タッチスイッチ
【課題】指による接触を検出できない検出感度低下領域を小さくすることが可能なタッチスイッチを提供する。
【解決手段】タッチスイッチは、絶縁層と、絶縁層３の一方面側に配置される複数のセンサ電極２１と、絶縁層３の一方面側に配置され、前記各センサ電極にそれぞれ連結された複数の配線部２２と、絶縁層３の他方面側において、前記各センサ電極２１と対向する位置にそれぞれ配置された複数の補助電極４と、複数の補助電極４を覆う絶縁性の保護層５と、を備え、隣接するセンサ電極２１間の領域に、隣接する前記補助電極４間の境界が配置されている。
【解決手段】タッチスイッチは、絶縁層と、絶縁層３の一方面側に配置される複数のセンサ電極２１と、絶縁層３の一方面側に配置され、前記各センサ電極にそれぞれ連結された複数の配線部２２と、絶縁層３の他方面側において、前記各センサ電極２１と対向する位置にそれぞれ配置された複数の補助電極４と、複数の補助電極４を覆う絶縁性の保護層５と、を備え、隣接するセンサ電極２１間の領域に、隣接する前記補助電極４間の境界が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式のタッチスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスイッチの主な方式として、光の変化を検出する方式と、電気的な特性の変化を検出する方式とが知られている。電気的な特性の変化を検出する方式としては、静電容量結合方式が知られており、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載のタッチスイッチは、基板上に、複数のセンサ電極を配置することで形成されている。各センサ電極には配線部が連結されており、各配線部が静電容量の検出回路に接続されている。そして、いずれかの補助電極に指を接触させると、この検出回路で、人体の静電容量による変化を検出することで、接触位置が特定される。このとき、センサ電極に流れる電流値を検出することで、接触位置が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４６４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記タッチスイッチでは、センサ電極と配線部とが、ともに基板上に配置されている。そのため、センサ電極の数が多くなると、それに伴って配線部も多くなり、基板上に配線部を配置するスペースを確保する必要がある。しかしながら、配線部を配置するスペースは、指や導電性のペンなどを接触させても、これを検出する感度が低下する領域であり、タッチスイッチとしての機能上、これをできるだけ小さくする必要がある。これを解決するため、配線部を細線化することも考えられるが、配線部の数が多くなると、これにも限界がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、指等による接触を検出できない検出感度低下領域を小さくすることが可能なタッチスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るタッチスイッチは、絶縁層と、前記絶縁層の一方面側に配置される複数のセンサ電極と、前記絶縁層の一方面側に配置され、前記各センサ電極にそれぞれ連結された複数の配線部と、前記絶縁層の他方面側において、前記各センサ電極と対向する位置にそれぞれ配置された複数の補助電極と、前記複数の補助電極を覆う絶縁性の保護層と、を備え、隣接する前記センサ電極間の領域に、隣接する前記補助電極間の境界が配置されている。
【０００７】
この構成によれば、絶縁層を介して、センサ電極と対向する位置に補助電極を形成し、隣接するセンサ電極間の領域に、隣接する前記補助電極間の境界が配置されている。そのため、センサ電極の間に隙間が形成されたり、配線部が配置されるなどして検出感度低下領域が大きくなったとしても、補助電極間の境界をこの検出感度低下領域に配置することで、検出感度低下領域は補助電極によってカバーされる。その結果、検出感度低下領域が低減され、指や導電性のペンなどが、センサ電極間の領域に接触したとしても、検出感度が低下することを防止できる。例えば、センサ電極の数が多くなると、これに伴って配線部の数も多くなり、これによって検出感度低下領域が大きくなる。しかしながら、このような配線部も補助電極によって覆われることで、検出感度低下領域を小さくすることができる。なお、本発明においては、「隣接するセンサ電極間の領域に、隣接する補助電極間の境界が配置されている」としているが、補助電極間の境界の位置は必ずしも厳密にセンサ電極間の領域に配置されていなくてもよく、わずかにずれた位置に境界が配置されていたとしても、検出感度が大きく低下していない限り、「センサ電極間の領域」とは、その近傍も含まれる。
【０００８】
上記タッチスイッチにおいては、上述した複数のセンサ電極が配置された基準領域の上方に、複数の補助電極を敷き詰めることが好ましい。これにより、隣接する補助電極間の隙間が小さくなり、検出感度低下領域を小さくすることができる。なお、基準領域とは、少なくともセンサ電極が配置される領域であり、指や導電性のペンなどが接触する可能性のある領域のことをいう。例えば、上記タッチスイッチを表示装置上に配置する場合、表示装置の表示画面全体もしくは操作に用いる表示画面の一部に対応する領域が基準領域となる。
【０００９】
上記タッチスイッチにおいては、隣接する補助電極間の隙間を、１０μｍ〜３ｍｍとすることができ、望ましくは１００μｍ〜２ｍｍ、さらに望ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。上述したように、補助電極は、配線部の配線にかかわらず配置できるため、隣接する補助電極間の隙間は、上記のように小さくすることができる。上記範囲外でも可能ではあるが、１０μｍ以下では隣接する補助電極との間の安定的な絶縁がとれない可能性があり、３ｍｍ以上では指に対して検出感度低下領域が広くなりすぎるため安定な検出ができないおそれがある。なお、隣接する補助電極間の隙間は、全て同じ長さにする必要はなく、必要に応じて、変更することができる。
【００１０】
上記タッチスイッチにおいて、センサ電極は、金属線を網目状に配置することで形成することができる。また、上記配線部は、少なくとも１つ以上の金属線で形成することができる。このように、金属線で形成することで、光透過性を有し、また表面抵抗値が低いセンサ電極が得られる。
【００１１】
上記タッチスイッチにおいては、各補助電極は種々の形状にすることができるが、例えば、補助電極の端縁の少なくとも一部が面方向に凹凸を形成するように形成し、隣接する各補助電極の境界が、所定間隔をおいて凹凸が噛み合うように形成されるようにすることができる。このようにすると、隣接する補助電極との境界部分における指の接触の検出感度を向上することができる。
【００１２】
また、上記タッチスイッチにおいては、複数のセンサ電極の面積が同一とすることができる。このようにすると、センサ電極と補助電極との間の静電容量が一定になるため、指などが接触するいずれの検出点においても検出感度を揃えることができる。なお、複数のセンサ電極は、完全に同一の面積を要求されるわけではなく、検出感度がほぼ揃う限度において若干の相違は認められる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るタッチスイッチによれば、指による接触を検出できない検出感度低下領域を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るタッチスイッチの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。
