JP2011095903A - タッチパッド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】材料コストを相対して下げ，軽量で加工成型しやすく、良好な貼り合せ生産量を備え、柔軟性があって割れにくいデジタルコンデンサ式タッチパッド構造を提供する。
【解決手段】デジタルコンデンサ式タッチパッド構造は、コーティング表層及び電荷検出層構造から構成され、透明グルー層で両者を貼り合せて板体にする。そのうち、コーティング表層は表面に硬化処理を施した透明プラスチック・フィルムである。そして、電荷検出層は透明プラスチック・キャリア両側にそれぞれＸ軸方向の第一透明導電層及びＹ軸方向の第二透明導電層を構築する。そのうち、両電荷検出層は、それぞれマトリックス式交錯で設置した複数のＸ軸方向及びＹ軸方向設計で、軸方向に各個センサーユニットを互いに導電連結し、別一軸方向に各個センサーユニットを互いに絶縁配列する。
【選択図】図４

Description

本発明は、タッチパッド構造に関し、特に材料コストを相対して下げ、軽量で、加工成型しやすく且つ良好な貼り合せ生産量を備え、更に柔軟性があって割れにくいタッチパッド構造を提供する。

タッチパッドは動作方式の違いよってレジスタ式、コンデンサ式、音波式、漏洩波式、荷重変化式…等に分かれる。但し、そのうちレジスタ式及びコンデンサ式タッチパッドが最も広範に利用されている。そのうち，レジスタ式タッチパッドは、上透明導電プラスチック・フィルムと下透明導電キャリアから構成され、中間は複数の絶縁仕切材で仕切られ、上透明導電プラスチック・フィルムと下透明導電キャリアの間に５Vの電圧を通す。指もしくはタッチペンで上透明導電プラスチック・フィルムに触れて凹みを形成すると、下層の透明導電キャリアと接触して電圧の変化を起こし、次にA/Dコントローラでデジタル信号に転換してコンピュータに演算処理をさせて(Ｘ,Ｙ)軸位置を取得し、定位ポイントを得る。

コンデンサ式タッチパッドは、基本的にレジスタ式タッチパッドの瑕を付けやすい特性を改良したもので、上透明導電プラスチック・フィルムが重大な引っかき瑕を付けて回路が切れ、タッチパッドが動作しなくなる欠点を解決した。そのコンデンサ式タッチパッドの基本構造は、図１に示すとおり、最外層がガラスで構成されたコーティング層１１で、第二層が該コーティング層１１で覆われた電荷検出アーキテクチャー１２である。該電荷検出アーキテクチャー１２は、単片のガラス１２１両面にそれぞれＸ軸方向電荷検出層１２２及びＹ軸方向電荷検出層１２３(もしくは、それぞれ二片のガラス単面に、それぞれＸ軸走向及びＹ軸方向の電荷検出層を構築する)を構築し、図２に示すようにＸ軸方向電荷検出層１２２とＹ軸方向電荷検出層１２３を備えて互いに仕切って平均した電場を構築させ、人体に微弱な電流を流す方式によってタッチコントロールの目的を達成する。

しかしながら、図１に示す公知のタッチパッドのコーティング層１１及び電荷検出アーキテクチャー１２は、すべてガラスを基材としていて、その電荷検出アーキテクチャー１２は、color filterのイエローライトでエッチングして完成するため、電荷検出図形が不明瞭でありながら、設置する設備及び製造工程のコストが非常に高く、コスト効率が良くない。更に応用時は透明グルー層１３で互いに貼り合せるか、もしくは液晶パネル１６表面に貼り付け、Glass
to Glassの硬いものに硬いものを張り合わせる方式であるため、貼り合せ生産量が悪いだけでなく、一定の精度を保つことができず、更に割れやすい危険も伴う。

