JP7007983B2 - Conductive sheet for patternless touch panels - Google Patents
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Description
本発明は、本発明はパターンレスタッチパネル用導電シートに関する。 The present invention relates to a conductive sheet for a patternless touch panel.
特許文献1~3には、透明導電膜の4辺に電極を設け、同相かつ同電位の位置検出用の交流電圧を供給するパターンレスのタッチパネルが開示されている。具体的には、特許文献1では、導電膜の4隅の電極に対応して4個の波形検出回路を設け、その検出回路の出力電圧に基づいて座標位置を演算している。また、特許文献2では、矩形状の導電膜の4隅の電極に同相、同電圧のパルス信号を与え、対数信号比を用いてユーザーのタッチ位置を検出している。さらに、特許文献3では非線形のデータを用いた演算手法を用いることで解像度を高めている。これらのタッチパネルでは、導電シートに微細な透明電極パターンを形成する必要がなく、導電層を一様に積層した導電シートが用いられる。
しかしながら、上記文献のいずれの導電シートを用いた位置検出装置においても、1枚の導電膜上で計測信号を印加して差分情報の取得を行っており、このときの出力信号強度が弱い為、タッチ位置の検出精度が不十分であり、改善の余地があった。 However, in the position detection device using any of the conductive sheets in the above documents, the measurement signal is applied on one conductive film to acquire the difference information, and the output signal strength at this time is weak. The detection accuracy of the touch position was insufficient, and there was room for improvement.
そこで、本発明は、パターンレスタッチパネル型の位置検出装置において、従来技術と比較して、出力信号強度の高いパターンレスタッチパネル用導電シートを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a conductive sheet for a patternless touch panel having a higher output signal strength as compared with the prior art in a patternless touch panel type position detection device.
上記課題に鑑み、本願発明者らはパターンレスタッチパネルにおいて導電シートの構造の観点から出力信号強度の向上を検証したところ、本願発明に至った。 In view of the above problems, the inventors of the present application have verified the improvement of the output signal strength from the viewpoint of the structure of the conductive sheet in the patternless touch panel, and have reached the present invention.
すなわち、本発明の一態様に係るパターンレスタッチパネル用導電シートは、周縁部に複数の信号出力ノードが設けられ且つ面に一様に構成された第1の導電層と、周縁部に外部からの計測信号を受ける信号入力ノードが設けられ且つ面に一様に構成された第2の導電層とが、相互間を絶縁する絶縁層を介在して積層されており、前記絶縁層の厚さが0.4mm以上6.8mm以下および/または第1の導電層と第2の導電層間の静電容量が200pF以上4000pF以下であることを特徴とする。 That is, the conductive sheet for a patternless touch panel according to one aspect of the present invention has a first conductive layer having a plurality of signal output nodes provided on the peripheral portion and uniformly configured on the surface, and the peripheral portion from the outside. A second conductive layer provided with a signal input node for receiving a measurement signal and uniformly configured on the surface is laminated with an insulating layer that insulates each other, and the thickness of the insulating layer is increased. It is characterized in that the capacitance of 0.4 mm or more and 6.8 mm or less and / or the capacitance between the first conductive layer and the second conductive layer is 200 pF or more and 4000 pF or less.
前記第1及び第2の導電層は、カーボン、銀、銅、酸化インジウムスズ(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO),金属ドープ酸化亜鉛(ZnO)、金属ナノワイヤー、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、ポリチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン、および水溶性スルホン化ポリアニリンからなる群から選択される1種または2種以上であってもよい。 The first and second conductive layers are carbon, silver, copper, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), metal-doped zinc oxide (ZnO), metal nanowires, and antimonated tin oxide (ATO). ), Polythiophene (PEDOT), polyaniline, and water-soluble sulfonated polyaniline.
また、前記第2の導電層は、金属箔、金属蒸着膜、金属ペースト、金属ナノワイヤー、低抵抗酸化膜、および導電性カーボンペーストからなる群から選択される1種または2種以上であってもよい。 Further, the second conductive layer is one or more selected from the group consisting of a metal foil, a metal vapor deposition film, a metal paste, metal nanowires, a low resistance oxide film, and a conductive carbon paste. May be good.
また、前記第1の導電層のシート抵抗は、前記第2の導電層のシート抵抗よりも高い、としてもよい。 Further, the sheet resistance of the first conductive layer may be higher than the sheet resistance of the second conductive layer.
さらに、前記絶縁層は、アルミナ製の硬質板およびガラスクロス含浸エポキシ樹脂製の硬質板を含む絶縁性の硬質板、樹脂製のフィルム、および空気からなる郡から選択される1種または2種以上であってもよい。 Further, the insulating layer is one or more selected from the group consisting of an insulating hard plate including a hard plate made of alumina and a hard plate made of a glass cloth impregnated epoxy resin, a resin film, and air. It may be.
また、平面視において、前記第1の導電層は前記第2の導電層の全面を覆う様に形成されており、且つ、前記複数の信号出力ノードは前記第2の導電層の外側に配置されていてもよい。 Further, in a plan view, the first conductive layer is formed so as to cover the entire surface of the second conductive layer, and the plurality of signal output nodes are arranged outside the second conductive layer. May be.
