JP2005149967A - タッチパネル及びそれを備えた画面入力型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多角形や円形、略長円形形状のタッチパネルを提供する。
【解決手段】 可撓性を有する上透明基板の下面に、６角形で、１つの中心線で対称になる形状に設けた上透明電極５３と、該上透明電極５３の対称に向かい合う辺に接続して形成した一対の上導通電極５４、５５と、を有する上基板５１と、下透明基板の上面に、上透明電極５３と同一形状に設けた下透明電極４３と、該下透明電極４３の前記上導電電極５４、５５と９０度ずれた位置にある対向する辺に接続して設けた一対の下導電電極４４，４５と、前記の下透明電極４３の上面に形成したドットスペーサ４８と、を有する下基板４１と、を一定の隙間を持たせてシール材５７で接着固定したことを特徴とするタッチパネル。押圧入力点の位置座標は、予め設定してある絶縁抵抗値又は電圧値と位置座標との関係を表した相関テーブルに基づいて算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペンで直接押してデータの入力が行われるタッチパネルに関する。

従来技術における抵抗膜式タッチパネルは、可撓性を有する透明基板の下面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成した上基板と、同じく上面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成し、透明電極の上面にドットスペーサを一定間隔に配設した下基板とが、所定の隙間を持って透明電極同士が対面するような配置構造を取っている。そして、このタッチパネルを液晶表示装置等の表示装置の上面側に配置して使用される。表示装置の表示部分に位置する所のタッチパネルを指又はペンで押すことによって、タッチパネルの上基板が撓んでその押した所の透明電極が下基板の透明電極に接触し、そして、その接触点の位置が電気抵抗の測定によって検知されて入力情報が読みとられる。

従来、一般的に用いられているタッチパネルの構成を図１２〜１５を用いて説明する。図１２は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図１３は図１２おけるＥ−Ｅ断面図、図１４は図１２における下基板の平面図、図１５は図１２における上基板の平面図を示している。

図１２、図１３、図１４、図１５に示すように、従来のタッチパネル２０は形状が方形をなす下基板１と可撓性を有する上基板１１とを備えている。下基板１は、透明な方形のガラスからなる下透明基板２と、この下透明基板２の上面に方形形状に形成された下透明電極３と、この下透明電極３の図中上下の対向する両辺に沿って接続形成されて下透明基板２の片方端にある点線枠で囲ったＦＰＣ取付部Ｓまで延設した一対の下導電電極４及び５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された一対の接続電極６、７と、下透明電極３上にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とで構成されている。尚、上記一対の接続電極６、７は、後述する上基板１１の上導電電極１４、１５に導通接続を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けられている。

上基板１１は、可撓性があって透明で方形形状をした上透明基板１２と、この上透明基板１２の下面に方形形状に形成されている上透明電極１３と、この上透明電極１３の図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてＦＰＣ取付部Ｓ方向に向かって延設された一対の上導電電極１４、１５とで構成されている。

そして、上基板１１の上導電電極１４、１５と下基板１の下導電電極４、５とが方形配置となるように対向配置し、上下基板１１、１とに一定の隙間を持たせてシール材１７で上下基板１１、１とを接着して固定すると共に、上下基板１１、１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた上導電電極１４及び１５は、接続部Ｂ及びＡの場所において、その先端部１４ａ、１５ａが下基板１に設けた一対の接続電極６及び７と導電性接着剤を介して接続され、導通がとられている。

また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板１１の上面には偏光板１８、下基板１の下面には位相差板１６が貼付けられている。また、下基板１のＦＰＣ取付部ＳにはＦＰＣ９が取り付けられて外部との導通が図られるようになっている。

上記構造を成すタッチパネル２０の各構成要素部品は次のようになっている。下基板１を構成する下透明基板２は透明なガラスが用いられる。このガラスはソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ほうけい酸ガラス、普通板ガラス等が利用でき、反り等が起きない程度の厚さのものが使われる。多くは０．７〜１．１ｍｍのものが選択される。上基板１１を構成する上透明基板１２は可撓性を必要とするところなので透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。一般的に、耐熱性が求められる機器（例えば、カーナビゲーション等）にはガラスが使用される。ガラスとしては耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する０．２ｍｍ厚みのほうけい酸ガラスなどのマイクロガラス（マイクロシートガラス）などが用いられている。

下基板１を構成する下透明電極３及び上基板１１を構成する上透明電極１３は錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等で形成する。この下透明電極３及び上透明電極１３は高抵抗値であることが求められるため２５０〜５００オングストロームの範囲で非常に薄く形成する。このＩＴＯ膜は、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。

下基板１を構成する下導電電極４、５、接続電極６、７、及び上基板１１を構成する上導電電極１４、１５は、下透明電極３及び上透明電極１３に電圧印加するために設けるもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷等の印刷方法で形成する。タッチパネルの性能上、これらの電極の抵抗値が低ければ低いほど良いものであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対してこれらの電極のシート抵抗値は１００分の１以下であることが必要とされている。そこで、これらの電極の印刷の厚さを増したり、幅を広くしたりして抵抗値を小さく押さえる設計がなされている。