【図４】図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。
【図５】図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。
【図６】従来のタッチスイッチのセンシングメカニズムを説明する図である。
【図７】図１に示すタッチスイッチのセンシングメカニズムを説明する図である。
【図８】図１に示すタッチスイッチの補助電極の他の例を示す平面図である。
【図９】図１に示すタッチスイッチの構造の他の例を示す断面図である。
【図１０】図１に示すタッチスイッチのセンサ電極の他の例を示す平面図である。
【図１１】図１に示すタッチスイッチのセンサ電極の他の例を示す平面図である。
【図１２】本発明に係るタッチスイッチの実施例及び比較例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るタッチスイッチの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、このタッチスイッチの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３〜図５は図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。なお、図１は、説明の便宜上、後述する保護層を省いて描いている。
【００１６】
本実施形態のタッチスイッチは、液晶表示パネルなどの表示装置の上面に配置される静電容量式のタッチスイッチである。図１及び図２に示すように、このタッチスイッチは、透明の基板１を有しており、この基板１上に、センサ電極２１、絶縁層３、補助電極４、及び保護層５がこの順で積層されている。センサ電極２１は、矩形状に形成されて基板１上に複数設けられており、指や導電性のペンなどでタッチされる可能性のある基準領域Ｒ内に配置されている。そして、図３に示すように、各センサ電極２１には、線状に延びる配線部２２が一体的に連結されている。各配線部２２は、基板１の端部まで延びるように配線されており、その他端部が静電容量検出回路（図示省略）に接続されている。配線部２２は、その距離や幅を考慮して低抵抗が好ましく、例えば、表面抵抗率が、１０Ω／□以下とすることが好ましい。本実施形態においては、基板１上に１０個のセンサ電極２１が配置されており、図１及び図３の上下方向に並ぶ５個のセンサ電極２１が２列配置されている。ここでは説明の便宜上、図１及び図３の上から下に向かって第１〜第５センサ電極２１ａ〜２１ｅと称する。そして、各列のセンサ電極２１ａ〜２１ｅは同じであるので、図３の右側のセンサ電極について説明する。また、説明の便宜上、図１及び図３の上下方向を長手方向、左右方向を幅方向と称することとする。
【００１７】
図３に示すように、第１センサ電極２１ａは、基板１の長手方向一端部（図３の上側）に配置されており、このセンサ電極２１ａの右側の端部から長手方向の他端部側（図３の下側）まで配線部２２ａが直線状に延びている。第２センサ電極２１ｂは、第１センサ電極２１ａよりも長手方向の他端部側に配置されており、第１センサ電極２１ａよりも幅方向の長さが小さくなっている。すなわち、各センサ電極２１ａ，２１ｂは、幅方向の左側が揃うように配置されるが、第２センサ電極２１ｂの右側は、第１センサ電極２１ａの配線部２２ａに接触しないように、それよりも左側に配置されている。第２センサ電極２１ｂの配線部２２ｂは、第２センサ電極２１ｂの右側の端部から長手方向の他端部側まで、第１センサ電極２１ａの配線部２２ａと平行に直線状に延びている。同様にして、第３から第５センサ電極２１ｃ〜２１ｅは、長手方向一端部側で隣接するセンサ電極の配線部と接触しないように、センサ電極の幅が徐々に小さくなっており、第５センサ電極２１ｅの幅が最も小さくなっている。また、各配線部２２ａ〜２２ｅは、基板１の端部でＬ字型に折れ曲がるように形成されており、これによって、基板１の端部での配線部２２ａ〜２２ｅ間の間隔を大きくしている。
【００１８】
上記のように形成されたセンサ電極２１ａ〜２１ｅの上面には、これらを覆う絶縁層３が形成されている（図４参照）。絶縁層３は、膜厚が１０〜５００μｍであり、すべてのセンサ電極２１と配線部２２を覆うように配置されている。そして、この絶縁層３上に複数の補助電極４が配置されている。各補助電極４は、センサ電極２１と同じく１０個配置されており、図１の上下方向に並ぶ５個の補助電極４が２列配置されている。ここでも、センサ電極の説明と同様に、図１の上から下に向かって第１〜第５補助電極４ａ〜４ｅと称し、各列の補助電極４ａ〜４ｅは同じであるので、図１の右側の補助電極について説明する。各補助電極４ａ〜４ｅは、例えば酸化インジウム錫（ITO）の場合、膜厚が１０〜１００ｎｍであり、絶縁層３上で、各センサ電極２１ａ〜２１ｅと対応する位置に配置されている。全ての補助電極４ａ〜４ｅは、同じ大きさの正方形に形成されており、狭い間隔で配置されている。より詳細に説明すると、図２に示すように、隣接するセンサ電極２１間の領域Ｌに、隣接する補助電極４間の境界ｂが配置されるようになっており、補助電極４によってセンサ電極２１間の領域Ｌが埋められるようになっている。すなわち、センサ電極２１間に配置される配線部２２が、補助電極４によって覆われるようになっている。このような補助電極４の表面抵抗率は、センサ電極２１より高くてもよく、例えば、１ｋΩ／□以下が好ましく、３００Ω／□以下がさらに好ましい。なお、補助電極４は、電気的に独立しており、いずれの部材にも導通していない状態となっている。そして、上記のように配置された複数の補助電極４は、保護層５によって覆われている。保護層５の厚さは、上述した絶縁層３よりも大きいことが好ましく、例えば、０．５〜１０ｍｍとすることができる。
【００１９】
また、図１に示すように、隣接する補助電極４間の隙間の長さｓは、１０μｍ〜３ｍｍとすることができ、望ましくは１００μｍ〜２ｍｍ、さらに望ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。上記範囲外でも可能ではあるが、１０μｍ以下では隣接する補助電極４との間の安定的な絶縁がとれない可能性がある。また、３ｍｍ以上では指に対して検出感度低下領域が広くなりすぎるため安定な検出ができないおそれがある。なお、隣接する補助電極４間の隙間の長さｓは、全て同じ長さにする必要はなく、位置によって変更することができる。
【００２０】
次に、上述した各部材の材料について説明する。まず、基板１から説明する。基板１は透明な無機材料、有機材料、または有機・無機ハイブリッド材料など種々の材料で形成することができ、材質は特には限定されない。例えば、軽量かつ耐衝撃性の点から有機材料が好ましく、フレキシブル性やロール・トゥ・ロールの生産性からプラスチックフィルムが好適である。プラスチックフィルムとしては、ポリエステルテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、アクリル（PMMA）、ポリカーボネート（PC）など挙げることができる。但し、これらの材料を単体でなく、密着性向上のためにシランカップリング層などのアンカー層を形成したもの、コロナ処理やプラズマ処理などの表面処理したものや、防傷や耐薬品性向上のためにハードコート層を形成したものを用いることができる。
