JP5113960B2 - 静電容量方式のタッチスクリーン - Google Patents

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Description

本発明は、カバーレンズの裏面にフィルムセンサを貼り付けにより備えてタッチ入力機能を発揮する、静電容量方式のタッチスクリーンに関するものである。
従来、PDA、ハンディターミナルなど携帯情報端末、コピー機、ファクシミリなどOA機器、スマートフォン、携帯電話機、携帯ゲーム機器、電子辞書、カーナビシステム、小型PC、各種家電品等の電子製品は、通常、液晶ディスプレイ(LCD)前にカバーレンズを設置し、液晶ディスプレイ表面を保護し傷付いたり汚れたりするのを防いでいる。また、現在、信号により入力操作する便利性を高めるために、板状のカバーレンズとフィルムセンサの重合層を、組み合わせた後に、電子製品の液晶ディスプレイ前に配置して使用している。
具体的には、透視領域と当該透視領域以外の加飾領域とを有する板状のカバーレンズと、カバーレンズの裏面側に貼り付けられ、基材フィルムと、基材フィルム上に並設される複数の第1の透明電極と、これら第1の透明電極との間で絶縁性を保ち且つ前記第1の透明電極と交差して並設される複数の第2の透明電極と、第1の透明電極にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第1の引出し配線と、第2の透明電極にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第2の引出し配線とを有し、カバーレンズとの重複部分において第1の引出し配線及び前記第2の引出し配線が前記加飾領域によって隠蔽されたフィルムセンサと、を備えた静電容量方式のタッチスクリーンが存在する。
また、カバーレンズが、矩形の天面板と、当該天面板の一辺に連なる第1の側面板と、第1の側面板に対向して天面板の別の一辺に連なる第2の側面板とを備えた筐体構造であり、フィルムセンサが当該カバーレンズの前記天面板の裏面側のみに設けられた静電容量方式のタッチスクリーンも、特許文献1に開示されている。
特開2008−302600号公報
しかしながら、特許文献1のように、フィルムセンサ103がカバーレンズ102の天面板121の裏面側のみに設けられる構成では、図18に示すように、カバーレンズ102の天面板121のうちフィルムセンサ103の第1の引出し配線107及び第2の引出し配線108を覆う部分は、加飾領域102Bとしなければならず透視領域102Aにはできない。すなわち、天面板121の周縁に額縁部分が形成される。市場においてはさらに狭額縁化が要求されているが、並列する引出し配線のピッチを狭めても限界がある。
本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、従来にはない狭額縁化又は額縁レスが可能な、静電容量方式のタッチスクリーンを提供することにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る静電容量方式のタッチスクリーンは、カバーレンズと、フィルムセンサとを備えている。
カバーレンズは、天面板と、天面板の第1方向に直交する第2方向両側の辺に連なる第1の側面板及び第2の側面板とを有し、透視領域と透視領域以外の加飾領域とを有する。フィルムセンサは、カバーレンズの裏面側に貼り付けられている。
フィルムセンサは、基材フィルムと、複数の第1の透明電極と、複数の第2の透明電極と、複数の第1の引出し配線と、複数の第2の引出し配線とを有している。複数の透明電極は、第1方向に沿って延びて基材フィルム上に並設されている。複数の第2の透明電極は、複数の第1の透明電極との間で絶縁性を保ち且つ第2方向に沿って延びて第1の透明電極と交差して並設されている。複数の第1の引出し配線は、第1の透明電極にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出されている。複数の第2の引出し配線は、第2の透明電極にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出されている。
第1の引出し配線及び第2の引出し配線は、カバーレンズの加飾領域によって隠蔽されている。
フィルムセンサは、カバーレンズの天面板の裏面に対向する天面板対応部と、第1の側面板及び第2の側面板の少なくとも一方の裏面に対向する立ち上り部とを有している。
第2の引出し配線の全部又は大部分が、立上り部に配置されている。
フィルムセンサの曲げ部分が内R寸法1〜4mmであってもよい。
第2の透明電極の一部が、立ち上り部に配置されていてもよい。
その場合、透明電極が、バインダー樹脂中に銀ナノファイバー又はカーボンナノチューブを含む導電パターン層であってもよい。
タッチスクリーンは、フレキシブルディスプレイをさらに備えていてもよい。フレキシブルディスプレイは、フィルムセンサの裏面に配置され、フィルムセンサの立ち上り部に対応する第2立ち上り部を有する。カバーレンズの透視領域が、天面板から、フィルムセンサの立ち上り部に対向する側面板まで広がっていてもよい。
フィルムセンサが、カバーレンズへの貼り付け前に、立ち上り部を有する形状に予め賦形されたものであってもよい。
