図であり、分図(c)はX電極を示し、分図(d)はY電極を示す。
本発明の静電容量式タッチパネルについて実施形態に基づいて詳しく説明する。なお、各実施形態で共通する構成、材質、製造方法、効果等について重複する場合はその説明を省略する。
第1実施形態[図1〜図7]
図1〜図3は、本発明の静電容量式タッチパネル10を説明するための模式平面図である。図1は、透明なPETフィルムである「透明性絶縁体」としての基材フィルム11の「第1の面」としての表面11aに形成される複数のX電極12を示す。図2は、この基材フィルム11の「第2の面」としての裏面11bに形成される複数のY電極14を示す。図3は、基材フィルム11の表面11aに複数のX電極12が形成され、裏面11bに複数のY電極14が形成された本発明の静電容量式タッチパネル10を示す。
図1を参照し、X電極12は、行方向(横方向)で離間するように6列形成されている。X電極12の一単位は、列方向(縦方向)に伸長する5本のX細線13の束によって構成されている。この5本のX細線13は、その末端にある結束部12aに繋がることで互いに電気的に導通している。図1では6本のX電極12が示されているが、30本(30行)程度を形成するのは好ましい一態様である。それぞれのX電極12からは配線16xがコネクタ接点17にまで通じている。
一方、図2は基材フィルム11の裏面11bに形成されるY電極14を示す。Y電極14は、列方向(縦方向)で離間するように3行形成されている。Y電極14の一単位は、行方向(横方向)に伸長する5本のY細線15の束によって構成されている。この5本のY細線15は、その末端にある結束部14aに繋がることで互いに電気的に導通している。図2では3本のY電極14が示されているが、19本(19行)程度を形成するのは好ましい一態様である。Y電極14の配線16yは、基材フィルム11を貫通するスルーホール11cを通じて、基材フィルム11の裏面11bから表面11aに伸長する。そして配線16yは、配線16xと同様にコネクタ接点17に伸長している。なお、図2では、Y細線15をX細線13と区別が付くように便宜上破線として記載しているが、実際は破線ではなく連続した細線である。
図3に示すのは、X電極12を基材フィルム11の表面11aに形成し、Y電極14を基材フィルム11の裏面11bに形成した本発明の静電容量式タッチパネル10である。図3は透明な基材フィルム11を表面11aの側から示している。X電極12の1単位とY電極14の1単位が立体交差した部分を一つのセンサ区画R(例えば、図3中の部分拡大図に示す太線で囲われた部分)として定義する。この場合、静電容量式タッチパネル10は、30列のX電極12と19行のY電極14によって合計で570個のセンサ区画Rを有する。静電容量式タッチパネル10の表面11aと裏面11bには、レジスト材料でコーティングされた透明なレジスト層19を有する。レジスト層19は、静電容量式タッチパネル10を引っ掻きに対して保護し、外部からの電波や静電気の影響を遮断することで、静電容量式タッチパネル10のセンシング精度を維持している。なお、図3で示すY細線15は、X細線13と区別が付くように便宜上破線として記載されているが、実際は破線ではなく連続した細線となっている。
図4はX電極12の拡大図を示す。但し、図4に示す例では、3本のX細線13によって一つのX電極12を示しており、且つ2本のX電極12が隣り合う一方端側を示している。各X細線13は、振幅に比べて波長の長さが約12倍となる波状であり、図4中の部分拡大図で示すように、この波の接線Tと波の中心線Cとで形成される最大角度Aは45°未満となっている。また、3本のX細線13は、行方向で互いに重なる位置および形状(行方向に互いに離間した位置)に形成されており、波の最大高さとなる位置が揃っている。なお、図1〜図3では5本のX細線13,Y細線15でそれぞれ1つのX電極12、Y電極14として示すのを、図4以降では3本のX細線13,Y細線15でそれぞれ1つのX電極12、Y電極14としているのは説明の便宜上のためである。このように、1つのX電極12、Y電極14は、それぞれ何本のX細線12、Y細線15で構成しても良い。
X電極12には、3本のX細線13の間に、隣接するX細線13どうしを連結する複数のX補助線13aが設けられている。X細線13が波形であるのに対し、X補助線13aは直線形である。X補助線13aが隣接するX細線13どうしを接続することで、仮にX細線13の全てにおいてその一部が断線しても、このX電極12の導通を確保することができる。なお、隣り合う2本のX細線13がそれぞれ別のX電極12に属する場合には、これらのX細線13どうしの間にはX補助線13aを設けない。仮にこれらのX細線13どうしの間にX補助線13aを設けると、別のX電極12どうしが導通してしまい、X電極12ごとの位置検出ができなくなるからである。