上記構成を備えることで、従来技術と比較して、パターンレスタッチパネル型の位置検出装置の導電シートとして用いた際に、出力信号強度を向上させることができる。 By providing the above configuration, the output signal strength can be improved when used as a conductive sheet of a patternless touch panel type position detection device as compared with the prior art.
本発明によると、従来技術と比較して、出力信号強度を向上させることができる。 According to the present invention, the output signal strength can be improved as compared with the prior art.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、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全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of preferred embodiments is merely exemplary and is not intended to limit the invention, its applications or its uses.
本開示に係るパターンレスタッチパネル用導電シートが適用される位置検出装置は、静電容量型のパターンレスタッチパネルに好適に用いられるものである。一般的に、パターンレスタッチパネルでは、導電シートのタッチ位置検出領域を構成する導電層に信号入力ノードを介してパルス信号を与え、当該導電層に設けられた電極(信号出力ノード)からの出力信号を取得するように構成されている。そして、導電層に指やタッチペン等でタッチ(接近を含む)を行うと、導電層のタッチ位置に容量の変化が生じて、電極で取得される電圧に変化が生じる。位置検出装置では、このときの電圧の変化から、導電膜上のタッチ位置の座標が算出されるようになっている。すなわち、パターンレスタッチパネル型の導電シートでは、パルス電圧を導電シートに印加するための信号入力ノードと、導電シートからの出力信号を取得するための信号出力ノードとを備えるものであると換言することができる。従来のパターンレスタッチパネル用導電シートでは、信号入力ノードおよび信号出力ノードが、ともに、一つの導電層の同一面上に配置されており、ノイズが増す原因となっていた。 The position detection device to which the conductive sheet for a patternless touch panel according to the present disclosure is applied is suitably used for a capacitance type patternless touch panel. Generally, in a patternless touch panel, a pulse signal is given to a conductive layer constituting a touch position detection region of a conductive sheet via a signal input node, and an output signal from an electrode (signal output node) provided in the conductive layer is applied. Is configured to get. Then, when the conductive layer is touched (including approaching) with a finger, a stylus, or the like, the capacitance changes at the touch position of the conductive layer, and the voltage acquired by the electrodes changes. In the position detection device, the coordinates of the touch position on the conductive film are calculated from the change in voltage at this time. That is, in other words, the patternless touch panel type conductive sheet includes a signal input node for applying a pulse voltage to the conductive sheet and a signal output node for acquiring an output signal from the conductive sheet. Can be done. In the conventional conductive sheet for a patternless touch panel, both the signal input node and the signal output node are arranged on the same surface of one conductive layer, which causes an increase in noise.
<導電シートの構成>
図1は実施形態に係る導電シートを模式的に示す平面図である。また、図2は、図1のII-II線における概略断面図である。
<Construction of conductive sheet>
FIG. 1 is a plan view schematically showing a conductive sheet according to an embodiment. Further, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
図1および図2に示される様に、パターンレスタッチパネル用導電シート10(以下、単に導電シート10という)は、周縁部に複数の信号出力ノード30を備え且つ面に一様に積層された第1の導電層28、絶縁層32、周縁部に外部からの計測信号を受ける信号入力ノード42が設けられ且つ面に一様に構成された第2の導電層34が順に積層されており、絶縁層32は厚さが0.4mm以上6.8mm以下および/または第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量が200pF以上4000pF以下となっている。すなわち、周縁部に複数の信号出力ノード30が設けられ且つ面に一様に構成された第1の導電層28と、周縁部に外部からの計測信号を受ける信号入力ノード42が設けられ且つ面に一様に構成された第2の導電層34とが、相互間を絶縁する絶縁層32を介在して積層されており、絶縁層32の厚さが0.4mm以上6.8mm以下および/または第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量が200pF以上4000pF以下となっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以下、各構成について詳述する。 Hereinafter, each configuration will be described in detail.