フィルムセンサが、カバーレンズの第1の側面板及び第2の側面板の両方に沿うように賦形されていてもよい。
フィルムセンサの立ち上り部の下端が、カバーレンズの対応する側面板の下端より下方に位置してもよい。
フィルムセンサが、第1の基材フィルムと、第2の基材フィルムとを有していてもよい。第1の基材フィルムは、第1の透明電極及び第1の引出し配線を支持する。第2の基材フィルムは、第2の透明電極及び第2の引出し配線を支持しており、第1の基材フィルムとは大きさが異なる。第1の基材フィルムは、前記天面板の裏面のみに対応しており、第2の基材フィルムは、天面板の裏面に対応する第1部分と、第1の側面板及び前記第2の側面板の裏面にそれぞれ対応する第2部分及び第3部分とを有していてもよい。
本発明の静電容量方式のタッチスクリーンは、上記のように構成することで、引出し配線の形成位置がカバーレンズの天面板内に限定されないので、引出し配線を隠蔽する加飾領域の内縁を天面板の外形ぎりぎりまで形成でき、従来にはない天面板における加飾領域の狭額縁化、又は額縁レスが可能となる。
本実施形態に係る静電容量方式のタッチスクリーンの一実施例を示す分解斜視図である。 図1に示す静電容量方式のタッチスクリーンの組立斜視図である。 本実施形態に係る静電容量方式のタッチスクリーンの別の実施例を示す分解斜視図である。 図3に示す静電容量方式のタッチスクリーンの組立斜視図である。 本実施形態に係る静電容量方式のタッチスクリーンの別の実施例を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る静電容量方式のタッチスクリーンの別の実施例を示す分解斜視図である。 本実施形態で用いられるフィルムセンサの一例を示す分解斜視図である。 本実施形態で用いられるフィルムセンサの一例を示す分解斜視図である。 本実施形態で用いられるフィルムセンサの一例を示す分解斜視図である。 本実施形態で用いられるフィルムセンサの一例を示す分解斜視図である。 フィルムセンサの賦形工程の一例を示す断面図である。 本実施形態で用いられるカバーレンズの変化例を示す斜視図である。 本実施形態で用いられるカバーレンズの変化例を示す斜視図である。 フィルムセンサの透明電極部分の一例を示す部分拡大図である。 フィルムセンサの透明電極部分の一例を示す部分拡大図である。 本実施形態で用いられるフィルムセンサの一例を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る静電容量方式のタッチスクリーンの別の実施例を示す分解斜視図である。 従来の静電容量方式のタッチスクリーンの一例を示す分解斜視図である。
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。
<第1実施形態>
図1及び図2に示すタッチスクリーン1は、カバーレンズ2と、当該カバーレンズ2の裏面側に貼り付けられたフィルムセンサ3と、を備えている。
カバーレンズ2は、背後に配置するディスプレイを外界の衝撃等から保護するものである。カバーレンズ2は、矩形の天面板21と、当該天面板21の一辺に連なる短冊形の第1の側面板22と、当該第1の側面板22に対向して天面板21の別の一辺に連なる短冊形の第2の側面板23とを備えた筐体構造をとる。この実施形態では、天面板21は図のA方向(第1方向)に長くなっており、第1の側面板22及び第2の側面板23は、A方向に直交するB方向(第2方向)両側の辺に連なっている。なお、天面板は矩形でなくてもよく、側面板は短冊形でなくてもよい。
また、カバーレンズ2の天面板21は、一般に平面が好ましい。天面板21が曲面だと、フィルムセンサ3を天面板21の裏面に沿って貼り合せる時に空気や気泡が入ってしまう場合があり、タッチ入力機能が低下したり、外観も損なわれたりするおそれがあるからである。
カバーレンズ2の材料としては、透明性が高く、且つ加わる衝撃によって破損しない必要があり、例えば、ガラス板、樹脂板などが挙げられる。ガラス板の材料としては、化学強化ガラスが好ましく、樹脂板の材料としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が好ましい。
また、カバーレンズ2の厚さは0.5〜2mmが好ましい。厚さが2mmを超えると、光透過率を極端に削減して、背後に配置するディスプレイの画像をぼやけさせ画像色彩を暗くする等の問題が生じやすくなる。逆に、厚さが0.5mmに満たないと、カバーレンズ2は使用において諸々の外界の衝撃力に耐えられず、背後に配置するディスプレイを保護できなくなる。
また、カバーレンズ2は、背後に配置されるディスプレイの画像を透視する透視領域2Aと、当該透視領域2A以外の不透明な加飾領域2Bとを有する。加飾領域2Bは、フィルムセンサ3の透明電極を制御回路に接続する配線を隠す役割を担う。
以上のようなカバーレンズ2へのフィルムセンサ3の貼り付けには、光学用透明粘着材(Optical Clear Adhesive:OCA)10を用いる。本実施形態においては、少なくともカバーレンズ2の天面板21裏面に光学用透明粘着材10が設けられる。図1に示すように、天面板21裏面のみに光学用透明粘着材10を設けると、フィルムセンサ3の貼り付けが容易である。一方で、天面板21裏面のみならず、第1の側面板22及び第2の側面板23まで光学用透明粘着材10を設けると、フィルムセンサ3の密着が確実になる。
