JP2013254360A - タッチパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】正確なタッチ操作の検出ができるタッチパネルを提供する。
【解決手段】タッチパネル200は、操作領域215の端部に、第1検知電極211の端部の細線部241と第2検知電極212とが交差する第1末端交差部216−1と、第1検知電極211と第2検知電極212の端部のブリッジ電極151とが交差する第2末端交差部216−2とを配置する。第1末端交差部216−1と第2末端交差部216−2に隣接する第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2で形成される相互容量の低下を補うように、電極辺の長さを長くする電極形状とされる。
【選択図】図10
【解決手段】タッチパネル200は、操作領域215の端部に、第1検知電極211の端部の細線部241と第2検知電極212とが交差する第1末端交差部216−1と、第1検知電極211と第2検知電極212の端部のブリッジ電極151とが交差する第2末端交差部216−2とを配置する。第1末端交差部216−1と第2末端交差部216−2に隣接する第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2で形成される相互容量の低下を補うように、電極辺の長さを長くする電極形状とされる。
【選択図】図10
Description
本発明は、タッチパネルに関する。
携帯電話やスマートフォンやPDA(パーソナルデジタルアシスタント)等の電子機器では、画面の大型化への要求が大きく、スイッチやテンキー等の入力装置を配置できる領域が少なくなっている。また、液晶表示パネル等の表示素子に表示された画像を参照しながら表示画像に触れ、分かりやすく情報の入力ができる入力方法の実現が求められている。そのため、近年では、タッチパネル付きの表示装置への要求が高まっている。
タッチパネルは、上述した液晶表示パネル等の表示パネル上に配置され、操作者が指やペン等で操作面に触れたときに、そのタッチ位置を検出する入力装置の総称である。
タッチパネルは、タッチ位置検出の方式の違いに従って抵抗膜方式や静電容量方式等が知られている。
抵抗膜方式は、表面に透明な検知電極の配設された2枚の基板を、互いの検知電極が対向するように離間して配置する。そして、操作者の指やペンで一方の基板を押下することで検知電極同士を接触させ、通電させて、タッチ操作を検知する構造となっている。
静電容量方式は、人間が導体であり、タッチ操作する操作者の指がグランドとして機能することを利用する(例えば、特許文献1を参照。)。すなわち、タッチパネルの基板上に配置されたタッチ位置検出用の検知電極に指が近づくと、指と検知電極との間に容量が形成される。静電容量方式のタッチパネルでは、検知電極を用いた静電容量の計測を行い、タッチ操作に伴う容量形成を変化として捉えることができる。そして、付設された制御回路等によってこれを検知する。このとき、容量変化を検知する方式であるため、直接に操作者の指がタッチパネルに触れない場合でも、指の接近を検知することができる。
図12は、従来のタッチパネルの検知電極の配置構造を模式的に説明する平面図である。
図12に示す従来のタッチパネル1000は、投影型静電容量方式と称され、透明基板1001の一方の面に、例えば、図面の左右方向であるX方向に延在する短冊状の複数の第1検知電極1002を設ける。そして、透明基板1001のもう一方の面に、または第1検知電極1002の上に絶縁膜(図示されない)を配置してその上に、X方向と垂直なY方向に延在する短冊状の複数の第2検知電極1003を設けて構成される。
このように、投影型静電容量方式の従来のタッチパネルは、基板または絶縁膜等の絶縁体を挟んで互いに交差する2種類の検知電極をマトリクス状に配置する。そして、投影型静電容量方式のタッチパネルは、マトリクス状に配置された2種類の検知電極を用いて、操作者がタッチ操作する操作領域を構成し、操作者の指等のタッチ位置の座標を検出する。
投影型静電容量方式のタッチパネルを用いたタッチ位置の検出方法には、自己容量方式と相互容量方式の2方式が知られている。そして、相互容量方式は、操作者がタッチパネルの操作領域内で同時に多点のタッチ操作を行うマルチタッチを行った場合でも、各タッチ位置の検出を正確に行うことができ、より好ましい方式とされている。
相互容量方式は、例えば、図12に示すタッチパネル1000の場合、交差する第1検知電極1002と第2検知電極1003とによって形成されるキャパシタの静電容量を計測する方式である。交差する第1検知電極1002と第2検知電極1003のうち、例えば、第1検知電極1002は、キャパシタに電荷を充放電させるために用いられる。この第1検知電極1002はドライブ電極とも称される。また、もう一方の第2検知電極1003は、キャパシタの静電容量を計測するために用いられる。この第2検知電極1003は、センス電極とも称される。
タッチパネル1000において、操作者の指等のタッチ操作により、上述したキャパシタの静電容量は変動する。図12に示すタッチパネル1000の場合、各4個のドライブ電極とセンス電極を有することになる。そして、第2検知電極(センス電極)1003により、第1検知電極1002と第2検知電極1003とが交差する16箇所の電極交差部に形成されるキャパシタの静電容量を順次計測することで、指等のタッチ位置を検出することができる。
以上のようなタッチパネルにおいては、近年、高精細の画像表示が可能な表示パネルの上に配置され、入力装置として使用されることが多くなっている。したがって、操作者によるタッチ操作に対して、より高い解像度で正確なタッチ位置の検出ができるタッチパネルが求められている。そして、高い解像度でタッチ位置を検出することができる投影型静電容量方式の相互容量方式タッチパネルにおいても、さらなるタッチ位置検出精度の向上が求められている。
本発明は、以上のタッチパネルにおける問題に鑑みてなされたものである。
本発明の目的は、正確なタッチ位置の検出ができるタッチパネルを提供することにある。
本発明の目的は、正確なタッチ位置の検出ができるタッチパネルを提供することにある。
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
本発明は、基板上に、第1の方向に延在する複数の第1検知電極と、その第1の方向と交差する第2の方向に延在する複数の第2検知電極とを、複数の交差部が形成されるように配置して操作領域を設け、タッチ操作を検出するタッチパネルであって、
第1検知電極は、第1細線部とその第1細線部より部分的に幅が広くなる形状の第1パッド電極とが延在方向に交互に並び、かつ、少なくとも一方の端部にその第1細線部が配置されるように構成され、
第2検知電極は、第1検知電極の第1細線部と交差部を形成し、
操作領域の端部には、交差部のうちの、第1検知電極の端部に配置された第1細線部と第2検知電極とが交差してなる第1末端交差部が配置されるよう構成されたことを特徴とするタッチパネルに関する。
第1検知電極は、第1細線部とその第1細線部より部分的に幅が広くなる形状の第1パッド電極とが延在方向に交互に並び、かつ、少なくとも一方の端部にその第1細線部が配置されるように構成され、
第2検知電極は、第1検知電極の第1細線部と交差部を形成し、
操作領域の端部には、交差部のうちの、第1検知電極の端部に配置された第1細線部と第2検知電極とが交差してなる第1末端交差部が配置されるよう構成されたことを特徴とするタッチパネルに関する。
本発明において、第2検知電極は、第2細線部とその第2細線部より部分的に幅が広くなる形状の第2パッド電極とが延在方向に交互に並び、かつ、少なくとも一方の端部にその第2細線部が配置されるように構成されており、その第2細線部と第1検知電極の第1細線部とが交差部を形成し、
操作領域の、第1末端交差部の配置されない端部には、交差部のうちの、第2検知電極の端部の第2細線部と第1検知電極の第1細線部とが交差してなる第2末端交差部が配置されるよう構成されることが好ましい。