-第1の導電層-
第1の導電層28は、面に一様に構成されており、投影型のタッチパネル(静電容量方式)に採用されているメッシュ状の透明電極配線からなる導電層とは異なる。第1の導電層28を構成する導電材料は導電性を有するものであればよく、その種類は特に限定されないが、例えば、カーボン、銀、銅、酸化インジウムスズ(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、金属ドープ酸化亜鉛(ZnO)、金属ナノワイヤー、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、ポリチオフェン(PEDOT)、ポリアニリン、および水溶性スルホン化ポリアニリンからなる群から選択される1種又は2種以上の導電材料を用いることができる。この中でカーボンは、導電性が発現すれば特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブを用いることができる。
-First conductive layer-
The first
また、第1の導電層28は、絶縁層32を介在させて第2の導電層34と離間するように設けられていればよい。
Further, the first
第1の導電層28に用いる導電材料は、絶縁層32の表面との密着性を向上させる目的でバインダーとなる合成樹脂と同時に用いられてもよい。また、加工性の面から、バインダーとして、導電材料が分散された合成樹脂と揮発溶剤の混合液を用いることが望ましい。バインダーとなる合成樹脂は、特に限定されないが、経時安定性の面から、耐湿熱性のあるポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタンエステル樹脂、エポキシ樹脂が望ましい。具体的には、ポリエステル樹脂、フッ素系ゴム、ジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、チオコール、フッ素系樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ニトリル樹脂など水への溶解度が1%未満の樹脂が好適に使用できる。なお、第1の導電層28には、架橋剤が含まれていてもよい。
The conductive material used for the first
第1の導電層28は、検出精度に優れるすなわち出力信号強度を向上させ、且つ経時安定性を向上させる観点から、抵抗値R0が1000Ω/□以上100kΩ/□以下であることが好ましい。抵抗値R0が1000Ω/□未満であると、パターンレスタッチパネル用途においては、反応速度が高速化し過ぎる為に信号検知不可となる場合や、印加電流と検知電流との差動電位が小さくなるためタッチの検出に際してノイズと区別がつかなくなってしまうおそれがある。また、抵抗値R0が100kΩ/□を超えると、タッチの検出において遅延が発生してしまうおそれがある。
The first
第1の導電層28の抵抗値R0のばらつきは、検出精度の安定性を得る観点から、好ましくは20%以下である。抵抗値のばらつきを上記範囲に抑えることにより、第1の導電層28上の場所によらず安定した良好な検出精度を有する導電シート10をもたらすことができる。
The variation in the resistance value R0 of the first
第1の導電層28の厚さは、パターンレスタッチパネル型の位置検出装置用途として十分な抵抗値を得る観点から、平均厚さが好ましくは0.01μm以上かつ40μm以下、より好ましくは0.5μm以上かつ5μm以下である。
The thickness of the first
なお、第1の導電層28の厚さは均一であることが望ましい。ここに、「第1の導電層28の厚さが均一」であるとは、第1の導電層28の厚さのばらつきが上記平均厚さの20%以下であることをいう。第1の導電層28の厚さが均一であることにより、第1の導電層28の抵抗値ばらつきが低減され、安定した検出精度を有する(出力信号強度が向上する)とともに、経時安定性の高い導電シート10を得ることができる。
It is desirable that the thickness of the first
導電シート10を後述の表示デバイスの前側に配置する場合、第1の導電層28は、表示画面の視認性を確保する観点から、透過性の高い導電材料で形成することが望ましく、同様に、絶縁層32や第2導電層34もまた、透明の材料を採用することが望ましい。
When the
一方で、導電シート10を表示デバイスの後側に配置する場合、表示画面の視認性への影響を考慮する必要がなく、第1の導電層28(絶縁層32や第2導電層34も同様)は、透過性の低い材料で形成することが可能である。具体的には、導電シート10の全光線透過率は、好ましくは80%未満、より好ましく70%以下、特に好ましくは50%以下とすることができる。
On the other hand, when the
さらに、第1の導電層28の周縁部(例えば、周囲を囲む辺上)には、複数の信号出力ノード30が設けられている。そして、第1の導電層28と信号出力ノード30とが、直接又は間接的に、電気的に接続されている。以下、具体的に説明する。
Further, a plurality of
-信号出力ノード-
図2では、信号出力ノード30が、第1の導電層28の周縁部に位置し、且つ、第1の導電層28と接して複数配置されている例を示している。すなわち、各信号出力ノード30は、信号入力ノード42から入力され、第1の導電層28を介して出力される出力信号(例えば、出力電圧)を検出可能になっている。後述する位置検出装置では、信号出力ノード30から、(1)タッチされていない状態での出力電圧と、タッチされた状態での出力電圧とを検出すること、(2)さらに信号出力ノードの組み合わせを異ならせてタッチされた状態での出力電圧の電位差を求めることで、タッチ位置を算出することができるようになっている。すなわち、本実施形態のような構成にすることで、本開示の導電シート10を、パターンレスタッチパネルに好適に用いることができる。なお、前述のとおり、第1の導電層28と信号出力ノード30とは、電気的に接続されていればよいので、例えば、第1の導電層28と信号出力ノード30とが、受動素子(半導体素子)等を介して間接的に接続されていてもよい。
-Signal output node-
FIG. 2 shows an example in which a plurality of
複数の信号出力ノード30は、互いに離間するように配置されている。信号出力ノード30の具体的な配置は、特に限定されない。例えば、第1の導電層28が四角形である場合に、少なくとも第1の導電層28の四辺のうちのいずれか1辺に複数の信号出力ノード30が互いに離間して配置されていてもよい。また、例えば、第1の導電層28の四辺のうちの少なくとも2辺のそれぞれに信号出力ノード30が設けられていてもよく、この場合にも、信号出力ノード30同士が互いに離間して配置されているといえる。タッチ検出の精度を高める観点から、四辺の全ての辺に信号出力ノード30が配置されていることが好ましい。さらに好適には、図1に示す様に、第1の導電層28の全ての辺に信号出力ノード30が複数配置されていることが好ましい。