下基板１を構成するドットスペーサ８は、押圧した部分以外の部分の透明電極同士が接触しないために設けるもので、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリックス状に一定間隔に形成し、その後、熱または紫外線で硬化処理を施して形成する。このドットスペーサ８は目に見えない大きさであることが求められることから、直径３０〜６０μｍ、ドット間隔は１〜８ｍｍの範囲で設計される。また、厚みは、用いる上透明基板１２の材質や上下基板１１、１の隙間量にもよって異なるが、上透明基板１２に０．２ｍｍのマイクロガラスを使用し、上下基板１１、１の隙間量を１０μｍ前後に設定した場合は概ね２〜５μｍ位の厚みを取る。

シール材１７は、スペーサボールを分散させた熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成する。ここで使われるスペーサボールは上基板１１と下基板１との隙間を一定隙間に保持するために設けるもので、所定の大きさの絶縁性のあるプラスチックボールやファイバーガラス等が利用される。このプラスチックボールやファイバーガラスの大きさは、上基板１１の透明基板１２の材質や厚さによって異なるが、０．２ｍｍのマイクロガラスを使用した場合は概ね１０μｍ前後の径のものが選択される。このシール材１７は上基板１１または下基板１の何れか一方に印刷した後、上基板１１と下基板１とを位置を合わせて貼合わせ、加圧の下で加熱処理を施して硬化させ、接着固定を行っている。また、このシール材１７は上基板１１と下基板１を固定する役目と共に内部に水分やゴミ等の進入を防止するシールの役目も持っている

偏光板１８と位相差板１６は防眩性を高めて透視性や表示品質を良くするために設けている。偏光板１８は、様々なものが使用されているが一例をあげると、ポリビニールアルコールフイルムを常法により一軸延伸することによって厚さが２０μｍの偏光フイルムを作成し、この両面に厚さが８０μｍのセルロース系フイルムを張り合わせて厚さ１８０μｍの偏光板としたもの等が利用できる。また、位相差板１６は、ポリカーボネイトを素材として形成され、厚さ８０μｍ程度である。

図１６はペンで上基板１１を押圧したときの押圧状態を示した模式図である。上記構成を取るタッチパネル２０の上基板１１を構成する可撓性のある上透明基板１２をペン１０１で図中入力点Ｐで示した位置を押圧すると、上透明基板１２が撓んで上透明電極１３が下基板１の下透明電極３に接触し、その接触位置で電気的導通が図られる。そして、押圧入力点Ｐの入力位置が読みとられる。

ここで、押圧入力点Ｐの位置座標は図１７に示す原理に基づいて求めている。図１７は座標入力の原理を説明する模式的回路図を示していて、（ａ）図はＸ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示しており、（ｂ）図はＹ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示している。ここで、Ｘ１はＸ軸側の座標読取りパネルで、透明電極Ｔ２とその対向する二辺に設けられた一対の導電電極Ｄ２とが主構成部品になって構成されていて、前述の図１２〜１５で説明した上透明電極１３と上導電電極１４、１５を設けた上基板１１がＸ軸側の座標読取りパネルの役割を成している。また、Ｙ１はＹ軸側の座標読取りパネルで、透明電極Ｔ１とその対向する二辺に設けられた一対の導電電極Ｄ１とが主構成部品になって構成されていて、前述の図１２〜１５で説明した下透明電極３と下導電電極４、５を設けた下基板１がＹ軸側の座標読取りパネルの役割を成している。３１はスイッチ、３２は定電圧電源、３３は電圧計である。更に、図示はしていないが、この回路にはＡ／Ｄ変換ボードやＩ／Ｏボードなどが接続されていて、位置座標が求められるようになっている。

図１７の（ａ）図に示すように、Ｘ軸側の座標読取りパネルＸ１に定電圧電源３２を介して電圧を印加した状態で、ペン１０１で入力点Ｐの位置を押圧すると、Ｘ軸側の座標読取りパネルＸ１の接触点ＰｘとＹ軸側の座標読取りパネルＹ１の接触点Ｐｙで、電圧が対面するＹ軸側の座標読取りパネルＹ１側に分圧して流れる。このとき、パネルＹ１側の抵抗ＹＲ２が電圧計３３の内部抵抗値に比べて非常に小さく無視できる値であるので、電圧計３３にはパネルＸ１側の抵抗ＸＲ２に対する電圧値が示される。

次に、（ｂ）図に示すように、スイッチ３１を切り替えてＹ軸側の座標読取りパネルＹ１に電圧を印加すると、接触点Ｐｙの電圧が接触点ＰｘでＸ軸の座標読取りパネルＸ１側に分圧して流れる。このとき、パネＸ１側の抵抗ＸＲ２が電圧計３３の内部抵抗値に比べて非常に小さく無視できる値であるので、電圧計３３にはパネルＹ１側の抵抗ＹＲ２に対する電圧値が示される。

このように、入力点におけるＸ軸側の座標読取りパネル、及び、Ｙ軸側の座標読取りパネルの電圧値を検出して、この電圧値を印加電圧との比から入力点ＰのＸ軸、Ｙ軸の位置座標が算出される。以上述べた求め方は電圧値を検出して位置座標を求める方法であるが、抵抗値を検出して抵抗値を基にして位置座標を算出することも当然できる。