光学用透明粘着材10としては、アクリル系及びゴム系などがあるが、透明性の点でアクリル系が好ましい。これら粘着剤中には、粘着性ポリマー成分のほかに、可塑剤、粘着付与成分などが含まれていても差し支えないが、透明性を損なう添加剤の使用は好ましくない。アクリル系粘着剤の主成分である粘着性ポリマーとしては、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピルなどのアルキル基の炭素数が1〜10の(メタ)アクリル酸エステルと、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチルなどの官能基含有不飽和単量体とを主成分として含む単量体混合物の共重合物が好ましく用いられる。また、ゴム系粘着剤の主成分である粘着性ポリマーとしては、スチレン/ブタジエンランダム共重合体、スチレン/イソプレン系ブロック共重合体、天然ゴムなどが好ましく用いられる。
フィルムセンサ3の基本構造は、基材フィルム4と、第1の透明電極5と、複数の第2の透明電極6と、複数の第1の引出し配線7と、複数の第2の引出し配線8とを有している。複数の第1の透明電極5は、基材フィルム4上に並設される。複数の第2の透明電極6は、第1の透明電極5との間で絶縁性を保ち且つ第1の透明電極5と交差して並設される。複数の第1の引出し配線7は、第1の透明電極5にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される。複数の第2の引出し配線8は、第2の透明電極6にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される。カバーレンズ2との重複部分において、第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8が、加飾領域2Bによって隠蔽されている。
第1の透明電極5は、図のA方向に沿って延びており、第2の透明電極6は、図のB方向に沿って延びている。
フィルムセンサ3は、カバーレンズ2の天面板21Aの裏面に対向する天面板対応部31と、第1の側面板22A及び第2の側面板22Bの裏面に対向する立ち上り部32,33とを有している。
第2の引出し配線8は、立ち上り部32,33に対応する第1部分8aと、天面板対応部31に対応する第2部分8bとを有している。より詳細には、第1部分8aは、第2の透明電極6から立ち上り部32,33の短手方向に延びる部分と、立ち上り部32,33の長手方向(図のA方向)に延びる部分と、第2部分8bから立ち上り部32,33の短手方向に延びる部分とを有している。この実施形態では、第2の引出し配線8の第1部分8aは第2部分8bに比べて量が多い、第2部分8bは、第2の引出し配線8全体の70%以上あることが好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上ある。
なお、フィルムセンサ3は上述の基本構造を有するが、細かな点で互いに構成又は使用状態の異なるいくつかの種類があり、例えば下記(1)〜(7)に示すものが挙げられる。
(1)基材1層タイプFaceUp
基材フィルム4と、基材フィルム4上に並設される複数の第1の透明電極5と、基材フィルム4の第1の透明電極5が形成された面と同一面上に第1の透明電極5と交差して並設される複数の第2の透明電極6と、第1の透明電極5と第2の透明電極6との交差部に介在する中間絶縁層9と、第1の透明電極5にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第1の引出し配線7と、第2の透明電極6にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第2の引出し配線8とを有するものであり(図7参照)、基材フィルム4側をカバーレンズ2に対向させる。
(2)基材1層タイプFaceDown
基材フィルム4側とは反対側をカバーレンズ2に対向させること以外、上記(1)と同じである。
(3)基材1層タイプ両面
基材フィルム4と、基材フィルム4上に並設される複数の第1の透明電極5と、基材フィルム4の第1の透明電極5が形成された面とは反対側の面上に第1の透明電極5と交差して並設される複数の第2の透明電極6と、第1の透明電極5にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第1の引出し配線7と、第2の透明電極6にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第2の引出し配線8とを有するものである(図8参照)。
(4)基材2層タイプFaceUp
上記(1)〜(3)と異なり基材フィルムをさらにもう1枚備えるもので、第1の基材フィルム4Aと、第1の基材フィルム4A上に並設される複数の第1の透明電極5と、第1の透明電極5にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第1の引出し配線7と、第1の透明電極5及び接続端子を除く第1の引出し配線7を被って貼り合せられた第2の基材フィルム4Bと、第2の基材フィルム4B上において第1の透明電極5と交差して並設される複数の第2の透明電極6と、第2の基材フィルム4B上において第2の透明電極6にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第2の引出し配線8とを有するものであり(図9参照)、第1の基材フィルム4A側をカバーレンズ2に対向させる。