The plurality of
信号出力ノード30の形状は特に限定されず、点、線、面のいずれの構造であってもよい。また、例えば、後述する信号出力配線44の一端が、第1の導電層28に半田付けされた場合に、その半田付け部分が信号出力ノード30を構成するようにしてもよい。また、例えば、信号出力ノード30が、信号出力配線44と一体に構成されていてもよい。この場合には、信号出力配線44そのものが信号出力ノード30として機能する。
The shape of the
信号出力ノード30を構成する材料や構成は特に限定されないが、例えば、金属箔、金属蒸着膜、金属ペースト、金属ナノワイヤー、低抵抗ITO膜、低抵抗FTO膜、低抵抗金属ドープZnO膜、および導電性カーボンペースト、半田からなる群から選択される1種または2種以上の導電性の材料を用いることができる。この中でも、より好ましくは、銀ペーストにより構成された信号出力配線44の一端が第1の導電層28に半田付けされて構成される信号出力ノード30であることが好ましい。
The materials and configurations constituting the
-信号出力配線-
上述の信号出力ノード30には、さらに信号出力配線44が接続されていてもよい。信号出力配線44は、導電シートをタッチパネルに用いる際に、後述する位置検出装置(コントローラ50)と繋ぐために用いられるものである。基本的に、信号出力配線44は、信号出力ノード30から出力される出力電圧情報を、コントローラ50に送信可能に構成されていればよく、その構成、大きさ、太さ、導電率はなんら限定されるものではない。以下において、いくつかの具体例を例示する。
-Signal output wiring-
A
信号出力配線44は、導電シート10と一体に構成されていてもよく、導電シート10と分離可能に構成されていてもよい。導電シート10と一体に信号出力配線44を配置する場合、信号出力配線44が、後述する絶縁層32の表面上に形成されていてもよく、絶縁層32上に絶縁層32と分離配置された導電線等で実現されていてもよい。
The
絶縁層32の表面上に信号出力配線44を設ける場合、絶縁層32の表面上に導電性材料より形成される配線パターンを採用することができる。こうした配線パターンは、銀ペースト、アルミニウムペースト、銅ペースト、金ペースト、カーボン粉、銀粉、銅粉、樹脂コア金属メッキ粉、アルミニウム粉、および、これら混合粉からなる郡から選択される1種又は2種以上の導電性インキを配線パターン状に絶縁層32の表面上に印刷することで構成してもよい。また、例えば、アルミニウム箔、銅箔、金箔、銀箔からなる郡から選択される1種又は2種以上の金属箔を絶縁層32の表面上に積層し、これを配線パターン状にエッチングして構成してもよい。導電性材料が粉体である場合には、その形状は特に限定されないが、例えば、球状、リン片状であってもよい。
When the
また、信号出力配線44は、信号出力ノード30と一体であってもよく、さらには第1の導電層28と同一の材料で構成されてもよい。この場合、第1の導電層28と切れ目なく形成されていてもよい。例えば、絶縁層32の表面上であってその中央部分に上述の第1の導電層28が一様に形成されるとともに、信号出力配線44として、この周囲において第1の導電層28の一部が配線パターン形状にパターニングされていてもよい。これにより、第1の導電層28と信号出力ノード30と信号出力配線44とが一体形成され、第1の導電層28、信号出力ノード30及び信号出力配線44の形成工程を簡素化することができ、生産性を向上させることができる。なお、この構造の場合には、配線パターン形状の信号出力配線44が信号出力ノード30としての機能を備える。
Further, the
また、信号出力配線44として、導電性インキを配線パターン状に形成したものや、金属箔を配線パターン状にエッチングして形成したものを採用する場合、信号出力配線44が第1の導電層28や第2の導電層34との間に寄生容量を生じさせ、ノイズを起こし得ることから、平面視において信号出力配線44を覆う導電性のシールド層(図示省略)を備えていてもよい。具体的には、第2の導電層34の周縁に、第2の導電層34とは離間して金属箔や金属板等によるシールドを設けることが好ましい。
Further, when the
信号出力配線44は、第1の導電層28に接続された一端を起点として、第1の導電層28の外側をその周縁に沿って引き回される。そして、信号出力配線44の他端が、1ヶ所(例えば、第1の導電層の特定の端部)に集約されていてもよい。このように、信号出力配線44の他端を集約させることにより、後述する位置検出装置(コントローラ50)に接続しやすくなる。そして、例えば、信号出力配線44に位置検出装置が接続された場合、位置検出装置は、第1の導電層28からの出力信号電圧の取得が可能である。この信号出力配線44は、例えば、上述の特許文献1,3では出力信号を取得するノードに相当する。
The
また、信号出力配線44として、絶縁層32上に、絶縁層32とは分離した導電線等の配線を採用する場合、ゴムやビニル化合物、ポリエチレンやガラス繊維等の絶縁体で被覆された銅線、アルミニウム線等を用いてもよい。
Further, when wiring such as a conductive wire separated from the insulating
-絶縁層-
絶縁層32は、第1の導電層28と第2の導電層34との間の絶縁を取るために、第1の導電層28と第2の導電層34との間に介在される層である。絶縁層32を構成する材料は、導電性を有さないものであればよく、その種類は特に限定されない。絶縁層32として、例えば、アルミナ製の硬質板およびガラスクロス含浸エポキシ樹脂製の硬質板を含む絶縁性の硬質板、樹脂製のフィルム、および空気からなる群から選択される1種又は2種以上の材料を用いることができる。樹脂製フィルムは、具体的には例えば、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)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、トリアセテート、トリアセチルセルロース(TAC)等が挙げられ、特に、耐熱性及びコストの面からPETフィルムがより望ましい。なお、絶縁層32に空気を用いる構造としては、第1の導電層28と第2の導電層34との間に空気を含めて離間するためのスペーサーを介す構造や、絶縁性の袋に空気を充填したもの、絶縁性の樹脂の発泡体、空隙を備えた絶縁性の樹脂層等により構成することができる。
-Insulation layer-
The insulating