【００２１】
センサ電極２１、配線部２２、及び補助電極４は、公知の種々の材料で形成することができ、特には限定されないが、必要な導電性及び透明性などの物性から適宜選択することができる。例えば、アルミニウム、銀や銅などの金属、酸化インジウム錫（ITO）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化錫（SnO2）などの金属酸化物材料を挙げることができる。また、これらの金属酸化物材料にアルミニウム、ガリウムやチタンなどの金属を添加することもできる。さらに、PEDOT・PSSのような透明導電性ポリマーなどの有機材料も挙げられ、これらを単体で用いてもよいし、複合して用いることもできる。センサ電極２１及び配線部２２は、上記のように、表面抵抗率を低くする必要があるため、例えば、二層のＩＴＯの間に銀の層を挟んだ三層構造にすることができる。
【００２２】
絶縁層３は、透明で、且つ導電性がないものであれば特には限定されないが、その上面及び下面に配置される補助電極４及びセンサ電極２１との密着性が高いものが望まれる。エポキシ系やアクリル系など、一般的な透明接着剤や粘着剤を用いることができ、ポリエステル系樹脂の透明性フィルム等を含むものであってもよい。厚みは、特に限定されないが、実用上では２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
保護層５は、一般的なタッチスイッチに用いられる透明な公知の材料で形成することができる。保護層５は、例えば、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル又はアクリル酸などで形成することができる。また、ガラスや表面硬化処理がなされたＰＥＴなどの樹脂フィルムを積層することもできる。
【００２４】
次に、上記のように構成されたタッチスイッチの製造方法について、図３〜図５を参照しつつ説明する。まず、図３に示すように、基板１上に、複数のセンサ電極２１及び配線部２２を形成する。その形成方法は、種々の方法があるが、例えば、センサ電極２１及び配線部２２の材料を基板１の全面に形成した後、パターンニングする方法を挙げることができる。この材料を形成する方法は、例えば、真空蒸着、スパッタリングやＣＶＤなどのドライコーティング、グラビアコート、スプレーコートなどのウェットコーティングなどが挙げられる。パターニングする方法は限定されないが、例えば、フォトリソグラフィーやレーザーエッチングなどを挙げることができる。前者は化学薬品で膜除去を行い、後者は特定波長のレーザー光の吸収によって膜除去を行う。センサ電極２１及び配線部２２のパターニングにはインビジブル性（電極有無の差異が不可視）が付与されることが望ましく、この観点から、１０μｍ以下の幅で膜を除去可能なYAGの第３高調波を用いたレーザーエッチングを用いることが好ましい。レーザーエッチングはフォトリソグラフィーと比して、化学薬品の使用がなく環境に良好かつ工数が少ないことや、フォトマスクが不要でＣＡＤデータからパターニングが可能であり配線設計の利便性が高いなどの利点を挙げることができる。その他、銀等のペーストをスクリーン印刷等で細線パターン状に形成することもできる。
【００２５】
次に、図４に示すように、センサ電極２１及び配線部２２全体を覆うように、絶縁層３を形成する。絶縁層３の形成方法は、上述したセンサ電極２１と同様の方法で形成することができる。
【００２６】
続いて、図５に示すように、絶縁層３上に補助電極４を形成する。補助電極４の形成方法は、上述したセンサ電極２１と同様の方法で形成することができる。センサ電極２１、配線部２２、及び補助電極４のパターニングは、形成順序や材質を考慮して適宜選択する必要がある。最後に、補助電極４上に保護層５を形成する。保護層５は、公知の方法で形成することができる。
【００２７】
上記のように構成されたタッチスイッチは、以下のように使用される。タッチ位置の検出方法は、従来の静電容量式のタッチスイッチと同様であり、保護層５表面の任意の位置を指などで触れたときの、静電容量の変化を検出することにより、接触位置が特定される。ここで、上記のように補助電極４を用いた場合のセンシングのメカニズムを考察すると、以下の通りである。まず、図６に示すような補助電極のない従来のタッチスイッチについて説明する。一般的に、タッチスイッチでは、静電容量はセンサ電極２１の上方で保護層５にタッチしている指の面積に比例する。図６（ａ）に示す例では、指のタッチしている部分のすべてがセンサ電極２１の上方にあるので、静電容量Ｃx０は大きくなる。一方、図６（ｂ）に示すように、センサ電極２１間の配線部２２の上方を指でタッチした場合には、各センサ電極２１上にある指の面積が小さいため、各センサ電極２１による合成静電容量（Ｃx０１＋ＣX０２）は図６（ａ）の静電容量Ｃx０と比べて小さくなり、感度が低下する。
【００２８】
これに対して、本実施形態のタッチスイッチのように補助電極４を設けると、以下のとおりである。まず、図７（ａ）に示すように、センサ電極２１の上方を指でタッチすると、指とセンサ電極２１間の合成静電容量Ｃｎは、次の式で表される。ここで、Ｃ０はセンサ電極２１と補助電極４間の静電容量であり、Ｃｘ１は補助電極４と指との間の静電容量である。
【００２９】
Ｃｎ＝Ｃｘ１/（１＋Ｃｘ１/Ｃ０） （１）
このとき、センサ電極２１と補助電極４間の距離が十分に小さい場合には、Ｃｘ１＜＜Ｃ０となり、上記（１）式のＣx１/Ｃ０は０に近い数値となるため、Ｃｎ≒Ｃｘ１となる。
【００３０】
一方、図７（ｂ）に示すように、隣り合うセンサ電極２１間をタッチした場合、センサ電極２１間には、補助電極４が配置されているため、図６（ｂ）とは異なる挙動を示す。すなわち、補助電極４間にも隙間は存在するが、これは
センサ電極２１間の隙間に比べて非常に小さいため、センサ電極２１間の領域をタッチしたときには、それぞれのセンサ電極２１に対応する補助電極４によって、センサ電極２１間の隙間を隣り合う補助電極４間で補完できる。したがって、このときの合計静電容量Ｃｎは、以下の式（２）のようになり、図７（ａ）で示される静電容量Ｃｘ１とほぼ同じになる。なお、Ｃｘ１１は一方の補助電極と指との間の静電容量、Ｃｘ１2は他方の補助電極と指との間の静電容量である。
【００３１】
Ｃｎ≒Ｃｘ１１＋Ｃｘ１2≒Ｃｘ１ （２）