図5はY電極14の拡大図を示す。但し、図5に示す例では、3本のY細線15によって一つのY電極14を示しており、且つ2本のY電極14の一方端側を示している。各Y細線15は、振幅に比べて波長の長さが約12倍となる波状であり、X細線13と同様にこの波の接線と波の中心線とで形成される最大角度は45°未満となっている。また、3本のY細線15は、列方向で互いに重なる位置および形状(列方向に互いに離間した位置)に形成されており、波の最大高さとなる位置が揃っている。
Y電極14には、3本のY細線15の間に、隣接するY細線15どうしを連結する複数のY補助線15aが設けられている。Y細線15が波形であるのに対し、Y補助線15aは直線形である。Y補助線15aが隣接するY細線15どうしを接続することで、仮にY細線15の全てにおいてその一部が断線しても、このY電極14の導通を確保することができる。なお、隣り合う2本のY細線15がそれぞれ別のY電極14に属する場合には、これらのY細線15どうしの間にはY補助線15aを設けない。仮にこれらのY細線15どうしの間にY補助線15aを設けると、別のY電極14どうしが導通してしまい、Y電極14ごとの位置検出ができなくなるからである。なお、図面上、Y細線15とY補助線15aを破線で示すのはX細線13やX補助線13aと区別するためであり、実際は連続した細線であり、他の図でも同様である。
図6には、図4で示すX電極12が基材フィルム11の表面11aに形成され、図5で示すY電極14が基材フィルム11の裏面11bに形成された状態である。即ち、図6は、X電極12とY電極14の重なり状態を平面で示したものである。この図6で示すように、隣り合う2本のX細線13と隣り合う2本のY細線15とが交差する部分には四角形のマスLが形成される。そして、図6では、6本のX細線13と6本のY細線15によって5行5列の複数のマスLが形成されている。なお、マスLの形状は、X細線13とY細線15の形状によって異なり、X細線13とY細線15がともに直線であれば4辺が直線の四角形になるが、X細線13とY細線15がともに波形の本実施形態では4辺が曲線の四角形となっている。
また図6で示すように、X補助線13aとY補助線15aは、それぞれ各マスLの対角線上に位置している。また、隣り合うX電極12どうしの間にはX補助線13aが無いが、そこにはY補助線15aが配置されている。同様に、隣り合うY電極14どうしの間にはY補助線15aが無いが、そこにはX補助線13aが配置されている。こうして、複数のマスLは、X補助線13aまたはY補助線15aがあるマスLと、X補助線13aまたはY補助線15aが無いマスLとに分かれている。このようにX補助線13aとY補助線15aは、同一のマスLで重ならないようにしている。換言すれば、X補助線13aまたはY補助線15aが入るマスLには、マスLの1つの対角線だけにX補助線13aまたはY補助線15aが位置し、マスLの2つの対角線のそれぞれにX補助線13aまたはY補助線15aが位置しないようにしている。したがって、1つのマスLには、その2つの対角線の両方に同時にX補助線13aとY補助線15aが入ることはない。また、その何れか1つの対角線上にX補助線13aとY補助線15aが重なることもない。このように、1つのマスLにX補助線13aとY補助線15aの双方を設けないようにすることで、静電容量式タッチパネル10の全体の開口率を高めることができ、これによって複数のX電極12と複数のY電極14による細線パターンを目立たなくできる。
さらに、X補助線13a,Y補助線15aがあるマスLに隣り合う上下左右のマスLには、X補助線13a,Y補助線15aが入らないようにしている。さらにまた、X補助線13a,Y補助線15aは、伸長方向が同じである1種類のX補助線13a,Y補助線15aのみで形成されているものではない。X補助線13a,Y補助線15aの伸長方向(対角線の伸長方向)が異なっていることで、複数のX電極12と複数のY電極14における細線パターンの規則性を乱すことができ、モアレ低減に効果的である。
X細線13とY細線15を曲線状に形成しているため、直線状にそれらを形成する場合と比較してその形状が複雑になり、スクリーン印刷すると細線幅にバラつきが生じ易いという欠点がある。仮に線幅の細くなった部分が存在すると、断線のリスクが高まるが、上記X補助線13a,Y補助線15aを有するため、その断線による導通不能リスクを少なくし、安定した導通性を維持している。また、曲線状のX細線13とY細線15に対してX補助線13aとY補助線15aは直線状である。そのためX補助線13aとY補助線15aは、X細線13とY細線15と形状が異なり、前記細線パターンの規則性を乱してモアレ低減に役立っている。なお、X補助線13aとY補助線15aは、曲線や波線形状でも良く、必ずしも直線形状に限定される必要はない。