他に市場に出ているのが、図３に示すタッチパッド構造である。該公知のタッチパッド内の電荷検出アーキテクチャー１４は二片が、それぞれＸ軸方向電荷検出層及びＹ軸方向電荷検出層の透明導電プラスチック・フィルム１４１、１４２を構築して透明グルー層１３で貼り合せて構成する。該電荷検出アーキテクチャー１４の上方は同様に透明グルー層１３でガラスから構成されたコーティング層１１を貼り合せ、及び電荷検出アーキテクチャー１４下方に透明グルー層１３で別の一透明導電プラスチック・フィルム１５を貼り合わせてEMI遮蔽機能を形成する。

台湾 特許公告第I３１０１４８号 台湾 特許公告第M２５９９６３号

解決しようとする問題点は、該図３に示す公知のタッチパッドの構造が、複雑になり、相対して材料及び加工コストも高くなり、更には該透明導電プラスチック・フィルム１４１、１４２の電荷検出層は従来のシルクスクリーン印刷でエッチングして完成するため、その電荷検出図形の精度は相対して悪くなり、加えてコーティング層１１はガラスで構成される。そのため相変わらず、貼り合せ生産量は悪く、コストが高く、且つガラス片が割れやすい危険が存在する。更にそのタッチパネルは多層の検出層と絶縁層が重畳されて構成されるため、板体は厚くて重い上に該タッチパッドの透光率を損なっている点である。

デジタルコンデンサ式タッチパッド構造は、コーティング表層及び電荷検出層構造から構成され、透明グルー層で両者を貼り合せて板体にする。そのうち、コーティング表層は表面に硬化処理を施した透明プラスチック・フィルムである。そして、電荷検出層は透明プラスチック・キャリア両側にそれぞれＸ軸方向の第一透明導電層及びＹ軸方向の第二透明導電層を構築する。そのうち、両電荷検出層は、それぞれマトリックス式交錯で設置した複数のＸ軸方向及びＹ軸方向設計で、軸方向に各個センサーユニットを互いに導電連結し、別一軸方向に各個センサーユニットを互いに絶縁配列することを最も主要な特徴とする。

本発明のデジタルコンデンサ式タッチパッド構造は、下述の利点がある。タッチパッドの全体構造は比較的簡単で、大幅に材料コスト及びタッチパッド全体構造の重量を下げる。また、電荷検出層の透明プラスチック・キャリアは、工業用プラスチック材で、良好な貼り合せ生産量を備えてしっかりと貼り合わさる。また、タッチパッド全体構造は、どれもプラスチック基材であるため、公知の少なくとも一つはガラス基板があるのと比較して、成型しやすく割れにくいという長所がある。

公知のタッチパッドの構造断面図である。 Ｘ軸方向電荷検出層とＹ軸方向電荷検出層が構築した電場指示図である。 公知の第二種のタッチパッドの構造断面図である。 本発明第一実施例のタッチパッド構造断面図である。 本発明第一、第二透明導電層の構造指示図である。 本発明第二実施例のタッチパッド構造断面図である。 本発明第三実施例のタッチパッド構造断面図である。

材料コストを相対して下げ、軽量で、良好な貼り合せ生産量を備え、加工成型しやすく、且つ柔軟性があって割れにくいタッチパッド構造を提供することを本発明の主な目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明のタッチパッド構造は、コーティング表層及び電荷検出層から構築され、透明グルー層で両者を貼り合せて板体にする。そのうち、該コーティング表層は表面に硬化処理を施した透明プラスチック・フィルムとする。電荷検出層は透明プラスチック・キャリア両側に、それぞれＸ軸方向の第一透明導電層及びＹ軸方向の第二透明導電層を構築する。そのうち第一、第二透明導電層は、それぞれマトリックス式で交錯設置した複数のＸ軸方向の第一センサーユニット及びＹ軸方向の第二センサーユニットを設置し、同一軸方向に各センサーユニットを互いに導電連結し、また別一軸方向には各センサーユニットを互いに絶縁配列してＸ軸方向の第一透明導電層とＹ軸方向の第二透明導電層を備え、互いに隔てた均一の電場を構成する。更にタッチパッド全体構造は、該電荷検出層構造の下方に透明導電プラスチック・フィルムを貼り合せてEMI遮蔽機能を形成し、タッチパッド全体構造が良好な無干渉環境で作業ができる。