以上に示す本実施形態によれば、絶縁層３を介して、センサ電極２１と対向する位置に補助電極４を形成し、図２に示すように、隣接するセンサ電極２１間の領域Ｌに、隣接する補助電極４間の境界ｂが配置されている。そのため、センサ電極２１の間に配線部２２が配置されることにより検出感度低下領域が大きくなったとしても、補助電極４間の境界ｂをこの検出感度低下領域に配置することで、検出感度低下領域は補助電極４によってカバーされる。その結果、検出感度低下領域が低減され、指や導電性のペンなどが、センサ電極２１間の領域Ｌに接触したとしても、検出感度を向上することができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、センサ電極２１及び補助電極４は矩形状に形成されているが、この形状は特には限定されず、多角形状、円形、異形など、種々の形状にすることができる。また、隣接する補助電極４の間には、直線状の隙間が形成されているが、補助電極４の端縁に面方向に延びる凹凸を形成し、この凹凸を噛み合わせることで、隣接する補助電極４の境界を形成することができる。例えば、図８に示すように、補助電極４の端縁に鋭利な突部を複数形成し、これらを噛み合わせることができる。このようにすると、補助電極４間の隙間が直線状である場合に比べ、検出の感度が高くなる。すなわち、補助電極４の端縁に凹凸を形成していると、境界部分に指を置いたときに、隣接するいずれか一方の補助電極４に接触する可能性が高くなり、その結果、検出の感度を向上することができる。なお、凹凸は、上記のような鋭利な形状のみならず、矩形状、波形など、種々の形状が可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、センサ電極２１、配線部２２、及び補助電極４を直接積層していたが、これらをフィルム状に形成したものを積層することもできる。例えば、図９に示す例では、ＰＥＴなどの絶縁性の透明フィルム６にセンサ電極２１及び配線部２２を形成したもの、及び同様の絶縁性の透明フィルム６に補助電極４を形成したものを準備し、これらを絶縁性の粘着材８を介して、基板１、保護層５とともに積層している。また、電極、配線部の形成方法は、上述した方法と同じである。図９に示す例では、センサ電極２１と補助電極４との間に配置される透明フィルム６及び粘着材８が本発明の絶縁層を構成する。あるいは、絶縁性の透明フィルムを絶縁層とし、その一方の面にセンサ電極２１及び配線部２２を形成するとともに、他方の面に補助電極４を形成し、これを基板１と保護層５との間に配置することもできる。このように、センサ電極２１及び配線部２２をフィルムに形成する場合には、基板１は必ずしも必要ではない。
【００３４】
また、タッチ電極２１、配線部２２、及び補助電極４は、少なくとも１本の金属線により形成することもできる。例えば、図１０に示すように、金属線２０を一定の面積を有する網目状に配置することで、タッチ電極２１及び配線部２２を形成することができる。また、配線部２２は、網目状以外に、複数の金属線を平行に配置することもできる。金属線２０の幅は、例えば、５〜５０μｍとすることができ、網目における金属線２０のピッチは例えば１００〜１０００μｍとすることができる。各電極、配線部をこのような金属線で電極を形成することで、光透過性を有し、また表面抵抗値を低くすることができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、保護層５を設けているが、これは任意である。保護層５、またはこれに準ずるフィルム、板材などを設ける場合には、製造方法を上記実施形態と反対の順序で行うこともできる。例えば、保護層５上に、補助電極４、絶縁層３、センサ電極２１、配線部２２、及び基板１をこの順で配置するように製造することもできる。各部材の形成方法は、上述したものと同じ方法を採用することができる。
【００３６】
上記実施形態では、図３に示すように、センサ電極２１の面積が相違しているが、例えば、図１１に示すように、全てのセンサ電極２１を同じ面積にすることができる。このようにすると、センサ電極２１と補助電極４との間の静電容量が一定になるため、各検出点での検出感度を揃えることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例には限定されない。
【００３８】
ここでは、３つの実施例と１つの比較例を作製した。図１２（ａ）に示す実施例１では、下側のアクリル板の上面に２０ｍｍ幅の導電テープからなるセンサ電極を配置し、これらの間隔を１０ｍｍとした。また、上側のアクリル板の下面に、幅が３０ｍｍの導電テープからなる補助電極を配置し、これらの隙間を１ｍｍとした。そして、両アクリル板を絶縁性の粘着材で固定した。このとき、両補助電極の境界がセンサ電極の間に配置されるようにした。図１２（ｂ）に示す実施例２では、１０ｍｍ幅の補助電極を４つ用い、センサ電極間の領域に２つの補助電極を配置し、各センサ電極の左右の端部それぞれに補助電極を１つずつ配置した。すなわち、センサ電極の中心付近の上方に補助電極は配置されていない。また、図１２（ｃ）に示す実施例３では、補助電極としてＩＴＯフィルムを用いた。すなわち、１２５μｍの厚さのＰＥＴフィルム上にＩＴＯをスパッタリングで形成したフィルムを用いた。このＩＴＯフィルムの表面抵抗値は２５０Ωであった。そして、図１２（ｄ）に示す比較例では、補助電極を配置していない。なお、各材料の詳細は以下の通りである。
導電テープ：寺岡製作所 ”導電性銅薄粘着テープ 8323”
粘着剤：住友3M社製 ”ST-415” 120μｍ厚
アクリル板：１ｍｍ厚
以上の実施例、比較例を用いてセンサ電極の中心の上方をタッチしたとき、及びセンサ電極間をタッチしたときの静電容量を、Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（サイプレス セミコンダクタ）社製マイコン(P ｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ（ＰＳｏＣ） ＣＹ８Ｃ２４９９４−２４ＬＴＸＩ）を用いてデジタル値に変換した値として算出した。結果は、以下の通りである。
【００３９】
【表１】
センサ電極間をタッチしたときの数値は、２つのセンサ電極それぞれで検出された静電容量である。上記の結果から、実施例１〜３では、センサ電極間をタッチしたときには、両センサ電極において、ほぼ２分割された静電容量が検出されていることが分かる。実施例３のような比較的抵抗の高い補助電極を用いた場合でも両センサ電極にほぼ２分割された静電容量が検出されている。したがって、センサ電極間に隙間があっても、これを埋める補助電極が配置されていれば、検出感度が低下しないことが分かる。これに対して、補助電極を有していない比較例では、両センサ電極での静電容量の検出量が小さかった。
【符号の説明】
【００４０】
２１ センサ電極
２２ 配線部
３ 絶縁層
４ 補助電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量式のタッチスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスイッチの主な方式として、光の変化を検出する方式と、電気的な特性の変化を検出する方式とが知られている。電気的な特性の変化を検出する方式としては、静電容量結合方式が知られており、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載のタッチスイッチは、基板上に、複数のセンサ電極を配置することで形成されている。各センサ電極には配線部が連結されており、各配線部が静電容量の検出回路に接続されている。そして、いずれかの補助電極に指を接触させると、この検出回路で、人体の静電容量による変化を検出することで、接触位置が特定される。このとき、センサ電極に流れる電流値を検出することで、接触位置が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４６４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記タッチスイッチでは、センサ電極と配線部とが、ともに基板上に配置されている。そのため、センサ電極の数が多くなると、それに伴って配線部も多くなり、基板上に配線部を配置するスペースを確保する必要がある。