更にX補助線13aとY補助線15aは、複数のX電極12と複数のY電極14により形成される配線パターンの見た目の開口率を調整する役割も果たしている。上記X細線13とY細線15並びにX補助線13aとY補助線15aからなる配線パターンを形成したため、適度な開口率範囲にある静電容量式タッチパネル10とすることができ、開口率が下がり過ぎてX細線13とY細線との重なり部分の線幅が太く見えたり、反対に開口率が高すぎてX細線13とY細線15がある部分と無い部分とのコントラストが強くなり、X細線13とY細線15が目立ち易くなったりすることを防止できる。
なお、開口率とは、1マスL当たりのX細線13及びY細線15とX補助線13a及びY補助線15a(後述の疑似X補助線23b、疑似Y補助線35bを含む。)以外の目開き部分の割合である。1マスLごとに開口率が異なるため、対象とする静電容量式タッチパネル10の開口率をいう場合は、その静電容量式タッチパネル10内の全マスLの開口率の平均値として表す。ここではX細線13とY細線15をそれぞれ直線とみなし、図7で示すように、太線の四角形として表された1マスLの面積に対して、X細線13及びY細線15の面積とX補助線13aの面積とを除いて得られる2つの斜線付きの三角形部分の面積の割合として求めている。その開口率は汎用のCADソフト等で算出することが可能である。
X補助線13a,Y補助線15aは、その末端をX細線13とY細線15の交点に位置するようにしている。このため、X補助線13a,Y補助線15aの末端を目立ち難くしており、視認性を損なうことがない。
X細線13とY細線15、X補助線13aとY補助線15a、そして配線16の材質には銀や金、銅、アルミニウム、またこれらの合金等の金属を用いることができる。金属などの導電性材料を樹脂に分散させたペーストを用いても良く、銀を樹脂に分散させた銀ペーストは導電性が高く好ましい。
また、X細線13、Y細線15、X補助線13a、Y補助線15a、疑似X補助線23b、疑似Y補助線35bの各線幅は、1μm〜60μmが好ましい。線幅が、1μm未満では、細くなり過ぎてパターンの印刷安定性が損なわれるおそれがある。線幅が60μmを超えると、太くなり過ぎてX細線13等を形成する細線の一本一本が目立ってしまうという視認性低下のおそれがある。こうしたことを含めて、これらの細線幅は、25〜45μmがより好ましい。
基材フィルム11には、透明性の高い樹脂フィルムが用いられ、これらの材質には、PET(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(PEN)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、メタアクリル(PMMA)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリウレタン(PU)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリエーテルサルフォン(PES)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、トリアセチルセルロース(TAC)樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)などを挙げることができる。
また、基材フィルム11の厚みは、50μm〜250μmが好ましい。基材フィルム11の厚みが50μm未満では、例えば、デバイス等の対象物の形状に合わせて基材フィルム11を折り曲げながら貼り合わせを行う場合に、基材フィルム11の強度不足により破断箇所が発生するおそれがある。また、基材フィルム11の厚さが250μmを超えると、デバイス等の対象物の形状に合わせて基材フィルム11を貼り合わせる際に、基材フィルム11の柔軟性が低下するため対象物への追従性が悪くなるおそれがある。こうしたことを含めて基材フィルム11の取り扱い性の観点から、厚みは100μm〜200μmがより好ましい。
レジスト層19は、引っ掻き等から基材フィルム11、X電極12、Y電極14、配線16x、16y等を保護するための層である。レジスト層19は、一般的な絶縁性の硬質樹脂により形成することができ、例えば、アクリル系やウレタン系、エポキシ系、ポリオレフィン系の樹脂、その他の樹脂を用いることができる。紫外線吸収剤を含ませて紫外線保護層とすることもでき、また、ポリウレタン・ポリウレア系樹脂層で形成し、X電極12、Y電極14、配線16x、16y等の硫化を防止する硫化防止層とすることもできる。