また、絶縁層32は透明である必要はなく、着色されていてもよい。絶縁層32の表面には、第1の導電層28や第2の導電層34との密着性向上、加工性向上及び経時安定性を目的とした各種表面処理(コロナ処理、プラズマ処理、アンカーコート、ハードコート、オリゴマーブロックコート等)がなされていてもよい。この表面処理で施されるコート層の厚みは、0.01~10μmが好ましい。
Further, the insulating
絶縁層32は、厚さが0.4mm以上6.8mm以下であるのが好ましい。絶縁層32の厚さがこの範囲内であることで、第2の導電層34と第1の導電層28とをパルス電圧の伝送経路とすることができ、かつ、当該第2の導電層34と第1の導電層28との間に生じる静電容量を低減することができる。この伝送経路の構造とパターンレスタッチパネルとしての作用機構は後述する。
The insulating
-第2の導電層-
第2の導電層34は、絶縁層32に対して、第1の導電層28が設けられた面とは反対の面に設けられる層である。第2の導電層34を構成する材料は、導電性を有するものであればよく、その種類は特に限定されないが、例えば、金属箔、金属蒸着膜、金属ペースト、金属ナノワイヤー、低抵抗酸化膜(例えば、低抵抗ITO膜、低抵抗FTO膜、低抵抗金属ドープZnO膜)、および導電性カーボンペーストからなる群から選択される1種または2種以上の導電性の材料を用いることができる。この中でも、導電性が高く加工が容易であることから銅箔が好ましい。また、第2の導電層34は、面として一様に形成されていることで、タッチ位置検出可能領域に切れ目がなくなる。また、第2の導電層34を構成する材料は、第1の導電層28と同じ材料であっても異なる材料であってもよい。第2の導電層34と第1の導電層28を構成する材料を同じにすることで、生産性を向上させることができる。
-Second conductive layer-
The second
第2の導電層34の厚みは、特に限定されないが、10nm以上200μm以下であることが好ましい。第2の導電層34の厚さが10nm未満であると、加工に際して折り曲げるとクラックが発生して抵抗値が増大するおそれがあり、200μmを超えると、反りが発生するおそれがある。
The thickness of the second
第2の導電層34の周縁部には、外部からの計測信号を受ける信号入力ノード42が設けられている。すなわち、パターンレンスタッチパネルにおいて、当該信号入力ノード42から第2の導電層34にパルス信号が印加可能になっている。信号入力ノード42は、第2の導電層34にパルス信号を印加可能に構成されていればよく、絶縁層32の第2の導電層34側の面に配線として信号入力ノード42を形成してもよく、第2の導電層34の一部が延長された形状であってもよい。絶縁層32の表面上に信号入力ノード42を配置する場合、絶縁層32上に導電性材料より形成される配線パターンを採用することができる。こうした配線パターンは、例えば、銀ペースト、アルミニウムペースト、銅ペースト、金ペースト、カーボン粉、銀粉、銅粉、樹脂コア金属メッキ粉、アルミニウム粉、および、これら混合粉からなる郡から選択される1種又は2種以上の導電性インキを配線パターン状に絶縁層の表面上に印刷してもよい。また、配線パターンとして、例えば、アルミニウム箔、銅箔、金箔、銀箔からなる郡から選択される1種又は2種以上の金属箔を絶縁層の表面上に積層し、これを配線パターン状にエッチングして構成してもよい。導電性材料が粉体である場合において、その形状は特に限定されないが、例えば、球状、リン片状であってもよい。
A
信号入力ノード42は、第2の導電層34と一体に構成されていてもよく、さらには第2の導電層34と同一材料で構成されてもよい。図1は、第2の導電層34側から見た平面図であり、信号入力ノード42と第2の導電層34とが一体となっている構造を例示している。
The
信号入力ノード42は、1つあればパルス電圧を第2の導電層34の全面に行き渡らせることができるが、信号入力ノードを2以上としてもよい。なお、信号入力ノード42は、その取り回しの観点から1つにするのが好ましい。
If there is only one
-保護層-
図示は省略するが、導電シート10は、第1の導電層28および第2の導電層34の外側の面、すなわち、互いに対向する面とは反対側の面に、更に別の保護層を備えていてもよい。これにより、第1の導電層28および第2の導電層34が他の導電性物体と接触してタッチ検出の妨げになることを防ぐことができるだけでなく、第1の導電層28および第2の導電層34の傷や腐食の発生を防ぐことができる。
-Protective layer-
Although not shown, the
こうした保護層を構成する材料の種類は特に限定されないが、例えば、アルミナ、ガラスクロス含浸エポキシ樹脂などの硬質板、および樹脂製のフィルムからなる群から選択される1種又は2種以上の材料を用いることができる。中でも、ロールツウロール生産が可能であり生産性に優れる公知の樹脂製フィルムが望ましい。そのような公知の樹脂製フィルムは、具体的には例えば、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)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、トリアセテート、トリアセチルセルロース(TAC)等が挙げられ、特に、耐熱性及びコストの面からPETフィルムがより望ましい。 The type of material constituting such a protective layer is not particularly limited, and for example, one or more materials selected from the group consisting of a hard plate such as alumina, a glass cloth impregnated epoxy resin, and a resin film can be used. Can be used. Above all, a known resin film capable of producing roll-to-roll and having excellent productivity is desirable. Specific examples of such known resin films include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), cycloolefin polymer (COP), polycarbonate (PC), polyimide (PI), and polyvinyl chloride (P). PVC), triacetate, triacetylcellulose (TAC) and the like can be mentioned, and PET film is more preferable from the viewpoint of heat resistance and cost.