(5)基材2層タイプFaceDown
第2の基材フィルム4B側をカバーレンズ2に対向させること以外、上記(4)と同じである。
(6)基材2層タイプ両面
上記(1)〜(3)と異なり基材フィルムをさらにもう1枚備えるもので、第1の基材フィルム4Aと、第1の基材フィルム4A上に並設される複数の第1の透明電極5と、第1の基材フィルム4Aの第1の透明電極5が形成された面とは反対側の面に貼り合せられた第2の基材フィルム4Bと、この第2の基材フィルム4Bの第1の基材フィルム4Aが貼り合せられた面とは反対側の面上に第1の透明電極5と交差して並設される複数の第2の透明電極6と、第1の透明電極5にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第1の引出し配線7と、第2の透明電極6にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第2の引出し配線8とを有するものである(図10参照)。
(7)シールド層付き
上記(1)〜(6)の構成に加え、最背面にシールドフィルムが貼り合せられたものである(図示せず)。
基材フィルム4,4A,4Bの材料としては、透明性を有するポリエステル(PET)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ポリアクリル(PAC)、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などのフィルム、又はそれらの積層体などが用いられる。シクロオレフィンポリマー(COP)も利用可能である。
基材フィルム4,4A,4Bの厚さは、通常、各フィルムの単独厚で20μm以上、フィルムセンサ3に用いられる各フィルムの合計厚が500μm以下とされている。単独厚が20μmに満たないとフィルム製造時のハンドリングが難しく、合計厚が500μmを超えると透光性が低下するからである。
なお、上記(4)〜(6)の基材2層タイプのフィルムセンサ3の場合、第1の側面板22及び第2の側面板23に対応する部分に配置されない引出し配線の支持体となる方の基材フィルムについては、カバーレンズ2の天面板21の裏面側のみに配置される寸法に設計してもよい。
例えば、図16に示すように、カバーレンズ2の裏面側に貼り付けられたフィルムセンサ3が、第1の基材フィルム4Aと、複数の第1透明電極5と、第2の基材フィルム4Bと、複数の第2透明電極6と、複数の第1引出し配線7と、複数の第2引出し配線8とを有している。複数の第1の透明電極5は、第1の基材フィルム4A上に並設される。第2の基材フィルム4Bは、第1の基材フィルム4Aとは大きさが異なる。第2の透明電極6は、第1の透明電極5との間で絶縁性を保ち且つ第1の透明電極5と交差して第2の基材フィルム4B上に並設される。複数の第1の引出し配線7は、第1の透明電極5にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される。複数の第2の引出し配線8は、第2の透明電極6にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される。カバーレンズ2との重複部分において、第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8が、加飾領域2Bによって隠蔽されている。
図16においては、第1の透明電極5及び第1の引出し配線7を支持する第1の基材フィルム4Aは天面板21の裏面側のみに配置されており、第2の透明電極6及び第2の引出し配線8を支持する第2の基材フィルム4Bが第1の側面板22及び第2の側面板23の裏面まで配置されている。つまり、第2の基材フィルム4Bは、天面板の裏面に対応する第1部分4Cと、第1の側面板22及び第2の側面板23の裏面に対応する第2部分4D及び第3部分4Eとを有している。
この場合、実質的には2層のうち1層の基材フィルムだけを側面板に対向させればよいので、フィルムセンサ3が曲げやすく、貼り付けが容易となる。
第1の透明電極5及び第2の透明電極6のパターンについて、図14を用いて補足説明する。
第1の透明電極5は、平面視して菱形形状を持つ菱形電極51と、この菱形電極51の複数を図中縦方向(Y方向)に貫く接続配線52とを備えている。複数の菱形電極51と接続配線52とは、相互に電気的に接続されている。また、このような、接続配線52及びそれに貫かれた複数の菱形電極51を一組として、当該一組が図中横方向(X方向)に繰り返し配列される。一方、第2の透明電極6は、複数の菱形電極61と、それらを貫く接続配線62とを備えている。ただし、この場合、接続配線62の延在方向は、接続配線52のそれとは異なり、図中横方向(X方向)である。また、それに伴い、接続配線62及びそれに貫かれた複数の菱形電極61からなる一組が、繰り返し配列される方向は、図中縦方向(Y方向)である。