ところで、上記で述べたＸ軸側の座標読取りパネルＸ１、即ち、タッチパネル２０の上基板１１に形成する上透明電極１３は方形の形状を取っている。また同様に、Ｙ軸側の座標読取りパネルＹ１、即ち、タッチパネル２０の下基板１に形成する下透明電極３も方形の形状を取っている。このようなことから、上基板１１、並びに下基板１も方形形状に形成していて、大方のタッチパネルは方形形状を取っている。そして、タッチパネルを用いた画面入力型表示装置にあっては、その大方の入力画面は方形の形状を成している。

従って、従来の画面入力型表示装置の入力画面は四角張った方形の入力画面しかできず、デザイン面で大きな制約を持っている。そして、丸い形状の入力画面や多角形の入力画面を求める画面入力型表示装置には丸いタッチパネルや多角形のタッチパネルを供給することができなかった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは丸い形状や多角形形状のタッチパネルを供給するものである。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載のタッチパネルは、可撓性を有する上透明基板の下面に、直交する２つの中心線でそれぞれ対向し合う二対の辺を持つ上透明電極と、前記二対の対向し合う辺のうちの一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の上導電電極と、を有する上基板と、下透明基板の上面に、直交する２つの中心線でそれぞれ対向し合う二対の辺を持つ下透明電極と、該下透明電極の二対の対向し合う辺のうちの前記上導電電極と９０度ずれた位置にある一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の下導電電極と、前記下透明電極の上面に形成したドットスペーサと、を有する下基板と、を一定の隙間を持たせて対面して配置し、シール材で前記上下基板の外周域を接着固定したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のタッチパネルは、可撓性を有する上透明基板の下面に、直交する２つの中心線でそれぞれ対向し合う二対の辺を持つ上透明電極と、前記二対の対向し合う辺のうちの一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の上導電電極と、を有する上基板と、下透明基板の上面に、前記上透明電極と略同一形状に形成した下透明電極と、該下透明電極の前記上導電電極と９０度ずれた位置にある一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の下導電電極と、前記下透明電極の上面に形成したドットスペーサと、を有する下基板と、を一定の隙間を持たせて対面して配置し、シール材で前記上下基板の外周域を接着固定したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載のタッチパネルは、前記二対の対向し合う辺は、直線又は曲線の単一もしくは複数の組み合わせ、もしくは直線と曲線の組み合わせからなる辺であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載のタッチパネルは、前記二対の対向し合う辺のうち、少なくとも一対の対向し合う辺はその中心線に対して対称になっていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載のタッチパネルは、前記上下の透明電極は同一大きさであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載のタッチパネルは、前記上下の透明電極は、４角形，６角形，８角形，１０角形などの偶数角を持つ多角形，曲線の辺を持つ多角形，略円形，略長円形などの形状をなしていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７に記載のタッチパネルは、前記一対の上導電電極及び下導電電極は、対向し合う二辺の軸方向の長さ成分が同じであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項８に記載のタッチパネルは、前記対面して配置した上下基板で、それぞれ一対の上下の導電電極とが少なくとも重畳する部分に絶縁スペーサを挟設したことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項９に記載のタッチパネルは、前記上下基板は多角形，曲線の辺を持つ多角形，略円形，略長円形などの形状をなしていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項１０に記載のタッチパネルは、前記請求項１乃至９のいずれか１つに記載のタッチパネルにおいて、アクティブ領域内で前記上基板を押圧して入力指示を行ったときの押圧入力点のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置座標の算出は、一定の電圧印加の下で押圧入力点における検出されたＸ軸方向の絶縁抵抗値又は電圧値、及びＹ軸方向の絶縁抵抗値又は電圧値から、予め設定してある絶縁抵抗値又は電圧値と位置座標との関係を表した相関テーブルに基づいて位置座標を算出することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項１１に記載の画面入力型表示装置は、液晶表示装置などの表示装置の上面にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のタッチパネルを備えて、多角形又は略円形又は略長円形形状の入力画面を有していることを特徴とするものである。

本発明の請求項１、２、３、４、６の記載の発明により、上下の透明電極を４角形や６角形、８角形、１２角形などの多角形の形状、或いは、略円形や略長円形の形状にするするものである。このことにより、請求項９に記載の発明の通り、上下基板を多角形，曲線の辺を持つ多角形，略円形，略長円形などの形状に仕上げることができる。そして、多角形，曲線の辺を持つ多角形，略円形，略長円形などの形状のタッチパネルを得ることができる。

また、請求項５に記載の発明により、無駄な領域の少ない上下基板を製作することができる。更にまた、上下基板を組み上げたときに上下の導電電極の一部が重畳する構造を取る。タッチパネルの狭額縁化の効果を生む。また、請求項８に記載の発明により、重畳する上下の導電電極部分に絶縁スペーサを挟設することによって導電電極間の短絡を防止し導通不良の発生をなくす。

