触摸传感器

技术领域

本公开涉及一种触摸传感器。

背景技术

以往，关于能够进行触摸操作的触摸传感器，例如已知有专利文献1所示的传感器。

在专利文献1中公开了一种触摸传感器，该触摸传感器包括透明基板、传感器电极以及布线部，其中，传感器电极形成在透明基板上且形成为大致带状，布线部的一端部与传感器电极电连接，布线部用于将传感器电极与外部电路电连接。传感器电极构成为，将由具有导电性的金属构成的多条细线形成为网格状的网格图案。

专利文献1：日本公开专利公报特开2020－21184号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

在专利文献1的触摸传感器中，形成有具有发送电极及接收电极的传感器电极。在发送电极及接收电极上形成有相同的网格图案。当在发送电极及接收电极分别形成相同的网格图案时，就会产生莫尔条纹，视觉辨认度降低。如果为了抑制莫尔条纹的产生而改变细线的间距，则会因静电电容的变化而产生触摸精度的偏差。

如果使细线的间距为一定值以上，则可见线变得明显，外观变差。如果使细线的间距为一定值以下，则视觉辨认度就会因与显示器之间的莫尔条纹而降低，并且会因细线的交点增加而导致静电电容也增加，因此触摸精度降低。

本公开正是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于：抑制莫尔条纹及可见线的产生，并且抑制触摸精度的降低。

－用以解决技术问题的技术方案－

为了实现上述目，本公开的一实施方式所涉及的触摸传感器包括第一电极和第二电极，所述第一电极由第一网格图案构成，所述第一网格图案由具有导电性的多条第一细线彼此交叉而成，所述第二电极由第二网格图案构成，所述第二网格图案由具有导电性的多条第二细线彼此交叉而成，第一网格图案由具有锐角的菱形的第一单元构成，第二网格图案由呈正方形的第二单元构成，锐角为50°以上且65°以下，俯视时，第二单元的一边与第一单元的对角线所成的角度为15°以上且75°以下。

－发明的效果－

根据本公开，能够抑制莫尔条纹及可见线的产生，并且能够抑制触摸精度的降低。

附图说明

图1是本公开的第一实施方式所涉及的触摸传感器的整体立体图；

图2是简要地示出将第一基板及第二基板重叠起来的状态的俯视图；

图3是示出第一基板的结构的俯视图；

图4是示出第二基板的结构的俯视图；

图5是图3及图4的局部放大图，图5(a)是图3中的A部的放大图，图5(b)是图4中的B部的放大图；

图6是将第一网格图案及第二网格图案重叠起来时的俯视图的一例；

图7是将第一网格图案及第二网格图案重叠起来时的俯视图的一例；

图8是将第一网格图案及第二网格图案重叠起来时的俯视图的一例；

图9是将第一网格图案及第二网格图案重叠起来时的俯视图的一例；

图10是将第一网格图案及第二网格图案重叠起来时的俯视图的一例；

图11是在本公开的第二实施方式所涉及的触摸传感器中，将第一网格图案及第二网格图案重叠起来时的俯视图的一例。

具体实施方式

下面，根据附图对本公开的实施方式进行详细的说明。以下对实施方式的说明在本质上仅为示例而已，并没有意图对本公开、本公开的应用对象或其用途加以限制。

(第一实施方式)

图1示出了本公开的第一实施方式所涉及的触摸传感器1的整体。该触摸传感器1是能够进行触摸操作的传感器型输入装置。触摸传感器1作为针对例如组装有液晶显示器或有机EL显示器等显示装置的各种设备(例如汽车导航等车载装置、个人计算机的显示设备、移动电话、移动信息终端、便携式游戏机、复印机、售票机、现金自动存取机、钟表等)的输入装置使用。

在以下的说明中，将触摸传感器1的长边方向(图1的从左下朝向右上的方向)设为X轴方向，另一方面，将与X轴方向正交且触摸传感器1的短边方向(图1的从右下朝向左上的方向)设为Y轴方向。将后述的盖部件2的操作面2b侧设为“上侧”，将操作面2b的相反侧设为“下侧”，来确定触摸传感器1的上下方向。需要说明的是，这样的位置关系与触摸传感器1或组装有触摸传感器1的设备中的实际方向无关。

(盖部件)