静電容量式タッチパネル10を製造するには、基材フィルム11の表面11aにスクリーン印刷で銀ペースト等を印刷してX電極12と配線16x、16yを形成する。また、基材フィルム11の裏面11bにスクリーン印刷で銀ペースト等を印刷してY電極14や配線16yを形成する。そして基材フィルム11にスルーホール11cを開けた後、基材フィルム11の表面11aの配線16yと裏面11bの配線16yを導通させる。こうして静電容量式タッチパネル10を得ることができる。なお、スルーホール11cの形成は、スクリーン印刷の前又は後の何れとすることもできる。また、X電極12、Y電極14及び配線16x、16yは、スクリーン印刷の他に、グラビア印刷、オフセット印刷、フォトリソグラフィー等によって形成することもできる。
静電容量式タッチパネル10におけるX電極12とY電極14を配置した部分の開口率は、90.0〜99.8%の範囲であることが好ましく、94〜97%の範囲であることがより好ましい。開口率が90%を下回る場合は、X細線13とY細線15の重なり部分が濃く見える傾向があり、X細線13とY細線15の存在が目立つおそれがある。反対に開口率が99.8%を超えると、X細線13とY細線15の一本一本が濃く見える傾向があり、やはりX細線13とY細線15の存在が目立つおそれがある。開口率が94〜97%であれば、X細線13とY細線15の存在がより目立ち難い。
X補助線13aとY補助線15aは、平面視で45°または135°の角度をもつ直線として形成したため、35°や60°となるように形成した場合に比べてX細線13とY細線15の重なりによって生じるパターン(以下「細線パターン」ともいう)が複雑にならず容易化することができ、静電容量式タッチパネル10の量産性の観点からも都合が良い。
第2実施形態[図8,図9]
図8は、第2実施形態のX電極22の拡大図を示す。図8に示す例では、3本のX細線13によって1つのX電極22を形成しており、2本のX電極22の一方端側を示している。各X細線13は、先の実施形態で示したものと同じであるが、左側のX電極22を構成するX細線13と右側のX電極22を構成するX細線13との間に、それらのX細線13どうしを連結するように見える複数の疑似X補助線23bが設けられている。なお、図8では疑似X補助線23bを1つだけ示している。疑似X補助線23bも直線形である。図8の部分拡大図で示すように、疑似X補助線23bの右端はX細線13と接続しているが、左端はX細線13とは接続していない。疑似X補助線23bの左端は、X細線13と近接する位置まで伸長しているだけである。疑似X補助線23bは、隣り合うX細線13どうしを接続しないため、隣り合うX電極12どうしが導通することはない。なお、疑似X補助線23bは、曲線や波線形状でも良く、必ずしも直線形状に限定される必要はない。
図9には、図8で示すX電極22が基材フィルム11の表面11aに形成され、第1実施形態で説明した図5で示すY電極14が基材フィルム11の裏面11bに形成された状態、即ち、X電極22とY電極14の重なり状態を平面で示したものである。この図9で示すX電極22とY電極14の配線パターンは、図6で示す配線パターンと異なり、3行3列のマスLに疑似X補助線23bが配置されている。それ以外は図6で示す配線パターンと同じである。
第2実施形態の静電容量式タッチパネル10では、疑似X補助線23bが配置されることで、X補助線13aとY補助線15aを配置しないマスLの数を減らし、視認性を調整するためにX補助線13aとY補助線15aを代替することができる。よって、X補助線13aとY補助線15bの数だけでは足りない場合に、疑似X補助線23bを加えることで、モアレの発生を抑制し、また適度な開口率に調整することができる。
第3実施形態[図10,図11]
図10は第3実施形態のY電極34の拡大図を示す。図10に示す例では、3本のY細線15によって1つのY電極34を形成しており、2本のY電極34の一方端側を示している。各Y細線15は、先の実施形態で示したものと同じであるが、左側のY電極34を構成するY細線15と右側のY電極34を構成するY細線15との間に、それらY細線15どうしを連結するように見える複数の疑似Y補助線35bが設けられている。なお、図10では疑似Y補助線35bを1つだけ示している。疑似Y補助線35bも直線形である。図10の部分拡大図で示すように、疑似Y補助線35bの下端はY細線15と接続しているが、上端はY細線15とは接続していない。疑似Y補助線35bの上端は、Y細線15の近傍位置にまで伸びているだけである。疑似Y補助線35bは、隣り合うY細線15どうしを接続しないため、隣り合うY電極34どうしが導通することはない。なお、疑似Y補助線35bは、曲線や波線形状でも良く、必ずしも直線形状に限定される必要はない。
