WO2018235643A1 - タッチセンサ - Google Patents

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WO2018235643A1
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WO
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substrate
connector
sensor
conductive film
back surface
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PCT/JP2018/022142
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English (en)
French (fr)
Inventor
澤田 昌樹
亮 友井田
佐藤 茂樹
山田 博文
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details

Definitions

  • the present disclosure relates to a touch sensor.
  • Patent Document 1 discloses an electrostatic sensor including a substrate having a predetermined thickness, a sensor unit (a first induction layer and a second induction layer) formed on the substrate, and a plurality of wirings disposed on the substrate.
  • a capacitive touch sensor is disclosed.
  • One end of each of the plurality of wires is electrically connected to the sensor unit, and the other end of each of the plurality of wires is disposed at an end portion of the substrate located outside the sensor unit.
  • Patent Document 2 includes a substrate (base sheet), a sensor unit including a plurality of electrodes formed on the substrate, a plurality of wirings disposed on the substrate, and a flexible wiring board.
  • a touch sensor is disclosed. One ends of the plurality of wires are electrically connected to the sensor unit. The other ends of the plurality of wires are disposed at a substrate end (FPC (Flexible Printed Circuits) connecting portion) located outside the sensor portion and electrically connected to the flexible wiring board.
  • the flexible wiring board is configured such that the other end is connected to an external device in a state where one end is fixed to the end of the base material by the anisotropic conductive resin material.
  • a touch sensor includes: a sensor unit including an electrode; a sensor substrate on which the sensor unit is formed; a connector including a connector substrate connected to the periphery of the sensor substrate; And a wire disposed on the sensor substrate and electrically connected to the electrode of the sensor unit, and having the other end disposed on the connector substrate.
  • the connector can be connected to another connector, and the other end of the wiring disposed on the connector substrate can be electrically connected to the other connector, and the sensor substrate and the connector substrate are integrated. Is formed.
  • FIG. 1 is an overall perspective view showing a touch sensor according to a first embodiment of the present disclosure as viewed from above.
  • FIG. 2 is an overall perspective view showing the touch sensor according to the first embodiment of the present disclosure as viewed from below.
  • FIG. 3 is a partially enlarged perspective view showing the connector substrate according to the first embodiment of the present disclosure as viewed from below.
  • FIG. 4A is a partially enlarged view showing a portion A of FIG. 3 in an enlarged manner.
  • FIG. 4B is a partially enlarged view showing a modification of FIG. 4A.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 4A.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing a modification of FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion B of FIG.
  • FIG. 7 is an overall perspective view showing a touch sensor according to a second embodiment of the present disclosure as viewed from above.
  • FIG. 8 is a partially enlarged perspective view showing a state in which the connector substrate is bent in the touch sensor according to the second embodiment.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show the entire configuration of the touch sensor 1 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the touch sensor 1 is a sensor-type input device capable of performing a touch operation.
  • the touch sensor 1 is, for example, various devices in which a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display is incorporated (for example, an in-vehicle device such as a car navigation, a display device of a personal computer, a mobile phone, a portable information terminal, a portable game machine, It is used as an input device for copying machines, ticket vending machines, automatic teller machines, wrist watches, etc.).
  • the X-axis direction and the Y-axis direction shown in the figure are determined as follows.
  • the X-axis direction is defined as a direction from the left side to the right side of the touch sensor 1 shown in FIG.
  • the Y-axis direction is determined as a direction from the front side (rear side of the touch sensor 1) to the rear side (front side of the touch sensor 1) of the touch sensor 1 shown in FIG.
  • the upper surface of the sensor substrate 2 in FIG. 1 is defined as “front surface”, and the lower surface as “back surface”.
  • the upper surface is defined as “front surface” and the lower surface is “back surface”.
  • the surface on the near side in FIG. 7 is defined as “front side” and the surface on the back side as “back side”.
  • the upper side in FIG. 1 is the upper side and the lower side is the lower side, and viewing from the upper side or the lower side is defined as “plan view”. Further, viewing from the upper side in FIG. 1 is defined as “top view”.
  • the touch sensor 1 includes a sensor substrate 2.
  • the sensor substrate 2 is made of, for example, a resin material having light transmittance such as polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, PMMA (acrylic) or the like, or a glass material.
  • the sensor substrate 2 is formed in a rectangular plate shape, and has a thickness of, for example, about 1 to 3 mm. That is, the sensor substrate 2 is configured as a plate having a relatively high rigidity.
  • a frame portion 2a having a substantially frame shape and a dark color such as black is formed by printing or the like.
  • An internal rectangular area surrounded by the frame portion 2 a on the surface of the sensor substrate 2 is an operation surface 2 b which can transmit light.
  • the operation surface 2 b is a surface for performing a touch operation on the touch sensor 1.
  • the user may operate by directly contacting the operation surface 2b with a finger or the like.
  • the user may perform a touch operation on the operation surface 2b indirectly via a cover lens (or a cover glass) mounted on the front side of the touch sensor 1.
  • the sensor substrate 2 includes a capacitive sensor unit 3 capable of detecting a touch operation by a user's finger (detection target) operating the operation surface 2 b.
  • the sensor unit 3 includes a plurality of electrodes.
  • a transparent conductive film having optical transparency such as indium tin oxide and tin oxide
  • a conductive layer having a mesh structure in which a conductive metal (conductor) such as copper is formed in a network shape is suitable. ing.