本発明の主な技術内容及び実施方式を明確にするため、図式と共に下述に説明する。

図４、５の第一実施例に示すとおり、本発明のタッチパッド構造は基本的にコーティング表層２０及び電荷検出層３０を含む。そのうち、

該コーティング表層２０は表面に硬化処理を施した透明プラスチック・フィルムから構成され、一般にポリエステル樹脂( PET )薄板材を基材にすることができる。更に該電荷検出層３０は透明プラスチック・キャリア３１の両側に、それぞれＸ軸方向の第一透明導電層３１１及びＹ軸方向の第二透明導電層３１２を構築し、そのうち第一、第二透明導電層３１１、３１２は、それぞれマトリックス式交錯で設置した複数のＸ軸方向の第一センサーユニット３１１１及びＹ軸方向の第二センサーユニット３１２１を設置し、同一軸方向の各個センサーユニットを互いに導電連結する。そして、別の一軸方向の各センサーユニットと互いに絶縁配列する。即ちＸ軸方向の各第一センサーユニット３１１１が互いに導電連結し、Ｙ軸方向の第二センサーユニット３１２１が互いに導電連結する。また各第一センサーユニット３１１１と各第二センサーユニット３１２１は互いに絶縁配列し、Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１とＹ軸方向の第二透明導電層３１２を備えて互いに仕切り均一の電場を構成する。

具体的に実施する時、該電荷検出層３０は透明グルー層５０で該コーティング表層２０下方に貼り合せ、該コーティング表層２０の遮蔽作用を形成する。他に該電荷検出層３０下方には更に導電層４０を貼り合せてEMI遮蔽機能を形成することで、タッチパッド全体構造を良好な無干渉環境で作業ができる。該導電層４０は、インジウムスズ酸化物(ITO)導電薄膜から構成され、透明グルー層５０で該電荷検出層３０下方に貼り合せる。

図６は本発明の第二実施例で、該タッチパッド構造は同様にコーティング表層２０，及び電荷検出層３０を含む。そのうち、

該電荷検出層３０は、透明プラスチック・キャリア３１一側にはＹ軸方向の第二透明導電層３１２を構築し、図に示すように該Ｙ軸方向の第二透明導電層３１２は該透明プラスチック・キャリア３１の上方に設置し、また該Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１は透明グルー層５０で該Ｙ軸方向の第二透明導電層３１２の上方に貼り合せ、Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１とＹ軸方向の第二透明導電層３１２を備えて互いに仕切った均一の電場を構成させる。勿論、該Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１は基材３１３［ポリエステル樹脂( PET )薄膜でもよい］一側に設置でき、Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１を直接該Ｙ軸方向の第二透明導電層３１２の上方に貼り合せ、つまり該Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１を該基材３１３下方に位置させるか、もしくは図７の第三実施例に示すように基材３１３で直接該Ｙ軸方向の第二透明導電層３１２の上方に貼り合せ、つまり該Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１を該基材３１３上方に位置させる。

具体的に実施する時、該電荷検出層３０は、透明グルー層５０で該コーティング表層２０下方に貼り合せ、該コーティング表層２０の遮蔽作用を受ける。他に該電荷検出層３０下方は更に導電層４０を設置し、図６及び図７のように該導電層４０は直接該透明プラスチック・キャリア３１の下方に構築し、例として低温スパッタ方式で構築する。

公知のタッチパッド構造と比較した場合、本発明のタッチパッド構造は、構造構成が簡単で、相対して大幅に材料コストを削減でき、更に大幅にタッチパッド構造全体の重量を減らすことができるため、薄型、軽量化の潮流に適合して使用できる。

更に本実施例に於いて、該透明プラスチック・キャリア３１は工業用プラスチック材で、例としてポリカボネート(polycarbonate
, PC)，ポリメタクリル酸メチル(PMMA)，テレフタル酸ポリエチレン(PET)材、もしくは、その他の環状オレフィン共重合体(Cyclic Olefin
Copolymer)であり、ポリカボネート樹脂類が良好で、そのうちポリカボネート(polycarbonate , PC)が良い。また該透明プラスチック・キャリアの厚みは０.５mm 以上が最も良好な範囲で、良好な抗衝撃強度、熱安定性、光沢度、細菌抑制特性、難燃性の特性及び抗汚染性を備え、本発明の最も良好な実施例となる。

