JP7093190B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

この発明は電極パターンや配線パターンが印刷によって形成されてなるタッチパネルに関する。

図９はこの種のタッチパネルの従来例として特許文献１に記載されている静電容量式のタッチパネルの構成を示したものであり、このタッチパネルは方形状の透明な基材（基板）１０の一面側に第１の導体層、絶縁層、第２の導体層及び保護膜が順次、積層形成された構成を有している。

センサ電極列は複数の第１のセンサ電極列２０と複数の第２のセンサ電極列３０とよりなり、複数の第１のセンサ電極列２０は第１の導体層によって形成され、複数の第２のセンサ電極列３０は絶縁層によって第１の導体層と絶縁された第２の導体層によって形成されている。

第１のセンサ電極列２０は基材１０の一辺と平行なＸ方向に一列に配列された複数の島状電極２１と、隣接する島状電極２１どうしを連結する連結部２２とよりなる。第１のセンサ電極列２０は基材１０の上記一辺と隣接する他辺と平行なＹ方向に複数、並列配置されて設けられている。第２のセンサ電極列３０はＹ方向に一列に配列された複数の島状電極３１と、隣接する島状電極３１どうしを連結する連結部３２とよりなる。第２のセンサ電極列３０はＸ方向に複数、並列配置されて設けられている。第１のセンサ電極列２０と第２のセンサ電極列３０は互いに絶縁された状態で交差され、連結部２２と３２は互いに重なる位置に位置されている。

各第１のセンサ電極列２０のＸ方向両端には引出し配線４１が接続され、各第２のセンサ電極列３０のＹ方向一端には引出し配線４２が接続されている。基材１０の一辺（下辺）の中央部分には端子４３が配列形成されており、引出し配線４１，４２はそれぞれ端子４３まで延びて端子４３に接続されている。

引出し配線４１，４２及び端子４３は第１の導体層によって形成され、引出し配線４２の、端子４３と接続されている一端と反対側の他端には第２のセンサ電極列３０と接続される接続部４２ａが形成されている。第２のセンサ電極列３０と接続部４２ａとは絶縁層に形成された貫通穴５１を介して互いに接続されている。

一方、各第２のセンサ電極列３０の、接続部４２ａと接続される一端と反対側の他端には島状電極３１に続いて検査端子３３が形成されており、保護膜には検査端子３３を露出させる貫通穴６１が形成されている。

上記のような構成において、第１及び第２の導体層の電極パターン、配線パターンは銀粒子などの導電粒子を含んだ導電インキを用い、グラビアオフセット印刷によって形成され、絶縁層及び保護膜は絶縁性インキを用い、フレキソ印刷やインクジェット印刷によって形成されるものとなっている。なお、第１のセンサ電極列２０、第２のセンサ電極列３０、引出し配線４２の接続部４２ａ、端子４３及び検査端子３３は図９では詳細図示が省略されているが、それぞれ硬化した導電インキの細線のメッシュで形成されている。

図１０は検査端子３３が形成されている部分の詳細を透視図で示したものである。検査端子３３は第２の導体層の上に保護膜を形成した後、各第２のセンサ電極列３０が所定の抵抗値になっているか検査を行うために使用されるもので、この検査端子３３と端子４３とを用いて検査が行われる。図１１は引出し配線４２の接続部４２ａが形成されている部分の詳細を透視図で示したものである。図１０，１１に示したように、検査端子３３や接続部４２ａは細線の狭ピッチなメッシュによって形成されている。

上述した特許文献１に記載されているタッチパネルでは、第１のセンサ電極列２０と引出し配線４１の接続部の詳細は示されていないが、特許文献１と同様、タッチパネルにおける電極パターンや配線パターンの形成にグラビアオフセット印刷を用いる特許文献２にはこの部分の詳細が示されている。図１２は特許文献２に記載されている構成を示したものであり、図９と対応する部分には同一符号を付している。