操作領域の、第1末端交差部の配置されない端部には、交差部のうちの、第2検知電極の端部の第2細線部と第1検知電極の第1細線部とが交差してなる第2末端交差部が配置されるよう構成されることが好ましい。
本発明において、第1検知電極と第2検知電極は、交差部で絶縁体を介して重畳するよう構成されることが好ましい。
本発明において、第1末端交差部および第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する第1パッド電極と、第1末端交差部および第2末端交差部の少なくとも一方に隣接するとともにその第1パッド電極に隣り合う第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さは、
第1末端交差部および第2末端交差部のいずれにも隣接しない第1パッド電極または第2パッド電極と、それに隣り合う第1パッド電極または第2パッド電極との間で互いに対向する電極辺の長さより長いことが好ましい。
第1末端交差部および第2末端交差部のいずれにも隣接しない第1パッド電極または第2パッド電極と、それに隣り合う第1パッド電極または第2パッド電極との間で互いに対向する電極辺の長さより長いことが好ましい。
本発明において、第1末端交差部および第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する第1パッド電極と、第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接するとともにその第1パッド電極に隣り合う第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さは、
第1末端交差部および第2末端交差部のいずれにも隣接しない第1パッド電極または第2パッド電極と、それに隣り合う第1パッド電極または第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さの2倍であることが好ましい。
第1末端交差部および第2末端交差部のいずれにも隣接しない第1パッド電極または第2パッド電極と、それに隣り合う第1パッド電極または第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さの2倍であることが好ましい。
本発明において、第1末端交差部および第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する第1パッド電極と、その第1パッド電極に隣り合うとともに第1末端交差部および第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する第2パッド電極とは、
互いに対向する電極辺のそれぞれが凹凸を有し、互いに入り組むように形成されていることが好ましい。
互いに対向する電極辺のそれぞれが凹凸を有し、互いに入り組むように形成されていることが好ましい。
本発明において、第1末端交差部および第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する第1パッド電極と、第1末端交差部および第2末端交差部の少なくとも一方に隣接するとともにその第1パッド電極に隣り合う第2パッド電極とは、互いに対向する電極辺間のギャップが、
第1末端交差部および第2末端交差部のいずれにも隣接しない第1パッド電極または第2パッド電極と、それに隣り合う第1パッド電極または第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺間のギャップより小さいことが好ましい。
第1末端交差部および第2末端交差部のいずれにも隣接しない第1パッド電極または第2パッド電極と、それに隣り合う第1パッド電極または第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺間のギャップより小さいことが好ましい。
本発明によれば、正確なタッチ位置の検出ができるタッチパネルが提供される。
本発明は、液晶表示パネル等の表示パネル上に配置され、操作者が指等によって操作領域内でタッチ操作したときに、そのタッチ操作を検出するタッチパネルに関する。本発明のタッチパネルは、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルとすることができる。
本発明者は、タッチパネルにおいて、高い解像度でより正確なタッチ操作の検出が可能となるように鋭意検討を行った。以下では、先ず、投影型静電容量方式のタッチパネルの構造と、それを用いて実現されるタッチ操作およびタッチ位置の検出について説明する。
図1は、投影型静電容量式タッチパネルの一例の構造を模式的に示す平面図である。
図1に示すように、投影型静電容量式であるタッチパネル1は、透光性の基板10上に、X方向(第1の方向)に延在し、所定の間隔で配列された複数の第1検知電極11を有する。そして、タッチパネル1は、そのX方向と交差するY方向(第2の方向)に延在し、所定の間隔で配列された複数の第2検知電極12とを有する。
基板10は、電気絶縁性の基板である。第1検知電極11および第2検知電極12は、いずれも透光性の電極(以下、透明電極とも言う。)とすることが好ましい。
図1に示すタッチパネル1は、第1検知電極11として5本の第1検知電極11−1、11−2、11−3、11−4、11−5を有する。そして、タッチパネル1は、第2検知電極12として5本の第2検知電極12−1、12−2、12−3、12−4、12−5を有する。第1検知電極11−1、11−2、11−3、11−4、11−5と第2検知電極12−1、12−2、12−3、12−4、12−5とは、マトリクス状に配置され、タッチパネル1の操作領域15を構成している。
タッチパネル1において操作領域15は、操作者が指等によってタッチパネル1に対してタッチ操作を行うための領域である。タッチパネル1は、操作領域15でなされたタッチ操作に対し、タッチ位置の検出を行うように構成される。尚、操作領域15は図1において破線で模式的に示される。
タッチパネル1は、5本の第1検知電極11と5本の第2検知電極12とが操作領域15内で交差して複数の交差部16を構成するように配置されている。第1検知電極11同士、第2検知電極12同士、および、第1検知電極11と第2検知電極12とは、それぞれが独立しており、電気的にも繋がっていない。互いに交差する第1検知電極11と第2検知電極12との絶縁性が確保されるように、それらの交差部分である交差部16において、絶縁層である絶縁膜17を介して、第1検知電極11と第2検知電極12とが部分的に重畳するように構成されている。
尚、各検知電極は配線20を通じてセンサIC30に接続される。センサIC30は、基板10上の第1検知電極11および第2検知電極12と電気的に接続され、基板10上の静電容量を計測し、タッチ操作(タッチ入力)前後の静電容量の変化から、タッチを検出しタッチ位置等を判断する。また、タッチパネル1は、相互容量式である場合、第1検知電極11(センス信号用電極(以下、センス電極という。))と第2検知電極12(ドライブ信号用電極(以下、ドライブ電極という。))とで役割が異なる。第2検知電極(ドライブ電極)12は、センサIC30の出力端子と接続されることにより、第1検知電極11と第2検知電極12間に形成される相互容量の電荷の充放電を行う。一方、第1検知電極(センス電極)11は、センサIC30の入力端子と接続されることにより、センサIC30内部の計測回路(A/D変換器)に繋がれ、第1検知電極(センス電極)11上に発生する静電容量の変化を計測する。
図2は、タッチパネルの第1検知電極の構造を模式的に示す平面図である。
図2に示すように、タッチパネル1の第1検知電極11は、延在するX方向にパッド電極40と細線部41とが交互に並ぶように構成され、図1に示すように、基板10の一方の表面に配置される。図1のタッチパネル1の第1検知電極11は、短冊状の細線部41と細線部41よりも幅広となる菱形形状のパッド電極40を備える。
一方、図1に示すように、第2検知電極12も基板10の一方の表面に設けられ、第1検知電極11とその細線部41で交差するように配置される。このとき、第2検知電極12は、第1検知電極11の細線部41との交差部16で上下(延在方向)に途切れる構成となっている。