  • a plurality of wirings 5 for electrically connecting to an external circuit are connected to the sensor unit 3 (a plurality of electrodes).
  • the plurality of wires 5 are disposed on the back surface of the sensor substrate 2 and a connector substrate 9 described later. Specifically, one end 5 a of the wiring 5 is disposed on the back surface of the sensor substrate 2 and is electrically connected to the sensor unit 3. Further, the other end 5 b of the wiring 5 is disposed on the back surface of the connector substrate 9. Thus, the wiring 5 is disposed across the sensor substrate 2 and the connector substrate 9.
  • each of several wiring 5 has a structure which arrange
  • Such a "mesh-like structure” may hereinafter be referred to as “mesh structure”.
  • FIG. 4A is a partially enlarged view of one wire 5, and the conductor 7 of the mesh structure forms the wire 5.
  • each of the plurality of wires 5 may be configured by arranging the plurality of conductors 7 in a ladder shape.
  • the wiring 5 may include a structure (mesh structure) in which the plurality of conductors 7 are arranged in a mesh shape and a structure in which the plurality of conductors 7 are arranged in a ladder shape.
  • the wiring 5 may have a configuration having a plurality of openings 30.
  • the mesh-like structure and the ladder-like structure are formed of a conductive metal such as copper in the groove 6 formed on the back surface of the sensor substrate 2 and the back surface of the connector substrate 9.
  • the conductor 7 is formed as a conductive layer embedded therein.
  • the conductor 7 is disposed to a lower height at the center position in the groove width direction with respect to the back surface of the sensor substrate 2.
  • the conductor 7 may be disposed such that the inside of the groove 6 is filled to the same height as the back surface of the sensor substrate 2.
  • the conductor 7 is hatched by dots.
  • the touch sensor 1 is provided with a male connector 8 for electrically connecting to a female connector (not shown) of an external device.
  • the connector 8 is disposed at the rear end 2 d of the sensor substrate 2 so as to be located outside the sensor unit 3.
  • the male connector (connector 8) and the female connector can be fitted.
  • the connector 8 has a substantially rectangular plate-like connector substrate 9 integrally formed with the sensor substrate 2.
  • the connector substrate 9 is made of the same material as the sensor substrate 2 and is integrally molded with the sensor substrate 2. Specifically, at the rear end of the sensor substrate 2, a recessed portion 2c recessed toward the Y-axis direction is formed. The connector substrate 9 protrudes from the end 2 d in the recess 2 c in the direction opposite to the Y-axis direction.
  • the connector substrate 9 has a uniform thickness smaller than the thickness of the sensor substrate 2.
  • the back surface of the connector substrate 9 is flush with the back surface of the sensor substrate 2. That is, the connector substrate 9 is formed such that its surface is located below the surface (the operation surface 2 b) of the sensor substrate 2.
  • a conductive film 10 covering the other end 5 b of the wiring 5 is provided on the back surface of the connector substrate 9. That is, as shown in FIG. 6, the region between the conductor 7 and the adjacent conductor 7 is covered with the conductive film 10.
  • the conductive film 10 has a first conductive film 11 and a second conductive film 12.
  • the first conductive film 11 contains silver or copper and is disposed on the back surface of the connector substrate 9 in contact with the conductor 7.
  • the first conductive film 11 is configured, for example, by printing silver paste or copper paste (conductive ink) on the back surface of the connector substrate 9.
  • the second conductive film 12 is stacked and disposed so as to surround all of the outer side of the first conductive film 11.
  • the second conductive film 12 is configured, for example, by printing carbon paste (conductive ink) on the back surface of the connector substrate 9.
  • the connector substrate 9 is integrally formed with the sensor substrate 2 so that the other end 5 b of the wiring 5 is electrically connected to the female connector (other connector) of the external device. ing.
  • the connector 8 can be directly attached to the female connector of the external device without using a conventional flexible wiring board. For this reason, the material cost of a flexible wiring board and its attachment process are reduced, and the productivity of the touch sensor 1 can be improved.
  • the connector substrate 9 is integrally formed with the sensor substrate 2, there is no possibility that the connector substrate 9 is accidentally detached from the sensor substrate 2, and the connector 8 (male connector) and the female connector of the external device It becomes possible to stabilize the connection state with. Therefore, in the first embodiment of the present disclosure, the touch sensor 1 can be stably connected to an external device without using a flexible wiring board.
  • the connector substrate 9 has a uniform thickness smaller than the thickness of the sensor substrate 2. Therefore, the connector 8 of the touch sensor 1 can be configured thinner.
  • the sensor unit 3 is formed on the back surface of the sensor substrate 2, the wiring 5 extends from the sensor unit 3 to the back surface of the connector substrate 9, and the back surface of the connector substrate 9 is the back surface of the sensor substrate 2 It is very close to you. That is, the surface of the connector substrate 9 is positioned below the surface (the operation surface 2 b) of the sensor substrate 2. Therefore, the connector 8 can be connected to the female connector of the external device at a position lower than the surface (the operation surface 2b) of the sensor substrate 2. As a result, the operability with respect to the operation surface 2 b can be prevented from being impaired in the state where the touch sensor 1 is installed in the external device.
  • the wiring 5 has a plurality of conductors 7.
  • the plurality of conductors 7 are arranged substantially in a mesh shape.
  • the plurality of conductors 7 are arranged in a ladder shape.
  • the wiring 5 may include both a mesh-like structure and a ladder-like structure.