如图1所示，触摸传感器1包括具有透光性的盖部件2。盖部件2由保护玻璃或塑料制的保护盖板构成。盖部件2形成为例如长方形的板状。盖部件2层叠布置在后述的第二基板6的上表面。

在盖部件2的外周位置，通过印刷等形成有黑色等暗色的大致边框状的窗框部2a。由该窗框部2a包围起来的内部的矩形区域成为能够透光的可视区域V(参照图2)。即，使用者能够经由可视区域V从布置在触摸传感器1的后方的显示器获得视觉信息。并且，与可视区域V对应的盖部件2的上表面构成为供使用者的手指等在进行触摸操作时接触的操作面2b。

(柔性线路板)

触摸传感器1包括柔性线路板3。柔性线路板3构成为具有柔软性且即使在变形状态下其电特性也不会变化。柔性线路板3由例如聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等具有挠性的绝缘膜构成。柔性线路板3的顶端部通过例如未图示的各向异性导电性粘接剂固定在后述的第一基板5、第二基板6的上表面侧。

(基板)

如图2～图4所示，触摸传感器1包括基板4、4。基板4、4由第一基板5及第二基板6构成。第一基板5经由未图示的具有透光性的粘着层层叠布置在第二基板6的上侧。

第一基板5及第二基板6分别由例如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、PMMA(丙烯酸)、聚芳酯、COP(环烯烃聚合物)、COC(环烯烃共聚物)等具有透光性的树脂材料等或玻璃构成。

第一基板5及第二基板6分别形成为大致长方形。在第一基板5的下表面侧布置有未图示的液晶显示器。需要说明的是，在第二基板6由较硬的材质构成的情况下，也可以不特别设置盖部件2。在该情况下，只要在第二基板6形成大致边框状的窗框部2a而设置可视区域V即可。

(布线部)

如图2～图4所示，触摸传感器1包括用于将传感器电极10、10、……与未图示的外部电路电连接的布线部20、20、……。布线部20、20、……布置在可视区域V的外侧(参照图2)。

如图3所示，形成在第一基板5的上表面的布线部20的一端部与发送电极11电连接。该布线部20的另一端部与柔性线路板3电连接。

如图4所示，形成在第二基板6的上表面的布线部20的一端部与接收电极12电连接。该布线部20的另一端部与柔性线路板3电连接。

(传感器电极)

如图2～图4所示，触摸传感器1包括传感器电极10、10、……。传感器电极10、10、……布置在可视区域V内。在触摸传感器1中，能够通过传感器电极10、10、……检测由使用者的与操作面2b接触的手指(检测对象物)进行的触摸操作。即，触摸传感器1具有静电电容式的传感器电极10、10、……，传感器电极10、10、……由发送电极(第一电极)11、11、……及接收电极(第二电极)12、12、……构成。

发送电极11、11、……与未图示的驱动电路连接。发送电极11、11、……构成为通过所述驱动电路向周围放射电场。如图3所示，发送电极11、11、……形成在第一基板5的上表面。俯视时，各发送电极11的长边沿Y轴方向大致带状地延伸。发送电极11、11、……在X轴方向上隔开间隔地布置。

接收电极12、12、……构成为接收从发送电极11、11、……放射出的电场。如图4所示，接收电极12、12、……形成在第二基板6的上表面。俯视时，各接收电极12的长边沿X轴方向大致带状地延伸。接收电极12、12、……在Y轴方向上隔开间隔地布置。各接收电极12以在上下方向上与各发送电极11隔开间隔且彼此大致正交的方式布置(参照图2)。即，各接收电极12在与各发送电极11绝缘的状态下与各发送电极11交叉。

如图5(a)所示，发送电极11包括第一网格图案13。第一网格图案13形成为网眼状，具有导电性的第一细线14、14、……彼此交叉且等间隔地布置。

各第一细线14由导电层构成，该导电层在形成在基板4的上表面的槽部埋设有铜、银等导电金属。第一细线14优选形成为宽度尺寸为例如2μm以下。

第一网格图案13是由细线构成的多个第一单元15、15、……规则排列而成的网眼结构。各第一单元15形成为彼此大小相同，并且形成为两条对角线(未图示)的长度互不相同的平行四边形。

在该实施方式中，形成为各第一单元15的四条边的长度全部相等的菱形。各第一单元15以构成菱形的宽度方向上的对角线沿Y轴方向延伸且长度方向上的对角线沿X轴方向延伸的方式布置。