また、請求項７に記載の発明により、上下基板の上下左右の形状にバランスを取ることができるので、形状や大きさにバランスの取れたタッチパネルを得ることができる。

また、請求項１０に記載の発明により、相関テーブルを用いることにより、多角形又は略円形又は略長円形の形状のタッチパネルでも容易に押圧入力点の位置座標が算出できる。

また、請求項１１に記載の発明により、従来の四角張った入力画面とは異なったデザインの入力画面を持った画面入力型表示装置が得られる。

以下、本発明の最良の実施形態を図１〜１１を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの平面図を示している。図２は図１におけるＧ−Ｇ断面図、図３は図１における上基板の平面図、図４は図１における下基板の平面図である。また、図５は相関テーブルを説明する説明図である。図６は本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの平面図を示していて、図７は図６における上基板の平面図、図８は図６における下基板の平面図である。また、図９は本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの平面図、図１０は図９における上基板の平面図、図１１は図９における下基板の平面図を示している。

図１、２、３、４より、本発明の第１実施形態に係るタッチパネル４０は、６角形の形状をしていて、上基板５１と下基板４１とが一定の隙間をもってシール材５７で上基板５１と下基板４１の外周域を接着固定している。また、この下基板４１には、図中下方に延設部を有しており、その延設部にＦＰＣ取付部Ｓを設けていて、このＦＰＣ取付部Ｓに外部との導通を取るＦＰＣ（図中省略）が接続できるようになっている。また、下基板４１の下面には下基板４１の形状に合わせた位相差板５６や、上基板５１の上面には上基板５１の形状に合わせた偏光板５８が設けられる。

上基板５１は、可撓性を有して６角形の形状をした上透明基板５２と、この上透明基板５２の下面に形成した上透明電極５３と、この上透明電極５３の対向した辺に接続して形成した一対の上導電電極５４、５５とから構成している。ここでの上透明電極５３は６角形の形状をなしていて、６つの直線の辺５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆを持っている。更に、この６つの直線の辺を持ったは上透明電極５３は１つの中心線ｙに対して対称な形状になっている。また、中心線ｙと直交する中心線ｘに対しては非対称になっている。ここで、２つの直線からなる辺５３ｂ、５３ｃは、中心線ｙを挟んで、２つの直線からなる辺５３ｅ、５３ｆと対称に、且つ、対向して向き合っている。また、１つの直線からなる辺５３ｄは、中心線ｘを挟んで、３つの直線からなる辺５３ｂ、５３ａ、５３ｆと対向して向き合っていて、上透明電極５３は中心線ｙを挟んで対向する一対の辺と中心線ｘを挟んで対向する一対の辺の合計二対の辺を持っている。一対の上導電電極５４、５５は、中心線ｙを挟んで対称に向かい合う一対の対向する辺に、即ち、辺５３ｂと５３ｃに上導電電極５４を、辺５３ｅと５３ｆに上導電電極５５を形成している。また、この一対の上導電電極５４、５５は、後述する下基板４１ＦＰＣ取付部Ｓに向かって、それぞれ引き回しされた先端部５４ａ、５５ａを持っている。この先端部５４ａ、５５ａでもって後述する下基板４１の一対の接続電極４６及び４７と接続されるようになっている。

ここで、上透明電極５３（後述する下透明電極も同じであるが）は背景技術で説明したようにフォトリソグラフィなどの方法で形成する。このため直線の辺といっても微少な凹凸の曲がりなどがある。また、直線の辺に接続して形成する上導電電極（後述する下導電電極も同じであるが）５４、５５は上透明電極５３の上に全部もしくは一部重ねて一定の幅で形成する。従って、直線の辺は厳密に真直ぐな直線の辺でなくとも良く、上導電電極５４、５５との重なりができる程度の直線の辺であれば良い。

下基板４１は、６角形をして図中下方にＦＰＣ取付部Ｓを設けた下透明基板４２と、この下透明基板４２の上面に形成した下透明電極４３と、この下透明電極４３の対向した辺に接続して形成した一対の下導電電極４４、４５と、下透明基板４２のＦＰＣ取付部Ｓ付近に形成した一対の接続電極４６、４７と、下透明電極４３の上面にマトリックス状に形成したドットスペーサ４８とから構成している。

ここでの下透明電極４３は上透明電極５３と同じ形状に形成してあり、６角形の形状をなしている。即ち、６つの辺４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆを持っている。この６つの辺のうち２つの直線からなる辺４３ｂ、４３ｃは、上透明電極５３と同様に、中心線ｙを挟んで２つの直線からなる辺４３ｅ、４３ｆと対称に、且つ、対向して向き合っている。また、１つの直線からなる辺４３ｄは、中心線ｙと直交する中心線ｘを挟んで、３つの直線からなる辺４３ｂ、４３ａ、４３ｆと対向して向き合っている。従って、下透明電極４３は中心線ｙを挟んで対向する一対の辺と中心線ｘを挟んで対向する一対の辺の合計二対の辺を持っている。一対の下導電電極４４、４５は、中心線ｘを挟んで対向する一対の辺に、即ち、辺４３ｄに下導電電極４４を、辺４３ｂ、４３ａ、４３ｆに下導電電極４５を形成している。従って、ここでの下導電電極４４は１つの辺に、下導電電極４５は３つの辺にまたがって形成している。そして、この下導電電極４４、４５は上透明電極５４、５５と丁度９０度位置がずれた位置になっている。また、この下導電電極４４、４５は下透明基板４２に設けたＦＰＣ取付部Ｓに向かってそれぞれ引き回しされている。