そして、図14から明らかなように、菱形電極51と菱形電極61との配置関係は相補的である。つまり、菱形電極51をマトリクス状に配列する場合に生じる菱形形状の隙間を埋めるように、複数の菱形電極61は配列されているのである。なお、図14においては一列に並んだ菱形電極51,61群の一番端に三角形電極を備えている。この三角形電極は、矩形の透視領域2Aに合せた矩形のセンサ有効領域とするため、及び透過率が不均一になるいわゆる骨見えを防止ために設けたものであるが、省いても構わない。
このようにX方向電極及びY方向電極が平面視して格子を形作るように配置されているので、この格子上のいずれかの位置にユーザの指等がフィルムセンサ3を覆うカバーレンズ2を介して触れれば(例えば、破線丸印FRの位置)、当該指等とそれが触れるX方向電極との間にコンデンサが形成され、また、当該指等とそれが触れるY方向電極との間にコンデンサが形成される。このコンデンサの形成によって、当該のX方向電極及びY方向電極の静電容量は増大する。外部回路の位置検出部は、このような場合において生じる静電容量の変化量、あるいはさらに最大の静電容量を持つX方向電極及びY方向電極を検出し、透視領域2A内のどこに触れたかを、特定値たるX座標値及びY座標値の組として取得することが可能となる。
第1の透明電極5及び第2の透明電極6の材料としては、80%以上の光線透過率(透光性)及び数mΩから数百Ωの表面抵抗値(導電性)を示すことが好ましく、例えば、酸化インジウム、酸化錫、インジウム錫酸化物(ITO)、錫アンチモン酸等の金属酸化物や、金、銀、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、ロジウム等の金属などで成膜することができる。これらの材料からなる第1の透明電極5及び第2の透明電極6の形成方法としては、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等のPVD法、あるいはCVD法、塗工法等で透明導電膜を形成した後にエッチングによりパターニングする方法や、印刷法等がある。
第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8は、通常、スクリーン印刷により形成するが、形成方法は特に限定されない。第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8の材料としては、一般に銀ペーストもしくは、銅ペースト、銀とカーボン、などを使用するが、体積抵抗を一定に保ち、安定な材料であれば、他の材料を選定してもよい。
また、第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8は、第1の透明電極5及び第2の透明電極6と同じ材料からなる透明導電層と、当該透明導電層上に積層された金属層からなる2層構造で構成されてもよい。金属層の材料としては、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、錫などが挙げられる。第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8の形成方法としては、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等のPVD法、あるいはCVD法、塗工法等で透明導電膜及び金属膜を積層形成した後にエッチングによりパターニングする方法がある。
上記(1)及び(2)の中間絶縁層9としては、ポリエステル系樹脂などの熱硬化性樹脂、アクリル系樹脂などの紫外線硬化性樹脂などが挙げられる。
上記(7)のシールドフィルムとしては、前述の基材フィルム4と同様の材料からなる樹脂フィルムに、前述の第1の透明電極5及び第2の透明電極6と同様の材料からなる透明導電膜を全面的に形成したものを、用いることができる。
上記(4)〜(7)のフィルムを複数用いる場合の貼り合せには、前述のカバーレンズ2へのフィルムセンサ3の貼り合せに用いた光学用透明粘着材10を用いることができる(図中、光学用透明粘着材10は省略)。
本実施形態の特徴は、賦形されたフィルムセンサ3を用いることにある。第1実施形態においては、フィルムセンサ3は、図1に示すようにカバーレンズ2の天面板21、第1の側面板22及び第2の側面板23の裏面に対向するように、立ち上り部32,33を有しており、立ち上り部に、当該立ち上り部32,33と直交する方向を軸とする複数の第2の透明電極6に接続される引出し配線8の大部分が、第1の側面板22及び第2の側面板23に対応する部分に配置されている。
このように構成することで、引出し配線の形成位置がカバーレンズ2の天面板21内に限定されないので、これを隠蔽する加飾領域2Bの内縁を天面板21の外形ぎりぎりまで形成でき、天面板21における加飾領域2Bの狭額縁化が可能となる。最良の場合、天面板21において額縁レスとすることができる。
ところで、上記(1)〜(7)に挙げたようなフィルムセンサ3のうち(1),(3),(4)及び(6)のフィルムセンサ3の場合、図1及び図2に示すように、天面板21の第1の側面板22及び第2の側面板23が設けられていない二辺のうちいずれかの辺21Aと、第1の側面板22の左右端のうち天面板21の辺21A側の一端22Aと、第2の側面板23の左右端のうち天面板21の辺21A側の一端23Aとからは、第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8の接続端子11がカバーレンズ2で覆われないように、賦形されたフィルムセンサ3を露出しているのが好ましい。