そのため、交差部16における第1検知電極11の上層に、絶縁膜17を配置し、その絶縁膜17の上にブリッジ電極51を配置して、交差部16で第2検知電極12の途切れた部分同士の電気的な接続を確保するように構成される。
タッチパネル1は、以上の構造の第1検知電極11と第2検知電極12とを有することにより、例えば、図12に示すタッチパネル1000に比べて高い精度でタッチ位置の検出を行うことができる。
しかしながら、タッチパネル1を用いた場合であっても、より高精度のタッチ操作検出を行おうとする場合、次のような問題が生じることがある。
図3は、操作領域の端部のタッチ位置検出を説明する模式図である。
尚、図3では、便宜上、第2検知電極12−1、12−2のブリッジ電極と絶縁膜を省略して、第2検知電極を全体として一体的に示している。
座標演算処理の性質上、操作領域の端部近傍では、タッチ位置座標の精度が操作領域の内部側よりも劣ることがある。図3に示すように、タッチ操作の位置が、操作領域内のT1部とT2部の間(区間B)であれば、T1部とT2部の容量値比率でタッチ座標が求まる。しかし、タッチ位置がT1部より外側(区間A)であれば、T1部の容量値しか取得できない。そのため、タッチ操作の箇所が区間A内の何処かであった場合は、座標値は固定値となってしまう。すなわち、タッチパネル1の操作領域の端部には、座標精度が悪いエリアが存在し、内部側の他のエリアに比べてタッチ位置検出の精度が低下することになる。こうした、タッチ位置検出精度の低い領域の存在は、タッチパネル1のタッチ位置検出精度の向上の妨げとなる。
本発明者らは、検討の結果得られた上述の知見に鑑みて、本発明に至った。以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
(実施形態1)
本実施の形態のタッチパネルは、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルとすることができる。より具体的には、相互容量式の投影型静電容量方式のタッチパネルとすることができる。本実施の形態のタッチパネルは、操作者のタッチ操作の検知および位置の検出に際し、タッチ位置に最も近い検知電極での静電容量の計測結果を用いる。併せて、タッチ位置の近傍の検知電極での静電容量の計測結果も用いるようにして、タッチ位置検出の解像度を向上させるように構成される。
本実施の形態のタッチパネルは、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルとすることができる。より具体的には、相互容量式の投影型静電容量方式のタッチパネルとすることができる。本実施の形態のタッチパネルは、操作者のタッチ操作の検知および位置の検出に際し、タッチ位置に最も近い検知電極での静電容量の計測結果を用いる。併せて、タッチ位置の近傍の検知電極での静電容量の計測結果も用いるようにして、タッチ位置検出の解像度を向上させるように構成される。
図4は、本発明の第1実施形態のタッチパネルの構造を模式的に示す平面図である。
図4に示すように、本発明の第1実施形態のタッチパネル100は、透光性の基板110の上に、X方向(第1の方向)に延在し、所定の間隔で配列された複数の第1検知電極111を有する。そして、タッチパネル100は、基板110上に、そのX方向と直交するY方向(第2の方向)に延在し、所定の間隔で配列された複数の第2検知電極112を有する。このとき、第1検知電極111をセンス電極とし、第2検知電極112をドライブ電極とすることができる。尚、第1検知電極111をドライブ電極として使用し、第2検知電極112をセンス電極として使用することも可能である。
基板110は、電気絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板や、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、PC(ポリカーボネート)フィルム等の使用が可能である。ガラス基板の場合、厚さを0.3mm〜3.0mmとすることが可能である。
第1検知電極111および第2検知電極112は、タッチパネル100の光透過率を向上させ、その下層に配置される表示パネルの視認性を向上させるように、いずれも透明電極とすることが好ましい。そして、第1検知電極111および第2検知電極112は、可視光に対する高い透過率と導電性を有する材料から構成される。第1検知電極111および第2検知電極112は、例えば、ITO(酸化インジウム錫:Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ZnO(酸化亜鉛)等の透明導電材料を用いて構成することができる。
図4に示すタッチパネル100は、第1検知電極111として5本の第1検知電極111−1、111−2、111−3、111−4、111−5を有する。そして、タッチパネル100は、第2検知電極112として5本の第2検知電極112−1、112−2、112−3、112−4、112−5を有する。第1検知電極111−1、111−2、111−3、111−4、111−5と第2検知電極112−1、112−2、112−3、112−4、112−5とは、マトリクス状に配置される。そして、それらは、複数の交差部116を形成して、タッチパネル100の操作領域115を構成している。
タッチパネル100の操作領域115は、操作者が指等によってタッチパネル100に対してタッチ操作を行うための領域である。タッチパネル100は、操作領域115でなされたタッチ操作に対し、タッチ位置の検出を行うように構成される。尚、操作領域115は、図4において破線で模式的に示される領域である。
タッチパネル100は、5本の第1検知電極111と5本の第2検知電極112とが操作領域115内で交差して複数の交差部116を構成するように配置されている。第1検知電極111同士、第2検知電極112同士、および、第1検知電極111と第2検知電極112とは、それぞれが独立しており、電気的にも繋がっていない。第1検知電極111と第2検知電極112との絶縁性が確保されるように、それらが交差する交差部116においては、絶縁体である絶縁膜117を介して、第1検知電極111と第2検知電極112とが部分的に重畳するように構成されている。
第1検知電極111および第2検知電極112のそれぞれは、配線120を通じてセンサIC(図示されない)に接続される。ここでの配線120には、基板110上のメタル配線、FPC(Flexible Printed Circuits)上の銅箔配線、基板110上の銅箔配線等を含む。センサICは、基板110上の第1検知電極111および第2検知電極112と電気的に接続され、基板110上の静電容量を計測し、タッチ操作(タッチ入力)前後の静電容量の変化から、タッチを検出しタッチ位置等を判断する。
また、タッチパネル100は、相互容量式であり、上述したように、第1検知電極111(センス電極)と第2検知電極112(ドライブ電極)とで役割が異なる。第2検知電極112がドライブ電極である場合、センサICの出力端子と接続されることにより、第1検知電極111と第2検知電極112との間に形成される相互容量の電荷の充放電を行う。一方、センス電極となる第1検知電極111は、センサICの入力端子と接続されることにより、センサIC内部の計測回路(A/D変換器)に繋がれ、第1検知電極111上に発生する静電容量の変化を計測する。
図5は、図4のタッチパネルの要部構造を模式的に説明する拡大図である。
尚、図5では、便宜上、図4に示した、後述する第2検知電極112のブリッジ電極151と絶縁膜117を省略し、第2検知電極112を一体的に示している。
図4および図5に示すように、タッチパネル100の第1検知電極111、111−1、111−2は、延在するX方向にパッド電極140と細線部141とが交互に並ぶように構成される。そして、図4に示すように、基板110の一方の表面に配置される。このとき、第1検知電極111の端部の少なくとも一方には、細線部141が配置されるように構成される。そして、図4および図5に例示するように、第1検知電極111は、その両端に細線部141が配置される構造を有していることが好ましい。