接続電極４６、４７は、前述した上基板５１の一対の上導電電極５４、５５に接続を取るために設けるもので、ＦＰＣ取付部Ｓの所に形成する。ドットスペーサ４８は下透明電極４３の上面にマトリックス状に一定間隔に形成している。

ここで、本実施の形態では、下基板４１の下透明電極４３と上基板５１の上透明電極５３は全く同じ形状で、全く同じ大きさで形成している。従って、図に示すように、下基板４１と上基板５１とを対面して組み付けたときには一部分の上下の導電電極が重畳する。この重畳した導電電極がお互いに短絡しないようにするために、その重畳した導電電極の隙間部分に絶縁スペーサ５９を挟設している。この絶縁スペーサ５９はシート状のものを挟んでも良いし、絶縁塗料を塗布したものでも良い。このように、下基板の導電電極と上基板の導電電極を重畳するような構造を取れば、狭額縁化の効果を得る。尚、本発明においては、下透明電極４３と上透明電極５３とが必ずしも同じ大きさである必要はなく、相似形であっても良いものである。但しこの場合に、同じ面積のアクティブエリアを確保するには上下の基板を大きく形成する必要がある。

また、本実施の形態では、下基板４１の下透明電極４３と上基板５１の上透明電極５３を６角形の全く同じ形状、同じ大きさで形成していることから、上下の基板５１、４１も同じ６角形の形状を取っている。大きさは、下基板４１の方がＦＰＣ取付部Ｓを設ける部分だけ少し大きめに設定している。また、上基板５１の一対の上導電電極５４、５５、並びに下基板４１の一対の下導電電極４４、４５はそれぞれ同軸方向の長さ成分が同じになっている。このために、上下基板５１、４１の上下左右の形状にバランスが取れた形状に仕上がっている。

下基板４１と上基板５１はシール材５７が十分設けられる程度の大きさに形成している。そして、図に示すように、下基板４１と上基板５１を一定の隙間を持たせて対面させ、シール材５７でその外周域を接着固定する。このとき、下基板４１に設けた一対の接続電極４６、４７は上基板５１の一対の上導電電極５４、５５のそれぞれの先端部５４ａ、５５ａと図中Ｂ及びＡの箇所において導電性接着剤を介して接合され導通が図られる。

上記のタッチパネル４０を構成するそれぞれの構成部品の材料などの仕様は前述の背景技術で説明した従来のものと同じ仕様のものを使用する。従って、ここではその詳細説明は省略する。

次に、上記の構成を取るタッチパネルの上基板を押圧して入力指示を行ったときの押圧入力点の位置座標を求める求め方について説明する。本発明のタッチパネルは押圧入力点の位置座標を求めるのに予め設定する相関テーブルを使用する。図５はその相関テーブルを説明する説明図を示している。

図に示すように、このタッチパネルの入力面は、前述した透明電極の形状とほぼ同じ形状にできており、６角形、即ち、６辺形になっている。符号Ｏｌは入力面の一番外側の外径部を示しており、符号Ａｃはアクティブエリア（使用可能領域）を示している。アクティブエリアＡｃ内の全域は特定の大きさの舛で区分けしてあり、その１つ１つの枡にａ〜ｍの代表位置番号（番地のようなもの）を付けてある。この枡は図示するＸ軸（Ｘ軸はアクティブエリアＡｃの上端部境界線）とＹ軸（Ｙ軸はアクティブエリアＡｃの左端部境界線）の交点Ｏを基準にして区分けをしている。

次に、各々の枡の代表位置番号の所には、その枡の領域内でのパネルのＸ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値と、パネルのＹ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値、の２種類のデータがそれぞれある範囲の値を持って格納されている。これらのデータは予め何回かの実測に基づいて設定する。ここで、Ｘ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値、並びに、Ｙ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値のデータは背景技術で図１７を用いて説明した要領で測定して得る。この枡の中に格納されるＸ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値、及びＹ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値のデータで、同一のデータが共に２つの枡に格納されることはなく、いずれかのデータが必ず異なっている。

枡の代表位置番号は、その枡のパネルにある位置座標を示す代表の番号で、パネルのＸ軸側の位置と、パネルのＹ軸側の位置の２つの代表する位置座標を持っている。従って、その枡内の全ての位置座標はその代表する位置座標でもって位置が決定される。枡の大きさは求められる位置精度の仕様に応じて設定する。非常に位置精度が厳しく求められるものについては枡の大きさを小さくして枡の数を増やすことによって対応する。また、逆に位置精度が粗くて良いものについては枡の大きさを大きくして枡の数を減らすことも可能である。パネルのＸ軸側の位置と、パネルのＹ軸側の位置の２つの代表する位置座標としては特に限定するものではないが、一つの方法として、その枡の中心の位置座標を設定する方法もある。

