JP6864187B2 - タッチセンサ - Google Patents
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Description
本発明は、各種電子機器の入力操作等に用いるタッチセンサに関する。
電子機器については小型化、省スペース化の要望が高い一方で、電子機器の操作面とその操作面に設けるタッチセンサの検知領域は広くしたいという要望がある。そうしたタッチセンサは、樹脂フィルムを基材として形成されており、樹脂フィルムには検知領域となるセンサ電極が形成された電極形成部と、その電極形成部から伸長する配線や回路基板に導通接続する接続部が形成される縁部が形成されている。そして配線や接続部は、操作面からは外側に大きくはみ出すため、樹脂フィルムを内側に曲げて回路基板と接続している。こうした技術は、例えば特開２０１３−２４７０２９号公報（特許文献１）に記載されている。
ところが、タッチセンサを形成する樹脂フィルムは、比較的腰があり曲げても元に戻ろうとする力が強いため、曲げた状態を押さえながらタッチセンサを電子機器に組み込まなければならず作業性が悪い。また、作業性が悪いばかりでなく、樹脂フィルムを無理に曲げて組み込むと、タッチセンサの曲がっている配線部分の抵抗値が上昇し易くなり、検知精度を低下させてしまうおそれがある。
以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。本発明の目的は、タッチセンサを容易に電子機器に組み込めるようにすることにある。また、本発明の他の目的は、タッチセンサに曲がる部分があっても抵抗値の上昇を抑えることができるようにすることにある。
本発明は、上記目的を達成すべく以下のタッチセンサを提供する。
即ち本発明は、複数のセンサ電極と、基板に接続する接続部と、各センサ電極から接続部に伸びる配線とを有するセンサシートを備えるタッチセンサについて、センサシートは、センサ電極が形成された電極形成部と、前記配線と接続部とが形成された縁部とを有しており、前記縁部には、保護層と、保護層を通る折曲線に沿ってセンサシートが曲がって癖付けされた折曲部とを有することを特徴とする。
センサシートの縁部が、保護層と、保護層を通る折曲線に沿ってセンサシートが曲がって癖付けされた折曲部とを有することで、電極形成部と縁部とが一平面上に置かれることなく、縁部が電極形成部に対して曲がって置かれた位置で安定している。そのため、電子機器のパネル（筐体）等への組み込み作業がし易いタッチセンサを実現することができる。
前記本発明の折曲部にある保護層は、配線と重ならない位置に設けることができる。保護層を配線と重ならない位置に設けることで、折曲部を形成する工程で配線への圧力の影響を減らすことができ、配線の抵抗値の上昇を低減することができる。こうした保護層は、例えば配線に隣接して設けることができる。
前記本発明の折曲部にある保護層は、配線と重なる位置に設けることができる。この保護層によれば配線を保護することができる。また、保護層を配線と重ねることで、折曲部を形成する工程において配線への熱の影響を減らすことができ、配線の抵抗値の上昇を低減することができる。
配線に重なる位置に設ける保護層と、配線に重ならない位置に設ける保護層は、いずれもそれぞれ前述した技術的意義を有しており、本発明はさらにそれらを合わせた保護層として構成することもできる。
前記本発明の縁部には、接続部の幅より広く電極形成部の幅より狭い広がり部を形成し、この広がり部に保護層を設けて折曲部を形成することができる。本発明では前記広がり部を形成したため、広い面積の保護層を形成するためのスペースを確保することができ、剥がれにくい保護層を形成することができる。
前記本発明の広がり部は、接続部から電極形成部側に向けて広がる形状に形成することができる。こうした放射状の広がり部を設けたことで、センサ電極に対して、より直線的に配線を設けることができ、センサ電極から接続部までの配線距離を短くすることができる。よって、ノイズの影響を減らし、タッチセンサのＳ／Ｎ比を向上させることができる。また、放射状の広がり部に放射状に配線を設ければ、配線を密集させる場合に比べて隣接する配線どうしの間隔が広がるため、配線の上に保護層を設ける際に、保護層とセンサシートとの間に気泡が入り難くすることができる。したがって、気泡に起因するノイズの影響を減らし、タッチセンサのＳ／Ｎ比を向上させることができる。
前記本発明の保護層には樹脂フィルムを用いることができる。樹脂フィルムを用いることで、保護層の厚さを簡単に調整できる。そのため、所望のタッチセンサに応じて最適な厚さの保護層を簡単に設けることができる。
前記本発明の保護層の厚さは５０μｍ〜７５μｍとすることができる。保護層の厚さを５０μｍ〜７５μｍとしたため、折曲部を形成する工程において配線への熱の影響を減らして配線の抵抗値の上昇を抑えることができる。
前記本発明は、センサシートの一方面と他方面のそれぞれに、少なくとも前記センサ電極、前記接続部、前記配線を有することができる。これによれば、電子機器への容易な組み込み性を実現しながら、一方面のセンサ電極と他方面のセンサ電極とを組み合わせて座標入力が可能なタッチセンサを実現できる。
また本発明は、何れかの本発明によるタッチセンサを備える電子機器を提供する。これによれば、タッチセンサの組み込み作業が容易であり、タッチセンサに曲がる部分があっても抵抗値の上昇を抑えることができる電子機器を実現することができる。また、センサシートの縁部に折曲部があることから、電子機器のパネル（筐体）の縁部が僅かでも組み込むことが可能であるため、電子機器の操作面とタッチセンサの検知領域をパネル（筐体）の縦方向及び横方向にできるだけ広くすることができる。
さらに本発明は、次のタッチセンサの製造方法を提供する。