  • the connector substrate 9 is provided with a conductive film 10 which covers the area between the plurality of conductors 7 and the plurality of conductors 7 at the other end 5 b of the wiring 5.
  • the width W2 (see FIG. 6) of the conductive film 10 is wider than the width W1 (see FIG. 6) of the wiring 5 covered with the conductive film 10.
  • the wiring 5 is formed of a plurality of conductors 7. Since the conductor 7 is protected by the conductive film 10, the electrical connection between the connector 8 and the female connector of the external device can be stabilized.
  • the conductive film 10 has a first conductive film 11 and a second conductive film 12.
  • the first conductive film 11 is covered with the second conductive film 12 in the width direction (left and right direction in FIG. 6).
  • the width W 2 of the second conductive film 12 is wider than the width W 3 of the first conductive film 11, and the width W 3 of the first conductive film 11 is wider than the width W 1 of the wiring 5.
  • the left end portion of the second conductive film 12, the left end portion of the first conductive film 11, and the left end portion of the conductor 7 located at the leftmost of the plurality of conductors 7 are arranged in this order from the left.
  • the first conductive film 11 contains silver or copper and is disposed on the connector substrate 9 in contact with the conductor 7. By providing the first conductive film 11, the conductivity from the conductor 7 is improved. Further, since the second conductive film 12 is disposed outside the first conductive film 11, the first conductive film 11 is ionized by the influence of the electric field, and the back surface of the connector substrate 9 or the inside of the connector substrate 9 is It is possible to prevent in advance the phenomenon (so-called ion migration phenomenon) in which the wiring 5 is moved and shorted.
  • the material of the second conductive film 12 is carbon, gold or the like which is difficult to ionize as compared to the first conductive film 11. Furthermore, when the second conductive film 12 is made of carbon, the other end 5 b of the wiring 5 and the first conductive film 11 can be protected by the second conductive film 12 harder than the first conductive film 11. Therefore, in the touch sensor 1, the conductive state of the other end 5 b of the wiring 5 can be stabilized by the first conductive film 11 and the second conductive film 12.
  • connection portion 20 is disposed between the sensor substrate 2 and the connector substrate 9.
  • the connecting portion 20 is configured to connect the sensor substrate 2 and the connector substrate 9.
  • connection portion 20 is made of the same material as the sensor substrate 2 and the connector substrate 9. Further, the connecting portion 20 is formed to have a thin shape in which the thickness is smaller than the thickness of the connector substrate 9. Then, when the connecting portion 20 is deformed, the back surface of the sensor substrate 2 and the back surface of the connector substrate 9 can form an angle. For example, the connector substrate 9 can be positioned below the back surface of the sensor substrate 2 by bending the connecting portion 20 while heating with a heater.
  • the touch sensor 1 can be compactly and stably installed in a small external device.
  • the connector substrate 9 is made of the same material as the sensor substrate 2 and is described using the connector 8 integrally formed with the sensor substrate 2.
  • the present invention is limited to this embodiment. Absent. That is, the connector substrate 9 may be made of a material different from that of the sensor substrate 2 and may be molded (so-called two-color molding) in combination with the sensor substrate 2. That is, the connector 8 may be configured such that the sensor substrate 2 and the connector substrate 9 are integrally formed.
  • the present invention is not limited to this embodiment. That is, the touch sensor 1 may be configured such that the connector substrate 9 has a uniform thickness substantially the same as the thickness of the sensor substrate 2.
  • the structure of the wiring 5 is not limited to the structure shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the structure of the wiring 5 may be a structure in which a plurality of conductors 7 are arranged in a mesh as shown in FIG. 4A and a structure in which a plurality of conductors have a ladder-like structure as shown in FIG. 4B.
  • the structure of the wiring 5 may be a structure having the opening 30.
  • the ladder-like structure shown in FIG. 4B is simpler than the mesh-like structure shown in FIG. 4A, so it is easy to narrow the wiring width W1 (shown by the arrow in FIG. 4B) of the wiring 5 It is. Therefore, the wiring structure shown in FIG. 4B is suitable for a place where the wiring pitch is narrow.
  • a portion where the wiring pitch is narrow may be a simple structure as shown in FIG. 4B, and a portion where the wiring pitch is wide may be a complicated structure as shown in FIG. 4A. That is, one wire may be formed by combining various structures.
  • the touch sensor 1 of the present disclosure includes a sensor unit 3 formed of an electrode, a sensor substrate 2 on which the sensor unit 3 is formed, a connector 8 having a connector substrate 9 connected to the periphery of the sensor substrate 2, and one end 5 a Are disposed on the sensor substrate 2 and electrically connected to the electrodes of the sensor unit 3, and the other end 5 b is provided with a wire 5 disposed on the connector substrate 9.
  • the male connector 8 can be connected to the female connector, and the other end 5 b of the wiring 5 disposed on the connector substrate 9 can be electrically connected to the female connector.
  • the connector substrate 9 is integrally formed.
  • the thickness of the connector substrate 9 is smaller than the thickness of the sensor substrate 2, and it is more preferable that the connector substrate 9 have a uniform thickness.
  • the wiring 5 is disposed across the back surface of the sensor substrate 2 and the back surface of the connector substrate 9, and it is more preferable that the back surface of the sensor substrate 2 and the back surface of the connector substrate 9 be continuous on the same surface.