図4および図5に示すように、第1検知電極111は、5本の第1検知電極111−1、111−2、111−3、111−4、111−5を有する。そのうち、操作領域115の端部に配置される第1検知電極111−1、111−5のパッド電極140と、内部側に配置される第1検知電極111−2、111−3、111−4のパッド電極140とでは、形状が異なっている。すなわち、第1検知電極111は、端部に配置されたものと内部側に配置されたものとで、異なる電極形状を有する。そして、第2検知電極112においても同様に、5本の第2検知電極112−1、112−2、112−3、112−4、112−5のうち、端部に配置される第1検知電極112−1、112−5のパッド電極140と、内部側に配置される第2検知電極112−2、112−3、112−4のパッド電極140との間で形状が異なっている。すなわち、第2検知電極112も、端部に配置されるものと内部側に配置されるものとで、異なる電極形状を有する。
図6は、本発明の第1実施形態のタッチパネルの第1検知電極の構造を模式的に示す平面図である。
図7は、本発明の第1実施形態のタッチパネルの別の第1検知電極の構造を模式的に示す平面図である。
図6および図7に示すように、第1検知電極111−1、111−2は、延在するX方向に細線部141、141’とパッド電極140、140’とが交互に並ぶように構成される。パッド電極140、140’は、細線部141、141’に比べ延在方向と直交する方向(Y方向)の幅が、部分的に細線部141、141’の幅より大きくなる形状を有する。そして、第1検知電極111−1、111−2は、少なくとも一方の端部に細線部141、141’が配置される構造を有する。そして、図6および図7に例示するように、第1検知電極111−1、111−2は、両方の端部に細線部141、141’が配置される構造を有することが好ましい。
図6に示す第1検知電極111−1は、タッチパネル100の操作領域115の端部を規定する検知電極となる。すなわち、第1検知電極111−1は、操作領域115の端部に配置される。第1検知電極111−1は、パッド電極140と交互に並べられる細線部141が、規定する操作領域115の端部に配置されるよう、パッド電極140の形状が選択されることが好ましい。例えば、図6の第1検知電極111−1では、図6の上部側の辺142が直線状に形成され、その辺142が、操作領域115の境界を規定する。
尚、図4に示される、第1検知電極111−5も、操作領域115の端部を規定しており、第1検知電極111−1と同様の構造を有することが好ましい。また、タッチパネル100の操作領域115の端部を規定する第2検知電極112−1、112−5においても、第1検知電極111−1と同様である。第2検知電極112−1、112−5も、後述するブリッジ電極151を細線部とし、第1検知電極111−1と同様の構造を有することが好ましい。
例えば、第1検知電極111−1は、短冊状の細線部141と三角形状のパッド電極140を備える。このとき、第1検知電極111−1は、三角形状のパッド電極140の三角形底面が操作領域115の外部側を向いて操作領域115を規定するように、基板110(図6中、図示されない。)上で配置される。このような構造とすることで、細線部141−1を、操作領域115の端部に配置することができる。
図7に示す第1検知電極111−2は、短冊状の細線部141’と菱形形状のパッド電極140’を備える。尚、パッド電極140’の形状は菱形形状に限られることはなく、六角形や八角形等、多様な形状を選ぶことができる。尚、同様に、図6に示すパッド電極140の形状も三角形状に限られることはない。パッド電極140と交互に並べられる細線部141を操作領域115の端部に配置可能な形状であれば、五角形や七角形等、多様な形状を選ぶことができる。
一方、図4および図5に示すように、第2検知電極112も基板110の一方の表面に設けられ、第1検知電極111とその細線部141で交差するように配置される。このとき、第2検知電極112は、第1検知電極111の細線部141との交差部116で、パッド電極140間が上下(延在方向)に途切れる構成となっている。
図8は、本発明の第1実施形態のタッチパネルの交差部の構造を模式的に示す平面図である。
図8に示すように、第2検知電極112は、延在するY方向に、第1検知電極111のパッド電極140であるパッド電極140−1と同様の菱形形状のパッド電極140−2が間隔を開けて並ぶ構造を有している。そして、交差部116における第1検知電極111の細線部141の上層に、絶縁層となる絶縁膜117を配置する。さらに、絶縁膜117の上層にブリッジ電極151を配置して、交差部116で途切れた第2検知電極112の部分同士、すなわち、パッド電極140−2同士の電気的な接続を確保するように構成される。
以上の構造の第2検知電極112は、第1検知電極111の細線部141を第1の細線部とした場合、ブリッジ電極151が、細線部141と同様にパッド電極140−2を繋ぐ第2の細線部として機能する。すなわち、ブリッジ電極151が、第2の細線部として、図6および図7に示す第1検知電極111−1の細線部141および検知電極111−2の細線部141’と同様に機能する。したがって、第2検知電極112は、ブリッジ電極151を細線部とする。そして第2検知電極112は、第1検知電極111と同様に、細線部とその細線部より部分的に幅が広くなる形状のパッド電極140−2とが延在方向に交互に並ぶ構造を有することになる。
そして、第2検知電極112は、図4および図5に示されるように、細線部であるブリッジ電極151が、少なくとも一方の端部に配置される構造となる。すなわち、第2検知電極112は、少なくとも一方の端部に細線部が配置される構造となる。そのような構造とすることにより、第2検知電極112は、細線部であるブリッジ電極151を用いて、第1検知電極111との交差が可能となる。例えば、第2検知電極112と、図6に示した、操作領域115の端部に配置される第1検知電極111−1の各細線部141との間で交差が可能となる。その結果、第2検知電極112は、第1検知電極111−1との間で交差部116を形成することができる。そして、第2検知電極112は、図4に示すように、その両端部に、細線部となるブリッジ電極151が配置される構造が好ましい。特に、第2検知電極112は、その両端部に、交差部116が配置される構造となることが好ましい。
ブリッジ電極151は、例えば、ITOから構成することが可能である。また、金属製の金属電極とすることも可能である。低抵抗であって、高信頼性を有することから、ブリッジ電極151には、金属電極を用いることがより好ましい。具体的には、Mo、Mo合金、Al、Al合金、Au、Au合金等の金属材料を用いることができる。より耐食性を高めた合金としては、例えば、Mo−Nb系合金、Al−Nd系合金等が好ましい。金属電極を用いる場合、視認性の観点から、ブリッジ電極151は第1検知電極111の細線部141よりも細いほうが好ましい。
絶縁膜117は光透過性の絶縁性材料から構成され、透光性を有することが好ましい。例えば、SiO2等の無機材料や、感光性のアクリル樹脂等の有機材料を用いることができる。SiO2を用いる場合、スパッタリング法によりマスクを利用してパターニングされた絶縁層を容易に得ることができる。感光性のアクリル樹脂等を使用して絶縁膜117を形成する場合、フォトリソグラフィー技術の利用によってパターニングされた樹脂製とすることができる。
以上の検知電極構造とその配置構造を有する本実施形態のタッチパネル100は、第1検知電極111および第2検知電極112の交差する交差部116の一部が、各第1検知電極111および第2検知電極112の少なくとも一方の端部に配置される構造を備えることができる。例えば、図4および図5に例示されるように、第1検知電極111および第2検知電極112の交差する交差部116の一部が、各第1検知電極111および各第2検知電極112の両方の端部に配置される構造を備えることができる。