図11には、第1実施形態で説明した図4で示すX電極12が基材フィルム11の表面11aに形成され、図10で示すY電極34が基材フィルム11の裏面11bに形成された状態、即ち、X電極12とY電極34の重なり状態を平面で示したものである。この図11で示すX電極12とY電極34の配線パターンは、図9で示す配線パターンと同様となるが、3行3列のマスLに配置されるのは、疑似Y補助線35bとなる。
第3実施形態の静電容量式タッチパネル10では、疑似Y補助線25bが位置することで、X補助線13aとY補助線15aを配置しないマスLの数を減らし、視認性を調整するためにX補助線13aとY補助線15aを代替することができる。よって、X補助線13aとY15bの数だけでは足りない場合に、疑似Y補助線25bを加えることで、モアレの発生を抑制し、適度な開口率に調整することができる。
上記実施形態で示した形態は本発明の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、実施形態の変更または公知技術の付加や、組合せ等を行い得るものであり、それらの技術もまた本発明の範囲に含まれるものである。
例えば、1つのX電極12やY電極14を、それぞれ何本のX細線13、Y細線15で形成するかは任意である。また、1つのX電極12、22と他のX電極12、22とで、隣接するX細線13間の距離が異なっていても良いが同一である方が好ましい。同一である方が、モアレが生じ難いからであり、また補助線の形成が容易だからである。なお、X電極12だけでなくY電極14、34も同様である。
上記実施形態では、X電極12とY電極14の重なり位置は、X細線13の波のピーク高さの部分とY細線15の波のピーク高さの部分とが重なる例を示した。しかし、その重なり位置に限定されるものではなく、X細線13の波のピーク高さの部分に対してY細線15の波のピーク高さ以外の部分が重なるようにできる。このように変形すると、X補助線13aとY補助線15aは、平面視での交差角度が45°以外にすることができる。
上記実施形態で示した第1実施形態の静電容量式タッチパネル10は、第2実施形態で説明した疑似X補助線23bを有するX電極22と、第3実施形態で説明した疑似Y補助線35bを有するY電極34とを用いた静電容量式タッチパネル10とすることができる。
上記実施形態では同一のマスLには、X補助線13a,Y補助線15a、疑似X補助線23b,疑似Y補助線35bの何れかが入る場合には、その何れか一つとして説明したが、これらが重なって入るようにすることもできる。しかしながら、一つのマスLの異なる対角線上に入ると開口率が減少し、また一つのマスLの同一の対角線上に入るとその部分が濃くなるため、何れか一つが入る方が好ましい。
実施例1:静電容量式タッチパネルの作製方法
109mm(縦)×174mm(横)×100μm(厚み)のPETフィルム(基材フィルム)の表面に30個のX電極を有し、裏面に19個のY電極を有する静電容量式タッチパネルを製造した。まず、このPETフィルムをスクリーン印刷機にセットして、線幅が26μm、細線間の間隔が1894μm、振幅180μmで周期2880μmの波形となる3本の細線(図4のX細線13、図5のY細線15)と、補助線(図4のX補助線13a、図5のY補助線15a)とから1電極が構成される細線パターンをスクリーン印刷した(図6参照)。この印刷は、PETフィルムの表面にまずX電極を形成し、次にPETフィルムの裏面にY電極を形成するように行った。その後、各電極が形成されたPETフィルムの両面にレジストインキを塗布してPETフィルム両面の絶縁化処理を行い、静電容量式タッチパネルを製造した。
実施例2:モアレの発生と視認性の評価
モアレの発生と視認性について評価するために、細線と補助線またはこれに疑似補助線が加わった細線パターンである試料1〜8を作製した。この試料1〜8は、4本のX細線で1つのX電極を形成し、4本のY細線で1つのY電極を形成しており、細線間の間隔が1414μmであり、疑似補助線が新たに追加された以外は、実施例1と試料の作製方法は同様である。また、細線の印刷と同時に後述の補助線及び疑似補助線を印刷している。なお、これらの各試料のうちのX細線8本とY細線8本とで構成させる部分をそれぞれ図12〜図19に示した。