  • the other end 5 b of the wiring 5 has a plurality of conductors 7, and the plurality of conductors 7 are arranged in a substantially mesh shape, and the connector substrate 9 includes a plurality of conductors 7 and a plurality of conductors It is more preferable that the conductive film 10 covering the area between 7 is provided.
  • the conductive film 10 has a first conductive film 11 and a second conductive film 12.
  • the first conductive film 11 contains silver or copper, and is disposed on the connector substrate 9 in contact with the plurality of conductors 7. It is further preferable that the second conductive film 12 be provided and be stacked on the first conductive film 11 and be made of a material that is less likely to be ionized than the first conductive film 11.
  • the touch sensor 1 described above further includes a connection portion 20 disposed between the sensor substrate 2 and the connector substrate 9, and the connection portion 20 integrally connects the sensor substrate 2 and the connector substrate 9, and the connection portion
  • the thickness 20 is smaller than the thickness of the connector substrate 9, the sensor unit 3 is formed on the sensor substrate 2, and the wires 5 are the back surface of the sensor substrate 2, the back surface of the connecting portion 20, and the back surface
  • the wiring 5 is disposed in a state where the back surface of the sensor substrate 2 and the back surface of the connector substrate 9 form an angle by deformation of the connecting portion 20 and the connecting portion 20 is deformed. It may be arranged along the back side.

Abstract

本開示のタッチセンサは、電極からなるセンサ部と、前記センサ部が形成されたセンサ基板と、前記センサ基板の周縁に接続されているコネクタ基板を有するコネクタと、一端部が前記センサ基板に配置されかつ前記センサ部の前記電極に電気的に接続され、他端部が前記コネクタ基板に配置される配線と、を備える。前記コネクタは、他コネクタと接続可能であり、前記コネクタ基板に配置される前記配線の前記他端部は、前記他コネクタと電気的に接続可能であり、前記センサ基板と前記コネクタ基板は、一体に形成されている。

Description

タッチセンサ
 本開示はタッチセンサに関する。
 従来から、タッチ操作を行うことが可能なタッチセンサに関して、例えば特許文献1および特許文献2に示されるものが知られている。
 特許文献1には、所定の厚みを有する基板と、基板上に形成されたセンサ部(第1誘導層および第2誘導層)と、基板上に配置された複数の配線とを備えた静電容量式のタッチセンサが開示されている。複数の配線の一端部はセンサ部と電気的に接続され、複数の配線の他端部は、センサ部の外側に位置する基板端部に配置されている。
 また、特許文献2には、基板(基材シート)と、基板上に形成された複数の電極からなるセンサ部と、基板上に配置された複数の配線と、フレキシブル配線板と、を備えたタッチセンサが開示されている。複数の配線の一端部は、センサ部と電気的に接続されている。複数の配線の他端部は、センサ部の外側に位置する基板端部(FPC(Flexible Printed Circuits)接続部)に配置されてフレキシブル配線板に電気的に接続されている。フレキシブル配線板は、一端部が異方導電性樹脂材により基材端部に固着された状態で他端部が外部装置と接続されるように構成されている。
実用新案登録第3168238号公報 特開2015-18317号公報
 本開示の一態様に係るタッチセンサは、電極からなるセンサ部と、前記センサ部が形成されたセンサ基板と、前記センサ基板の周縁に接続されているコネクタ基板を有するコネクタと、一端部が前記センサ基板に配置されかつ前記センサ部の前記電極に電気的に接続され、他端部が前記コネクタ基板に配置される配線と、を備える。前記コネクタは、他コネクタと接続可能であり、前記コネクタ基板に配置される前記配線の前記他端部は、前記他コネクタと電気的に接続可能であり、前記センサ基板と前記コネクタ基板は、一体に形成されている。