具体而言，各第一单元15具有锐角A1。各第一单元15通过以使多条第一细线14彼此相距间距d1而布置的方式形成。图5(a)示出锐角A1为60°、间距d1为180μm的情况下的第一单元15。

如图5(b)所示，接收电极12包括第二网格图案16。第二网格图案16形成为网眼状，具有导电性的第二细线17、17、……彼此交叉且等间隔地布置。

各第二细线17由导电层构成，该导电层在形成在基板4的上表面的槽部埋设有铜、银等导电金属。第二细线17优选形成为宽度尺寸为例如2μm以下。

第二网格图案16是由细线构成的多个第二单元18、18、……规则排列而成的网眼结构。各第二单元18形成为彼此大小相同且形成为正方形。

具体而言，各第二单元18通过以使多条第二细线17彼此相距间距d2而布置的方式形成。图5(b)示出间距d2为400μm的情况下的第二单元18。

图6是将第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。如图6所示，第二单元18以第二细线17(在图6中为第二布线17a)与第一单元15的对角线的长轴15a所成的角度A2为45°的方式布置。由于构成第一网格图案13的第一单元15和构成第二网格图案16的第二单元18的形状不同，因此能够抑制莫尔条纹、可见线的产生。由于第一单元15及第二单元18的形状不同，因此不需要使第一细线14彼此间的间距d1和第二细线17彼此间的间距d2一致，能够抑制对静电电容的影响。因此，能够抑制莫尔条纹的产生，并且能够抑制触摸精度的降低。

需要说明的是，在图5及图6中，为了方便起见，用比第一细线14粗的线来表示第二细线17，但实际的第一细线14及第二细线17的宽度不限于此。在以下的图7～图10中也用比第一细线14粗的线来表示第二细线17，但同样，实际的第一细线14及第二细线17的宽度不限于此。在图5(a)中，为了方便起见，用比其他的第一细线14粗的线来表示后述的伪图案(dummy pattern)21，但实际的伪图案21及第一细线14的宽度不限于此。

(关于网格图案的构成例)

第一网格图案13及第二网格图案16也可以构成为满足以下条件。

图7示出改变了图6中的间距d1(第一网格图案13中的多条第一细线14的间隔)的数值的例子。具体而言，图7(a)是将间距d1为160μm、间距d2为400μm、锐角A1为60°、角度A2为45°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。图7(b)是将间距d1为160μm、间距d2为550μm、锐角A1为60°、角度A2为45°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。如图7(a)、图7(b)所示，通过构成第一网格图案13及第二网格图案16，能够抑制莫尔条纹及可见线的产生。

图8示出改变了图6中的间距d2(第二网格图案16中的多条第二细线17的间隔)的数值的例子。具体而言，图8(a)是将间距d1为180μm、间距d2为160μm、锐角A1为60°、角度A2为45°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。图8(b)是将间距d1为180μm、间距d2为550μm、锐角A1为60°、角度A2为45°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。如图8(a)、图8(b)所示，通过构成第一网格图案13及第二网格图案16，能够抑制莫尔条纹及可见线的产生。

表1确认了第一网格图案13中的第一单元15(菱形)的锐角A1。

[表1]

根据表1，在锐角A1小于50°的情况下以及锐角A1大于65°的情况下，容易产生莫尔条纹。这是因为在将触摸传感器1重叠于包括在X方向及Y方向上规则排列的多个发光像素的显示装置(液晶面板等)上的情况下，触摸传感器1和该显示装置的黑矩阵容易重叠，因此容易产生莫尔条纹。相对于此，在锐角A1为50°以上且65°以下的情况下，触摸传感器1与所述显示装置的黑矩阵不易重叠，因此能够抑制莫尔条纹。

图9示出改变了图6中的锐角A1的数值的例子。具体而言，图9(a)是将间距d1为180μm、间距d2为400μm、锐角A1为65°、角度A2为45°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。图9(b)是将间距d1为180μm、间距d2为400μm、锐角A1为50°、角度A2为45°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。如图9(a)、图9(b)所示，通过设为表1的条件，能够抑制莫尔条纹的产生。

表2确认了第二单元18(正方形)中的第二细线17与第一单元15(菱形)的对角线的长轴15a所成的角度A2。

[表2]