しかしながら、配線部を配置するスペースは、指や導電性のペンなどを接触させても、これを検出する感度が低下する領域であり、タッチスイッチとしての機能上、これをできるだけ小さくする必要がある。これを解決するため、配線部を細線化することも考えられるが、配線部の数が多くなると、これにも限界がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、指等による接触を検出できない検出感度低下領域を小さくすることが可能なタッチスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るタッチスイッチは、絶縁層と、前記絶縁層の一方面側に配置される複数のセンサ電極と、前記絶縁層の一方面側に配置され、前記各センサ電極にそれぞれ連結された複数の配線部と、前記絶縁層の他方面側において、前記各センサ電極と対向する位置にそれぞれ配置された複数の補助電極と、前記複数の補助電極を覆う絶縁性の保護層と、を備え、隣接する前記センサ電極間の領域に、隣接する前記補助電極間の境界が配置されている。
【０００７】
この構成によれば、絶縁層を介して、センサ電極と対向する位置に補助電極を形成し、隣接するセンサ電極間の領域に、隣接する前記補助電極間の境界が配置されている。そのため、センサ電極の間に隙間が形成されたり、配線部が配置されるなどして検出感度低下領域が大きくなったとしても、補助電極間の境界をこの検出感度低下領域に配置することで、検出感度低下領域は補助電極によってカバーされる。その結果、検出感度低下領域が低減され、指や導電性のペンなどが、センサ電極間の領域に接触したとしても、検出感度が低下することを防止できる。例えば、センサ電極の数が多くなると、これに伴って配線部の数も多くなり、これによって検出感度低下領域が大きくなる。しかしながら、このような配線部も補助電極によって覆われることで、検出感度低下領域を小さくすることができる。なお、本発明においては、「隣接するセンサ電極間の領域に、隣接する補助電極間の境界が配置されている」としているが、補助電極間の境界の位置は必ずしも厳密にセンサ電極間の領域に配置されていなくてもよく、わずかにずれた位置に境界が配置されていたとしても、検出感度が大きく低下していない限り、「センサ電極間の領域」とは、その近傍も含まれる。
【０００８】
上記タッチスイッチにおいては、上述した複数のセンサ電極が配置された基準領域の上方に、複数の補助電極を敷き詰めることが好ましい。これにより、隣接する補助電極間の隙間が小さくなり、検出感度低下領域を小さくすることができる。なお、基準領域とは、少なくともセンサ電極が配置される領域であり、指や導電性のペンなどが接触する可能性のある領域のことをいう。例えば、上記タッチスイッチを表示装置上に配置する場合、表示装置の表示画面全体もしくは操作に用いる表示画面の一部に対応する領域が基準領域となる。
【０００９】
上記タッチスイッチにおいては、隣接する補助電極間の隙間を、１０μｍ〜３ｍｍとすることができ、望ましくは１００μｍ〜２ｍｍ、さらに望ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。上述したように、補助電極は、配線部の配線にかかわらず配置できるため、隣接する補助電極間の隙間は、上記のように小さくすることができる。上記範囲外でも可能ではあるが、１０μｍ以下では隣接する補助電極との間の安定的な絶縁がとれない可能性があり、３ｍｍ以上では指に対して検出感度低下領域が広くなりすぎるため安定な検出ができないおそれがある。なお、隣接する補助電極間の隙間は、全て同じ長さにする必要はなく、必要に応じて、変更することができる。
【００１０】
上記タッチスイッチにおいて、センサ電極は、金属線を網目状に配置することで形成することができる。また、上記配線部は、少なくとも１つ以上の金属線で形成することができる。このように、金属線で形成することで、光透過性を有し、また表面抵抗値が低いセンサ電極が得られる。
【００１１】
上記タッチスイッチにおいては、各補助電極は種々の形状にすることができるが、例えば、補助電極の端縁の少なくとも一部が面方向に凹凸を形成するように形成し、隣接する各補助電極の境界が、所定間隔をおいて凹凸が噛み合うように形成されるようにすることができる。このようにすると、隣接する補助電極との境界部分における指の接触の検出感度を向上することができる。
【００１２】
また、上記タッチスイッチにおいては、複数のセンサ電極の面積が同一とすることができる。このようにすると、センサ電極と補助電極との間の静電容量が一定になるため、指などが接触するいずれの検出点においても検出感度を揃えることができる。なお、複数のセンサ電極は、完全に同一の面積を要求されるわけではなく、検出感度がほぼ揃う限度において若干の相違は認められる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るタッチスイッチによれば、指による接触を検出できない検出感度低下領域を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るタッチスイッチの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。
【図４】図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。
【図５】図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。
【図６】従来のタッチスイッチのセンシングメカニズムを説明する図である。
【図７】図１に示すタッチスイッチのセンシングメカニズムを説明する図である。
【図８】図１に示すタッチスイッチの補助電極の他の例を示す平面図である。
【図９】図１に示すタッチスイッチの構造の他の例を示す断面図である。
【図１０】図１に示すタッチスイッチのセンサ電極の他の例を示す平面図である。
【図１１】図１に示すタッチスイッチのセンサ電極の他の例を示す平面図である。
【図１２】本発明に係るタッチスイッチの実施例及び比較例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るタッチスイッチの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、このタッチスイッチの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３〜図５は図１に示すタッチスイッチの製造方法を示す平面図及び断面図である。なお、図１は、説明の便宜上、後述する保護層を省いて描いている。
【００１６】
本実施形態のタッチスイッチは、液晶表示パネルなどの表示装置の上面に配置される静電容量式のタッチスイッチである。図１及び図２に示すように、このタッチスイッチは、透明の基板１を有しており、この基板１上に、センサ電極２１、絶縁層３、補助電極４、及び保護層５がこの順で積層されている。センサ電極２１は、矩形状に形成されて基板１上に複数設けられており、指や導電性のペンなどでタッチされる可能性のある基準領域Ｒ内に配置されている。そして、図３に示すように、各センサ電極２１には、線状に延びる配線部２２が一体的に連結されている。各配線部２２は、基板１の端部まで延びるように配線されており、その他端部が静電容量検出回路（図示省略）に接続されている。配線部２２は、その距離や幅を考慮して低抵抗が好ましく、例えば、表面抵抗率が、１０Ω／□以下とすることが好ましい。本実施形態においては、基板１上に１０個のセンサ電極２１が配置されており、図１及び図３の上下方向に並ぶ５個のセンサ電極２１が２列配置されている。ここでは説明の便宜上、図１及び図３の上から下に向かって第１〜第５センサ電極２１ａ〜２１ｅと称する。そして、各列のセンサ電極２１ａ〜２１ｅは同じであるので、図３の右側のセンサ電極について説明する。また、説明の便宜上、図１及び図３の上下方向を長手方向、左右方向を幅方向と称することとする。