図1は、本開示の第1実施形態に係るタッチセンサを上方から見て示す全体斜視図である。 図2は、本開示の第1実施形態に係るタッチセンサを下方から見て示す全体斜視図である。 図3は、本開示の第1実施形態に係るコネクタ基板を下方から見て示す部分拡大斜視図である。 図4Aは、図3のA部を拡大して示す部分拡大図である。 図4Bは、図4Aの変形例を示す部分拡大図である。 図5Aは、図4AのV-V線断面図である。 図5Bは、図5Aの変形例を示す断面図である。 図6は、図3のB部における断面図である。 図7は、本開示の第2実施形態に係るタッチセンサを上方から見て示す全体斜視図である。 図8は、第2実施形態に係るタッチセンサおいてコネクタ基板を折り曲げた状態を示す部分拡大斜視図である。
 ここで、従来のタッチセンサにおける問題点を簡単に説明する。上記特許文献1のようにタッチセンサを外部装置に接続する場合には、上記特許文献2のように、フレキシブル配線板を異方導電性樹脂材により基板端部に固着してフレキシブル配線板と配線の他端部とを電気的に接続する必要があった。しかしながら、フレキシブル配線板を用いる場合には、その材料費および取付工程が増えることになり、必然的にタッチセンサの生産性が低下してしまう。また、フレキシブル配線板を基板端部に固着する形態では、フレキシブル配線板の基板端部への固着状態の管理を十分に行う必要がある。この管理が例えば不十分であると、タッチセンサと外部装置との接続状態が不安定になってしまう懸念もあった。
 以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下各実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
 (第1実施形態)
 図1および図2は、本開示の第1実施形態に係るタッチセンサ1の全体の構成を示している。タッチセンサ1は、タッチ操作を行うことが可能なセンサ型入力装置である。タッチセンサ1は、例えば液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の機器(例えばカーナビゲーション等の車載装置、パーソナルコンピュータのディスプレイ機器、携帯電話、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コピー機、券売機、現金自動預け払い機、腕時計など)に対する入力装置として用いられる。
 以下の説明において、図に示したX軸方向、Y軸方向を以下のように定める。X軸方向を図1に示すタッチセンサ1の左側から右側に向かう方向として定める。Y軸方向を図1に示すタッチセンサ1の手前側(タッチセンサ1の後側)から奥側(タッチセンサ1の前側)に向かう方向として定める。本開示では、図1におけるセンサ基板2の上側の面を『表面』、下側の面を『裏面』と定める。また、コネクタ基板9については、コネクタ基板9がY軸方向に延伸している状態(図1に示す状態)において、上側の面を『表面』、下側の面を『裏面』と定める。連結部20については、連結部20が下方に向かって延伸している状態(図7に示す状態)において、図7における手前側の面を『表面』、奥側の面を『裏面』と定める。図1における上側を上方、下側を下方とし、上方または下方から見ることを『平面視』と定める。また、図1における上側から見ることを『上面視』と定める。
 なお、このような位置関係は、タッチセンサ1またはタッチセンサ1が組み込まれた機器における実際の方向とは無関係である。
 図1および図2に示すように、タッチセンサ1はセンサ基板2を備えている。センサ基板2は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、PMMA(アクリル)等のような光透過性を有する樹脂材、またはガラス材からなる。また、センサ基板2は、長方形の板状に形成されていて、例えば約1~3mmの厚みを有している。すなわち、センサ基板2は、比較的剛性が高い板材として構成されている。
 センサ基板2の表面の外周近傍に印刷等により黒色等の暗色で略額縁状の枠部2aが形成されている。センサ基板2の表面の枠部2aで囲まれた内部の矩形領域が透光可能な操作面2bになっている。操作面2bは、タッチセンサ1へのタッチ操作を行う面である。使用者は手指などで操作面2bに直接接触して操作する場合がある。使用者はタッチセンサ1の表面側に装着したカバーレンズ(またはカバーガラス)を介して間接的に操作面2bへのタッチ操作を行う場合がある。
 図2に示すように、センサ基板2は、操作面2bを操作する使用者の手指(検知対象物)によるタッチ操作の検知が可能な静電容量方式のセンサ部3を有している。詳細は図示していないが、センサ部3は、複数の電極からなる。電極の材料としては、例えば酸化インジウム錫と酸化錫等の光透過性を有する透明導電膜、或いは、銅などの導電金属(導体)が網目状に形成されたメッシュ構造を有する導電層などが適している。
 図2に示すように、センサ部3(複数の電極)には、外部回路(図示せず)と電気的に接続するための複数の配線5が接続されている。複数の配線5は、センサ基板2および後述するコネクタ基板9の裏面に配置されている。具体的に、配線5の一端部5aは、センサ基板2の裏面に配置されていて、センサ部3と電気的に接続されている。また、配線5の他端部5bは、コネクタ基板9の裏面に配置されている。このようにして、配線5は、センサ基板2およびコネクタ基板9を跨って配置されている。
 図4Aに示すように、複数の配線5のそれぞれは、複数の導体7を網目状に配置した構造を有している。このような『網目状の構造』を以下、『メッシュ構造』と表す場合がある。図4Aは一本の配線5の部分拡大図であり、メッシュ構造の導体7が配線5を形成している。複数の配線5のそれぞれは、図4Bに示すように、複数の導体7を梯子状に配置して構成してもよい。また、配線5は、複数の導体7を網目状に配置した構造(メッシュ構造)と複数の導体7を梯子状に配置した構造とを含んでいてもよい。言い換えれば、配線5は、複数の開口部30を有する構成であれば良い。