-各層の位置関係-
以上の通り、本発明のパターンレスタッチパネル用導電シート10は、第1の導電層28、絶縁層32、第2の導電層34が順に積層されている。ここで、平面視において、第1の導電層28が第2の導電層34の全面を覆っていることが好ましい。また、同平面視において、信号出力ノード30は、第2の導電層34の外側に配置されていることが好ましい。なお、本実施形態では、第1の導電層28から見た場合に、第2の導電層34が覆われてしまい説明が煩雑になるため、図1に示す様に、第2の導電層34側からの平面視によって説明している。また、図1では、説明の簡便化のために第1の導電層28と第2の導電層34との間に介在される絶縁層32以外の絶縁層の図示を省略している。図1に示す様に、第1の導電層28(導電シートの中央部分に破線で囲まれた領域)は、第2の導電層34(図2の斜線領域)よりも広い面積で構成されており、第2の導電層34が第1の導電層28によって全面覆われる状態となっている。なお、信号入力ノード42は、必ずしも第1の導電層28で覆われている必要はない。
-Positional relationship of each layer-
As described above, in the
第1の導電層28と第2の導電層34が上記の位置関係であることによって、信号入力ノード42から入力されたパルス電圧が第2の導電層34に行き渡り、且つ、第2の導電層34から漏れなく第1の導電層28に向かうので、タッチ検出領域の全面に効率よく且つノイズとなることなくパルス電圧を行き渡らせることができる。
Since the first
次に、第1の導電層28と第2の導電層34に対する、信号出力ノード30の位置関係について説明する。平面視において、信号出力ノード30は、第2の導電層34の外側に配置されていることが好ましい。例えば、図1では、第1の導電層28の周端に設けられた電極30は、平面視において、第2の導電層34の外側に配置されている。これにより、第2の導電層34と信号出力ノード30との間に寄生容量が生じることを防ぐことができるので、タッチ検出の際にノイズが発生することを防ぐことができる。
Next, the positional relationship of the
-パルス電圧の伝送経路-
次に、本開示に係る導電シートをパターンレスタッチパネルに適用する場合のパルス電圧の伝送経路について説明する。
-Pulse voltage transmission path-
Next, a pulse voltage transmission path when the conductive sheet according to the present disclosure is applied to a patternless touch panel will be described.
前述のとおり、信号入力ノードにパルス電圧が印加されると、信号入力ノード42が接続された第2の導電層34の全面にパルス電圧が行き渡る。次いで、第1の導電層28との誘電効果により、パルス電圧は第1の導電層28に向かって進む。すなわち、パルス電圧は、第2の導電層34から、絶縁層32、第1の導電層28に順向する伝送経路となって印加される。すなわち、これらのパルス電圧は互いに面の状態で印加され、相互間を伝送される。
As described above, when the pulse voltage is applied to the signal input node, the pulse voltage spreads over the entire surface of the second
そうすると、この伝送された電圧信号を、第1の導電層28に接続された信号出力ノード30から取得することができる。信号出力ノード30には、後述する位置検出装置が接続されていて、位置検出装置では、任意に選択された2つの信号出力ノード30の出力電圧の差動電圧が演算される。そして、位置検出装置では、この差動電圧の値に基づいて、タッチ位置の検出を行うことができるようになっている。なお、差動電圧によるタッチ位置の特定の方法は、前述の特許文献等に記載された従来技術を適用することができるので、ここではその詳細説明を省略する。
Then, the transmitted voltage signal can be acquired from the
以上のように、本実施形態によると、信号を出力させる導電層(第1の導電層28に相当)と、信号を与える導電層(第2の導電層34に相当)とを絶縁層を介して分離させている。そして、絶縁層32の厚さを0.4mm以上6.8mm以下および/または第1の導電層と第2の導電層間の静電容量が200pF以上4000pF以下にしている。これにより、絶縁層32を介して第1の導電層28から第2の導電層34に対して十分な強度の信号を伝達させることができるとともに、絶縁層32によって分離した作用により入出力信号間の干渉を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the conductive layer (corresponding to the first conductive layer 28) for outputting a signal and the conductive layer (corresponding to the second conductive layer 34) for giving a signal are interposed via an insulating layer. Is separated. The thickness of the insulating
これに対し、前述の特許文献1~3で開示または示唆されるパターンレスタッチパネル用導電シートは、単一の導電層に接続されたノードが、パルス電圧の印加のための信号入力ノードと、出力信号検出のための信号出力ノードとの両方を担っているため、入出力電圧間の干渉によるノイズが多く、位置検出精度が低かったが、本願に係る構成は、そのようなことがない。
On the other hand, in the conductive sheet for a patternless touch panel disclosed or suggested in the above-mentioned
次に、具体的に実施した実施例について説明する。なお、以下の実施例に記載された各種の数値は、発明の理解を助けることを目的として例示したものであり、以下に記載された数値に限定することを意図するものではまったくない。 Next, a specific embodiment will be described. It should be noted that the various numerical values described in the following examples are exemplified for the purpose of assisting the understanding of the invention, and are not intended to be limited to the numerical values described below at all.