即ち、複数のセンサ電極と、基板に接続する接続部と、各センサ電極から接続部に伸びる配線とを備えるセンサシートからなり、そのセンサシートはセンサ電極が形成された電極形成部と、前記配線と接続部とが形成された縁部とを有するタッチセンサの製造方法について、平面状のセンサシートにセンサ電極と配線と接続部とを積層して形成し、縁部の少なくとも一部に保護層を積層して形成し、この保護層が積層した縁部を加熱して折り曲げ、センサシートが曲がって癖付けされた折曲部を形成することを特徴とするタッチセンサの製造方法である。
保護層を設けて、保護層が積層した縁部を加熱して折り曲げるため、センサシートが曲がって癖付けされたタッチセンサを得ることができる。また、平面状のセンサシートを基材にしてセンサ電極や配線、接続部を簡単に印刷形成することができ、製造が容易である。また、保護層で配線を保護するため、得られるタッチセンサの配線の抵抗値が高くなり難い製造方法である。
本発明のタッチセンサによれば、癖付けされた折曲部を有するため、電子機器への装着作業が容易で作業性を向上することができる。また、本発明のタッチセンサによれば、癖付けされた折曲部に保護層を設けたため、配線の抵抗値の上昇を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を説明する。なお、各実施形態で共通する部材については、同一の符号を付して重複説明を省略する。また、共通する材質、作用、効果等についても重複説明を省略する。
第１実施形態〔図１〜図４〕：
本実施形態では、図３で示すような縁部が折り曲げられたタッチセンサ１１ａについて説明するが、折り曲げる前の状態から説明する。図１には、平面状に形成されたタッチセンサ１０の平面図を示す。このタッチセンサ１０は、樹脂フィルムからなるセンサシート１２に、複数のセンサ電極１３（図１では５個）と、各センサ電極１３から伸びる配線１４と、配線１４が密集し回路基板に接続する接続部１５とを備えている。
本実施形態では、図３で示すような縁部が折り曲げられたタッチセンサ１１ａについて説明するが、折り曲げる前の状態から説明する。図１には、平面状に形成されたタッチセンサ１０の平面図を示す。このタッチセンサ１０は、樹脂フィルムからなるセンサシート１２に、複数のセンサ電極１３（図１では５個）と、各センサ電極１３から伸びる配線１４と、配線１４が密集し回路基板に接続する接続部１５とを備えている。
センサシート１２は、センサ電極１３が設けられる長方形状の本体部１２ａと、本体部１２ａから突出して端子１５を備えるテール部１２ｂとを有している。長方形状の本体部１２ａは、センサ電極１３が形成されている電極形成部１２ｃと、電極形成部１２ｃの外側にあって配線１４が形成されている縁部１２ｄが形成されている。テール部１２ｂは、センサ電極１３が形成されていないセンサシート１２の部分であって、本体部１２ａの縁部１２ｄとともにセンサシート１２の「縁部」を構成する。テール部１２ｂには、接続部１５の幅より広く本体部１２ａの幅より狭い広がり部１６が形成されている。この広がり部１６は本実施形態では接続部１５の側から本体部１２ａの側に向けて放射状に広がる広がり部１６（放射状の広がり部１６ａ）として形成されている。そのため、５つの各センサ電極１３からそれぞれ伸びる配線１４は、広がり部１６を通って短い距離で集約し端子１５につながっている。テール部１２ｂには、さらに広がり部１６の一端側から接続部１５に伸びる帯状部１７が形成されている。帯状部１７では、直線状の配線１４が狭ピッチで並列に形成されており、端部には接続部１５に繋がっている。
タッチセンサ１０の積層構成を図２の断面図で示す。タッチセンサ１０では、センサシート１２上に配線１４と、その配線１４に一部が重なるようにしたセンサ電極１３とが設けられている。そして、その上にさらにレジスト層１９が積層されている。但し、テール部１２ｂの端部で接続部１５となる部分にはレジスト層１９は形成されず、カーボン印刷層１５ａが形成されている。また、放射状の広がり部１６ａの一部にはレジスト層１９の上にさらに保護層１８が積層して形成されている。こうした各層は、樹脂フィルムでなるセンサシート１２上に印刷等を行うことで形成することができる。
タッチセンサ１０は、図１、図３、図４で示すように、テール部１２ｂを折曲線２０ａで折り曲げてタッチセンサ１１ａとしている。このタッチセンサ１１ａは、配線１４がセンサシート１２上に積層した側を内側にして（谷折り）、テール部１２ｂのうち保護層１７が設けられている部分を折曲線２０ａに沿って１８０°屈曲させて折曲部２０を形成している。折曲部２０は、屈曲させる部分に加熱を行い折り曲げることで形成でき、押さえ付けなくても折れ曲がった状態が固定される。即ち癖付けされる。
次に、タッチセンサ１１ａを形成する各部位の材質、機能等について説明する。
センサシート１２は、タッチセンサ１１ａの基材であり、透明性が要求される場合には、透明性のある樹脂フィルムを用いて形成することができる。センサシート１２に求められる透明性は、タッチセンサ１１ａの裏面（折曲部２０を形成したセンサシート１２の内側面１２ｅの側）に設けた表示を、タッチセンサ１１の表面（折曲部２０を形成したセンサシート１２の外側面１２ｆの側）から視認できる程度が要求される。
樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂からなることが好ましい。熱可塑性樹脂であれば、加熱して成形することで、容易に癖付けされた折曲部１９を形成することができるからである。こうした樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、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、ポリメチルメタクリレート（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、ポリイミド（ＰＩ）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。
センサシート１２の厚さは、タッチセンサ１１ａの形状保持のため、１０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。センサシート１２には、導電性高分子との密着性を高めるプライマー層や、表面保護層、帯電防止等を目的とするオーバーコート層などを設けて表面処理を施すこともできる。