引出し配線４１の、第１のセンサ電極列２０との接続部分（特許文献２では引出し配線４１の長辺平行部分と称している）４１ａは、図１２に示したように細線の狭ピッチなメッシュによって形成されている。

特開２０１７－１０３３１８号公報 特開２０１７－１０３３１７号公報

上述したように、電極パターンや配線パターンを導電インキを用い、グラビアオフセット印刷によって形成するタッチパネルでは、センサ領域に位置するセンサ電極列はタッチパネルが配置される表示部の視認性を損うことのないように、視認されにくいようにすることが重要であり、このため細線のメッシュで構成されるものとなっている。

一方、センサ電極列の検査端子やセンサ電極列と引出し配線との接続部分（以下、これらを総称して電極パッドと言う）は、図１０に示した検査端子３３、図１１に示した接続部４２ａ及び図１２に示した接続部分４１ａのように、センサ電極列のメッシュより極めて狭ピッチなメッシュで構成されるものとなっており、このように狭ピッチなメッシュで構成することにより、検査端子３３においては検査用プローブとの良好な接触性能が得られ、接続部４２ａにおいては良好な接続性能が得られるものとなっている。

なお、図９に示した構成において、各第１のセンサ電極列２０の抵抗値の検査は、第１のセンサ電極列２０の両端から引出し配線４１が引き出されているため、対応する２つの端子４３を用いて行うこともできるが、第１のセンサ電極列２０自体の検査を行うために両端の接続部分４１ａに検査用プローブを当てるといったことも行われ、この点から接続部分４１ａも狭ピッチなメッシュで構成することが必要とされる。

このように従来においては電極パッドを細線の狭ピッチなメッシュで構成するといったことが行われているが、細線が高密度に集約した狭ピッチのメッシュをグラビアオフセット印刷で印刷すると、印刷回数を重ねるに従って、その狭ピッチなメッシュ部分及びドクターブレードのスキージング方向における狭ピッチなメッシュ部分の下流領域において印刷の滲みが発生することが判明した。

この印刷の滲みはグラビア版のメッシュをなす凹部における交差点に存在する角部にドクターブレードの刃先が衝突することによってドクターブレードの刃先が部分的に磨滅し、インキのスキージング能（掻き取り能）が劣化することによって発生していると考えられる。

この発明の目的はこの問題に鑑み、細線を高密度に集約しながらもドクターブレードの磨滅を大幅に低減することができるようにした電極パッドを具備するタッチパネルを提供することにある。

請求項１の発明によれば、一列に配列された複数の島状電極と、隣接する島状電極どうしを連結する連結部とよりなるセンサ電極列が基材の一面側に複数、並列配置されて形成され、センサ電極列の少なくとも島状電極は硬化した導電インキの細線のメッシュで構成されているタッチパネルにおいて、各センサ電極列の少なくとも一方の端部には電極パッドが終端の島状電極に接続されて設けられ、電極パッドは硬化した導電インキの、互いに交差しない第１の細線の並びと第１の細線どうしを第１の細線の延伸方向中間部で連結する第２の細線とによって構成され、第２の細線は各隣接する２本の第１の細線に対して２本以下の本数とされて設けられているものとされる。

請求項２の発明では請求項１の発明において、隣接する第１の細線どうしの間隔は、前記メッシュにおける互いに平行な隣接する細線どうしの間隔よりも狭小とされる。

請求項３の発明では請求項１又は２の発明において、電極パッドは各センサ電極列の両方の端部にそれぞれ設けられ、それら両方の端部の電極パッドのうち、少なくとも一方は前記一面側に形成されている引出し配線に接続されているものとされる。