【００１７】
図３に示すように、第１センサ電極２１ａは、基板１の長手方向一端部（図３の上側）に配置されており、このセンサ電極２１ａの右側の端部から長手方向の他端部側（図３の下側）まで配線部２２ａが直線状に延びている。第２センサ電極２１ｂは、第１センサ電極２１ａよりも長手方向の他端部側に配置されており、第１センサ電極２１ａよりも幅方向の長さが小さくなっている。すなわち、各センサ電極２１ａ，２１ｂは、幅方向の左側が揃うように配置されるが、第２センサ電極２１ｂの右側は、第１センサ電極２１ａの配線部２２ａに接触しないように、それよりも左側に配置されている。第２センサ電極２１ｂの配線部２２ｂは、第２センサ電極２１ｂの右側の端部から長手方向の他端部側まで、第１センサ電極２１ａの配線部２２ａと平行に直線状に延びている。同様にして、第３から第５センサ電極２１ｃ〜２１ｅは、長手方向一端部側で隣接するセンサ電極の配線部と接触しないように、センサ電極の幅が徐々に小さくなっており、第５センサ電極２１ｅの幅が最も小さくなっている。また、各配線部２２ａ〜２２ｅは、基板１の端部でＬ字型に折れ曲がるように形成されており、これによって、基板１の端部での配線部２２ａ〜２２ｅ間の間隔を大きくしている。
【００１８】
上記のように形成されたセンサ電極２１ａ〜２１ｅの上面には、これらを覆う絶縁層３が形成されている（図４参照）。絶縁層３は、膜厚が１０〜５００μｍであり、すべてのセンサ電極２１と配線部２２を覆うように配置されている。そして、この絶縁層３上に複数の補助電極４が配置されている。各補助電極４は、センサ電極２１と同じく１０個配置されており、図１の上下方向に並ぶ５個の補助電極４が２列配置されている。ここでも、センサ電極の説明と同様に、図１の上から下に向かって第１〜第５補助電極４ａ〜４ｅと称し、各列の補助電極４ａ〜４ｅは同じであるので、図１の右側の補助電極について説明する。各補助電極４ａ〜４ｅは、例えば酸化インジウム錫（ITO）の場合、膜厚が１０〜１００ｎｍであり、絶縁層３上で、各センサ電極２１ａ〜２１ｅと対応する位置に配置されている。全ての補助電極４ａ〜４ｅは、同じ大きさの正方形に形成されており、狭い間隔で配置されている。より詳細に説明すると、図２に示すように、隣接するセンサ電極２１間の領域Ｌに、隣接する補助電極４間の境界ｂが配置されるようになっており、補助電極４によってセンサ電極２１間の領域Ｌが埋められるようになっている。すなわち、センサ電極２１間に配置される配線部２２が、補助電極４によって覆われるようになっている。このような補助電極４の表面抵抗率は、センサ電極２１より高くてもよく、例えば、１ｋΩ／□以下が好ましく、３００Ω／□以下がさらに好ましい。なお、補助電極４は、電気的に独立しており、いずれの部材にも導通していない状態となっている。そして、上記のように配置された複数の補助電極４は、保護層５によって覆われている。保護層５の厚さは、上述した絶縁層３よりも大きいことが好ましく、例えば、０．５〜１０ｍｍとすることができる。
【００１９】
また、図１に示すように、隣接する補助電極４間の隙間の長さｓは、１０μｍ〜３ｍｍとすることができ、望ましくは１００μｍ〜２ｍｍ、さらに望ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。上記範囲外でも可能ではあるが、１０μｍ以下では隣接する補助電極４との間の安定的な絶縁がとれない可能性がある。また、３ｍｍ以上では指に対して検出感度低下領域が広くなりすぎるため安定な検出ができないおそれがある。なお、隣接する補助電極４間の隙間の長さｓは、全て同じ長さにする必要はなく、位置によって変更することができる。
【００２０】
次に、上述した各部材の材料について説明する。まず、基板１から説明する。基板１は透明な無機材料、有機材料、または有機・無機ハイブリッド材料など種々の材料で形成することができ、材質は特には限定されない。例えば、軽量かつ耐衝撃性の点から有機材料が好ましく、フレキシブル性やロール・トゥ・ロールの生産性からプラスチックフィルムが好適である。プラスチックフィルムとしては、ポリエステルテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、アクリル（PMMA）、ポリカーボネート（PC）など挙げることができる。但し、これらの材料を単体でなく、密着性向上のためにシランカップリング層などのアンカー層を形成したもの、コロナ処理やプラズマ処理などの表面処理したものや、防傷や耐薬品性向上のためにハードコート層を形成したものを用いることができる。
【００２１】
センサ電極２１、配線部２２、及び補助電極４は、公知の種々の材料で形成することができ、特には限定されないが、必要な導電性及び透明性などの物性から適宜選択することができる。例えば、アルミニウム、銀や銅などの金属、酸化インジウム錫（ITO）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化錫（SnO2）などの金属酸化物材料を挙げることができる。また、これらの金属酸化物材料にアルミニウム、ガリウムやチタンなどの金属を添加することもできる。さらに、PEDOT・PSSのような透明導電性ポリマーなどの有機材料も挙げられ、これらを単体で用いてもよいし、複合して用いることもできる。センサ電極２１及び配線部２２は、上記のように、表面抵抗率を低くする必要があるため、例えば、二層のＩＴＯの間に銀の層を挟んだ三層構造にすることができる。
【００２２】
絶縁層３は、透明で、且つ導電性がないものであれば特には限定されないが、その上面及び下面に配置される補助電極４及びセンサ電極２１との密着性が高いものが望まれる。エポキシ系やアクリル系など、一般的な透明接着剤や粘着剤を用いることができ、ポリエステル系樹脂の透明性フィルム等を含むものであってもよい。厚みは、特に限定されないが、実用上では２００μｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
保護層５は、一般的なタッチスイッチに用いられる透明な公知の材料で形成することができる。保護層５は、例えば、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリエステル又はアクリル酸などで形成することができる。また、ガラスや表面硬化処理がなされたＰＥＴなどの樹脂フィルムを積層することもできる。
【００２４】