センサ電極１３は、導電インキや導電性高分子を含む導電層からなる。導電性高分子を用いればタッチセンサ１１ａを組み込むパネルＢ（筐体）との一体成形の際にセンサ電極１３が伸ばされても、導電性が失われにくく、表示パネルＰ上に配置したり照光することができるセンサ電極１３として機能させることができる（図５参照）。また、液状の塗液を形成し印刷形成することができ、ＩＴＯ等と比べて安価にセンサ電極１３が得られる点でも好ましい。一方、透明性が必要でない場合には、銀インキやカーボンペースト等の導電インキでセンサ電極１３を形成することができる。銀インキは、低抵抗で感度の優れたセンサ電極１３を形成できる点で好ましい。一方、カーボンペーストは、導電性高分子よりも安価にセンサ電極１３が得られる点や、耐候性に優れる点で好ましい。
センサ電極１３となる導電性高分子の材質には、透明な層を形成できる導電性高分子が用いられる。こうした透明性のある導電性高分子には、ポリパラフェニレンまたはポリアセチレン、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸）等が例示できる。
センサ電極１３の層厚は、０．０４μｍ〜１．０μｍが好ましく、０．０６μｍ〜０．４μｍがさらに好ましい。層厚が０．０４μｍ未満であるとセンサ電極１３の抵抗値が高くなるおそれがあり、層厚が１．０μｍを超えると透明性が低くなるおそれがある。なお、センサ電極１３の層厚は、センサシート１２にセンサ電極１３を形成して原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定することができる。
配線１４は、センサ電極１３を、接続部１５を通じてタッチセンサ１１を備える電気機器の回路基板に導電接続するものである。配線１４の材質は、銅、アルミニウム、銀またはそれらの金属を含む合金等の高導電性金属を含む導電ペーストや導電インキから形成されることが好ましい。また、これらの金属や合金の中でも導電性が高く、銅よりも酸化し難いという理由から銀配線とすることが好ましい。
配線１４の厚さは１．０μｍ〜２０μｍとすることが好ましい。１．０μｍ未満では配線の抵抗値が上昇しやすく、ノイズの原因になるおそれがある。一方、配線１４の厚さが２０μｍを超えると、段差が大きくなることから、レジスト層を塗布するときに気泡が入るおそれが高くなる。
また、配線１４の抵抗値は３００Ω以下とすることが好ましい。３００Ωを超えるとノイズが増加して感度が悪くなるおそれがある。
接続部１５は、配線１４の先端をカーボンインキで覆うことで形成することができる。
レジスト層１９は、センサ電極１３間の導通防止と、センサ電極１３を紫外線や引っ掻き等から保護するために設けられる絶縁性の被膜であり透明性が要求される。また、銀ペーストや金属からなる配線１４の硫化を防止する用途としても好適である。
レジスト層１９となる樹脂には、硬質の樹脂が選択され、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。
レジスト層１９の厚さは、通常は、６μｍ〜３０μｍであり、好ましくは１０μｍ〜２０μｍである。その理由は、３０μｍを超えると柔軟性に乏しくなり、６μｍ未満であるとセンサ電極１３の保護が不十分となるおそれがあるからである。
保護層１８は、折曲部２０を形成する際に配線１４を保護するために設けられる樹脂層である。保護層１８としては、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、その他の樹脂や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、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、ポリメチルメタクリレート（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、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などの樹脂フィルムを用いることができる。こうした材質の中でも特に熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを用いることが好ましく、さらに好ましくはセンサシート１２と同じ材質とすることが好ましい。同じ材質とすれば、折曲部２０を形成するときに、材質に応じた最適な折り曲げ条件を設定することができるからである。反対にセンサシート１２と保護層１８とで熱特性が著しく異なる材料どうしを組合せると、一方の材質では著しく変形するものの、他方の材質では癖付けされないといったことが起こり剥がれ等の原因となるおそれがある。
保護層１８の厚さは、少なくとも３０μｍを超える厚さであることが好ましく、５０μｍ〜７５μｍがより好ましい。３０μｍ未満では折曲部２０の形成によって配線１４が損なわれるおそれがあり、５０μｍ〜７５μｍでは折曲部２０形成の前後で配線の抵抗値変化を小さくすることができるからである。また、７５μｍを超えると抵抗値が大きくなるおそれがある。
図４の拡大図で示すように、折曲げ中心Ｃから配線１４までの距離を配線半径Ｒ１とし、折曲げ中心Ｃから保護層１８の表面までの距離を折曲半径Ｒ２としたとき、折曲半径Ｒ２が小さくても配線半径Ｒ１の大きさは、保護層１８の厚さ分だけ大きくすることができる。したがって、保護層１８の厚さが薄ければ配線半径Ｒ１も小さくなり配線１４の抵抗値が上昇し、また断線するおそれが高まる。しかし、保護層１８の厚さを３０μｍを超える厚さとすれば、折曲半径Ｒ２が小さくとも配線半径Ｒ１を大きくすることができ、配線１４の抵抗値上昇を抑制することができる。これは、折曲半径Ｒ２が小さい場合に特に有効である。