より詳細には、第2検知電極112は、第1検知電極111の細線部141との間で、細線部となるブリッジ電極151を用いて交差部116を形成する。このとき、第1検知電極111は、上述したように、例えば、その両端部に細線部141を配置して有する。同様に、第2検知電極112も、上述したように、例えば、その両端部に細線部となるブリッジ電極151を配置して有する。
したがって、第1検知電極111および第2検知電極112が交差してなる交差部116には、第1検知電極111の端部に配置された細線部141と第2検知電極112のブリッジ電極151とが交差してなる第1末端交差部116−1が含まれることになる。
また、交差部116には、同様に、第2検知電極112の端部に配置されたブリッジ電極151と第1検知電極111の細線部141とが交差してなる第2末端交差部116−2が含まれることになる。
また、交差部116には、同様に、第2検知電極112の端部に配置されたブリッジ電極151と第1検知電極111の細線部141とが交差してなる第2末端交差部116−2が含まれることになる。
そして、タッチパネル100の操作領域115は、マトリクス状に配置された第1検知電極111と第2検知電極112により構成されている。したがって、タッチパネル100は、操作領域115の端部に、第1末端交差部116−1が配置される構造となる。同様に、タッチパネル100は、操作領域115の第1末端交差部116−1が配置されない端部に、第2末端交差部116−2が配置される構造となる。すなわち、第1末端交差部116−1および第2末端交差部116−2は操作領域115の外側端部に面して配置されている。
尚、操作領域115の4隅の交差部116は、第1末端交差部116−1として定義される。
また、本発明においては、図8に示すように、交差部116を構成する第1検知電極111の細線部141に直接接続するパッド電極140(140−1)を、その交差部116に隣接するパッド電極140(140−1)として定義している。同様に、交差部116を構成する第2検知電極112のブリッジ電極151に直接接続するパッド電極140(140−2)を、その交差部116に隣接するパッド電極140(140−2)と定義する。したがって、図4および図5では、例えば、第1末端交差部116−1に隣接するパッド電極140とは、その第1末端交差部116−1を形成する第1検知電極111の細線部141に直接接続するパッド電極140を意味する。同様に、その第1末端交差部116−1を形成する第2検知電極112のブリッジ電極151に直接接続するパッド電極140を意味する。また、第2末端交差部116−2に隣接するパッド電極140とは、その第2末端交差部116−2を形成する第1検知電極111の細線部141に直接接続するパッド電極140を意味する。同様に、その第2末端交差部116−2を形成する第2検知電極112のブリッジ電極151に直接接続するパッド電極140を意味する。
本実施形態のタッチパネル100は、交差部116が、第1末端交差部116−1および第2末端交差部116−2を含んで、操作領域115の境界位置まで拡大して配置される。その結果、タッチパネル100は、操作領域115の端部近傍の静電容量計測の結果を考慮することができ、より正確なタッチ位置の検出を行うことができる。そして、タッチパネル100は、操作領域115の端部のタッチ位置検出の精度が、内部側に比べて格段に低下することを防止する。
すなわち、タッチパネル100は、上述した図1および図3の構造のタッチパネル1が有していた、タッチ操作位置の座標値が固定値となってしまう領域が存在しない。したがって、タッチパネル100の操作領域115は、端部に座標精度が極度に低下したエリアを有せず、優れた精度で、タッチ位置検出が可能となる。
(実施形態2)
上述した実施形態1のタッチパネル100は、操作領域115の端部に交差部116が配置されているので、操作領域115の端部近傍のエリアでも、より正確なタッチ位置の検出を行うことが可能になった。
本発明の第2実施形態では、さらに正確なタッチ位置の検出を行うことができるタッチパネルを提供する。
上述した実施形態1のタッチパネル100は、操作領域115の端部に交差部116が配置されているので、操作領域115の端部近傍のエリアでも、より正確なタッチ位置の検出を行うことが可能になった。
本発明の第2実施形態では、さらに正確なタッチ位置の検出を行うことができるタッチパネルを提供する。
図9は、本発明の第1実施形態のタッチパネルにおける静電容量計測を説明する模式図である。
図9に示すように、第1実施形態のタッチパネル100は、操作領域115の端部に、交差部116のうちの、第1末端交差部116−1および第2末端交差部116−2を配置する。
しかし、第1末端交差部116−1および第2末端交差部116−2を設けても、操作領域115の内部側の交差部116で形成される相互容量と操作領域115の端部近傍で形成される相互容量に違いが発生することがある。
例えば、図9に示すように、タッチパネル100では、第1検知電極111のパッド電極140−1と、第2検知電極112のパッド電極140−2とが、所定のギャップで離間し、隣り合うように配置されている。そして、第1検知電極111のパッド電極140−1と、第2検知電極112のパッド電極140−2との間には、離間して対向する電極辺同士に由来する相互容量CMが形成される。
例えば、図9に示すように、タッチパネル100では、第1検知電極111のパッド電極140−1と、第2検知電極112のパッド電極140−2とが、所定のギャップで離間し、隣り合うように配置されている。そして、第1検知電極111のパッド電極140−1と、第2検知電極112のパッド電極140−2との間には、離間して対向する電極辺同士に由来する相互容量CMが形成される。
第1検知電極111のパッド電極140−1と第2検知電極112のパッド電極140−2とは、菱形形状および三角形状を基本形状としている。そして、その菱形形状の各辺と、その三角形状の操作領域115の内部側に向けられる2つの斜辺が、それぞれ実質的に同じ長さとなるように形成されている。さらに、隣り合う第1検知電極111のパッド電極140−1と第2検知電極112のパッド電極140−2との間で対向する電極辺同士の距離(ギャップ)についても、操作領域115内の各部で等しくなるように形成されている。
したがって、この相互容量CMについては、操作領域115内の各部において、いずれも実質的に等しくなる。その結果、面内の交差部116で相互容量が(CM×4)となり、端部の第1末端交差部116−1と第2末端交差部116−2で(CM×2)となり、隅部の第1末端交差部116−1で(CM×1)となる。したがって、交差部116での相互容量は、面内の交差部116に対して、端部の第1末端交差部116−1と第2末端交差部116−2、および、隅部の交差部116−1がそれぞれ1/2、および、1/4となる。こうした交差部116の配置箇所による静電容量の相違は、静電容量の変化を計測してタッチ操作を検出するタッチパネル100において、正確なタッチ位置の検出をできなくすることが考えられる。
そこで、本発明の第2実施形態では、第1検知電極および第2検知電極の形状を新たなものとする。そうすることにより、第2実施形態は、操作領域の隅や端部にある第1末端交差部および第2末端交差部において、局所的に、相互容量CMを大きくとれるようにする。その結果、第2実施形態は、操作領域の内部側と同様の状態として、正確なタッチ操作の検出が実現できるようにする。
本発明の第2実施形態のタッチパネルは、上述した第1実施形態のタッチパネル100と同様に、相互容量式の投影型静電容量方式のタッチパネルとすることができる。そして、高精度なタッチ操作検出を可能とする。以下で、本発明の第2実施形態のタッチパネルを図面を参照して説明する。
尚、本発明の第2実施形態のタッチパネルは、操作領域の端部近傍に位置する第1検知電極および第2検知電極のパッド電極形状が異なる以外は、図4等に示す第1実施形態のタッチパネル100と実質的に同様の構造を有する。したがって、共通する構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図10は、本発明の第2実施形態のタッチパネルの構造を模式的に示す平面図である。