相関テーブルは、以上述べた内容のもので構成され、ＩＣチップなどに記憶される。ここで、この相関テーブルの使い方について一例を述べる。今仮に、パネルの図中ｆ３の枡の位置を押圧したとすると、押圧した位置でのＸ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値が抵抗計又は電圧計で検出される。また、同時にＹ軸側の絶縁抵抗値又は電圧値が抵抗計又は電圧計で検出される。この検出されたＸ軸側のデータとＹ軸側のデータの２つのデータが相関テーブルに格納されているＸ軸側のデータ及びＹ軸側のデータと対比され、共に一致もしくは最も近い値を示した所の枡の代表位置番号を検索する。そして、その枡の代表位置番号のパネルのＸ軸側の位置と、パネルのＹ軸側の位置の２つの代表する位置座標を読みとり、位置が決定される。

タッチパネルは液晶表示装置などの表示装置の上に設けられて、その表示画面に沿って作業が進められる。指示する表示部分を押圧するとその押圧表示部分の色などが変わり、押圧した所が分かるようになっている。上記のようにｆ３の枡の位置を押圧してその部分の色が変われば正確に位置が設定されていることになる。もし、他の表示部分に色が変われば相関テーブルに正確な位置設定ができていないことになる。

以上述べたように、相関テーブルを用いることによって６角形の形状のタッチパネルでもその押圧入力点の位置を求めることができる。これは、上下の透明電極を６角形の形状ばかりでなく、８角形や１２角形などの多角形の形状に仕立てても相関テーブルを用いればその押圧入力点の位置座標を求めることができる。これは、透明電極が円形の形状などの場合においても同じである。上下の透明電極を６角形に形成し、しかも、中心線ｙで対称になる形状に形成し、更に、上下の導電電極のそれぞれ一対の電極の軸方向の長さ成分を同一にする形状を取っていることにより、見栄えが良くてバランスの取れた６角形のタッチパネルに仕上げることができる。また、上下の透明電極を同一形状にすることによって上下の基板を非常に無駄な領域が少ない状態で同一形状で設計することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係るタッチパネルを図６、図７、図８を用いて説明する。図６は本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの平面図を示しており、図７は図６における上基板の平面図、図８は図６における下基板の平面図を示している。このタッチパネル６０は略長円形の形状をなしていて、長円形の上基板７１と略長円形の下基板６１とを一定の隙間を持たせてシール材７７でシールした構成になっている。

図６、図７、図８に示すように、本実施形態の上基板７１は、長円形の形状をした上透明基板７２と、その下面に長円形に形成した上透明電極７３と、中心線ｙで対称になって対向する一対の曲線の辺７３ｂ、７３ｄに設けた一対の上導電電極７４、７５とで構成している。上透明電極７３は２つの直線の辺７３ａ、７３ｃと２つの曲線の辺７３ｂ、７３ｄとを有して長円形の形をなしている。２つの直線の辺７３ａと７３ｃは中心線ｘを挟んで対称に、且つ、対向している。また、２つの曲線の辺７３ｂと７３ｄは中心線ｘと直交する中心線ｙを挟んで対称に且つ対向している。この上基板７１は押圧入力点のＸ軸方向の位置座標を検出する働きをさせるものなので、上導電電極７４、７５は中心線ｙで対向する一対の曲線の辺７３ｂ、７３ｄにそれぞれ設けている。尚、上導電電極７４、７５のそれぞれの一端は後述する下基板のＦＰＣ取付部の方向に向かって僅かに引き回ししている。

一方、本実施形態の下基板６１は、略長円形の形状をした下透明基板６２と、この下透明基板６２の上面に方形の形状で形成した下透明電極６３と、この下透明電極６３の中心線ｘで対向している直線からなる一対の辺６３ａ、６３ｃに接続して形成した下導電電極６５、６４と、下透明電極６３の上面にマトリックス状に形成してドットスペーサ６８と、下透明基板６２の図中下方に設けているＦＰＣ取付部Ｓの所に設けた一対の接続電極６６、６７とで構成している。尚、図で示すように、一対の下導電電極６４、６５はＦＰＣ取付部Ｓの所にまで引き回ししている。ここで、下透明電極６３は、４つの直線の辺６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄを持つ方形形状をなしている。そして、中心線ｙを挟んで一対の直線の辺６３ｂと６３ｄが対向しており、中心線ｙと直交する中心線ｘを挟んで一対の直線の辺６３ａと６３ｃとが対向している。一対の下導電電極６４、６５は、押圧入力点のＹ軸方向の位置座標を検出する働きをさせるものなので、下透明電極６３の、前述した上導電電極７４、７５と丁度９０度位置がずれた位置にある、中心線ｘを挟んで対向した一対の辺６３ａと６３ｃとに接続して形成している。

上下基板７１、６１が対面してシール材７７で接着固定するときに、ＦＰＣ取付部Ｓの所に設けた一対の接続電極６６、６７は、上基板７１の一対の上導電電極７４、７５のそれぞれの先端部で導電性接着剤を介して接続される。また、ＦＰＣ取付部Ｓの所で図示しないＦＰＣが取り付かれて外部との導通が取られる。

上記略長円形をなすタッチパネル６０における押圧入力点の位置座標を求める方法は、前述の第１実施形態と同様に、相関テーブルを用いて求める。相関テーブルは前述の第１実施形態で説明した内容と全く同じ内容であるのでここでの説明は省略する。