しかしながら、保護層１８の厚さは１００μｍ未満であることが好ましい。保護層１８の厚さが１００μｍ以上の場合にも配線１４の抵抗値が上昇するおそれがあるためである。その理由は折曲半径Ｒ２に対して配線半径Ｒ１が大きくなりすぎると、折曲部２０の形成によって配線１４が伸ばされるからである。配線１４が伸ばされると、配線１４に含まれる高導電性金属の粒子間の距離が伸びたり、配線１４の太さが細くなったりすることが考えられる。
広がり部１６は、少なくとも接続部１５の幅より広く本体部１２ａの幅より狭い形状が求められるが、各センサ電極１３から接続部１５に到るまでの配線１４の長さをより短くできる形状であって、余分な部分が少ない形状が好ましい。本実施形態で示した放射状の広がり部１６ａではこうした要求を満たしており好ましい。放射状に広がる程度は、接続部１５の幅から本体部１２ａの幅に応じて広がり角θ（図１参照）が２０°〜７０°程度の角度で広がるように形成される。
広がり部１６を形成して配線１４の長さを短くすれば、配線１４が長いことに起因するノイズの発生等の不都合を抑制することができる。また、広がり部１６へ配置した配線１４は、配線１４どうしの間隔に広がりを持たせることができる点でも好ましい。配線１４どうしの間隔が狭いと、配線１４が密集して配線パターンの凹凸ができ、保護層１８を設ける際に気泡が混入する不都合が生じる可能性がある。しかしながら、配線１４どうしの間隔が広いと気泡の混入を抑えることができ、気泡の混入に起因するノイズの発生を抑えることができる。
折曲部２０は、保護層１８で保護された広がり部１６に形成され、本実施形態では、折曲半径Ｒ２で１８０°折り曲げられている。この折曲半径Ｒ２は、特に制限はないが、１００μｍ以上であることが好ましい。折曲半径Ｒ２が１００μｍより小さいと配線１４の抵抗値が上昇したり、断線するおそれがあるためである。一方、折曲半径Ｒ２の上限は、抵抗値特性からの制限は無いが、折曲半径Ｒ２が大きいほど折り曲げに必要な空間が大きくなる。折り曲げ角度については、タッチセンサ１１ａを搭載する電子機器の仕様に応じて所定の角度とすることができる。
折曲部２０は、図４で示すように、折曲半径Ｒ２を有する湾曲形状のものとして示したが、折曲半径Ｒ２が“０”となるような二面が直交するような折り曲げ形状であっても良い。但し、配線１４保護のためには、折曲半径Ｒ２は小さくてもあった方が好ましい。折曲部２０の形成は、加熱した金型の間に挟んで折り曲げて成形する他、薄い板状物の端をテール部１２ｂに当て、その当てた先を中心にしてテール部１２ｂを折り曲げて形成することもできる。この折曲部２０は、所望の折り曲げ角度に固定されるように癖付けされたものであることを要し、癖付けのためには加熱加圧して折曲部２０を形成することは好ましい方法である。
変形例１〜３［図５〜図７］：
上記実施形態では、センサシート１２に配線１４が積層した面（内側面１２ｅ）側を内側にしてテール部１２ｂを折り曲げた形態としたが、こうした形態を「谷折り」とするのに対し、配線１４を積層した面（外側面１２ｆ）側を外側にしてテール部１２ｂを折り曲げた形態である「山折り」としても良い。図５には、山折りして折曲部２０を形成した変形例１のタッチセンサ１１ｂの断面図を示す。
タッチセンサ１１ａ，１１ｂでは、何れも、センサシート１２の配線１４を積層した面と同一面側に保護層１８を設けているが、保護層１８だけセンサシート１２に対して配線１４を設けた面とは反対面側に設けることもできる。図６で示すのは、保護層１８を配線１４とは反対面側に設けた例であって、かつ谷折りした変形例２のタッチセンサ１１ｃである。また図７で示すのは、保護層１８を配線１４とは反対面側に設けた例であって、かつ山折りした変形例３のタッチセンサ１１ｄである。
保護層１８が外側に来るようにテール部１２ｂを折り曲げた図５で示すタッチセンサ１１ｂや図６で示すタッチセンサ１１ｃであっても、配線１４の伸びを抑える効果がある。また、図５で示すタッチセンサ１１ｂや図７で示すタッチセンサ１１ｄのように山折りしたタッチセンサであっても、センサシート１２が一定の厚さを有しているため、湾曲半径Ｒ１が過度に小さくならず、配線１４の伸びを抑える効果がある。
第２実施形態［図８，図９］：
本実施形態のタッチセンサ２１について、図８および図９を参照しつつ説明する。但し、図８や図９では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ２１ａを示すが、第１実施形態と同様に折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成することでタッチセンサ２１を得ることができる。
本実施形態のタッチセンサ２１について、図８および図９を参照しつつ説明する。但し、図８や図９では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ２１ａを示すが、第１実施形態と同様に折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成することでタッチセンサ２１を得ることができる。
本実施形態のタッチセンサ２１ａでは、広がり部１６の形状について、放射状の広がり部１６ａに変えて矩形状の広がり部１６ｂを設けた点が先の実施形態で示したタッチセンサ１１と異なる。矩形状の広がり部１６ｂは、テール部１２ｂの本体部１２ａとの境界側に接続部１５の幅よりも幅広に形成した矩形部分であって、保護層１８はこの矩形状の部分のうち配線１４が通っていない左右に広がった部分に形成されている。そのため、保護層１８は配線１４とは重ならず、配線を被覆していない。こうしたタッチセンサ２１ａを山折りまたは谷折りすることで癖付けされた折曲部２０を有するタッチセンサ２１を得ることができる。
矩形状の広がり部１６ｂを設けた構成としても、センサシート１２を谷折りする場合に、配線１４の内側（谷側）には保護層１８の厚さの分だけ空間が生じるため、内側方向へも変形することができ、配線１４が引き伸ばされ難くなるため、抵抗値の上昇が抑えられる。また、折曲部２０を形成するときに、保護層１８を設けた矩形状の広がり部１６ｂに圧力が集中し、配線１４へかかる負荷が低減する。保護層１８やセンサシート１２と比べて潰され難い銅箔等から形成される配線１４であれば、圧力が集中しても抵抗値は上昇し難いが、銀インキや導電性高分子などの樹脂を含む導電性ペーストから形成される配線１４は、圧力により潰されて抵抗値が上昇してしまい易く、配線１４へかかる負担を低減することで、抵抗値の上昇を抑える顕著な効果を奏する。