 図5A、図5B、および図6に示すように、網目状の構造および梯子状の構造は、センサ基板2の裏面およびコネクタ基板9の裏面に形成された溝部6内に銅などの導電金属からなる導体7が埋設された導電層として構成されている。導体7は、例えば図5Aに示すようにセンサ基板2の裏面に対して溝幅方向の中央位置では低い高さまでに配置される。または、導体7は、図5Bに示すようにセンサ基板2の裏面と同等の高さまで溝部6内を埋めた配置にしてもよい。なお、図4A~図6では、導体7を強調して示すために、導体7に対してドットによるハッチングを付している。
 次に、本開示の特徴として、図1~図3に示すように、タッチセンサ1は、外部装置の雌型のコネクタ(図示せず)と電気的に接続するための雄型のコネクタ8を備えている。コネクタ8は、センサ部3の外側に位置するようにセンサ基板2の後方の端部2dに配設されている。雄型のコネクタ(コネクタ8)と雌型のコネクタとは嵌合可能である。
 コネクタ8は、センサ基板2と一体に形成される略矩形板状のコネクタ基板9を有している。コネクタ基板9は、センサ基板2と同様の材料からなり、センサ基板2と一体成形されている。具体的に、センサ基板2の後方の端部にはY軸方向に向かって凹陥した凹部2cが形成されている。コネクタ基板9は、凹部2c内の端部2dからY軸方向と反対方向に向かって突出している。
 コネクタ基板9は、センサ基板2の厚みより小さい一様な厚みを有している。コネクタ基板9の裏面は、センサ基板2の裏面と面一になっている。すなわち、コネクタ基板9は、その表面がセンサ基板2の表面(操作面2b)よりも下方に位置するように形成されている。
 ここで、図3に示すように、コネクタ基板9の裏面には、配線5の他端部5bを覆う導電膜10が設けられている。つまり、図6に示すように、導体7および隣接する導体7の間の領域は導電膜10で覆われている。導電膜10は、第1導電膜11および第2導電膜12を有している。
 第1導電膜11は、銀または銅を含んでいて、導体7と接触した状態でコネクタ基板9の裏面上に配設されている。第1導電膜11は、例えば銀ペーストまたは銅ペースト(導電インク)をコネクタ基板9の裏面に印刷したものとして構成されている。
 第2導電膜12は、第1導電膜11の外側の全てをとり囲むように積層配置されている。第2導電膜12は、例えばカーボンペースト(導電インク)をコネクタ基板9の裏面に印刷したものとして構成されている。
 [第1実施形態の作用効果]
 以上のように、タッチセンサ1において、コネクタ基板9は、配線5の他端部5bが外部装置の雌型コネクタ(他コネクタ)と電気的に接続されるようにセンサ基板2と一体に形成されている。これにより、従来のようなフレキシブル配線板を用いずとも、コネクタ8を外部装置の雌型コネクタに対して直接取り付けることが可能となる。このために、フレキシブル配線板の材料費およびその取付工程が削減され、タッチセンサ1の生産性を高めることができる。また、コネクタ基板9がセンサ基板2と一体に形成されていることから、コネクタ基板9がセンサ基板2から不意に外れてしまうおそれがなく、コネクタ8(雄型コネクタ)と外部装置の雌型コネクタとの接続状態を安定させることが可能になる。したがって、本開示の第1実施形態では、タッチセンサ1を、フレキシブル配線板を用いることなく外部装置に対して安定的に接続することができる。
 また、コネクタ基板9はセンサ基板2の厚みより小さい一様な厚みを有する。このため、タッチセンサ1のコネクタ8を、より薄型に構成することができる。
 また、タッチセンサ1では、センサ部3がセンサ基板2の裏面に形成されており、配線5がセンサ部3からコネクタ基板9の裏面に延びており、コネクタ基板9の裏面がセンサ基板2の裏面と面一になっている。すなわち、コネクタ基板9の表面がセンサ基板2の表面(操作面2b)よりも下方に位置するようになっている。このため、コネクタ8を、センサ基板2の表面(操作面2b)よりも低い位置で外部装置の雌型コネクタに接続することが可能となる。その結果、タッチセンサ1が外部装置に設置された状態で操作面2bに対する操作性が損なわれないようにすることができる。
 また、図4Aおよび図4Bに示すように、配線5は複数の導体7を有する。図4Aに示す例では、複数の導体7は略網目状に配置されている。図4Bに示す例では、複数の導体7は梯子状に配置されている。配線5は、網目状の構造と梯子状の構造の両方を含んでいてもよい。
 図3および図6に示すように、コネクタ基板9には配線5の他端部5bにおいて複数の導体7および複数の導体7同士の間の領域を覆う導電膜10が設けられている。導電膜10の幅W2(図6参照)は、導電膜10で覆われている配線5の幅W1(図6参照)よりも広い。なお、配線5は複数の導体7で形成されている。導電膜10によって導体7が保護されるため、コネクタ8と外部装置の雌型コネクタとの電気的な接続を安定させることができる。
 そして、図6に示すように、導電膜10は、第1導電膜11および第2導電膜12を有している。幅方向(図6では左右方向)において、第1導電膜11は第2導電膜12に覆われている。第2導電膜12の幅W2は第1導電膜11の幅W3より広く、第1導電膜11の幅W3は配線5の幅W1より広い。第2導電膜12の左端部、第1導電膜11の左端部、複数の導体7のうち最も左に位置する導体7の左端部、が左からこの順で並んでいる。同様に、第2導電膜12の右端部、第1導電膜11の右端部、複数の導体7のうち最も右に位置する導体7の右端部、が右からこの順で並んでいる。第1導電膜11は、銀または銅を含み、導体7と接触した状態でコネクタ基板9上に配設されている。第1導電膜11を設けることによって導体7からの導電性が向上する。また、第2導電膜12が第1導電膜11の外側に配設されているため、電界の影響を受けて第1導電膜11がイオン化しコネクタ基板9の裏面上またはコネクタ基板9の内部を移動して配線5が短絡する現象(いわゆるイオンマイグレーション現象)を未然に防止することができる。第2導電膜12の材質は、第1導電膜11に比べてイオン化し難いカーボンや金などを用いる。さらに、第2導電膜12をカーボン製にした場合、配線5の他端部5bおよび第1導電膜11を、第1導電膜11よりも硬い第2導電膜12で保護することができる。したがって、タッチセンサ1では、第1導電膜11および第2導電膜12により配線5の他端部5bの導電状態を安定させることができる。