請求項４の発明では請求項３の発明において、前記センサ電極列である第１のセンサ電極列と第２のセンサ電極列とを備え、前記電極パッドである第１の電極パッドと第２の電極パッドとを備え、前記引出し配線である第１の引出し配線と第２の引出し配線とを備え、前記一面側には硬化した導電インキの層である第１の導体層と絶縁層と硬化した導電インキの層である第２の導体層とが順次、積層形成され、第１の導体層には、前記一面に含まれるＸ，Ｙ２方向のうちのＹ方向の入力位置を検出するための複数の第１のセンサ電極列と、各第１のセンサ電極列に設けられた第１の電極パッドと、各第１の電極パッドにそれぞれ接続された第１の引出し配線と、複数の第２の引出し配線とが形成され、絶縁層の、各第２の引出し配線の一部と重畳する部位にはそれぞれ貫通穴が形成され、第２の導体層には、Ｘ方向の入力位置を検出するための複数の第２のセンサ電極列と、各第２のセンサ電極列に設けられた第２の電極パッドとが形成され、第２のセンサ電極列の両方の端部に設けられた第２の電極パッドのうちの一方は前記貫通穴において第２の引出し配線とそれぞれ接続されているものとされる。

この発明によれば、従来、細線の狭ピッチなメッシュで電極パッドが構成されていたことにより発生していたドクターブレードの部分的な磨滅及びそれに基因する印刷の滲みの発生を解消することができ、よってタッチパネルが配置される表示部の視認性を損うことのない優れた品質のタッチパネルを得ることができる。

この発明によるタッチパネルが第１のセンサ電極列の端部に具備する電極パッドの第１の構成例を示す部分拡大図。 図１に示した電極パッドの第１の変形例を示す部分拡大図。 図１に示した電極パッドの第２の変形例を示す部分拡大図。 この発明によるタッチパネルが第１のセンサ電極列の端部に具備する電極パッドの第２の構成例を示す部分拡大図。 図４に示した電極パッドの変形例を示す部分拡大図。 この発明によるタッチパネルが第１のセンサ電極列の端部に具備する電極パッドの第３の構成例を示す部分拡大図。 この発明によるタッチパネルが第２のセンサ電極列の端部に具備する電極パッドの構成例を示す部分拡大図。 図７に示した電極パッドの変形例を示す部分拡大図。 従来のタッチパネルの一構成例を示す平面図。 図９における検査端子が形成されている部分の部分拡大図。 図９における接続部が形成されている部分の構成を説明するための図。 従来のタッチパネルの他の構成例における第１のセンサ電極列と引出し配線の接続部分を示す部分拡大図。

この発明によるタッチパネルの特徴はセンサ電極列に接続されて設けられる電極パッドの構成を、従来のような細線の狭ピッチなメッシュとせず、変えた点にあり、電極パッド以外の構成は基本的に図９に示した従来のタッチパネルと同様の構成を有する。以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。なお、図９に示したタッチパネルと対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１はＹ方向の入力位置を検出する第１のセンサ電極列２０の一方の端部を示したものであり、図１中、二点鎖線は第１及び第２のセンサ電極列２０，３０が位置するセンサ領域と、そのセンサ領域を囲む額縁領域との境界線７１を示す。この例では第１のセンサ電極列２０の終端の島状電極２１には境界線７１を越えて額縁領域に入り込む延長部２１ａが形成されており、この延長部２１ａと引出し配線４１間に電極パッド８０が形成されている。

電極パッド８０はこの例では硬化した導電インキの、互いに交差しない平行な細線８１の並びによって構成されており、隣接する細線８１どうしの間隔は島状電極２１のメッシュにおける互いに平行な隣接する細線２３どうしの間隔よりも大幅に狭小とされている。具体的数値の一例を示せば、島状電極２１のメッシュの単位格子は例えば一辺の長さが４００μｍ、図１中に示した内角θが７０°の菱形とされ、よって島状電極２１の細線２３の配列ピッチは３７６μｍであり、これに対し、電極パッド８０の細線８１の配列ピッチは１０～２０μｍ程度とされる。なお、細線２３，８１の線幅は共に７μｍとされる。

