JP2012108835A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】主に各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関し、誤検出がなく、確実な操作が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】上導電層１２または下導電層１８の少なくとも一方を、略コの字状の絶縁溝１３Ａや１３Ｂ、１９Ａや１９Ｂによって複数の操作領域１２Ａや１２Ｂ、１８Ａや１８Ｂに分割すると共に、この両端に操作領域毎に抵抗値の異なる抵抗部１６Ａや１６Ｂ、２２Ａや２２Ｂを設けることによって、上電極や下電極の浮きや剥離等による誤検出がなくなると共に、複数の操作領域の両端に設けた抵抗部１６Ａや１６Ｂ、２２Ａや２２Ｂによって、正確な押圧位置の検出が行えるため、誤検出がなく、確実な操作が可能なタッチパネルを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話や電子カメラ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むなか、液晶表示素子等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を見ながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の様々な機能の切換えを行うものが増えており、安価で、確実な操作を行えるものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図５〜図８を用いて説明する。

なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

図５は従来のタッチパネルの断面図、図６は同分解斜視図であり、同図において、１はフィルム状で光透過性の上基板、２はガラス等の光透過性の下基板で、上基板１の下面全面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面全面には同じく下導電層４が各々形成されている。

また、上導電層３の左右端部には銀等の一対の上電極５Ａと５Ｂが、下導電層４の上導電層３とは直交方向の前後端部には、一対の下電極６Ａと６Ｂが各々形成されると共に、この上電極５Ａ、５Ｂや下電極６Ａ、６Ｂの端部が、上基板１や下基板２の外周前端部に延出している。

そして、上基板１の上電極５Ａ、５Ｂの前内方や前端部の間には、レーザカット加工等によって上導電層３が取除かれた略Ｔ字状の絶縁溝７が、下電極６Ａ、６Ｂの右内方や前端部の間には、同じく下導電層４が取除かれた略Ｌ字状の絶縁溝８が各々形成され、これらの絶縁溝７や８によって、各電極間の絶縁が保たれるようになっている。

さらに、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上基板１と下基板２間の外周内縁には略額縁状で絶縁樹脂製のスペーサ９が設けられ、このスペーサ９の上下面または片面に塗布形成された接着剤（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、一対の上電極５Ａ、５Ｂと下電極６Ａ、６Ｂの端部が配線基板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、上基板１上面を指あるいはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から一対の上電極５Ａと５Ｂや下電極６Ａと６Ｂへ順次電圧が印加され、上導電層３両端及びこれと直交方向の下導電層４両端の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれる。

つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１上面を押圧操作すると、上電極５Ａと５Ｂ及び下電極６Ａと６Ｂ間の電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。

なお、この時、図７の部分平面図に示すように、例えば、上基板１の上電極５Ａが０Ｖで上電極５Ｂに５Ｖの電圧が印加された状態で、上基板１上面の点Ａや点Ｂ、点Ｃの箇所を押圧操作した場合、これらは全て上電極５Ｂから平行で等距離の位置にあり、これらから上電極５Ｂまでの上導電層３の抵抗Ｒ１は同じ値であるため、どの箇所を押圧操作しても、下電極６Ａや６Ｂから出力される電圧は例えば３Ｖとなる。

ただ、タッチパネルが使用される周囲の温度や湿度に極端な変化が生じた場合や、あるいはこうした変化が繰返し加わった場合、例えば上基板１右端部の上電極５Ｂの中間部５Ｃに、上導電層３からの浮きや剥離等が発生し、これによって上電極５Ｂの中間部５Ｃと、この下面の上導電層３との間の接続抵抗値が大きなものになってしまう場合がある。

そして、このように上電極５Ｂの中間部５Ｃと上導電層３との接続抵抗が大きくなってしまった場合、点Ａや点Ｃの箇所の上電極５Ｂには浮きや剥離等がないため、これらを押圧操作した場合には上記と同様に３Ｖの電圧が出力されるが、中間部５Ｃ左方の点Ｂの箇所を押圧操作した場合には、上電極５Ｂの中間部５Ｃと上導電層３との間の接続抵抗によって電圧降下が生じ、出力される電圧は例えば２．５Ｖとなってしまう。