図11は、図10のタッチパネルの端部の拡大図である。
図10および図11に示すように、本発明の第2実施形態のタッチパネル200は、透光性の基板110(図11には図示されない。)上に、X方向(第1の方向)に延在し、所定の間隔で配列された複数の第1検知電極211を有する。そして、タッチパネル200は、基板110上、X方向と直交するY方向(第2の方向)に延在し、所定の間隔で配列された複数の第2検知電極212とを有する。このとき、第1検知電極211をセンス電極とし、第2検知電極212をドライブ電極とすることができる。尚、第1検知電極211をドライブ電極として使用し、第2検知電極212をセンス電極として使用することも可能である。
基板110は、電気絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板や、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、PC(ポリカーボネート)フィルム等の使用が可能である。ガラス基板の場合、厚さを0.3mm〜3.0mmとすることが可能である。
第1検知電極211および第2検知電極212は、タッチパネル200の光透過率を向上させ、その下層に配置される表示パネルの視認性を向上させるように、いずれも透明電極とすることが好ましい。そして、第1検知電極211及び第2検知電極212は、可視光に対する高い透過率と導電性を有するように、例えば、ITO、IZO、ZnO等の透明導電材料を用いて構成することができる。
図10に示すタッチパネル200は、第1検知電極211として5本の第1検知電極211−1、211−2、211−3、211−4、211−5を有する。そして、タッチパネル200は、第2検知電極212として5本の第2検知電極212−1、212−2、212−3、212−4、212−5を有する。
第1検知電極211−1、211−2、211−3、211−4、211−5と第2検知電極212−1、212−2、212−3、212−4、212−5とは、マトリクス状に配置され、タッチパネル200の操作領域215を構成している。操作領域215は、図10において破線で模式的に示される領域である。
タッチパネル200は、5本の第1検知電極211と5本の第2検知電極212とが操作領域215内で交差して複数の交差部216を構成するように配置されている。第1検知電極211同士、第2検知電極212同士、および、第1検知電極211と第2検知電極212とは、それぞれが独立しており、電気的にも繋がっていない。互いに交差する第1検知電極211と第2検知電極212との絶縁性が確保されるように、それらが交差する交差部216においては、絶縁体である絶縁膜117を介して、第1検知電極211と第2検知電極212とが部分的に重畳するように構成されている。
第1検知電極211は、延在するX方向に細線部241と第1検知電極211のパッド電極240であるパッド電極240−1とが交互に並ぶように構成される。
第2検知電極212は、上述した第1実施形態のタッチパネル100の第2検知電極112と同様に、延在するY方向に、第1検知電極211のパッド電極240であるパッド電極240−1と同様の形状のパッド電極240−2が間隔を開けて並ぶ構造を有している。したがって、交差部216における第1検知電極211の上層に絶縁膜117を配置し、絶縁膜117の上層にブリッジ電極151を配置して、交差部216で途切れた第2検知電極212の部分同士が接続される。すなわち、第2検知電極212は、ブリッジ電極151により、パッド電極240−2同士の電気的な接続を確保するように構成される。
第2検知電極212は、上述した第1実施形態のタッチパネル100の第2検知電極112と同様に、延在するY方向に、第1検知電極211のパッド電極240であるパッド電極240−1と同様の形状のパッド電極240−2が間隔を開けて並ぶ構造を有している。したがって、交差部216における第1検知電極211の上層に絶縁膜117を配置し、絶縁膜117の上層にブリッジ電極151を配置して、交差部216で途切れた第2検知電極212の部分同士が接続される。すなわち、第2検知電極212は、ブリッジ電極151により、パッド電極240−2同士の電気的な接続を確保するように構成される。
尚、図10においては、便宜上、操作領域215の端部近傍の交差部216に配置された絶縁膜117およびブリッジ電極151を省略している。そして、第2検知電極212について、パッド電極240とブリッジ電極151である細線部とを一体構造として示している。図10に示す、タッチパネル200では、交差部216のすべてに絶縁膜117およびブリッジ電極151が配置され、交差部216で途切れた第2検知電極212の部分同士の電気的な接続を確保するように構成されている。
図10および図11に示すタッチパネル200は、交差部216における第1検知電極部211および第2検知電極212を用いた静電容量を計測してタッチ操作の位置を検出する。
タッチパネル200の第1検知電極211は、上述したように、上記第1実施形態のタッチパネル100の第1検知電極111と同様、延在するX方向に細線部241とパッド電極240−1とが交互に並ぶように構成される。パッド電極240−1は、細線部241に比べ延在方向と直交する方向(Y方向)の幅が、部分的に細線部241の幅より大きくなる形状を有する。そして、図10に示すように、第1検知電極211は、両方の端部に細線部241が配置される構造を有する。
図10および図11に示すように、第2検知電極212は、ブリッジ電極151が細線部となる。そして、上述した第1実施形態のタッチパネル100の第2検知電極112と同様に、第2検知電極212は、細線部とその細線部より部分的に幅が広くなる形状のパッド電極240−2とが延在方向に交互に並ぶ構造を有している。
そして、第2検知電極212は、第1検知電極211の細線部241との間で、細線部であるブリッジ電極151を用いて交差部216を形成する。このとき、第1検知電極211は、上述したように、その両端部に細線部241を配置して有する。同様に、第2検知電極212も、その両端部に細線部となるブリッジ電極151を配置して有する。
そして、第2検知電極212は、第1検知電極211の細線部241との間で、細線部であるブリッジ電極151を用いて交差部216を形成する。このとき、第1検知電極211は、上述したように、その両端部に細線部241を配置して有する。同様に、第2検知電極212も、その両端部に細線部となるブリッジ電極151を配置して有する。
したがって、第1検知電極211および第2検知電極212が交差してなる交差部216には、第1検知電極211の端部に配置された細線部241と第2検知電極212のブリッジ電極151とが交差してなる第1末端交差部216−1が含まれることになる。
また、交差部216には、同様に、第2検知電極212の端部に配置されたブリッジ電極151と第1検知電極211の細線部241とが交差してなる第2末端交差部216−2が含まれることになる。
また、交差部216には、同様に、第2検知電極212の端部に配置されたブリッジ電極151と第1検知電極211の細線部241とが交差してなる第2末端交差部216−2が含まれることになる。
そして、タッチパネル200の操作領域215(図11には図示されない。)は、マトリクス状に配置された第1検知電極211と第2検知電極212により構成されている。したがって、タッチパネル200は、操作領域215の端部に、第1末端交差部216−1が配置される構造となる。同様に、タッチパネル200は、操作領域215の第1末端交差部216−1が配置されない端部に、第2末端交差部216−2が配置される構造となる。尚、操作領域215の4隅の交差部216は、第1末端交差部216−1として定義される。
本発明の第2実施形態のタッチパネル200は、以上で説明した第1検知電極211および第2検知電極212の配置構造等を有するが、次に、第1検知電極211および第2検知電極212の形状について、より詳細に説明する。