次に、上記のように構成されたタッチスイッチの製造方法について、図３〜図５を参照しつつ説明する。まず、図３に示すように、基板１上に、複数のセンサ電極２１及び配線部２２を形成する。その形成方法は、種々の方法があるが、例えば、センサ電極２１及び配線部２２の材料を基板１の全面に形成した後、パターンニングする方法を挙げることができる。この材料を形成する方法は、例えば、真空蒸着、スパッタリングやＣＶＤなどのドライコーティング、グラビアコート、スプレーコートなどのウェットコーティングなどが挙げられる。パターニングする方法は限定されないが、例えば、フォトリソグラフィーやレーザーエッチングなどを挙げることができる。前者は化学薬品で膜除去を行い、後者は特定波長のレーザー光の吸収によって膜除去を行う。センサ電極２１及び配線部２２のパターニングにはインビジブル性（電極有無の差異が不可視）が付与されることが望ましく、この観点から、１０μｍ以下の幅で膜を除去可能なYAGの第３高調波を用いたレーザーエッチングを用いることが好ましい。レーザーエッチングはフォトリソグラフィーと比して、化学薬品の使用がなく環境に良好かつ工数が少ないことや、フォトマスクが不要でＣＡＤデータからパターニングが可能であり配線設計の利便性が高いなどの利点を挙げることができる。その他、銀等のペーストをスクリーン印刷等で細線パターン状に形成することもできる。
【００２５】
次に、図４に示すように、センサ電極２１及び配線部２２全体を覆うように、絶縁層３を形成する。絶縁層３の形成方法は、上述したセンサ電極２１と同様の方法で形成することができる。
【００２６】
続いて、図５に示すように、絶縁層３上に補助電極４を形成する。補助電極４の形成方法は、上述したセンサ電極２１と同様の方法で形成することができる。センサ電極２１、配線部２２、及び補助電極４のパターニングは、形成順序や材質を考慮して適宜選択する必要がある。最後に、補助電極４上に保護層５を形成する。保護層５は、公知の方法で形成することができる。
【００２７】
上記のように構成されたタッチスイッチは、以下のように使用される。タッチ位置の検出方法は、従来の静電容量式のタッチスイッチと同様であり、保護層５表面の任意の位置を指などで触れたときの、静電容量の変化を検出することにより、接触位置が特定される。ここで、上記のように補助電極４を用いた場合のセンシングのメカニズムを考察すると、以下の通りである。まず、図６に示すような補助電極のない従来のタッチスイッチについて説明する。一般的に、タッチスイッチでは、静電容量はセンサ電極２１の上方で保護層５にタッチしている指の面積に比例する。図６（ａ）に示す例では、指のタッチしている部分のすべてがセンサ電極２１の上方にあるので、静電容量Ｃx０は大きくなる。一方、図６（ｂ）に示すように、センサ電極２１間の配線部２２の上方を指でタッチした場合には、各センサ電極２１上にある指の面積が小さいため、各センサ電極２１による合成静電容量（Ｃx０１＋ＣX０２）は図６（ａ）の静電容量Ｃx０と比べて小さくなり、感度が低下する。
【００２８】
これに対して、本実施形態のタッチスイッチのように補助電極４を設けると、以下のとおりである。まず、図７（ａ）に示すように、センサ電極２１の上方を指でタッチすると、指とセンサ電極２１間の合成静電容量Ｃｎは、次の式で表される。ここで、Ｃ０はセンサ電極２１と補助電極４間の静電容量であり、Ｃｘ１は補助電極４と指との間の静電容量である。
【００２９】
Ｃｎ＝Ｃｘ１/（１＋Ｃｘ１/Ｃ０） （１）
このとき、センサ電極２１と補助電極４間の距離が十分に小さい場合には、Ｃｘ１＜＜Ｃ０となり、上記（１）式のＣx１/Ｃ０は０に近い数値となるため、Ｃｎ≒Ｃｘ１となる。
【００３０】
一方、図７（ｂ）に示すように、隣り合うセンサ電極２１間をタッチした場合、センサ電極２１間には、補助電極４が配置されているため、図６（ｂ）とは異なる挙動を示す。すなわち、補助電極４間にも隙間は存在するが、これは
センサ電極２１間の隙間に比べて非常に小さいため、センサ電極２１間の領域をタッチしたときには、それぞれのセンサ電極２１に対応する補助電極４によって、センサ電極２１間の隙間を隣り合う補助電極４間で補完できる。したがって、このときの合計静電容量Ｃｎは、以下の式（２）のようになり、図７（ａ）で示される静電容量Ｃｘ１とほぼ同じになる。なお、Ｃｘ１１は一方の補助電極と指との間の静電容量、Ｃｘ１2は他方の補助電極と指との間の静電容量である。
【００３１】
Ｃｎ≒Ｃｘ１１＋Ｃｘ１2≒Ｃｘ１ （２）
以上に示す本実施形態によれば、絶縁層３を介して、センサ電極２１と対向する位置に補助電極４を形成し、図２に示すように、隣接するセンサ電極２１間の領域Ｌに、隣接する補助電極４間の境界ｂが配置されている。そのため、センサ電極２１の間に配線部２２が配置されることにより検出感度低下領域が大きくなったとしても、補助電極４間の境界ｂをこの検出感度低下領域に配置することで、検出感度低下領域は補助電極４によってカバーされる。その結果、検出感度低下領域が低減され、指や導電性のペンなどが、センサ電極２１間の領域Ｌに接触したとしても、検出感度を向上することができる。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、センサ電極２１及び補助電極４は矩形状に形成されているが、この形状は特には限定されず、多角形状、円形、異形など、種々の形状にすることができる。また、隣接する補助電極４の間には、直線状の隙間が形成されているが、補助電極４の端縁に面方向に延びる凹凸を形成し、この凹凸を噛み合わせることで、隣接する補助電極４の境界を形成することができる。例えば、図８に示すように、補助電極４の端縁に鋭利な突部を複数形成し、これらを噛み合わせることができる。このようにすると、補助電極４間の隙間が直線状である場合に比べ、検出の感度が高くなる。すなわち、補助電極４の端縁に凹凸を形成していると、境界部分に指を置いたときに、隣接するいずれか一方の補助電極４に接触する可能性が高くなり、その結果、検出の感度を向上することができる。なお、凹凸は、上記のような鋭利な形状のみならず、矩形状、波形など、種々の形状が可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、センサ電極２１、配線部２２、及び補助電極４を直接積層していたが、これらをフィルム状に形成したものを積層することもできる。例えば、図９に示す例では、ＰＥＴなどの絶縁性の透明フィルム６にセンサ電極２１及び配線部２２を形成したもの、及び同様の絶縁性の透明フィルム６に補助電極４を形成したものを準備し、これらを絶縁性の粘着材８を介して、基板１、保護層５とともに積層している。また、電極、配線部の形成方法は、上述した方法と同じである。図９に示す例では、センサ電極２１と補助電極４との間に配置される透明フィルム６及び粘着材８が本発明の絶縁層を構成する。あるいは、絶縁性の透明フィルムを絶縁層とし、その一方の面にセンサ電極２１及び配線部２２を形成するとともに、他方の面に補助電極４を形成し、これを基板１と保護層５との間に配置することもできる。このように、センサ電極２１及び配線部２２をフィルムに形成する場合には、基板１は必ずしも必要ではない。
【００３４】
また、タッチ電極２１、配線部２２、及び補助電極４は、少なくとも１本の金属線により形成することもできる。例えば、図１０に示すように、金属線２０を一定の面積を有する網目状に配置することで、タッチ電極２１及び配線部２２を形成することができる。また、配線部２２は、網目状以外に、複数の金属線を平行に配置することもできる。金属線２０の幅は、例えば、５〜５０μｍとすることができ、網目における金属線２０のピッチは例えば１００〜１０００μｍとすることができる。各電極、配線部をこのような金属線で電極を形成することで、光透過性を有し、また表面抵抗値を低くすることができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、保護層５を設けているが、これは任意である。保護層５、またはこれに準ずるフィルム、板材などを設ける場合には、製造方法を上記実施形態と反対の順序で行うこともできる。例えば、保護層５上に、補助電極４、絶縁層３、センサ電極２１、配線部２２、及び基板１をこの順で配置するように製造することもできる。各部材の形成方法は、上述したものと同じ方法を採用することができる。