すなわち、上記のように、上電極５Ｂ等の一部に上導電層３等からの浮きや剥離等が生じた場合には、押圧操作する箇所によっては、正しく押圧位置の検出が行えない場合がある。

また、このような上電極５Ｂ等の上導電層３等からの浮きや剥離等を防ぐために、図８の部分平面図に示すように、例えば、上基板１の上電極５Ａや５Ｂをなくし、上導電層３の絶縁溝７前端部の左右に電圧を印加した場合には、点Ａと点Ｂの左右方向の右端までの上導電層３の抵抗Ｒ１は同じ値であるが、上下方向の上導電層３の抵抗は点Ａが抵抗Ｒ２、点Ｂはこれより大きな抵抗Ｒ３となり、この間の電圧降下が異なるものとなるため、点Ａからは例えば３Ｖの電圧が出力されるが、点Ｂからは例えば２．５Ｖの電圧が出力されてしまう。

つまり、このように上電極５Ａや５Ｂをなくし、上基板１全面に形成された上導電層３の抵抗値から押圧位置の検出を行った場合、右端から等距離である点Ａと点Ｂからの出力電圧が異なったものとなってしまうものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００７−３１０５４０号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、使用される周囲の温度や湿度に極端な変化が生じた場合等に、上電極５Ｂ等の一部に上導電層３等からの浮きや剥離等が生じ、押圧操作する箇所によっては、正しく押圧位置の検出が行えなくなってしまう場合があるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤検出がなく、確実な操作が可能なタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、上導電層または下導電層の少なくとも一方を、略コの字状の絶縁溝によって複数の操作領域に分割すると共に、この複数の操作領域の両端に、操作領域毎に抵抗値の異なる抵抗部を設けてタッチパネルを構成したものであり、上導電層や下導電層からの上電極や下電極の浮きや剥離等による誤検出がなくなると共に、複数の操作領域の両端に設けた抵抗部によって、正確な押圧位置の検出が行えるため、誤検出がなく、確実な操作が可能なタッチパネルを得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、上導電層または下導電層の少なくとも一方の端部に、上電極または下電極を設けたものであり、例えば上導電層前端に設けた上電極によって、この箇所の抵抗値を低く保てるため、さらに正確で確実な押圧位置の検出を行うことができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、誤検出がなく、確実な操作が可能なタッチパネルを実現することができるという有利な効果が得られる。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図 同分解斜視図 同部分平面図 同部分平面図 従来のタッチパネルの断面図 同分解斜視図 同部分平面図 同部分平面図

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。

なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１はポリエチレンテレフタレートやポリエーテルサルホン、ポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板で、上基板１１の下面全面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層１２がスパッタ法等によって形成されている。

そして、上基板１１の下面全面に形成された上導電層１２には、レーザカット加工等によって上導電層１２が取除かれた、略コの字状の複数の絶縁溝１３Ａや１３Ｂが設けられ、この複数の絶縁溝１３Ａや１３Ｂによって上導電層１２は、複数の操作領域１２Ａや１２Ｂに前後方向に分割されている。

さらに、上導電層１２前端部には略Ｔ字状の絶縁溝１４が形成されると共に、絶縁溝１３Ａや１３Ｂの内方には各々長さの異なる絶縁溝１５Ａや１５Ｂが設けられ、これによって複数の操作領域１２Ａや１２Ｂの左右端に、操作領域毎に抵抗値の異なる抵抗部１６Ａや１６Ｂが形成されている。

また、１７は上基板１１と同様のフィルム状、またはガラスやアクリル等の薄板状で光透過性の下基板で、下基板１７の上面全面には上導電層１２と同様の下導電層１８が、スパッタ法等によって形成されている。

そして、下基板１７上面には、レーザカット加工等によって下導電層１８が取除かれた、略コの字状の複数の絶縁溝１９Ａや１９Ｂが設けられ、これらによって下導電層１８が、複数の操作領域１８Ａや１８Ｂに左右方向に分割形成されている。