 (第2実施形態)
 図7および図8は、本開示の第2実施形態に係るタッチセンサ1を示すものである。本実施形態では、コネクタ基板9をセンサ基板2に対して角度をなした形態としている。本開示においては、このような状態を「折り曲げ状態」と表す。なお、本実施形態に係るタッチセンサ1の他の構成は、上述した第1実施形態に係るタッチセンサ1の構成と同様である。このため、以下の説明では、図1~図6と同様の構成について同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
 図7および図8に示すように、センサ基板2とコネクタ基板9との間には連結部20が配設されている。連結部20は、センサ基板2とコネクタ基板9とを連結するように構成されている。
 連結部20は、センサ基板2およびコネクタ基板9と同様の材料からなる。また、連結部20は、その厚みがコネクタ基板9の厚みよりも小さい薄肉状になるように形成されている。そして、連結部20が変形することによりセンサ基板2の裏面とコネクタ基板9の裏面が角度をなすことができる。例えば、加熱器により加熱しつつ連結部20に曲げ加工を施すことで、コネクタ基板9をセンサ基板2の裏面より下方に位置させることが可能となっている。
 コネクタ基板9の裏面とセンサ基板2の裏面とがなす角度が略90°になるように、コネクタ基板9をセンサ基板2の裏面より下方に位置させることが好ましい。また、折り曲げ状態において、連結部20の一部の裏面は曲面に形成されている。そして、配線5は、連結部20の裏面に沿って配置される状態となる。
 以上のように、本実施形態に係るタッチセンサ1では、連結部20がコネクタ基板9の厚みよりも小さい薄肉状に形成されているため、コネクタ基板9と比較して連結部20の曲げ剛性が低く、連結部20が変形しやすい。これにより、連結部20を容易に変形させることができ、センサ基板2の裏面より下方にコネクタ基板9を配置させることが容易となる。そして、折り曲げ状態のタッチセンサ1では、平面視による投影面積が折り曲げ状態になる前のタッチセンサ1の投影面積よりも小さくなる。その結果、折り曲げ状態のタッチセンサ1を、例えば腕時計のような小型の外部装置に対してコンパクトに設置することができる。また、折り曲げ状態の時、配線5が連結部20の裏面に沿っている。すなわち、折り曲げ状態では、配線5が連結部20の裏面側で圧縮された状態となる。このため、配線5が連結部20の裏面で断線しにくくなり、投影面積を小さくした状態(折り曲げ状態)でもタッチセンサ1の通電状態を安定させることができる。したがって、本実施形態では、タッチセンサ1を小型の外部装置に対してコンパクトかつ安定的に設置することができる。
 なお、上記実施形態に係るタッチセンサ1では、コネクタ基板9がセンサ基板2と同様の材料からなりかつセンサ基板2と一体成形された形態のコネクタ8を用いて説明したが、この形態に限られない。すなわち、コネクタ基板9が、センサ基板2と異なる種類の材料からなりかつセンサ基板2と組み合わせて成形(いわゆる二色成形)された形態であってもよい。つまり、コネクタ8は、センサ基板2とコネクタ基板9とが一体に形成されるように構成されていればよい。
 また、上述した実施形態に係るタッチセンサ1として、コネクタ基板9がセンサ基板2の厚みより小さい一様な厚みを有する形態を示したが、この形態に限られない。すなわち、タッチセンサ1を、コネクタ基板9がセンサ基板2の厚みと略同じ一様な厚みを有するように構成してもよい。
 または、第1実施形態に係るタッチセンサ1のコネクタ基板9は、可撓性を有するように厚みを設定してもよい。すなわち、コネクタ基板9は、センサ基板2と雌型コネクタに嵌合された領域との間の根元部分で曲げ可能な構成としてもよい。同様に第2実施形態に係るタッチセンサ1の連結部20も加熱などせずとも連結部20が可撓性を有して曲げ可能な構成としてもよい。これらの構成としたタッチセンサ1は例えば表示部付きの外付け装置に搭載する。使用者は、この外付け装置を外部機器にコネクタ8を介して接続した後、所望の角度位置でタッチセンサ1に対する入力操作ができるように、上記根元部分や連結部20を曲げて外部機器に対する外付け装置の配置角度を変えることができる。
 以上、本開示についての実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態のみに限定されず、開示の範囲内で種々の変更が可能である。
 なお、配線5の構造は、図4Aおよび図4Bに示す構造に限定されない。配線5の構造は、図4Aに示すように複数の導体7が網目状に配置された構造と、図4Bに示すように複数の導体が梯子状の構造を含む構造であってもよい。配線5の構造は、開口部30を有する構造であればよい。
 なお、図4Bに示す梯子状の構造は、図4Aに示す網目状の構造より、構造が単純であるため、配線5の配線幅W1(図4Bに矢印で示す)を狭く形成することが容易である。よって、図4Bに示す配線構造は、配線ピッチが狭い箇所に適している。例えば、図2に示す配線5のうち、配線ピッチが狭い箇所を図4Bに示すような単純な構造にし、配線ピッチが広い箇所を図4Aに示すような複雑な構造にしてもよい。つまり、1本の配線を様々な構造を組み合わせて形成してもよい。
 (まとめ)
 本開示のタッチセンサ1は、電極からなるセンサ部3と、センサ部3が形成されたセンサ基板2と、センサ基板2の周縁に接続されているコネクタ基板9を有するコネクタ8と、一端部5aがセンサ基板2に配置されかつセンサ部3の電極に電気的に接続され、他端部5bがコネクタ基板9に配置される配線5と、を備える。雄型のコネクタ8は、雌型のコネクタと接続可能であり、コネクタ基板9に配置される配線5の他端部5bは、雌型のコネクタと電気的に接続可能であり、センサ基板2とコネクタ基板9は、一体に形成されている。