本発明で使用するポリカボネート(PC)基板は、該電荷検出層３０の基材となり、簡単で、光学樹脂貼り合せ材の特性を備えるだけでなく、更に良好な貼り合せ生産量を備えて貼り合せを維持する。

特に、ポリカボネート(PC)基板は、良好な機械特性を備えてタッチパッド全体の強度を支持する機械構造体となることができ、且つタッチパッド全体構造が柔軟性を備えて割れにくくなる。

Ｘ軸方向の第一透明導電層３１１及びＹ軸方向の第二透明導電層３１２は、すべてインジウムスズ酸化物(ITO)材質の透明導電薄膜であり、低温スパッタ方式で透明プラスチック・キャリア３１両側に構築する。

公知のタッチパッド構造と比較して、本発明のタッチパッド構造は、構造構成が比較的簡単で、相対して大幅に材料コストを下げ、更に大幅にタッチパッド全体構造の重量を軽くするため、薄型、軽量化の方向への発展に適応する。

公知のタッチパッド構造と比較して本発明のタッチパッド構造は下述の長所を備える。

タッチパッドの全体構造は比較的簡単で、大幅に材料コスト及びタッチパッド全体構造の重量を下げる。

電荷検出層の透明プラスチック・キャリア３１は、工業用プラスチック材で、そのうちポリカボネート(PolＹcarbonate , PC)基材は材質を光学樹脂でポリカボネート(PC)基板と貼り合せしやすく、良好な貼り合せ生産量を備えてしっかりと貼り合わさる。

電荷検出層３０の透明プラスチック・キャリア３１は、ポリカボネート(PC)基板で、それは良好な機械特性を備えるだけでなく、タッチパッド全体強度を支える機械構造体となり、タッチパッド全体構造が柔軟性を備えて割れにくくなる。

電荷検出層３０は、透明プラスチック・キャリア３１両側にそれぞれＸ軸方向の第一透明導電層３１１及びＹ軸方向の第二透明導電層３１２を構築するので、公知のＸ軸方向及びＹ軸方向の対応位置が不正確になる現象を克服する。

タッチパッド全体構造は、どれもプラスチック基材であるため、公知の少なくとも一つはガラス基板があるのと比較して、成型しやすく割れにくいという長所がある。

上述のとおり、本発明は実施可能なタッチパッド構造を提供し、法に基づき特許発明を申請する。但し、以上の実施の説明及び図式に示すものは、本発明の良好な実施例であり、本発明を制限するものではない。拠って、本発明の構造、装置、特徴等と近似、雷同するものは、すべて本発明の目的及び請求範囲の中に含まれるものとする。

１１ コーティング層
１２ 電荷検出アーキテクチャー
１２１ ガラス基板
１２２ Ｘ軸方向電荷検出層
１２３ Ｙ軸方向電荷検出層
１３ 透明グルー層
１４ 電荷検出アーキテクチャー
１４１ 透明導電プラスチック・フィルム
１４２ 透明導電プラスチック・フィルム
１５ 透明導電プラスチック・フィルム
１６ 液晶パネル
２０ コーティング表層
３０ 電荷検出層
３１ 透明プラスチック・キャリア
３１１ Ｘ軸方向第一透明導電層
３１１１ Ｘ軸方向第一センサーユニット
３１２ Ｙ軸方向第二透明導電層
３１２１ Ｙ軸方向第二センサーユニット
３１３ 基材
４０ 透明導電プラスチック・フィルム
５０ 透明グルー層

Claims (10)