さらに、下導電層１８前端部には略Ｌ字状の絶縁溝２０が形成されると共に、絶縁溝１９Ａや１９Ｂの内方には各々長さの異なる絶縁溝２１Ａや２１Ｂが設けられ、これによって複数の操作領域１８Ａや１８Ｂの前後端に、操作領域毎に抵抗値の異なる抵抗部２２Ａや２２Ｂが形成されている。

また、下導電層１８上面にはエポキシやシリコーン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上基板１１と下基板１７間の外周内縁には、略額縁状でポリエステルやエポキシ、不織布等の絶縁樹脂製のスペーサ２５が設けられ、このスペーサ２５の上下面または片面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着剤（図示せず）によって、上基板１１と下基板１７の外周が貼り合わされ、上導電層１２の操作領域１２Ａや１２Ｂと、下導電層１８の操作領域１８Ａや１８Ｂが所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、上導電層１２と下導電層１８の前端部が配線基板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、上基板１１上面を指あるいはペン等で押圧操作すると、上基板１１が撓み、押圧された箇所の上導電層１２が下導電層１８に接触する。

そして、電子回路から上導電層１２と下導電層１８の前端部へ順次電圧が印加され、上導電層１２と下導電層１８の前端部の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれる。

つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１１上面を押圧操作すると、上導電層１２と下導電層１８の前端部からの電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。

そして、この時、例えば図３の部分平面図に示すように、上導電層１２前端部の左側が０Ｖで右側に５Ｖの電圧が印加された状態で、上基板１１上面の操作領域１２Ａの点Ａや操作領域１２Ｂの点Ｂ、操作領域１２Ｃの点Ｃの箇所を押圧操作した場合、これらは全て右端から平行で等距離の位置にあるため、これらから左右方向の右端までの上導電層１２の抵抗Ｒ１は同じ値となるが、前後方向の上導電層１２の抵抗は、点Ａまでの抵抗ＲＡに対し、例えば点Ｂまでの抵抗ＲＢは大きなものとなる。

しかし、絶縁溝１３Ａや１３Ｂによって分割された操作領域１２Ａと１２Ｂの左右端には、この内方に長さの異なる絶縁溝１５Ａと１５Ｂが形成され、これによって抵抗値の異なる抵抗部、大きな抵抗ｒＡの抵抗部１６Ａと小さな抵抗ｒＢの抵抗部１６Ｂが設けられて、これらの抵抗値は抵抗ＲＡとｒＡの和と抵抗ＲＢとｒＢの和が同じ値となるように形成されている。

すなわち、上導電層１２前端部から操作領域１２Ａまでの抵抗ＲＡとｒＡの和と、操作領域１２Ｂまでの抵抗ＲＢとｒＢの和が同じ抵抗値となっているため、点Ａを押圧操作した場合にも、点Ｂを押圧操作した場合にも上導電層１２による電圧降下は同じとなり、下導電層１８の前端部から出力される電圧は、例えばいずれも３Ｖとなる。

つまり、上導電層１２を略コの字状の絶縁溝１３Ａや１３Ｂによって複数の操作領域１２Ａや１２Ｂに分割すると共に、この操作領域１２Ａや１２Ｂの両端に、上導電層１２前端部までの抵抗ＲＡやＲＢに応じた、これらとの和が同等となるような、抵抗値の異なる抵抗ｒＡやｒＢの抵抗部１６Ａや１６Ｂを設けることによって、正確な押圧位置の検出が行えるようになっている。

また、上導電層１２外周の左右端部から延出する銀やカーボン等の上電極がなく、上導電層１２前端部に電圧を印加し、下導電層１８前端部からの電圧によって押圧位置の検出を行っているため、タッチパネルが使用される周囲の温度や湿度に極端な変化が生じた場合や、あるいはこうした変化が繰返し加わった場合でも、上導電層１２からの上電極の浮きや剥離等による誤検出が生じないように構成されている。

なお、下導電層１８についても図２に示すように、略コの字状の複数の絶縁溝１９Ａや１９Ｂが、絶縁溝１３Ａや１３Ｂとは直交方向の左右方向に設けられ、これらによって複数の操作領域１８Ａや１８Ｂに分割形成されると共に、操作領域１８Ａや１８Ｂの前後端には抵抗部２２Ａや２２Ｂが形成されて、前端や後端から平行で等距離の箇所を押圧操作した場合には、同じ電圧が上導電層１２前端部から出力されるようになっている。