第３実施形態［図１０］：
第３実施形態のタッチセンサ３１を図１０に基づき説明する。図１０では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ３１ａを示すが、第１実施形態と同様に折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成すればタッチセンサ３１を得ることができる。
第３実施形態のタッチセンサ３１を図１０に基づき説明する。図１０では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ３１ａを示すが、第１実施形態と同様に折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成すればタッチセンサ３１を得ることができる。
第１実施形態と比較すると、本実施形態のセンサシート１２は、本体部１２ａから突出するテール部１２ｂに広がり部１６が形成されていない点で相違する。本実施形態のセンサシート１２では、センサ電極１３から伸びる配線１４が電極形成部１２ｃの外側の「縁部」に形成されている。即ち、配線１４は、「縁部」としての本体部１２ａの縁部１２ｄとテール部１２ｂの帯状部１７とを通じて接続部１５に繋がるものとして形成されている。そして保護層１８は縁部１２ｄに形成されている。
このタッチセンサ３１によれば、センサ電極１３（電極形成部１２ｃ）に隣接する本体部１２ａの縁部１２ｄに折曲線２０ａを有しており、それに沿って折曲部２０が形成される。したがって、設置する電子機器の筐体Ｂの外縁近くにまでタッチセンサ３１の検知領域となるセンサ電極１３を設けることができる。このため、電気機器を小型化しつつ表示パネルの操作面Ｐは大きくすることができる。
第４実施形態［図１１］：
第４実施形態のタッチセンサ４１を図１１に基づき説明する。図１１では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ４１ａを示すが、第１実施形態と同様に２箇所の折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成すればタッチセンサ４１を得ることができる。
第４実施形態のタッチセンサ４１を図１１に基づき説明する。図１１では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ４１ａを示すが、第１実施形態と同様に２箇所の折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成すればタッチセンサ４１を得ることができる。
本実施形態のセンサシート１２は、本体部１２ａと２つのテール部１２ｂが形成されている。センサシート１２の一方面（表面）には、センサ電極１３ａ、配線１４ａ、接続部１５ｂ、保護層１８ａ、レジスト層１９ａ（図示略）が形成されている。他方、センサシート１２の他方面（裏面）には、センサ電極１３ｂ、配線１４ｂ、接続部１５ｃ、保護層１８ｂ、レジスト層１９ｂ（図示略）が形成されている。そして、それら一方面のセンサ電極１３ａと他方面のセンサ電極１３ｂとの組み合わせによって座標入力が可能なタッチセンサ４１を実現している。センサ電極１３ａ、１３ｂはいずれも正方形の角部を繋げてタイル状に形成した導電性塗膜として形成されている。なお、図１１では、センサ電極１３ａ，１３ｂの区別がつくように、センサ電極１３ｂは黒塗りして示している。
本実施形態のセンサシート１２でも、センサ電極１３は電極形成部１２ｃに形成されており、配線１４ａ，１４ｂと接続部１５ｂ，１５ｃは「縁部」としての本体部１２ａの２箇所の縁部１２ｄと２箇所のテール部１２ｂの帯状部１７に形成されている。レジスト層１９ａ、１９ｂは、センサ電極１３と配線１４を覆うようにセンサシート１２の両面に形成されている。そして保護層１８は配線１４ａ，１４ｂを形成した縁部１２ｄの各面に形成されている。
このタッチセンサ４１によれば、センサ電極１３（電極形成部１２ｃ）に隣接する本体部１２ａの縁部１２ｄに折曲線２０ａを有しており、それに沿って折曲部２０が形成される。したがって、設置する電子機器の筐体Ｂの外縁近くにまでタッチセンサ４１の検知領域となるセンサ電極１３を設けることができる。このため、電気機器を小型化しつつ表示パネルの操作面Ｐは大きくすることができる。また、一方面のセンサ電極１３ａと他方面のセンサ電極１３ｂとの組み合わせによって座標入力が可能なタッチセンサ４１を実現している。
第５実施形態［図１２、１３、１４］：
第５実施形態のタッチセンサ５１を図１２に基づき説明する。図１２では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ５１ａを示すが、第１実施形態と同様に折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成すればタッチセンサ５１を得ることができる。
第５実施形態のタッチセンサ５１を図１２に基づき説明する。図１２では折曲部２０を形成する前の平面状に形成されたタッチセンサ５１ａを示すが、第１実施形態と同様に折曲線２０ａに沿って折曲部２０を形成すればタッチセンサ５１を得ることができる。
本実施形態のセンサシート１２は、第４実施形態と同様に、センサシート１２の一方面（表面）と他方面（裏面）にセンサ電極１３ａ，１３ｂ、配線１４ａ，１４ｂ、接続部１５ｂ，１５ｃ，保護層１８ａ，１８ｂ、レジスト層１９ａ，１９ｂ（図示略）が形成されている。なお、保護層１８ｂは図面が煩雑となるため図示を省略している。しかしながら本実施形態の本体部１２ａでは、その一辺に隣接してテール部１２ｂが形成されている点で第４実施形態と相違する。