根据表2，在角度A2小于15°的情况下以及角度A2大于75°的情况下，容易产生莫尔条纹。这是因为在将触摸传感器1重叠于包括在X方向及Y方向上规则排列的多个发光像素的显示装置(液晶面板等)上的情况下，触摸传感器1和该显示装置的黑矩阵容易重叠，因此容易产生莫尔条纹。相对于此，在角度A2为15°以上且75°以下的情况下，由于触摸传感器1和所述显示装置的黑矩阵不易重叠，因此能够抑制莫尔条纹。

图10示出改变了图6中的角度A2的数值的例子。具体而言，图10(a)是将间距d1为180μm、间距d2为400μm、锐角A1为65°、角度A2为15°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。图10(b)是将间距d1为180μm、间距d2为400μm、锐角A1为60°、角度A2为30°的情况下的第一网格图案13及第二网格图案16重叠起来时的俯视图。如图10(a)、图10(b)所示，通过设为表2的条件，能够抑制莫尔条纹的产生。

[实施方式的作用效果]

如上所述，在触摸传感器1中，构成第一网格图案13的第一单元15和构成第二网格图案16的第二单元18的形状互不相同。由此，能够抑制莫尔条纹、可见线的产生。由于第一单元15的形状和第二单元18的形状不同，因此不需要使第一细线14彼此的间距d1和第二细线17彼此的间距d2一致，能够抑制对静电电容的影响。

第一单元15的锐角A1为50°以上且65°以下。俯视时，第二单元18的第二细线17与第一单元15的对角线15a的长轴所成的角度A2为15°以上且75°以下。由此，在将触摸传感器1重叠于包括在X方向及Y方向上规则排列的多个发光像素的显示装置(液晶面板等)上的情况下，能够使触摸传感器1与该显示装置的黑矩阵不易重叠，因此能够抑制莫尔条纹。

因此，能够抑制莫尔条纹及可见线的产生，并且能够抑制触摸精度的降低。

第一细线14彼此的间距为160μm以上且550μm以下。由此，由于第一细线14彼此的间隔保持在适当的水平，因此能够抑制莫尔条纹及可见线的产生。

在第一实施方式中，第一网格图案13也可以包括未与发送电极11连接的伪图案。例如，在图5(a)中，可以在第一网格图案13中形成伪图案21。该伪图案21以与第一网格图案13相同的间距d1形成。由此，能够在抑制第一网格图案13的静电电容的同时，缩小第一细线14的间隔。需要说明的是，同样地，第二网格图案16也可以包括未与接收电极12连接的伪图案。在该情况下，伪图案以与第二网格图案16相同的间距d2形成。

如图5及图6所示，第二单元18的面积也可以大于第一单元15的面积。在第一网格图案13的第一细线14的间隔比第二网格图案16的第二细线17的间隔宽的情况下，与相反的情况相比，更容易产生可见线。这是因为通常情况下较宽的网格图案看起来更明显。即，通过使构成布置在比第一网格图案13靠下方的第二网格图案16的第二单元18的面积比第一单元15的面积大，能够抑制可见线的产生。

如图5及图6所示，第二单元18也可以在俯视时包括两个以下的第一单元15。在第一单元15的面积相对于第二单元18过大的情况下，容易产生可见线。即，第二单元18构成为在俯视时包括两个以下的第一单元15，由此能够抑制可见线的产生。

在第一实施方式中，以第一单元15为菱形、第二单元18为正方形的情况为例进行了说明，但也可以是第一单元15为正方形、第二单元18为菱形。

在第一实施方式中，示出了具有两个基板4、4(第一基板5及第二基板6)的方式，但不限于该方式。即，作为触摸传感器1，也可以采用仅设置有一个基板4(例如第二基板6)的方式。在该方式中，在上述实施方式中，只要将形成在第一基板5的上表面的传感器电极10、10、……及布线部20、20、……等形成在第二基板6的下表面即可。或者，也可以将发送侧和接收侧彼此的传感器电极10、10、……等以保持绝缘性的状态布置在一个基板4的同一侧的面上。

(第二实施方式)

但是，在日本公开专利公报特开2019-212214号公报的图2中公开了一种触摸传感器，该触摸传感器包括多条细线，该多条细线具有不规则地弯折或弯曲的弯曲部分。在日本公开专利公报特开2019-212214号公报的图2中，通过该弯曲部分，在触摸传感器上构成不规则的随机形状的单位网格，因此能够抑制触摸传感器的视觉辨认度的降低。