(実施例1)
第1の導電層28となる導電性カーボンインキ(大日精化工業株式会社製、DDI)を、210×240mm、厚さ0.1mmのPETフィルム(東洋紡株式会社製A4300)の一方の面上の中心部に、グラビアコーターを用いて一様に印刷した。導電性カーボンインキは、乾燥後の塗膜重量が2.2g/m2となるように塗工量を調整し、シート抵抗値が10kΩ/□の導電シートを得た。次いで、信号出力ノード30および信号出力配線44として、スクリーン印刷によりAgペーストの配線パターンを、第1の導電層28のパターンの周縁に沿って引き回される様に塗工した。Agペーストの配線パターンは、複数の配線により構成され、各配線の一端部は、導電性カーボンインキと重なる部分の塗工面積が1.2mm2となり、第1の導電層28の各辺に対して互いに対称(等ピッチ)に配置されるように3箇所で接続した。(図3の信号出力ノード30、信号出力配線44参照)。
(Example 1)
Conductive carbon ink (DDI, manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.) to be the first
次いで、厚さ1.6mmのガラス・エポキシ積層板(240×300mm)に第2の導電層34として35μm厚の銅箔(165×220mm)を貼り合せた片面銅貼積層板を準備した。さらに、ガラス・エポキシ樹脂面の上記銅箔が貼られた面とは反対の面と、上述のPETフィルムの導電性カーボンインキが塗工された面とは反対の面とを、両面テープ(株式会社寺岡製作所製ベースレス両面テープ702A0.025)を用いて接着した。さらに銅箔には導線を半田付けして、信号入力ノード42の配線とした。
Next, a single-sided copper laminated plate was prepared by laminating a copper foil (165 × 220 mm) having a thickness of 35 μm as a second
次いで、保護層としての厚さ0.1mmのPETフィルム(東洋紡株式会社製A4300)を、上述の第1の導電層28に、両面テープで貼り合せた。
Next, a PET film having a thickness of 0.1 mm (A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a protective layer was attached to the above-mentioned first
ここで、絶縁層32の厚さは、導電性カーボンインキが塗膜された0.1mm厚のPETフィルムと、1.6mm厚のガラス・エポキシ積層板とで、合計1.7mmであった。
なお、平面視において第2の導電層34は信号出力ノード30のいずれにも被ら無い様に貼り合わせた。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は800pFであった。
Here, the thickness of the insulating
The second
以上の様にして、パターンレスタッチパネル用導電シートを得た。 As described above, a conductive sheet for a patternless touch panel was obtained.
(実施例2)
ガラス・エポキシ積層板の厚みを3.2mmに変更し、絶縁層32の厚みを3.3mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は420pFであった。
(Example 2)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the glass / epoxy laminated board was changed to 3.2 mm and the thickness of the insulating
(実施例3)
ガラス・エポキシ積層板の厚みを6.4mmに変更して、絶縁層32の厚みを6.5mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は250pFであった。
(Example 3)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the glass / epoxy laminated board was changed to 6.4 mm and the thickness of the insulating
(実施例4)
ガラス・エポキシ積層板を1.6mm厚みのアクリル板に変更して、絶縁層32の厚みを1.6mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は750pFであった。
(Example 4)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass / epoxy laminated plate was changed to an acrylic plate having a thickness of 1.6 mm and the thickness of the insulating
(実施例5)
ガラス・エポキシ積層板を3.2mm厚みのアクリル板に変更して、絶縁層32の厚みを3.3mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は350pFであった。
(Example 5)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass / epoxy laminated plate was changed to an acrylic plate having a thickness of 3.2 mm and the thickness of the insulating
(実施例6)
ガラス・エポキシ積層板を1.5mm厚みのPETに変更して、絶縁層32の厚みを1.6mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は610pFであった。
(Example 6)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass / epoxy laminated plate was changed to PET having a thickness of 1.5 mm and the thickness of the insulating
(実施例7)
ガラス・エポキシ積層板を3.2mm厚みのPETに変更して、絶縁層32の厚みを3.3mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は300pFであった。
(Example 7)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass / epoxy laminated plate was changed to PET having a thickness of 3.2 mm and the thickness of the insulating
(実施例8)
ガラス・エポキシ積層板を0.8mm厚みのCPPに変更して、絶縁層32の厚みを0.9mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層28と第2の導電層34間の静電容量は1000pFであった。