このタッチセンサ５１によれば、センサ電極１３（電極形成部１２ｃ）に隣接する本体部１２ａの縁部１２ｄに折曲線２０ａを有しており、それに沿って折曲部２０が形成される。したがって、設置する電子機器の筐体Ｂの外縁近くにまでタッチセンサ５１の検知領域となるセンサ電極１３を設けることができる。このため、電気機器を小型化しつつ表示パネルの操作面Ｐは大きくすることができる。また、一方面のセンサ電極１３ａと他方面のセンサ電極１３ｂとの組み合わせによって座標入力が可能なタッチセンサ５１を実現している。さらに、テール部１２ｂを本体部１２ａの一辺に形成したことで、縁部１２ｄを折り曲げた際に縁部１２ｄどうしが重ならないため、タッチセンサ５１の高さを低減できる。また、接続部１５ｂ、１５ｃを回路基板に実装されたＦＰＣコネクタ等に接続する場合には、同一方向から挿入して嵌合させることができるので、接続作業を容易に行える。
タッチセンサ５１については、折曲線２０ａを図１３で示す変形例のタッチセンサ６１ａのように設定してもよい。即ち、タッチセンサ６１ａはテール部１２ｂの無い縁部１２ｄに折曲線２０ａが設定されており、それに沿って折曲部２０が形成されることでタッチセンサ６１となる。これによれば設置する電子機器の筐体Ｂの外縁近くにまでタッチセンサ６１の検知領域となるセンサ電極１３を設けることができるため、電気機器を小型化しつつ表示パネルの操作面Ｐを大きくできる。特にセンサ電極１３の３辺を筐体Ｂの外縁近くに臨ませることができる。また、一方面のセンサ電極１３ａと他方面のセンサ電極１３ｂとの組み合わせによって座標入力が可能となる。
さらにタッチセンサ５１については、折曲線２０ａを図１４で示す変形例のタッチセンサ７１ａのように設定してもよい。即ち、タッチセンサ７１ａは、テール部１２ｂの無い縁部１２ｄに一方の折曲線２０ａが設定されており、それに沿って折曲部２０が形成されることでタッチセンサ７１となる。また、２つのテール部１２ｂの上を通過するように他方の折曲線２０ａが設定されており、それらのテール部１２ｂの突出基部にて折曲部２０が形成されることとなる。このタッチセンサ７１によれば、前述のタッチセンサ６１ａと同様に表示パネルの操作面Ｐを大きくすることができ、また座標入力を実現できる。さらに、本体部１２ａに対してテール部１２ｂが突出しないタッチセンサ７１を実現することができる。
＜実験例１＞：
図１、図２に示すような形状、構成の積層シートを作製した。より具体的には、センサシートとなる樹脂フィルムには厚さ１００μｍの透明なＰＥＴフィルムを用い、センサ電極には透明導電性インキ（Ｃｌｅｖｉｏｓ ＳＶ３ ヘレウス社製）を用い、配線には銀インキ（ＦＡ−３３３ 藤倉化成社製）を用い、レジスト層には透明なポリウレタン系樹脂インキを用いて、スクリーン印刷で各層を形成した。また、配線の先端はカーボンインキを印刷して覆うことで接続部を形成した。なお、センサシートの長手側の長さは１５５ｍｍ、接続部の幅は３０ｍｍ、本体部と広がり部（テール部）との境界部分の長さは６５ｍｍ、広がり部の一方端から本体部との境界までの長さは１５ｍｍとし、配線の厚さは８μｍ、レジスト層の厚さは８μｍとしている。
図１、図２に示すような形状、構成の積層シートを作製した。より具体的には、センサシートとなる樹脂フィルムには厚さ１００μｍの透明なＰＥＴフィルムを用い、センサ電極には透明導電性インキ（Ｃｌｅｖｉｏｓ ＳＶ３ ヘレウス社製）を用い、配線には銀インキ（ＦＡ−３３３ 藤倉化成社製）を用い、レジスト層には透明なポリウレタン系樹脂インキを用いて、スクリーン印刷で各層を形成した。また、配線の先端はカーボンインキを印刷して覆うことで接続部を形成した。なお、センサシートの長手側の長さは１５５ｍｍ、接続部の幅は３０ｍｍ、本体部と広がり部（テール部）との境界部分の長さは６５ｍｍ、広がり部の一方端から本体部との境界までの長さは１５ｍｍとし、配線の厚さは８μｍ、レジスト層の厚さは８μｍとしている。
こうして試料１Ａとする積層シートを得た。さらに前記積層シートに厚さの異なる片面粘着層付きＰＥＴフィルムで保護層を配線と同じ面側に形成した。保護層を５０μｍとしたものを試料１Ｃ（試料１Ｂは欠）、保護層を７５μｍとしたものを試料１Ｄ、保護層を１００μｍとしたものを試料１Ｅ、保護層を１２５μｍとしたものを試料１Ｆとした。
こうして得られた試料１Ａ、試料１Ｃ、試料１Ｄ、試料１Ｅ、試料１Ｆの５つの試料を図４で示したような谷折りにして折曲部を設け、それぞれ試料１Ａ谷、試料１Ｃ谷、試料１Ｄ谷、試料１Ｅ谷とした５つの図３で示すタッチセンサを作製した。また、試料１Ａ、試料１Ｃ、試料１Ｄ、試料１Ｅ、試料１Ｆの５つの試料を図５で示したような山折りにして折曲部を設け、それぞれ試料１Ａ山、試料１Ｃ山、試料１Ｄ山、試料１Ｅ山、試料１Ｆ山とした５つの図４で示すタッチセンサを作製した。
次の表１には、各試料の折曲部を模した評価用試料について、折曲部の形成の前と後に抵抗値を測定し、その変化を％で示した。より具体的には、厚さ１００μｍの透明なＰＥＴフィルム上に測定用接点を２箇所設け、その測定用接点間を繋ぐようにして幅が１ｍｍ、接点間の長さが２５ｍｍの配線を設け、そして、センサ電極や接続部は形成せずに、後は上記各試料と対応するように、レジスト層と保護層を設けて評価用試料を作製した。したがって、センサ電極や接続部を設けないことを除き、材質や厚さは各試料と同様である。この評価用試料について、接点間の初期の抵抗値を測定した後に、配線の中央部に折曲部を形成してから、折曲部形成後の抵抗値を測定した。こうして測定した抵抗値について、折曲げ前後の抵抗値変化率を計算した。
表１より、試料１Ｃ谷、試料１Ｄ谷、試料１Ｃ山、試料１Ｄ山、試料１Ｅ山、試料１Ｆ山について、保護層を設けない試料１Ａ谷、試料１Ａ山と比較して、抵抗値の上昇が小さい結果となった。このことから、谷折りで、かつ保護層を内側に設けた構成については、厚さ５０μｍ〜７５μｍの保護層を設けることで抵抗値の上昇を大きく抑制できる一方、保護層の厚さを１００μｍ以上にすると、保護層を設けないよりも抵抗値の上昇が大きくなることがわかった。また、山折りで、かつ保護層を外側に設けた構成では、保護層の厚さを変えた全ての場合で抵抗値の上昇を抑制する効果が確認されるとともに、特に保護層の厚さが５０μｍ〜７５μｍのときにその効果が顕著であった。