このように構成することによって、接続端子11において接続されるFPC(図示せず)がカバーレンズ2とフィルムセンサ3の間に位置しないので、フィルムセンサ3をカバーレンズ2と貼り付けやすく、又FPCがカバーレンズ2の端面等に引っ掛かって外れることもない。
フィルムセンサ3は、内R寸法1〜4mmで立ち上げるのが好ましい。直角でなく内R寸法1mm以上の丸みを付けることにより、第1の側面板及び第2の側面板に対応する部分に配置され引出し配線が破壊されて断線することを防止できる。ただし、内R寸法4mmを超えると、狭額縁化の効果が薄くなる。
なお、フィルムセンサ3は、カバーレンズ2の天面板21、第1の側面板22及び第2の側面板23の裏面に対向するように配置するが、本実施形態においては、フィルムセンサ3の表面側形状がカバーレンズ2の裏面側形状と完全に一致している場合だけに限定されない。すなわちフィルムセンサ3の表面側形状がカバーレンズ2の裏面側形状に近似した形状、例えばフィルムセンサ3の外R部分とカバーレンズ2との間で距離が広がっている形状なども含むものである。
また、本実施形態においては、フィルムセンサ3の寸法が次のように設計されている。すなわち、賦形されたフィルムセンサ3の下端が、カバーレンズ2の第1の側面板22及び第2の側面板23の下端と同じ高さにあるいは下端より上方に位置する。このように構成することによって、このタッチスクリーン1を組み込んだ電子機器の薄型化が可能である。
<第2実施形態>
本実施形態のタッチスクリーン1は、賦形されたフィルムセンサ3の下端が、カバーレンズ2の第1の側面板22及び第2の側面板23の下端より下方に位置するように、フィルムセンサ3の寸法が設計されている点(図3及び図4参照)で、第1実施形態と異なる。
このように構成することによって、カバーレンズ2への貼り付け時などにおいてカバーレンズ2よりはみ出した部分を掴む等できるので、フィルムセンサ3を扱いやすい。
<第3実施形態>
本実施形態のタッチスクリーン1では、第1の透明電極5及び第2の透明電極6のうち少なくとも一方が、フィルムセンサ3の立ち上り部32,33にも存在していてもよく、本実施形態では、第2の透明電極6の両端が立ち上り部32,33まで広がっている点(図17参照)で、第1実施形態と異なる。
このように構成することで、センシングエリアを天面板21の外形より外側まで形成できるため、天面板21における加飾領域2Bの狭額縁化又は額縁レスがさらに確実となる。また、加飾領域2Bのうち第1の側面板22及び第2の側面板23を覆う部分を入力に用いることもできる。
なお、透明電極をフィルムセンサの立ち上り部まで設ける場合、これらの透明電極は、バインダー樹脂中に銀ナノファイバー又はカーボンナノチューブを含む導電パターン層とするのが好ましい。銀ナノファイバー又はカーボンナノチューブ(CNT)を含む導電パターン層は優れた屈曲性と成形性を有しているため、これらからなる透明電極はフィルムセンサ3の曲げによって損傷することがない。また、本実施形態においては、カバーレンズ2へのフィルムセンサ3の貼り付けに用いる光学用透明粘着材10は、カバーレンズ2の天面板21裏面だけではなく第1の側面板22及び第2の側面板23の裏面まで設けるのが好ましい。
なお、透明電極の材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)も好ましい。
<第4実施形態>
本実施形態のタッチスクリーンは、立ち上り部32,33を有するフィルムセンサ3の裏面にフレキシブルディスプレイ12が配置されている。つまり、フレキシブルディスプレイ12は、主面部12aと、立ち上り部12bとを有している。また、カバーレンズ2の透視領域2Aは、天面板21のみならず、第1の側面板22及び第2の側面板23まで広がっている点(図6参照)が、第3実施形態と異なる。
このように構成することによって、カバーレンズ2の第1の側面板22及び第2の側面板23にまで、ディスプレイ画面を透視しながらのタッチ入力が可能である。フレキシブルディスプレイ12としては、有機発光ダイオード(OLED)や電子ペーパーのほか、公知のフレキシブルディスプレイを用いることができる。また、フレキシブルディスプレイ12とフィルムセンサ3とは貼り合せられていてもよい。
<第5実施形態>
本実施形態のタッチスクリーンでは、フィルムセンサ3がカバーレンズ2への貼り付け前に立ち上り部を有する形状に予め賦形されている点で、第1実施形態と異なる。
このように構成することによって、貼り付けながら同時にカバーレンズ2の裏面に沿って曲げる必要がないので、フィルムセンサ3のカバーレンズ2への貼り付けが容易であり、また所定の形状に確実に曲げることができる。
フィルムセンサ3の賦形は、R曲げ加工にするのが好ましい(図11参照)。R曲げ加工は、コーナー部分に直角でなく丸みを付ける加工のことである。R曲げ加工の方法としては、例えば、フィルムセンサ3の曲げたい部分をステンレス管等で保護されたヒーター(パイプヒーター)13の中心線上に合わせて乗せ、フィルムセンサ3のパイプヒーター13との接触部分を加熱軟化させ、十分に軟化したところで素早く目的とする角度に曲げるというものがある。R曲げの内R寸法は、上記したフィルムセンサ3であれば1〜4mmである。なお、R曲げ加工の方法は、上記した方法以外の方法を用いることもできる。