試料1は、異なる電極に属する細線間に疑似補助線を設け、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンが図12(a)で示す配線パターンとなるように形成した。即ち、全てのマスに補助線が入るようにし、その全ての補助線は同一の向きを向くものとした。なお、図12(a)は配線パターンを示すため全線を実線で示す。図12(a)は図12(c)で示すX電極の細線等と、図12(d)で示すY電極の細線等から構成された配線パターンであるが、補助線や疑似補助線がX電極側に帰属するものかY電極側に帰属するかが明確になるように、Y電極側の細線等を破線で示したまま重ねた配線パターンを図12(b)に示す。
試料2は、異なる電極に属する細線間に疑似補助線を設け、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンが図13(a)で示す配線パターンとなるように形成した。即ち、1列ごとに補助線の入らない列を設けた。また、全ての補助線は同一の向きを向くものとした。なお、図13(a)〜図13(d)は、試料1の図12(a)〜図12(d)と同じ関係を示す。
試料3は、異なる電極に属する細線間に疑似補助線を設け、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンが図14(a)で示すパターンとなるように形成した。即ち、1列ごとおよび1行ごとに補助線の入るマスと入らないマスを設け、補助線または疑似補助線の入ったマスの上下左右の一マスには補助線または疑似補助線が入らないマスを設けることとした。また、全ての補助線または疑似補助線は同一の向きを向くものとした。なお、図14(a)〜図14(d)は、試料1の図12(a)〜図12(d)と同じ関係を示す。
試料4は、異なる電極に属する細線間に補助線を設け、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンが図15(a)で示すパターンとなるように形成した。即ち、全てのマスに補助線または疑似補助線が入るようにし、それらの補助線または疑似補助線は2種類の向きの何れかを向くものとした。なお、図15(a)〜図15(d)は、試料1の図12(a)〜図12(d)と同じ関係を示す。
試料5は、異なる電極に属する細線間に疑似補助線を設け、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンが図16(a)で示すパターンとなるように形成した。即ち、1列ごとに補助線または疑似補助線の入らない列を設けた。また、補助線または疑似補助線は対角線の2種類の向きの何れかを向くものとした。なお、図16(a)〜図16(d)は、試料1の図12(a)〜図12(d)と同じ関係を示す。
試料6は、異なる電極に属する細線間に疑似補助線を設け、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンが図17(a)で示すパターンとなるように形成した。即ち、1列ごとおよび1行ごとに補助線または疑似補助線の入るマスと入らないマスを設け、補助線または疑似補助線の入ったマスの上下左右の1マスには補助線または疑似補助線が入らないマスを設けることとした。また、補助線または疑似補助線は対角線の2種類の向きの何れかを向くものとした。なお、図17(a)〜図17(d)は、試料1の図12(a)〜図12(d)と同じ関係を示す。
試料7は、異なるX電極間またはY電極間を繋ぐ疑似補助線は設けずに、同じX電極間、および同じY電極間のみを繋ぐ補助線を設け、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンを図6で示すパターンと同様に、複数行の何れの行にも補助線の入るマスと入らないマスを有し、複数列の何れの列にも補助線の入るマスと入らないマスとを有するように形成した。また、補助線は2種類の向きの何れかを向くものとした。なお、図18(a)〜図18(d)は、試料1の図12(a)〜図12(d)と同じ関係を示す。
試料8は、同じX電極間、および同じY電極間のみを繋ぐ補助線と、異なるX電極間を繋ぐように見える疑似X補助線を設けて、X電極とY電極とが重なって生じる配線パターンを図9で示すパターンと同様に、複数行の何れの行にも補助線または疑似補助線の入るマスと入らないマスを有し、複数列の何れの列にも補助線または疑似補助線の入るマスと入らないマスとを有するように形成した。また、補助線または疑似補助線は対角線の2種類の向きの何れかを向くものとした。なお、図19(a)〜図19(d)は、試料1の図12(a)〜図12(d)と同じ関係を示す。
<モアレの評価>