＜実験例２＞：
実験例２では、実験例１で用いたＰＥＴフィルムから形成された保護層に変えて、レジスト層と同じポリウレタン系樹脂インキを所定の膜厚に印刷形成して保護層とした。そしてテール部を谷折りして次の表２に示す試料２Ａ谷、試料２Ｂ谷、試料２Ｃ谷、試料２Ｄ谷、試料２Ｆ谷（試料２Ｅ谷は欠）のタッチセンサとした。また、表２には、これら各試料について、折曲部の形成の前と後に抵抗値を測定し、その変化を％で示した。
実験例２では、実験例１で用いたＰＥＴフィルムから形成された保護層に変えて、レジスト層と同じポリウレタン系樹脂インキを所定の膜厚に印刷形成して保護層とした。そしてテール部を谷折りして次の表２に示す試料２Ａ谷、試料２Ｂ谷、試料２Ｃ谷、試料２Ｄ谷、試料２Ｆ谷（試料２Ｅ谷は欠）のタッチセンサとした。また、表２には、これら各試料について、折曲部の形成の前と後に抵抗値を測定し、その変化を％で示した。
表２より試料２Ｃ谷、試料２Ｄ谷について、保護層を設けない試料２Ａ谷と比較して、抵抗値の上昇が少ない結果となった。本実験例では、１０μｍの保護層では抵抗値を抑制する効果がみられないことがわかった。また、この結果を先の実験例１の結果と対比すると、実験例１と同様に保護層の厚さが５０〜７５μｍのときに、抵抗値の上昇を大きく抑制できる一方で、保護層の厚さが１２５μｍになると抵抗値の上昇を抑える効果が無いことがわかる。
＜実験例３＞：
実験例３では、保護層の配置を変えて実験した。実験例１で示した試料１Ａに対して、配線やセンサ電極を設けた面とはセンサシートの反対面に、前記５０μｍのＰＥＴフィルムで保護層を設け、テール部を谷折りにした図６で示す試料３Ｃ谷と、テール部を山折りにした図７で示す試料３Ｃ山とするタッチセンサを作製した。そして先の実施例同様に抵抗値変化を評価した。
実験例３では、保護層の配置を変えて実験した。実験例１で示した試料１Ａに対して、配線やセンサ電極を設けた面とはセンサシートの反対面に、前記５０μｍのＰＥＴフィルムで保護層を設け、テール部を谷折りにした図６で示す試料３Ｃ谷と、テール部を山折りにした図７で示す試料３Ｃ山とするタッチセンサを作製した。そして先の実施例同様に抵抗値変化を評価した。
次の表３には、試料３Ｃ谷、試料３Ｃ山の抵抗値変化を実施例１の試料１Ｃ谷、試料１Ｃ山、実施例２の試料２Ｃ谷の抵抗値変化と併せて表示する。
表３より、保護層の厚さを５０μｍとした各試料では、何れの構成においても抵抗値の上昇を抑制する効果が見られた。
＜実験例４＞：
実験例４では、図８、図９に示す形状、構成の積層シートを作製した。この積層シート作成の原料は実験例１で示したものと同じである。センサシートの長手側の長さや接続部の幅も実験例１と同じであるが、放射状の広がり部に変えて設けている矩形状の広がり部は、本体部の長手方向の長さは６５ｍｍ、本体部の短手方向の長さは１５ｍｍ、とし、接続部の両側に設けている。配線の厚さも実験例１と同じである。この積層シートに、さらに配線を設けたセンサシートの表面と同じ面側に実験例１と同じ厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルムで配線に重ねずに配線の両側に保護層を形成した。そしてテール部を谷折りして試料４Ｆ谷とするタッチセンサを得た。
実験例４では、図８、図９に示す形状、構成の積層シートを作製した。この積層シート作成の原料は実験例１で示したものと同じである。センサシートの長手側の長さや接続部の幅も実験例１と同じであるが、放射状の広がり部に変えて設けている矩形状の広がり部は、本体部の長手方向の長さは６５ｍｍ、本体部の短手方向の長さは１５ｍｍ、とし、接続部の両側に設けている。配線の厚さも実験例１と同じである。この積層シートに、さらに配線を設けたセンサシートの表面と同じ面側に実験例１と同じ厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルムで配線に重ねずに配線の両側に保護層を形成した。そしてテール部を谷折りして試料４Ｆ谷とするタッチセンサを得た。
先の実験例と同様にこの試料４Ｆ谷について抵抗値変化を求めたところ１１６％となった。したがって、試料４Ｆ谷では、抵抗値の上昇を抑制する効果が特に顕著であった。また、１２５μｍと比較的厚い保護層を設けたにもかかわらず優れた効果を示した。
上記実施形態は本発明の一例であり、こうした形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限度において、各部材の形状、材質、製造方法等の変更形態を含むものである。例えば、図１５で示す折曲部形成前のタッチセンサ８１ａのように矩形状の広がり部１６ｂを形成しその上に放射状に配線１４を設けておき、配線１４を被覆する部分を含めて広がり部１６ｂと同様の形状に保護層１８を設けることができる。また、図１６で示す折曲部形成前のタッチセンサ９１ａのように、タッチセンサ８１ａと同様の広がり部１６ｂとしながら、配線１４を避けて保護層１８を設けるような構成とすることもできる。
１０ タッチセンサ（折曲部の形成前）
１１ タッチセンサ
１１ａ タッチセンサ（第１実施形態、折曲部の形成後）
１１ｂ タッチセンサ（変形例１）
１１ｃ タッチセンサ（変形例２）
１１ｄ タッチセンサ（変形例３）
１２ センサシート
１２ａ 本体部
１２ｂ テール部
１２ｃ 電極形成部
１２ｄ 縁部
１２ｅ 内側面
１２ｆ 外側面
１３ センサ電極
１３ａ 一方面のセンサ電極
１３ｂ 他方面のセンサ電極
１４ 配線
１４ａ 一方面の配線
１４ｂ 他方面の配線
１５ 接続部
１５ａ カーボン印刷層
１５ｂ 一方面の接続部
１５ｃ 他方面の接続部
１６ 広がり部
１６ａ 放射状の広がり部
１６ｂ 矩形状の広がり部
１７ 帯状部
１８ 保護層
１８ａ 一方面の保護層
１８ｂ 他方面の保護層
１９ レジスト層
１９ａ 一方面のレジスト層
１９ｂ 他方面のレジスト層
２０ 折曲部
２０ａ 折曲線
２１ タッチセンサ（第２実施形態）