<実施形態の作用効果>
静電容量方式のタッチスクリーン1(タッチスクリーンの一例)は、カバーレンズ2(カバーレンズの一例)と、フィルムセンサ3(フィルムセンサの一例)とを備えている。
カバーレンズ2は、天面板21(天面板の一例)と、天面板21のA方向(第1方向の一例)に直交するB方向(第2方向の一例)両側の辺に連なる第1の側面板22及び第2の側面板23とを有し、透視領域2A(透視領域の一例)と透視領域以外の加飾領域2B(加飾領域の一例)とを有する。フィルムセンサ3は、カバーレンズ2の裏面側に貼り付けられる。
フィルムセンサ3は、基材フィルム4(基材フィルムの一例)と、複数の第1の透明電極5(第1の透明電極の一例)と、複数の第2の透明電極6(第2の透明電極の一例)と、複数の第1の引出し配線7(第1の引出し配線の一例)と、複数の第2の引出し配線8(第2の引出し配線の一例)とを有している。複数の第1の透明電極5と、A方向に沿って延びて基材フィルム4上に並設される。複数の第2の透明電極6は、第1の透明電極5との間で絶縁性を保ち且つB方向に沿って延びて第1の透明電極5と交差して並設される。複数の第1の引出し配線7は、第1の透明電極5にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される。複数の第2の引出し配線8は、第2の透明電極6にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出されるとを有している。
第1の引出し配線7及び第2の引出し配線8は、カバーレンズ2の加飾領域2Bによって隠蔽されている。
フィルムセンサ3は、カバーレンズ2の天面板2Aの裏面に対向する天面板対応部31(天面板対応部の一例)と、第1の側面板22及び第2の側面板23の少なくとも一方の裏面に対向する立ち上り部32,33(立ち上り部の一例)とを有している。
第2の引出し配線8の全部又は大部分が、立ち上り部32,33に配置されている。
静電容量方式のタッチスクリーン1は、上記のように構成することで、第2の引出し配線8の形成位置がカバーレンズ2の天面板21A内に限定されないので、これを隠蔽する加飾領域2Bの内縁を天面板21Aの外形ぎりぎりまで形成でき、従来にはない天面板における加飾領域の狭額縁化、又は額縁レスが可能となる。
<変形例>
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、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
(a)カバーレンズ2が、天面板21の第1の側面板22及び第2の側面板23が設けられていない辺であって、接続端子11側の辺21Aとは反対側の辺に連なる短冊形の第3の側面板24を備え、当該第3の側面板24の左右端が第1の側面板22及び第2の側面板23と連続する筐体構造であってもよい(図12参照)。
(b)第1実施形態の項での説明において、カバーレンズ2の天面板21は一般に平面が好ましいと述べた。しかし、図13に示すように第1の側面板22及び第2の側面板23から両者の中間線に近づくにつれ等しく盛り上がる曲面については、平面同様に前述の貼り合せの問題はないので、カバーレンズ2として使用可能である。
なお、上記実施形態及び上記変形例では、天面板と側面板との境界が明確であり、且つ、側面板が平板であった。しかし、天面板から側面板に対して湾曲しており、天面板と側面板との境界が必ずしも明確でない形状にも本発明は適用できる(図示せず)。
(c)上記各実施形態において、透明電極5,6は菱形電極51及び菱形電極61を敷き詰めるように設けている(セルフキャパシタンス:self capacitance)が、フィルムセンサ3の透明電極5,6はこの態様に限定されない。例えば、図15に示すように、透明電極5,6は帯状電極をマトリクス状に配置しただけ(相互キャパシタンス:mutual capacitance)でもよい。
(d)上記各実施形態において、フィルムセンサ3は、カバーレンズ2の天面板21、第1の側面板22及び第2の側面板23の裏面に対向するように、立ち上り部を有しているが、フィルムセンサ3はこれに限定されない。例えば、フィルムセンサ3はカバーレンズ2の天面板21と、第1の側面板22及び第2の側面板23のうち一方の側面板の裏面のみに対向するように、立ち上り部を有していてもよい。
図5に示す例では、フィルムセンサ3は、第1の側面板22に対向する立ち上り部32を有する。その結果、第2の引出し配線8は、立ち上り部32,33に対応する第1部分8aのみを有している。より詳細には、第1部分8aは、第2の透明電極6から立ち上り部32,33の短手方向に延びる部分と、立ち上り部32,33の長手方向(図のA方向)に延びる部分とを有している。
(e)図1、図3及び図5に示すように天面板21裏面のみに光学用透明粘着材10を設ける場合、第1の側面板及び第2の側面板に対応する部分に配置されたフィルムセンサ3の引出し配線を絶縁層で保護してもよい。このように構成することで、これらの引出し配線が第1の側面板及び第2の側面板の裏面と摩擦されて破壊されるのを防止できる(図示せず)。