但是，在日本公开专利公报特开2019-212214号公报的图2中，由于在触摸传感器上形成不规则的随机形状的单位网格，因此电容变化会根据触摸传感器的操作部位而不恒定。因此，有可能降低触摸精度。

因此，在第二实施方式的触摸传感器中，目的在于抑制触摸精度的降低。

如图11(a)所示，各第一单元15形成为彼此大小相同，并且形成为两条对角线的长度互不相同的平行四边形。各第一单元15以构成菱形的宽度方向上的对角线沿Y轴方向延伸且长度方向上的对角线沿X轴方向延伸的方式布置。

各第二单元18形成为彼此大小相同且形成为正方形。各第二单元18以第二细线17与X轴(接收电极)所成的角度A2为45°的方式形成。

第一网格图案13及第二网格图案16以在俯视时重叠的部分(所谓的节点)具有周期性的图案的方式布置。该节点构成为能够生成静电电容的区域。例如，第一网格图案13及第二网格图案16可以布置为：图11(a)的区域P1所示的图案在X方向及Y方向上连续重复。更具体而言，图11(a)是第一细线14彼此的交点和第二细线17彼此的交点重叠的图。该交点彼此之间的重叠在X方向上连续。

[实施方式的作用效果]

如上所述，第一网格图案13及第二网格图案16以在俯视时重叠的部分(节点)具有周期性的图案的方式布置。通过以具有周期性的图案的方式布置第一网格图案13及第二网格图案16，由此在俯视时重叠的部分(节点)均匀地布置第一细线14及第二细线17，因此能够使触摸传感器的操作所引起的电容变化恒定。由此，能够抑制触摸精度的降低。

在第二实施方式中，第一细线14及第二细线17的线宽可以分别为1μm以上且4μm以下。即，第一细线14及第二细线17的线宽变得非常细。第一单元15的角度A1也可以为50°以上且70°以下。即，扩大第一单元15的角度A1，使第一细线14彼此交叉的角度扩大。由此，能够抑制可见线的产生。

在第二实施方式中，第一网格图案13也可以包括未与发送电极11连接的伪图案。该伪图案由金属细线构成，以与第一网格图案13相同的图案形成。例如，通过减小第一细线14彼此的间隔即间距d1及第二细线17彼此的间隔即间距d2，能够抑制可见线的产生。但是，如果减小间距d1、d2，则在俯视时第一网格图案13及第二网格图案16的交点增加，因此静电电容也增加，触摸传感器的灵敏度降低。因此，通过在第一网格图案13形成未与发送电极11连接的伪图案，能够通过形成伪图案确保性能，并且能够均匀地放入金属细线从而能够改善外观。与第一网格图案13相同，第二网格图案16也可以包括未与接收电极12连接的伪图案。在该情况下，伪图案由与第二网格图案16相同的图案形成。需要说明的是，也可以仅第一网格图案13包括伪图案，第二网格图案16不包括伪图案。

第一细线14彼此间的间距d1及第二细线17彼此间的间距d2可以分别为70μm以上且400μm以下。在保持开口率的同时，形成难以看到线的间距。由此，能够抑制莫尔条纹、可见线的产生。需要说明的是，当传感器电极10的线宽为w、传感器电极10彼此的间隔为P时，开口率用(P－w)

需要说明的是，在第二实施方式中，作为在俯视时重叠的部分第一网格图案13及第二网格图案16所具有的周期性的图案，以图11(a)所示的区域P1为例进行了说明，但不限于此。例如，第一网格图案13及第二网格图案16可以布置为图11(b)的区域P2所示的图案在X方向及Y方向上连续重复。即，第一网格图案13及第二网格图案16只要在俯视时重叠的部分具有周期性的图案即可，该周期性的图案可以是任意的图案。

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开不限于上述的实施方式，在发明的范围内能够进行各种变更。

－产业实用性－

本公开能够作为能够进行触摸操作的触摸传感器型输入装置在工业上使用。

－符号说明－

1：触摸传感器

10：传感器电极

11：发送电极(第一电极)

12：接收电极(第二电极)

13：第一网格图案

14：第一细线

15：第一单元

16：第二网格图案

17：第二细线

18：第二单元

21：伪图案

A1：锐角

A2：角度