２１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
３１ タッチセンサ（第３実施形態）
３１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
４１ タッチセンサ（第４実施形態）
４１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
５１ タッチセンサ（第５実施形態）
５１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
６１ タッチセンサ（第５実施形態の変形例１）
６１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
７１ タッチセンサ（第５実施形態の変形例２）
７１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
８１ タッチセンサ（変形例）
８１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
９１ タッチセンサ（変形例）
９１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
Ｂ 電気機器の筐体
Ｐ 表示パネルの操作面
Ｃ 折曲げ中心
Ｒ１ 配線半径
Ｒ２ 配線半径
θ 広がり角
１１ タッチセンサ
１１ａ タッチセンサ（第１実施形態、折曲部の形成後）
１１ｂ タッチセンサ（変形例１）
１１ｃ タッチセンサ（変形例２）
１１ｄ タッチセンサ（変形例３）
１２ センサシート
１２ａ 本体部
１２ｂ テール部
１２ｃ 電極形成部
１２ｄ 縁部
１２ｅ 内側面
１２ｆ 外側面
１３ センサ電極
１３ａ 一方面のセンサ電極
１３ｂ 他方面のセンサ電極
１４ 配線
１４ａ 一方面の配線
１４ｂ 他方面の配線
１５ 接続部
１５ａ カーボン印刷層
１５ｂ 一方面の接続部
１５ｃ 他方面の接続部
１６ 広がり部
１６ａ 放射状の広がり部
１６ｂ 矩形状の広がり部
１７ 帯状部
１８ 保護層
１８ａ 一方面の保護層
１８ｂ 他方面の保護層
１９ レジスト層
１９ａ 一方面のレジスト層
１９ｂ 他方面のレジスト層
２０ 折曲部
２０ａ 折曲線
２１ タッチセンサ（第２実施形態）
２１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
３１ タッチセンサ（第３実施形態）
３１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
４１ タッチセンサ（第４実施形態）
４１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
５１ タッチセンサ（第５実施形態）
５１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
６１ タッチセンサ（第５実施形態の変形例１）
６１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
７１ タッチセンサ（第５実施形態の変形例２）
７１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
８１ タッチセンサ（変形例）
８１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
９１ タッチセンサ（変形例）
９１ａ タッチセンサ（折曲部の形成前）
Ｂ 電気機器の筐体
Ｐ 表示パネルの操作面
Ｃ 折曲げ中心
Ｒ１ 配線半径
Ｒ２ 配線半径
θ 広がり角
Claims (8)
- 複数のセンサ電極と、基板に接続する接続部と、前記各センサ電極から前記接続部に伸びる配線とを有するセンサシートを備えるタッチセンサにおいて、
前記センサシートは、
電極形成部と縁部とを有する第１の樹脂フィルムと、
前記樹脂フィルムの一方の面に前記複数のセンサ電極と前記配線とを含めて積層するレジスト層と、
前記レジスト層又は前記第１の樹脂フィルムの他方の面に積層する保護層とを有し、
前記電極形成部は、前記センサ電極を有する前記第１の樹脂フィルムの部分であり、
前記縁部は、前記配線と前記接続部とを有する前記第１の樹脂フィルムの部分であって、さらに前記保護層が積層された状態で前記保護層を通る折曲線に沿って前記配線を横断して折り曲げられることにより、折り曲げられた状態が維持される折曲部が形成されるものであり、
前記保護層は、前記縁部の前記折曲部で折り曲げられる前記配線の伸びを抑えるためのものであって且つ前記レジスト層に貼り付けた第２の樹脂フィルム又は前記縁部の前記他方の面に貼り付けた第３の樹脂フィルムにて形成されており、さらに前記折曲部をなす前記第１の樹脂フィルムとともに折り曲げられた状態が維持されるものである
タッチセンサ。 - 前記折曲部にある前記保護層を前記配線と重ならない位置に設ける
請求項１記載のタッチセンサ。 - 前記折曲部にある前記保護層を前記配線と重なる位置に設ける
請求項１または請求項２記載のタッチセンサ。 - 前記縁部に、前記接続部の幅より広く前記電極形成部の幅より狭い広がり部を形成し、この広がり部に前記保護層を設けて前記折曲部を形成する
請求項１〜請求項３何れか１項記載のタッチセンサ。 - 前記広がり部を前記接続部から前記電極形成部側に向けて広がる形状に形成する
請求項４記載のタッチセンサ。 - 前記折曲部は、折曲げられて対向位置にある内面どうしが接触しない所定の折曲半径を有する湾曲形状である
請求項１〜請求項５何れか１項記載のタッチセンサ。 - 前記センサシートの一方面と他方面のそれぞれに、少なくとも前記センサ電極、前記接続部、前記配線を有する
請求項１〜請求項６何れか１項記載のタッチセンサ。 - 筐体と、前記筐体の内部に設けた請求項１〜請求項７何れか１項に記載のタッチセンサとを備える電子機器。
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