 上述したタッチセンサ1において、コネクタ基板9の厚みは、センサ基板2の厚みより小さく、コネクタ基板9は一様な厚みを有するとより好ましい。
 そして、配線5は、センサ基板2の裏面およびコネクタ基板9の裏面を跨って配置されており、センサ基板2の裏面およびコネクタ基板9の裏面は、同一面で連続している、と更に好ましい。
 上述したタッチセンサ1において、配線5の他端部5bは、複数の導体7を有し、複数の導体7は略網目状に配置され、コネクタ基板9には、複数の導体7および複数の導体7の間の領域を覆う導電膜10が設けられているとより好ましい。
 または、上述したタッチセンサ1において、配線5の他端部5bは、複数の導体7を有し、複数の導体7は略梯子状に配置され、コネクタ基板9には、複数の導体7および複数の導体7の間の領域を覆う導電膜10が設けられているとより好ましい。
 または、上述したタッチセンサ1において、配線5は、複数の開口部30を有し、コネクタ基板9には、配線5の他端部5bおよび複数の開口部30を覆う導電膜10が設けられているとより好ましい。
 そして、導電膜10は、第1導電膜11と第2導電膜12とを有し、第1導電膜11は、銀または銅を含み、複数の導体7と接触した状態でコネクタ基板9に配設され、第2導電膜12は、第1導電膜11に積層されており、第1導電膜11よりもイオン化しにくい材料でなる、と、更に好ましい。
 上述したタッチセンサ1において、センサ基板2とコネクタ基板9との間に配設される連結部20を更に備え、連結部20は、センサ基板2とコネクタ基板9とを一体に連結し、連結部20の厚みは、コネクタ基板9の厚みよりも小さく、センサ部3は、センサ基板2に形成されており、配線5は、センサ基板2の裏面、連結部20の裏面、コネクタ基板9の裏面を跨って配置されており、連結部20が変形することによりセンサ基板2の裏面とコネクタ基板9の裏面とは角度をなし、連結部20が変形している状態で、配線5は連結部20の裏面に沿うように配置されていてもよい。
 本開示は、外部装置に対して直接的に取り付けることが可能なタッチセンサとして産業上の利用が可能である。
 1 タッチセンサ
 2 センサ基板
 2a 枠部
 2b 操作面(表面)
 2c 凹部
 2d 端部
 3 センサ部
 5 配線
 5a 一端部
 5b 他端部
 6 溝部
 7 導体
 8 コネクタ
 9 コネクタ基板
 10 導電膜
 11 第1導電膜
 12 第2導電膜
 20 連結部
 30 開口部

Claims (9)

  1.  電極からなるセンサ部と、
     前記センサ部が形成されたセンサ基板と、
     前記センサ基板の周縁に接続されているコネクタ基板を有するコネクタと、
     一端部が前記センサ基板に配置されかつ前記センサ部の前記電極に電気的に接続され、他端部が前記コネクタ基板に配置される配線と、
    を備え、
     前記コネクタは、他コネクタと接続可能であり、
     前記コネクタ基板に配置される前記配線の前記他端部は、前記他コネクタと電気的に接続可能であり、
     前記センサ基板と前記コネクタ基板は、一体に形成されている、
    タッチセンサ。
  2.  前記コネクタ基板の厚みは、前記センサ基板の厚みより小さく、
     前記コネクタ基板は一様な厚みを有する、
    請求項1に記載のタッチセンサ。
  3.  前記配線は、前記センサ基板の裏面および前記コネクタ基板の裏面を跨って配置されており、
     前記センサ基板の前記裏面および前記コネクタ基板の前記裏面は、同一面で連続している、
    請求項2記載のタッチセンサ。
  4.  前記配線の前記他端部は、複数の導体を有し、
     前記複数の導体は略網目状に配置され、
     前記コネクタ基板には、前記複数の導体および前記複数の導体の間の領域を覆う導電膜が設けられている、
    請求項1~3のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
  5.  前記配線の前記他端部は、複数の導体を有し、
     前記複数の導体は略梯子状に配置され、
     前記コネクタ基板には、前記複数の導体および前記複数の導体の間の領域を覆う導電膜が設けられている、
    請求項1~3のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
  6.  前記配線の前記他端部は、複数の開口部を有し、
     前記コネクタ基板には、前記配線の前記他端部および前記複数の開口部を覆う導電膜が設けられている、
    請求項1~3のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
  7.  前記導電膜は、第1導電膜と第2導電膜とを有し、
     前記第1導電膜は、銀または銅を含み、前記複数の導体と接触した状態で前記コネクタ基板に配設され、
     前記第2導電膜は、前記第1導電膜に積層されており、前記第1導電膜よりもイオン化しにくい材料でなる、
    請求項4~6のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
  8.  前記センサ基板と前記コネクタ基板との間に配設される連結部を更に備え、
     前記連結部は、前記センサ基板と前記コネクタ基板とを一体に連結し、
     前記連結部の厚みは、前記コネクタ基板の厚みよりも小さく、
     前記配線は、前記センサ基板の裏面、前記連結部の裏面、前記コネクタ基板の裏面を跨って配置されており、
     前記連結部が変形することにより前記センサ基板の前記裏面と前記コネクタ基板の前記裏面とは角度をなし、
     前記連結部が変形している状態で、前記配線は前記連結部の前記裏面に沿うように配置される、
    請求項1に記載のタッチセンサ。
  9.  前記コネクタが雄型のコネクタであり、
     前記他コネクタが前記コネクタと嵌合可能な雌型のコネクタである、
    請求項1~8のいずれか1項に記載のタッチセンサ。
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