JP7007983B2 - パターンレスタッチパネル用導電シート - Google Patents

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。

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。

国際公開ＷＯ２０１３／１５３６０９号パンフレット 特開２０１３－２５０６４２号公報 特開２０１５－２０１２２３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

パターンレスタッチパネル用の導電シートを模式的に示す平面図である。 図１のII－II線における概略断面図である。 タッチパネルの位置検出試験を行うための評価装置の構成を模式的に示す図である。

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。

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。

＜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。

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。

以下、各構成について詳述する。

－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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

－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。

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。

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。

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。

－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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

－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。

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。

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。

－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。

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。

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。

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。

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。

－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。

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。

－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。

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。

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。

－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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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１．２ｍｍ^２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）。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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１．２ｍｍ^２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。

（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。

（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。

－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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

1. 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、パターンレスタッチパネル用導電シート。
2. 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種以上であることを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
3. 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種以上であることを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
4. 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ことを特徴とする、請求項１記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
5. 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種以上であることを特徴とする、請求項１～４いずれか記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。
6. 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配置されており、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ることを特徴とする、請求項１～５いずれか記載のパターンレスタッチパネル用導電シート。

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