このように、この例では電極パッド８０を互いに交差しない細線８１の狭ピッチな並び（配列）で構成するものとなっており、細線８１を高密度化しても、グラビア版の凹部には前述したようなドクターブレードの磨滅を誘起する角部が存在しないため、ドクターブレードの磨滅を従来に比し、大幅に低減することができ、よってドクターブレードの磨滅に基因する印刷の滲みの発生を防止することができる。

なお、グラビア版に対するドクターブレードのスキージング方向Ｓを図１中に矢印で示したようにＸ方向とする時、スキージング方向Ｓにおける電極パッド８０の下流領域にはセンサ領域が位置し、つまり第１及び第２のセンサ電極列２０，３０が位置しており、これら第１及び第２のセンサ電極列２０，３０に印刷の滲みが生じると、見栄えが悪くなり、タッチパネルが配置される表示部の視認性に影響を及ぼすことになるが、この例では滲みの発生を防止することができるため、そのような表示部の視認性を損うような不具合の発生を防止することができる。

上述したように、この例では電極パッド８０を互いに交差しない細線８１の狭ピッチな並びで構成するものとなっており、よってメッシュと異なり、細線８１は個々独立しているため、例えば印刷のかすれ等により細線８１に断線が発生すると、メッシュ構成と比べ、島状電極２１と引出し配線４１間の接続抵抗値はより大きく増大することになる。

図２及び図３はこのような細線８１の断線による電極パッド８０の抵抗値の増大を極力抑えるために、第１の細線である細線８１に加え、細線８１どうしを連結する第２の細線として細線８２を具備する電極パッド８０’及び８０”の構成をそれぞれ示したものである。

図２に示した電極パッド８０’では細線８２が４本ずつの細線８１の集合を連結するように設けられ、かつ複数（この例では８本）の細線８２によって全ての細線８１がその延伸方向中間部で連結される（短絡される）構成となっている。

図３に示した電極パッド８０”は図２における８本の細線８２に加え、細線８２をさらに８本追加し、全ての細線８１がその延伸方向２箇所で連結される構成となっている。

このような細線８１どうしを連結する細線８２を設けることはグラビア版の凹部にドクターブレードの磨滅を誘起する角部が多少なりとも生じることになるので、細線８１どうしを連結する細線８２の数は極力少なくすることが好ましく、各隣接する２本の細線８１に対して細線８２を設ける本数は２本以下とする。

以上説明した例では電極パッドを構成する細線８１は直線をなすものとしているが、これに限らず、例えば波線としてもよい。

図４は三角波状の波線をなす細線９１の互いに交差しない並びによって構成した電極パッド９０を示したものであり、図５は図４の電極パッド９０に対し、細線９１どうしを連結する細線９２を追加した電極パッド９０’を示したものである。また、図６は正弦波状の波線をなす細線１０１の互いに交差しない並びによって構成した電極パッド１００を示したものである。これら図４～６に示している個所はいずれも図１に示した個所と対応しており、第１のセンサ電極列２０の端部に設ける電極パッドの構成をこれら図４～６に示した構成としてもよい。なお、第１のセンサ電極列２０はその両端にそれぞれ引出し配線４１が接続され、よって第１のセンサ電極列２０の、図１～６に示していない他方の端部の電極パッドも上述した構成と同様の構成が採用される。

図７はＸ方向の入力位置を検出する第２のセンサ電極列３０の一方の端部を示したものであり、図７中、二点鎖線は第１及び第２のセンサ電極列２０，３０が位置するセンサ領域と、センサ領域を囲む額縁領域との境界線７２を示す。第２のセンサ領域３０の終端の島状電極３１には境界線７２を越えて額縁領域に入り込む延長部３１ａが形成されており、この延長部３１ａと引出し配線４２間に電極パッド１１０が形成されている。電極パッド１１０はこの例では前述した電極パッド１００と同様、正弦波状の波線をなす細線１１１の互いに交差しない並びによって構成されている。