図10および図11に示す本実施形態のタッチパネル200は、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2を含む複数の交差部216を有する。タッチパネル200は、これら交差部216において、第1検知電極211と第2検知電極212との間で形成される各相互容量に差異が生じないように構成される。すなわち、タッチパネル200は、上記各相互容量に差異が生じないように、操作領域215の端部に配置された第1検知電極211および第2検知電極212の形状、具体的には、そのパッド電極240−1、240−2の形状が選択されている。
特に、操作領域215の交差部216には、隅部の第1末端交差部216−1、端部の第1末端交差部216−1、端部の第2末端交差部216−2、およびこれらを除く操作領域215内部の交差部216が含まれている。タッチパネル200は、これらにおいて形成される各相互容量が、それぞれ実質的に等しくなるように、操作領域215の端部に配置された第1検知電極211および第2検知電極212のパッド電極240(240−1、240−2)の形状が選択されている。
より具体的には、タッチパネル200では、第1末端交差部216−1または第2末端交差部216−2に隣接する、第1検知電極211のパッド電極240−1aおよび第2検知電極212のパッド電極240−2bに着目する。そして、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しない、その他のパッド電極240(240−1、240−2)と比較した電極形状の選択がなされている。
例えば、タッチパネル200の第1検知電極211では、5本の第1検知電極211−1、211−2、211−3、211−4、211−5のうち、内部側の第1検知電極211−2、211−3、211−4のパッド電極240の形状が、菱形形状を基本として形成されている。このとき、第1検知電極211−2、211−3、211−4の両端のパッド電極240−1aは、第1末端交差部216−1に隣接している。したがって、その両端のパッド電極240−1aは、端部に配置された第2検知電極212−1、212−5と対向する側の電極辺が、基本となる菱形形状の辺に比べ長く形成された形状にされている。
その結果、第1検知電極211−2、211−3、211−4の両端のパッド電極240−1aおよびそれに隣り合うパッド電極240−2bとの互いに対向する電極辺の長さが長く形成される。すなわち、その電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240(240−1、240−2)とそれに隣り合うパッド電極240との互いに対向する電極辺の長さより長く形成されている。
また、操作領域215の端部に配置された第1検知電極211−1、211−5では、そのパッド電極240−1aの形状が、第1実施形態のタッチパネル100と同様に、三角形状を基本として形成される。このパッド電極240−1aの三角形状は、三角形底辺が操作領域215の外部側となり、2つの斜辺が内部側となるように配置される。そして、第1検知電極211−1、211−5においては、いずれのパッド電極240−1aも第1末端交差部216−1または第2末端交差部216−2と隣接している。したがって、第1検知電極211−1、211−5は、パッド電極240−1aの第2検知電極212と対向する側の電極辺が、基本となる三角形状の斜辺に比べ長くなった形状に形成されている。そのパッド電極240−1aの三角形状の一方の斜辺は、上述した第1検知電極211−2、211−3、211−4のパッド電極240の基本形状である菱形形状の一辺の2倍の長さと、実質的に、等しい長さであることが好ましい。したがって、第1検知電極211−1、211−5のパッド電極240−1aは、第2検知電極212と対向する側の電極辺が、上記菱形形状の辺に比べて長くなるように形状が選択されている。
その結果、第1検知電極211−1、211−5のパッド電極240−1aおよびそれに隣り合うパッド電極240−2bとの互いに対向する電極辺の長さが長く形成される。すなわち、その電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240(240−1、240−2)とそれに隣り合うパッド電極240との互いに対向する電極辺の長さより長く形成されている。
第2検知電極212は、5本の第1検知電極212−1、212−2、212−3、212−4、212−5のうち、内部側の第2検知電極212−2、212−3、212−4において、そのパッド電極240−2の形状が、第1検知電極211−2、211−3、211−4と同様、菱形形状を基本として形成されている。このとき、第2検知電極212−2、212−3、212−4において、両端のパッド電極240−2bは、第2末端交差部216−2に隣接している。したがって、その両端のパッド電極240−2bは、端部に配置された第1検知電極211−1、211−5と対向する側の電極辺が、基本となる菱形形状の辺に比べ長くなった形状とされている。
その結果、第2検知電極212−2、212−3、212−4のパッド電極240−2bおよびそれに隣り合うパッド電極240−1aとの互いに対向する電極辺の長さが長く形成される。すなわち、その電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240とそれに隣り合うパッド電極240との互いに対向する電極辺の長さより長く形成されている。
また、操作領域215の端部に配置された第2検知電極212−1、212−5は、そのパッド電極240−2bの形状が、第1検知電極211−1、211−5と同様、三角形状を基本とする。このパッド電極240−2bの三角形状は、三角形底辺が操作領域215の外部側となるように配置される。
そして、第2検知電極212−1、212−5においては、いずれのパッド電極240−2bも第1末端交差部216−1または第2末端交差部216−2と隣接している。したがって、第2検知電極212−1、212−5は、パッド電極240−2bの第1検知電極211と対向する側の電極辺が、基本となる三角形状の斜辺に比べ長くなった形状に形成されている。そのパッド電極240−2bの三角形状の一方の斜辺は、上述した第2検知電極212−2、212−3、212−4のパッド電極240−2の基本形状である菱形形状の一辺の2倍の長さと、実質的に、等しい長さであることが好ましい。したがって、第2検知電極212−1、212−5のパッド電極240−2bは、第1検知電極211と対向する側の電極辺が、上記菱形形状の辺に比べ長くなるように形状が選択されている。
その結果、第2検知電極212−1、212−5のパッド電極240−2bおよびそれに隣り合うパッド電極240−1aとの互いに対向する電極辺の長さが長く形成される。すなわち、その電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240とそれに隣り合うパッド電極240との互いに対向する電極辺の長さより長く形成されている。
以上のように、本実施形態のタッチパネル200は、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2の少なくとも一方に隣接する第1検知電極211および第2検知電極212のパッド電極204−1a、240−2bが、電極辺の長さを長く形成するする電極形状とされている。そして、タッチパネル200は、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2で形成される相互容量の低下を補うように構成される。
このとき、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちの特定の1つに隣接する第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bに着目する。これらは、互いに隣り合って配置され、互いの電極辺同士が、所定のギャップを有して対向している。したがって、そのパッド電極240−1a、240−2bの形状は、その所定ギャップを維持したまま、互いに対向する電極辺の長さが基本形状となる菱形の一方の辺の長さよりそれぞれ長くなるように選択される。