【００３６】
上記実施形態では、図３に示すように、センサ電極２１の面積が相違しているが、例えば、図１１に示すように、全てのセンサ電極２１を同じ面積にすることができる。このようにすると、センサ電極２１と補助電極４との間の静電容量が一定になるため、各検出点での検出感度を揃えることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例には限定されない。
【００３８】
ここでは、３つの実施例と１つの比較例を作製した。図１２（ａ）に示す実施例１では、下側のアクリル板の上面に２０ｍｍ幅の導電テープからなるセンサ電極を配置し、これらの間隔を１０ｍｍとした。また、上側のアクリル板の下面に、幅が３０ｍｍの導電テープからなる補助電極を配置し、これらの隙間を１ｍｍとした。そして、両アクリル板を絶縁性の粘着材で固定した。このとき、両補助電極の境界がセンサ電極の間に配置されるようにした。図１２（ｂ）に示す実施例２では、１０ｍｍ幅の補助電極を４つ用い、センサ電極間の領域に２つの補助電極を配置し、各センサ電極の左右の端部それぞれに補助電極を１つずつ配置した。すなわち、センサ電極の中心付近の上方に補助電極は配置されていない。また、図１２（ｃ）に示す実施例３では、補助電極としてＩＴＯフィルムを用いた。すなわち、１２５μｍの厚さのＰＥＴフィルム上にＩＴＯをスパッタリングで形成したフィルムを用いた。このＩＴＯフィルムの表面抵抗値は２５０Ωであった。そして、図１２（ｄ）に示す比較例では、補助電極を配置していない。なお、各材料の詳細は以下の通りである。
導電テープ：寺岡製作所 ”導電性銅薄粘着テープ 8323”
粘着剤：住友3M社製 ”ST-415” 120μｍ厚
アクリル板：１ｍｍ厚
以上の実施例、比較例を用いてセンサ電極の中心の上方をタッチしたとき、及びセンサ電極間をタッチしたときの静電容量を、Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（サイプレス セミコンダクタ）社製マイコン(P ｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ（ＰＳｏＣ） ＣＹ８Ｃ２４９９４−２４ＬＴＸＩ）を用いてデジタル値に変換した値として算出した。結果は、以下の通りである。
【００３９】
【表１】
センサ電極間をタッチしたときの数値は、２つのセンサ電極それぞれで検出された静電容量である。上記の結果から、実施例１〜３では、センサ電極間をタッチしたときには、両センサ電極において、ほぼ２分割された静電容量が検出されていることが分かる。実施例３のような比較的抵抗の高い補助電極を用いた場合でも両センサ電極にほぼ２分割された静電容量が検出されている。したがって、センサ電極間に隙間があっても、これを埋める補助電極が配置されていれば、検出感度が低下しないことが分かる。これに対して、補助電極を有していない比較例では、両センサ電極での静電容量の検出量が小さかった。
【符号の説明】
【００４０】
２１ センサ電極
２２ 配線部
３ 絶縁層
４ 補助電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、
絶縁層の一方面側に配置される複数のセンサ電極と、
前記絶縁層の一方面側に配置され、前記各センサ電極にそれぞれ連結された複数の配線部と、
前記絶縁層の他方面側において、前記各センサ電極と対向する位置にそれぞれ配置された複数の補助電極と、
を備え、
隣接する前記センサ電極間の領域に、隣接する前記補助電極間の境界が配置されている、タッチスイッチ。
【請求項２】
前記複数のセンサ電極が配置された基準領域の上方に、前記複数の補助電極が敷き詰められている、請求項１に記載のタッチスイッチ。
【請求項３】
隣接する補助電極間の隙間が、１０μｍ〜３ｍｍである、請求項１に記載のタッチスイッチ。
【請求項４】
前記センサ電極は、金属線を網目状に配置することで形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【請求項５】
前記配線部は、少なくとも１つ以上の金属線で形成されている、請求項１から４のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【請求項６】
前記各補助電極は、面方向に凹凸を形成するように延びる端縁を少なくとも一部に有しており、
隣接する前記各補助電極の境界は、前記凹凸が所定間隔をおいて噛み合うように形成されている、請求項１から５のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【請求項７】
前記複数のセンサ電極の面積が同一である、請求項１から６のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【請求項１】
絶縁層と、
絶縁層の一方面側に配置される複数のセンサ電極と、
前記絶縁層の一方面側に配置され、前記各センサ電極にそれぞれ連結された複数の配線部と、
前記絶縁層の他方面側において、前記各センサ電極と対向する位置にそれぞれ配置された複数の補助電極と、
を備え、
隣接する前記センサ電極間の領域に、隣接する前記補助電極間の境界が配置されている、タッチスイッチ。
【請求項２】
前記複数のセンサ電極が配置された基準領域の上方に、前記複数の補助電極が敷き詰められている、請求項１に記載のタッチスイッチ。
【請求項３】
隣接する補助電極間の隙間が、１０μｍ〜３ｍｍである、請求項１に記載のタッチスイッチ。
【請求項４】
前記センサ電極は、金属線を網目状に配置することで形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【請求項５】
前記配線部は、少なくとも１つ以上の金属線で形成されている、請求項１から４のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【請求項６】
前記各補助電極は、面方向に凹凸を形成するように延びる端縁を少なくとも一部に有しており、
隣接する前記各補助電極の境界は、前記凹凸が所定間隔をおいて噛み合うように形成されている、請求項１から５のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【請求項７】
前記複数のセンサ電極の面積が同一である、請求項１から６のいずれかに記載のタッチスイッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１２９１７１（Ｐ２０１２−１２９１７１Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８２３３５（Ｐ２０１０−２８２３３５）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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