1. タッチパッド構造において、そのうち、
   コーティング表層と、
   該コーティング表層下方に相対して貼り合わせ、透明プラスチック・キャリア両側にそれぞれＸ軸方向の第一透明導電層及びＹ軸方向の第二透明導電層を構築するもので、そのうち第一、第二透明導電層は、それぞれマトリックス式交差で設置した複数のＸ軸方向の第一センサーユニット及びＹ軸方向の第二センサーユニットを設置して、同一軸方向をそれぞれのセンサーユニットが互いに導電連結し、別一軸方向の各センサーユニットを互いに絶縁配列する電荷検出層を含むことを特徴とするタッチパッド構造。
2. 前記透明プラスチック・キャリアは、工業用プラスチック材で、該工業用プラスチック材は、ポリカボネート(polycarbonate , PC)，ポリメタクリル酸メチル(PMMA)，テレフタル酸ポリエチレン(PET)材質、もしくはその他環状オレフィン共重合体(Cyclic Olefin Copolymer)のうちの一つを選び、そのうち該工業用プラスチック材はポリカボネート樹脂類が良いことを特徴とする請求項１記載のタッチパッド構造。
3. 前記Ｘ軸方向の第一透明導電層は、インジウムスズ酸化物(ITO)材質の透明導電薄膜で、該Ｙ軸方向の第二透明導電層はインジウムスズ酸化物(ITO)材質の透明導電薄膜であることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド構造。
4. 前記Ｘ軸方向の第一透明導電層は、低温スパッタ方式で透明プラスチック・キャリアの一側に構築し、該Ｙ軸方向の第二透明導電層は、低温スパッタ方式で透明プラスチック・キャリアの別一側に構築することを特徴とする請求項１記載のタッチパッド構造。
5. 前記電荷検出層下方は、導電層を貼り合せてEMI遮蔽機能を形成し、該導電層はインジウムスズ酸化物(ITO)導電薄膜から構成し、更に透明グルー層で該電荷検出層下方に貼りあわせることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド構造。
6. タッチパッド構造において、
   コーティング表層と、
   該コーティング表層下方に相対して貼り合わせ、透明プラスチック・キャリア上方にＹ軸方向の第二透明導電層を構築するもので、該Ｘ軸方向の第一透明導電層は該Ｙ軸方向の第二透明導電層の上方に貼り合わせるもので、そのうち両電荷検出層は、それぞれマトリックス式交錯で設置した複数のＸ軸方向及びＹ軸方向で設計され、一軸方向に各センサーユニットが互いに導電連結し、また別一軸方向には各センサーユニットが互いに絶縁配列する電荷検出層と、
   該導電層は直接該透明プラスチック・キャリアの下方に構築する導電層を含むことを特徴とするタッチパッド構造。
7. 前記透明プラスチック・キャリアは、工業用プラスチック材で、該工業用プラスチック材はポリカボネート(polycarbonate
   , PC)であり、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)，テレフタル酸ポリエチレン(PET)材質、もしくはその他の環状オレフィン共重合体(Cyclic Olefin Copolymer)のうちの一つを選択し、そのうち該工業用プラスチック材はポリカボネート樹脂類がよいことを特徴とする請求項６記載のタッチパッド構造。
8. 前記Ｘ軸方向の第一透明導電層はインジウムスズ酸化物(ITO)材の透明導電薄膜か、もしくは該Ｙ軸方向の第二透明導電層はインジウムスズ酸化物(ITO)材の透明導電薄膜であるか、もしくは該導電層はインジウムスズ酸化物(ITO)導電薄膜から構成され、更に低温スパッタ方式で透明プラスチック・キャリアの下方に構築されることを特徴とする請求項６記載のタッチパッド構造。
9. 前記Ｙ軸方向の第二透明導電層は、低温スパッタ方式で透明プラスチック・キャリアの上方に構築されることを特徴とする請求項６記載のタッチパッド構造。
10. 前記Ｘ軸方向の第一透明導電層は、基材一側に設置し、該Ｘ軸方向の第一透明導電層は直接該Ｙ軸方向の第二透明導電層の上方に貼り合わせ、即ち該Ｘ軸方向の第一透明導電層は該基材下方に位置するか、もしくは該基材は直接該Ｙ軸方向の第二透明導電層の上方に貼り合わせ、即ち該Ｘ軸方向の第一透明導電層は該基材上方に位置することを特徴とする請求項６記載のタッチパッド構造。