本実施形態でのタッチパネル６０は、上透明電極７３を長円形に、下透明電極６３を方形の形状にと異なった形状を取っている。このように、上下の透明電極が異なった形状でも相関テーブルを用いることによって入力点位置座標を求めることができる。唯、この場合においては、双方の透明電極が重なり合った部分の中にアクティブエリヤが生まれるので、アクティブエリヤが小さくなるか、或いは、上下基板を大きくする必要が生まれる。上下の透明電極を共に長円形の形状に仕立てれば無駄の領域の少ない長円形のタッチパネルにすることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係るタッチパネルを図９〜図１１を用いて説明する。図９は第３実施形態に係るタッチパネルの平面図、図１０は図９における上基板の平面図、図１１は図９における下基板の平面図を示している。図９、図１０、図１１に示すように、本実施形態のタッチパネル８０は略円形のタッチパネルになっていて、円形の上基板９１と、下方の突出部にＦＰＣ取付部Ｓを設けた略円形の下基板８１とを対面して配置し、シール材９７で接着固定した構成を取っている。

ここで、上基板９１は、円形の上透明基板９２と、その下面に形成した略円形の上透明電極９３と、上透明電極９３の中心線ｙを挟んで対向する辺に接続して設けた一対の上導電電極９４、９５とで構成している。上透明電極９３は、４つの直線の辺９３ａ、９３ｃ、９３ｅ、９３ｇと４つの曲線の辺９３ｂ、９３ｄ、９３ｆ、９３ｈの合計８つの辺を持っている。そして、中心線ｙを挟んで辺９３ｂ、９３ｃ、９３ｄと辺９３ｆ、９３ｇ、９３ｈとが対称になって対向している。また、中心線ｙと直交する中心線ｘを挟んで、辺９３ｂ、９３ａ、９３ｈと辺９３ｄ、９３ｅ、９３ｆとが対称になって対向している。また、４つの曲線の辺のそれぞれの長さは４つの直線の辺のそれぞれの長さより長くなっており、円形に近い略円形の形状になっている。一対の上導電電極９４、９５は、中心線ｙを挟んで対向する辺、即ち、辺９３ｂ、９３ｃ、９３ｄに上導電電極９４を、辺９３ｆ、９ｇ、９３ｈに上導電電極９５を設けている。この一対の上導電電極９４、９５の端は後述する下基板のＦＰＣ取付部に向かって少し引き回しされている。

また、下基板８１は、図中下方の突出部にＦＰＣ取付部Ｓを設けた略円形の下透明基板８２と、この下透明基板８２の上面に上透明電極９３と同一形状、同一大きさに形成した下透明電極８３と、下透明電極８３の一対の対向している辺に接続して設けた一対の下導電電極８４、８５と、下透明電極８３の上面にマトリックス状に形成したドットスペーサ８８と、ＦＰＣ取付部Ｓの所に設けた一対の接続電極８６、８７とから構成している。また、一対の下導電電極８４、８５はＦＰＣ取付部Ｓの所にまで引き回しされていて、ＦＰＣ取付部Ｓの所は、一対の接続電極８６、８７と一対の下導電電極８４、８５の引き回しした所の電極部分が集合している。

下透明基板８２の上面に形成する下透明電極８３は、上透明電極９３と同じ形状に形成していて略円形の形状になっている。また、大きさも同じ大きさになっている。下透明電極８３の一対の対向した辺に接続して設けた一対の下導電電極８４、８５は、上基板９１の一対の上導電電極９４、９５と丁度９０度ずれた位置の対向した辺、即ち、中心線ｘを挟んで対向した辺、辺８３ｂ、８３ａ、８３ｈと辺８３ｄ、８３ｅ、８３ｆとに下導電電極８５、８４を設けている。この一対の下導電電極８４、８５は前述したようにＦＰＳ取付部Ｓに向かって引き回しされている。

下透明基板８２のＦＰＣ取付部Ｓの所に設けた一対の接続電極８６、８７は上下基板９１、８１を対面して組み付けたときに導電性接着剤を介して上基板９１の一対の上導電電極９４、９５と接続され、導通が図られる。

本実施形態においては、上下基板９１、８１を対面して組み付けたときに、一対の上導電電極９４、９５と一対の下導電電極８４、８５との一部分において重畳する部分がでてくる。この重畳する部分の間には絶縁スペーサを挟設している。

上記のタッチパネル８０における押圧入力点の位置座標は相関テーブルを用いて求めることができる。相関テーブルの内容は第１実施形態と同じ内容であるので、その詳細説明は省略する。

以上、３つの実施形態を上げ、６角形形状のタッチパネル、略長円形のタッチパネル、略円形のタッチパネルについて説明した。これは、６角形の形状ばかりでなく、上下の透明電極を８角形、１０角形、１２角形などの偶数角の形状にすることによって多角形の形状のタッチパネルを得ることもできる。また、上下の透明電極を多角形状にすれば円形や長円形に近い形状が得られるので円形や長円形のタッチパネルにすることができる。また、曲線の辺を持った多角形形状のタッチパネルにすることもできる。いずれも、相関テーブルを用いれば押圧入力点の位置座標は容易に求めることができる。