さらに、図４（ａ）や（ｂ）の部分平面図に示すように、上導電層１２の外周前端部や、下導電層１８の外周前端部や右端部に、銀やカーボン等の上電極２６Ａや２６Ｂ、下電極２７Ａや２７Ｂを設けることで、これらの箇所の抵抗Ｒ４やＲ５、Ｒ６やＲ７等を、酸化インジウム錫や酸化錫等の上導電層１２や下導電層１８に比べ、低い値に形成できるため、さらに正確で確実な押圧位置の検出を行うことが可能となる。

また、これらの上電極２６Ａや２６Ｂ、下電極２７Ａや２７Ｂは、押圧操作される操作領域１２Ａや１２Ｂの左右端や、操作領域１８Ａや１８Ｂの前後端には接続されていないため、周囲の温度や湿度の変化によって万が一、これらに上導電層１２や下導電層１８からの浮きや剥離等が生じた場合でも、上電極２６Ａや２６Ｂ、下電極２７Ａや２７Ｂそのものに破断や割れ等が生じないかぎり、これらの抵抗値は変化せず、安定した押圧位置の検出を行うことができる。

なお、以上の説明では、上導電層１２と下導電層１８の両方を操作領域１２Ａや１２Ｂ、操作領域１８Ａや１８Ｂに分割形成した構成について説明したが、いずれか一方のみを略コの字状の絶縁溝によって複数の操作領域に分割し、他方は背景技術の項で説明した場合と同様に、上基板１１の下面全面あるいは下基板１７の上面全面に形成した構成としても、本発明の実施は可能である。

また、上電極２６Ａや２６Ｂ、下電極２７Ａや２７Ｂについても、いずれか一方のみを設けた構成としてもよい。

このように本実施の形態によれば、上導電層１２または下導電層１８の少なくとも一方を、略コの字状の絶縁溝１３Ａや１３Ｂ、１９Ａや１９Ｂによって複数の操作領域１２Ａや１２Ｂ、１８Ａや１８Ｂに分割すると共に、この両端に操作領域毎に抵抗値の異なる抵抗部１６Ａや１６Ｂ、２２Ａや２２Ｂを設けることによって、上電極や下電極の浮きや剥離等による誤検出がなくなると共に、複数の操作領域の両端に設けた抵抗部１６Ａや１６Ｂ、２２Ａや２２Ｂによって、正確な押圧位置の検出が行えるため、誤検出がなく、確実な操作が可能なタッチパネルを得ることができるものである。

また、上導電層１２または下導電層１８の少なくとも一方の端部に、上電極２６Ａや２６Ｂ、または下電極２７Ａや２７Ｂを設けることによって、この上電極２６Ａや２６Ｂ、下電極２７Ａや２７Ｂが形成された箇所の抵抗値を低く保てるため、さらに正確で確実な押圧位置の検出を行うことができる。

本発明によるタッチパネルは、誤検出がなく、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。

１１ 上基板
１２ 上導電層
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 操作領域
１３Ａ、１３Ｂ 絶縁溝
１４ 絶縁溝
１５Ａ、１５Ｂ 絶縁溝
１６Ａ、１６Ｂ 抵抗部
１７ 下基板
１８ 下導電層
１８Ａ、１８Ｂ 操作領域
１９Ａ、１９Ｂ 絶縁溝
２０ 絶縁溝
２１Ａ、２１Ｂ 絶縁溝
２２Ａ、２２Ｂ 抵抗部
２５ スペーサ
２６Ａ、２６Ｂ 上電極
２７Ａ、２７Ｂ 下電極

Claims (2)

1. 下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された光透過性の下基板からなり、上記上導電層または下導電層の少なくとも一方を、略コの字状の絶縁溝によって複数の操作領域に分割すると共に、この複数の操作領域の両端に、操作領域毎に抵抗値の異なる抵抗部を設けたタッチパネル。
2. 上導電層または下導電層の少なくとも一方の端部に、上電極または下電極を設けた請求項１記載のタッチパネル。

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