(Example 8)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the glass-epoxy laminated board was changed to a CPP having a thickness of 0.8 mm and the thickness of the insulating
(比較例1)
第1の導電層となる導電性カーボンインキ(大日精化工業株式会社製、DDI)を、210×240mm、厚さ0.1mmのPETフィルム(東洋紡株式会社製A4300)の一方の面上の中心部に、グラビアコーターを用いて一様に印刷した。導電性カーボンインキは、乾燥後の塗膜重量が2.2g/m2となるように塗工量を調整し、シート抵抗値が10kΩ/□の導電シートを得た。次いで、スクリーン印刷によりAgペーストの配線パターンを、第1の導電層28のパターンの周縁に沿って引き回される様に塗工した。Agペーストの配線パターンは、複数の配線により構成され、各配線の一端部(ノードに相当)は、導電性カーボンインキと重なる部分の塗工面積が1.2mm2となり、第1の導電層の各辺に対して互いに対称(等ピッチ)に配置されるように3箇所で接続した。この様にして、ノード(各配線の一端部)が、パルス電圧印加用の信号入力ノードと、出力信号を検出するための信号出力ノードを兼ねている構造(上述の特許文献と同一の構成)を有するパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。
(Comparative Example 1)
A conductive carbon ink (DDI, manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.), which is the first conductive layer, is applied to the center on one surface of a PET film (A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a thickness of 210 × 240 mm and a thickness of 0.1 mm. The part was printed uniformly using a gravure coater. For the conductive carbon ink, the coating amount was adjusted so that the coating film weight after drying was 2.2 g / m2, and a conductive sheet having a sheet resistance value of 10 kΩ / □ was obtained. Next, the wiring pattern of the Ag paste was applied by screen printing so as to be routed along the peripheral edge of the pattern of the first
(比較例2)
厚さ1.6mmのガラス・エポキシ積層板を除去し、絶縁層32の構成要素を、厚さ0.1mmのPETフィルムのみとした、すなわち、絶縁層32の厚さを0.1mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層と第2の導電層間の静電容量は8000pFであった。
(Comparative Example 2)
Except that the glass / epoxy laminate with a thickness of 1.6 mm was removed and the component of the insulating
(比較例3)
ガラス・エポキシ積層板の厚みを8.0mmに変更して、絶縁層32の厚みを8.1mmとした以外は、実施例1と同様にしてパターンレスタッチパネル用導電シートを作製した。なお、第1の導電層と第2の導電層間の静電容量は120pFであった。
(Comparative Example 3)
A conductive sheet for a patternless touch panel was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the glass / epoxy laminated board was changed to 8.0 mm and the thickness of the insulating
-タッチ位置検出試験-
パターンレスタッチパネルの試作機(明星大学製)に導電シート10を設置し、タッチ操作によるタッチ位置の検知精度について検証を行った。
-Touch position detection test-
A
図3に示すように、試作機では、導電シート1を、PETフィルム上に塗工された第1の導電層が上面を向く様に設置し、その上に1~80に区割りした印刷を施した紙を載せた。この紙の大きさは、第2の導電層34の周端と揃えており、さらに紙の周端から1cm内側の領域をタッチ検出領域46とした。
As shown in FIG. 3, in the prototype, the
次いで、各信号出力配線44及び信号入力ノード42を位置検出装置としてのコントローラー50に接続した。コントローラー50は、明星大学製の試作機(国際公開WO2013/153609号に記載のタッチ位置の演算処理システムを備えたもの)の一部である。コントローラー50は、演算により算出されたタッチ位置に相当する番号が表示されるように、表示装置(液晶モニター)52に接続した。次いで、信号入力ノード42に試作機からパルス電圧を印加した。
Next, each
そして、実験者がタッチ検出領域46の区割り48を順にタッチし、表示装置52に表示されたタッチ位置算出結果と一致するか否かを確認した。それぞれの区割り48へのタッチ試験を10回づつ行い、1回でもタッチした区割り48の番号と表示装置52に表示されたタッチ位置算出結果とが異なった場合には×、全て一致していた場合には○とした。
Then, the experimenter touched the
以上の結果に示される様に、本発明のパターンレスタッチパネル用導電シートは、高い精度でタッチ位置を検出することができることが示された。 As shown in the above results, it was shown that the conductive sheet for a patternless touch panel of the present invention can detect the touch position with high accuracy.
本発明は、タッチ位置の検出精度が高いパターンレスタッチパネル用の導電シートをもたらすことができるので、極めて有用である。 The present invention is extremely useful because it can provide a conductive sheet for a patternless touch panel having high touch position detection accuracy.
10 導電シート(パターンレスタッチパネル用導電シート)
28 第1の導電層
30 信号出力ノード
32 絶縁層
34 第2の導電層
42 信号入力ノード
10 Conductive sheet (Conductive sheet for patternless touch panel)
28 First
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