(f)カバーレンズ2の第1の側面板22、第2の側面板23及び第3の側面板24は、下端や左右端にヘッドフォン端子用等の切り欠き部やカバーレンズ2係止用等の爪部などを有していてもよい(図示せず)。
本願発明はPDA、ハンディターミナルなど携帯情報端末、コピー機、ファクシミリなどOA機器、スマートフォン、携帯電話機、携帯ゲーム機器、電子辞書、カーナビシステム、小型PC、各種家電品等に筐体の一部として組み込まれる、静電容量方式のタッチスクリーンに関するものである。
1,101 静電容量方式のタッチスクリーン
2,102 カバーレンズ
2A,102A 透視領域
2B,102B 加飾領域
3,103 フィルムセンサ
4,104 基材フィルム
4A 第1の基材フィルム
4B 第2の基材フィルム
5,105 第1の透明電極
6,106 第2の透明電極
7,107 第1の引出し配線
8,108 第2の引出し配線
9 中間絶縁層
10,110 光学用透明粘着材
11,111 接続端子
12 フレキシブルディスプレイ
13 パイプヒーター
21,121 天面板
22,122 第1の側面板
23,123 第2の側面板
32,33 立ち上り部

Claims (9)

  1. 天面板と、前記天面板の第1方向に直交する第2方向両側の辺に連なる第1の側面板及び第2の側面板とを有し、透視領域と前記透視領域以外の加飾領域とを有するカバーレンズと、
    前記カバーレンズの裏面側に貼り付けられたフィルムセンサとを備え、
    前記フィルムセンサは、基材フィルムと、前記第1方向に沿って延びて前記基材フィルム上に並設される複数の第1の透明電極と、前記複数の第1の透明電極との間で絶縁性を保ち且つ前記第2方向に沿って延びて前記第1の透明電極と交差して並設される複数の第2の透明電極と、前記第1の透明電極にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第1の引出し配線と、前記第2の透明電極にそれぞれ接続されて接続端子に至るまで引き出される複数の第2の引出し配線とを有しており、
    前記第1の引出し配線及び前記第2の引出し配線が、前記カバーレンズの前記加飾領域によって隠蔽されており、
    前記フィルムセンサは、前記カバーレンズの前記天面板の裏面に対向する天面板対応部と、前記第1の側面板及び前記第2の側面板の少なくとも一方の裏面に対向する立ち上り部とを有しており、
    前記第2の引出し配線の全部又は大部分が、前記立ち上り部に配置されている、
    静電容量方式のタッチスクリーン。
  2. 前記フィルムセンサの曲げ部分が内R寸法1〜4mmである、請求項1に記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
  3. 前記第2の透明電極の一部が、前記立ち上り部に配置されている、請求項1又は2に記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
  4. 前記立ち上り部に配置されている透明電極が、バインダー樹脂中に銀ナノファイバー又はカーボンナノチューブを含む導電パターン層である、請求項3に記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
  5. 前記フィルムセンサの裏面に配置され、前記フィルムセンサの前記立ち上り部に対応する第2立ち上り部を有するフレキシブルディスプレイをさらに備え、
    前記カバーレンズの前記透視領域が、前記天面板から前記フィルムセンサの前記立ち上り部に対向する側面板まで広がっている、請求項3又は4に記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
  6. 前記フィルムセンサが、前記カバーレンズへの貼り付け前に、前記立ち上り部を有する形状に予め賦形されている、請求項1〜5のいずれかに記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
  7. 前記フィルムセンサが、前記カバーレンズの前記第1の側面板及び前記第2の側面板の両方に沿うように賦形されている、請求項1〜6のいずれかに記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
  8. 前記フィルムセンサの前記立ち上り部の下端が、前記カバーレンズの対応する側面板の下端より下方に位置している、請求項1〜7に記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
  9. 前記フィルムセンサが、前記第1の透明電極及び前記第1の引出し配線を支持する第1の基材フィルムと、前記第2の透明電極及び前記第2の引出し配線を支持する、前記第1の基材フィルムとは大きさの異なる第2の基材フィルムとを有し、
    前記第1の基材フィルムは、前記天面板の裏面のみに対応しており、
    前記第2の基材フィルムは、前記天面板の裏面に対応する第1部分と、前記第1の側面板及び前記第2の側面板の裏面にそれぞれ対応する第2部分及び第3部分とを有している、請求項1〜8のいずれかに記載の静電容量方式のタッチスクリーン。
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