試料1〜試料8を、液晶モニタ画面を駆動させ白色表示させた上に置いたあとに回転させてモアレ発生の有無状態を目視で観察した。そして、モアレが表れなかった場合を「◎」、モアレが表れたが全く目立たず問題のないレベルである場合を「〇」、モアレが表れたが問題のないレベルである場合を「△」、モアレが明瞭に表れた場合を「×」と評価した。その結果を以下の表に示す。
<視認性の評価>
試料1〜試料8を、液晶モニタ画面を駆動させ白色表示させた上に置き、目視で細線や補助線、疑似補助線の目立ち難さを観察した。そして、細線等が目立たない場合を「◎」、ほとんど目立たない場合を「〇」、少々目立つ場合を「×」と評価した。その結果を以下の表に示す。
Figure 0006532074
<考察>
表に示されたように、モアレの状態については、マスの全てに同一方向の補助線が入った試料1と、補助線の向きに関わらず、1列に亘って補助線の入らないマスが生じた試料2と試料5以外は、問題のないレベルとなることがわかった。また、視認性については、全てのマスに補助線の入った試料1と試料4を除き細線等はほとんど目立たず、実用的であることがわかった。よって、モアレの評価と視認性の評価の2つの結果から、試料3、試料6〜試料8の場合にはモアレを問題とすることなく、また細線等が見え難く視認性が良い静電容量式タッチパネルとなることがわかった。
10 静電容量式タッチパネル
11 基材フィルム
11a 表面(第1の面)
11b 裏面(第2の面)
11c スルーホール
12,22 X電極
12a 結束部
13 X細線
13a X補助線
23b 疑似X補助線
14,34 Y電極
14a 結束部
15 Y細線
15a Y補助線
35b 疑似Y補助線
16x 配線
16y 配線
17 コネクタ接点
19 レジスト層
R センサ区画
L マス
T 接線
C 中心線
A 最大角度

Claims (9)

  1. 透明性絶縁体と、
    前記透明性絶縁体の第1の面に行方向で離間する導電性の複数のX電極と、
    前記透明性絶縁体の第2の面に列方向で離間する導電性の複数のY電極とを有し、
    前記各X電極は、前記行方向で離間する複数本のX細線を有し、
    前記各Y電極は、前記列方向で離間する複数本のY細線を有し、
    前記X細線と前記Y細線は、前記透明性絶縁体の平面視で、前記透明性絶縁体を介して行列形態に配置される四角形状の多数のマスを形成する静電容量式タッチパネルにおいて、
    前記行列形態の各行に含まれる一部の前記マスには、隣接する前記X細線を繋ぐとともに当該マスの対角線上に配置されるX補助線が形成されており、
    前記行列形態の各列に含まれる一部の前記マスには、隣接する前記Y細線を繋ぐとともに当該マスの対角線上に配置されるY補助線が形成されていることを特徴とする静電容量式タッチパネル。
  2. 前記X補助線と前記Y補助線は、それぞれ異なる前記マスに配置されている請求項1記載の静電容量式タッチパネル。
  3. 前記複数のX電極および前記複数のY電極は、
    異なる前記X電極の隣接する前記X細線の間で、前記X補助線および前記Y補助線が存在しない前記マスの対角線上に配置され、隣接する前記X細線どうしを導通しない疑似X補助線、または、異なる前記Y電極の隣接する前記Y細線の間で、前記X補助線および前記Y補助線が存在しない前記マスの対角線上に配置され、隣接する前記Y細線どうしを導通しない疑似Y補助線の、少なくとも何れかを有する請求項1または請求項2記載の静電容量式タッチパネル。
  4. 前記X補助線、前記Y補助線、前記疑似X補助線、および前記疑似Y補助線は、その各々が異なる前記マスの対角線上に配置されている請求項3記載の静電容量式タッチパネル。
  5. 前記X補助線または前記Y補助線がある前記マスに隣り合う上下左右の前記マスは、前記X補助線または前記Y補助線を欠くマスである請求項1〜請求項4何れか1項記載の静電容量式タッチパネル。
  6. 前記X補助線および前記Y補助線は、前記マスの2つの対角線のうちの同一方向の対角線上に形成される請求項1〜請求項5何れか1項記載の静電容量式タッチパネル。
  7. 前記X細線および前記Y細線は、振幅に比べて波長の長さが2倍を超える波状であり、当該波の接線と当該波の中心線とで形成される最大角度が45°未満である請求項1〜請求項6何れか1項記載の静電容量式タッチパネル。
  8. 前記複数のX細線は、前記行方向に互いに離間した位置に形成されており、
    前記複数のY細線は、前記列方向に互いに離間した位置に形成されている請求項1〜請求項7何れか1項記載の静電容量式タッチパネル。
  9. 前記X電極および前記Y電極はスクリーン印刷物である請求項1〜請求項8何れか1項記載の静電容量式タッチパネル。
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