図８は図７に示した電極パッド１１０に対し、細線１１１どうしを連結する第２の細線として細線１１２を加えた電極パッド１１０’の構成を示したものである。この例では各隣接する２本の細線１１１に対して細線１１２は１本ずつ存在するように設けられている。なお、図７及び８は引出し配線４２と接続される第２のセンサ電極列３０の一方の端部を示したものであるが、第２のセンサ電極列３０の他方の端部にも例えば検査に使用するための電極パッドが設けられ、この電極パッドも図７や図８に示した構成と同様の構成を有するものとされる。互いに交差しない並びを構成する細線は正弦波状の波線１１１でもよく、また三角波状の波線や直線としてもよい。

１０ 基材 ２０ 第１のセンサ電極列
２１ 島状電極 ２１ａ 延長部
２２ 連結部 ２３ 細線
３０ 第２のセンサ電極列 ３１ 島状電極
３１ａ 延長部 ３２ 連結部
３３ 検査端子 ４１ 引出し配線
４１ａ 接続部分 ４２ 引出し配線
４２ａ 接続部 ４３ 端子
５１，６１ 貫通穴 ７１，７２ 境界線
８０，８０’，８０” 電極パッド ８１，８２ 細線
９０，９０’ 電極パッド ９１，９２ 細線
１００ 電極パッド １０１ 細線
１１０，１１０’ 電極パッド １１１，１１２ 細線

Claims (4)

1. 一列に配列された複数の島状電極と、隣接する前記島状電極どうしを連結する連結部とよりなるセンサ電極列が基材の一面側に複数、並列配置されて形成され、前記センサ電極列の少なくとも前記島状電極は硬化した導電インキの細線のメッシュで構成されているタッチパネルであって、
   各前記センサ電極列の少なくとも一方の端部には電極パッドが終端の前記島状電極に接続されて設けられ、
   前記電極パッドは硬化した導電インキの、互いに交差しない第１の細線の並びと前記第１の細線どうしを前記第１の細線の延伸方向中間部で連結する第２の細線とによって構成され、
   前記第２の細線は各隣接する２本の前記第１の細線に対して２本以下の本数とされて設けられていることを特徴とするタッチパネル。
2. 請求項１に記載のタッチパネルにおいて、
   隣接する前記第１の細線どうしの間隔は、前記メッシュにおける互いに平行な隣接する前記細線どうしの間隔よりも狭小とされていることを特徴とするタッチパネル。
3. 請求項１又は２に記載のタッチパネルにおいて、
   前記電極パッドは各前記センサ電極列の両方の端部にそれぞれ設けられ、それら両方の端部の前記電極パッドのうち、少なくとも一方は前記一面側に形成されている引出し配線に接続されていることを特徴とするタッチパネル。
4. 請求項３に記載のタッチパネルにおいて、
   前記センサ電極列である第１のセンサ電極列と第２のセンサ電極列とを備え、前記電極パッドである第１の電極パッドと第２の電極パッドとを備え、前記引出し配線である第１の引出し配線と第２の引出し配線とを備え、
   前記一面側には硬化した導電インキの層である第１の導体層と絶縁層と硬化した導電インキの層である第２の導体層とが順次、積層形成されており、
   前記第１の導体層には、前記一面に含まれるＸ，Ｙ２方向のうちのＹ方向の入力位置を検出するための複数の前記第１のセンサ電極列と、各前記第１のセンサ電極列に設けられた前記第１の電極パッドと、各前記第１の電極パッドにそれぞれ接続された前記第１の引出し配線と、複数の前記第２の引出し配線とが形成されており、
   前記絶縁層の、各前記第２の引出し配線の一部と重畳する部位にはそれぞれ貫通穴が形成され、
   前記第２の導体層には、Ｘ方向の入力位置を検出するための複数の前記第２のセンサ電極列と、各前記第２のセンサ電極列に設けられた前記第２の電極パッドとが形成されており、
   前記第２のセンサ電極列の両方の端部に設けられた前記第２の電極パッドのうちの一方は前記貫通穴において前記第２の引出し配線とそれぞれ接続されていることを特徴とするタッチパネル。

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