タッチパネルは液晶表示装置などの表示装置の上面に備えられて使用される。円形や長円形の形状、或いは多角形の形状のタッチパネルを用いて形成した画面入力型表示装置は、その入力画面を円形や長円形の形状、或いは多角形の形状に形成することができる。そしてこのことによって、色々なデザインの入力画面を持つ画面入力型表示装置を得ることができる。尚、液晶表示装置をタッチパネルの形状に合わせて円形や長円形、或いは多角形の形状に形成することは容易である。

本発明は抵抗膜式タッチパネル、及びそれを備えた画面入力型表示装置に利用する。

本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの平面図である。 図１におけるＧ−Ｇ断面図断面図である。 図１における上基板の平面図である。 図１における下基板の平面図である。 相関テーブルを説明する説明図である。 本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの平面図である。 図６における上基板の平面図である。 図６における下基板の平面図である。 本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの平面図である。 図９における上基板の平面図である。 図９における下基板の平面図である。 従来技術におけるタッチパネルの平面図である。 図１２おけるＥ−Ｅ断面図である。 図１２における下基板の平面図である。 図１２における上基板の平面図である。 ペンで上基板を押圧したときの押圧状態を示した模式図である。 座標入力の原理を説明する模式的回路図を示していて、（ａ）図はＸ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示しており、（ｂ）図はＹ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示している。

符号の説明

１、４１、６１、８１ 下基板
２、４２、６２、８２ 下透明基板
３、４３、６３、８３ 下透明電極
４、５、４４、４５、６４、６５、８４、８５ 下導電電極
６、７、４６、４７、６６，６７、８６，８７ 接続電極
８、４８、６８、８８ ドットスペーサ
９ ＦＰＣ
１１、５１、７１、９１ 上基板
１２、５２、７２、９２ 上透明基板
１３、５３、７３、９３ 上透明電極
１４、１５、５４、５５、７４、７５、９４、９５ 上導電電極
１６、５６ 位相差板
１７、５７、７７、９７ シール材
１８、５８ 偏光板
５９ 絶縁スペーサ

Claims (11)

1. 可撓性を有する上透明基板の下面に、直交する２つの中心線でそれぞれ対向し合う二対の辺を持つ上透明電極と、前記二対の対向し合う辺のうちの一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の上導電電極と、を有する上基板と、
   下透明基板の上面に、直交する２つの中心線でそれぞれ対向し合う二対の辺を持つ下透明電極と、該下透明電極の二対の対向し合う辺のうちの前記上導電電極と９０度ずれた位置にある一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の下導電電極と、前記下透明電極の上面に形成したドットスペーサと、を有する下基板と、
   を一定の隙間を持たせて対面して配置し、シール材で前記上下基板の外周域を接着固定したことを特徴とするタッチパネル。
2. 可撓性を有する上透明基板の下面に、直交する２つの中心線でそれぞれ対向し合う二対の辺を持つ上透明電極と、前記二対の対向し合う辺のうちの一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の上導電電極と、を有する上基板と、
   下透明基板の上面に、前記上透明電極と略同一形状に形成した下透明電極と、該下透明電極の前記上導電電極と９０度ずれた位置にある一対の対向し合う辺に接続して形成した一対の下導電電極と、前記下透明電極の上面に形成したドットスペーサと、を有する下基板と、
   を一定の隙間を持たせて対面して配置し、シール材で前記上下基板の外周域を接着固定したことを特徴とするタッチパネル。
3. 前記二対の対向し合う辺は、直線又は曲線の単一もしくは複数の組み合わせ、もしくは直線と曲線の組み合わせからなる辺であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
4. 前記二対の対向し合う辺のうち、少なくとも一対の対向し合う辺はその中心線に対して対称になっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のタッチパネル。
5. 前記上下の透明電極は同一大きさであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のタッチパネル。
6. 前記上下の透明電極は、４角形，６角形，８角形，１０角形などの偶数角を持つ多角形，曲線の辺を持つ多角形，略円形，略長円形などの形状をなしていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のタッチパネル。
7. 前記一対の上導電電極及び下導電電極は、対向し合う二辺の軸方向の長さ成分が同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
8. 前記対面して配置した上下基板で、それぞれ一対の上下の導電電極とが少なくとも重畳する部分に絶縁スペーサを挟設したことを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
9. 前記上下基板は、多角形，曲線の辺を持つ多角形，略円形，略長円形などの形状をなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
10. 前記請求項１乃至９のいずれか１つに記載のタッチパネルにおいて、アクティブ領域内で前記上基板を押圧して入力指示を行ったときの押圧入力点のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置座標の算出は、一定の電圧印加の下で押圧入力点における検出されたＸ軸方向の絶縁抵抗値又は電圧値、及びＹ軸方向の絶縁抵抗値又は電圧値から、予め設定してある絶縁抵抗値又は電圧値と位置座標との関係を表した相関テーブルに基づいて位置座標を算出することを特徴とするタッチパネル。
11. 液晶表示装置などの表示装置の上面にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のタッチパネルを備えて、多角形又は略円形又は略長円形形状の入力画面を有していることを特徴とする画面入力型表示装置。

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