そして、その電極辺の長さは、操作領域215の内部側に配置された第1検知電極211−2、211−3、211−4のパッド電極240の基本形状となる菱形形状の辺の長さの2倍とすることが好ましい。同様に、操作領域215の内部側に配置された第2検知電極212−2、212−3、212−4のパッド電極240−2の基本形状となる菱形形状の辺の長さの2倍とすることが好ましい。
さらに、その電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−1のいずれにも隣接しないパッド電極240とそれに隣り合うパッド電極240との間の互いに対向する電極辺の長さより長いことが好ましい。
上述したように、電極辺の長さが長く形成されたパッド電極240−1a、240−2bの形状は、どのようなものでもよい。
本実施形態のタッチパネル200では、図10および図11に示すように、操作領域215の端部の電極パッド240−1a、240−2bにおいて、その電極辺に凹凸を設けることができる。すなわち、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちの特定の1つに隣接する第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bにおいて、互いに対向する各電極辺に凹凸を設けることができる。
例えば、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちの特定の1つに隣接し、互いに隣り合う第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bに着目する。そして、それらのうちの一方において、その対向する電極辺に凹部を設け、他方において、それに対応する形状の凸部を設けることが可能である。こうした電極辺の形状を選択することにより、パッド電極240−1a、240−2bでは、電極辺同士のギャップを維持したまま、その電極辺の長さを長く形成することができる。
同様に、互いに隣り合う第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bのうちの一方において、その対向する電極辺に凹部と凸部を設け、他方において、その凹部と凸部のそれぞれに対応する形状の凸部と凹部を設けることが可能である。すなわち、互いに隣り合う第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bの対向する電極辺のそれぞれに対応する形状の凹凸を設け、電極辺同士のギャップを維持したまま、互いに入り組むように形成することが可能である。
第1検知電極211および第2検知電極212の、上述したパッド電極240−1a、240−2bの電極辺に設けられる凹部や凸部の具体的な形状については、多様なものを選択することができる。
パッド電極240−1a、240−2bは、上述したように、三角形状または菱形形状を基本の形状としている。したがって、それらの電極辺に設けられる凹部や凸部は、例えば、図10および図11に示すように、三角形状の凹部と凸部、四角状の凹部と凸部のほか、電極辺が弧を描きながら凹凸するような凹部と凸部等を選択することができる。
パッド電極240−1a、240−2bは、上述したように、三角形状または菱形形状を基本の形状としている。したがって、それらの電極辺に設けられる凹部や凸部は、例えば、図10および図11に示すように、三角形状の凹部と凸部、四角状の凹部と凸部のほか、電極辺が弧を描きながら凹凸するような凹部と凸部等を選択することができる。
以上のように、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちのいずれかに隣接する第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bとにおいて、その形状は多様なものとすることができる。その場合、結果として長く形成された電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240(240−1、240−2)の電極辺の長さの2倍となることが好ましい。
また、操作領域215の4つの隅に配置される第1末端交差部216−1に隣接する、第1検知電極211−1、211−5のパッド電極240−1aと第2検知電極212−1、212−5のパッド電極240−2bに着目する。それらの互いに対向する電極辺の長さは、それぞれ、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちのいずれにも隣接しないパッド電極240(240−1、240−2)の電極辺の長さの4倍となることが好ましい。
その結果、上述した、互いに電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240とそれに隣り合うパッド電極240との間で互いに対向する電極辺の長さの4倍となることが好ましい。
また、操作領域215の4つの隅に配置される第1末端交差部216−1以外の第1末端交差部116−1に隣接する、第1検知電極211−2、211−3、211−4のパッド電極240−1aと第2検知電極212−1、212−5のパッド電極240−2bに着目する。それらの互いに対向する電極辺の長さは、それぞれ、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちのいずれにも隣接しないパッド電極240の電極辺の長さの2倍となるようにされることが好ましい。
その結果、上述した、互いに対向する電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240とそれに隣り合うパッド電極240との互いに対向する電極辺の長さの2倍となることが好ましい。
そして、第2末端交差部216−2に隣接する、第1検知電極211−1、211−5のパッド電極240−1aと第2検知電極212−2、212−3、212−4のパッド電極240−2bに着目する。それらの互いに対向する電極辺の長さは、それぞれ、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちのいずれに隣接しないパッド電極240の電極辺の長さの2倍となるようにされることが好ましい。
その結果、上述した電極辺の長さは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれにも隣接しないパッド電極240とそれに隣り合うパッド電極240との互いに対向する電極辺の長さの2倍となることが好ましい。
以上の好ましいパッド電極構造を実現することにより、図11に示すように、操作領域の交差部216では、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2を含め、面内のいずれにおいても等しい相互容量(図11におけるCM×4)となる。その結果、面内の交差部216における相互容量の違いを、実質的に、無くすることができる。
以上で詳細に説明したように、本実施形態におけるタッチパネル200は、操作領域215の端部に、第1検知電極211と第2検知電極212の交差部216のうちの第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2を配置する。そして、タッチパネル200は、交差部216の第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のいずれかに隣接する、第1検知電極211および第2検知電極212のパッド電極240−1a、240−2bの形状を選択している。その結果、その形状の選択により、第1検知電極211と第2検知電極212との間で形成されるそれぞれの相互容量において、差異が生じないようにする。
すなわち、タッチパネル200は、操作領域215の交差部216で形成される相互容量について、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2で形成されるものと、その内部側で形成されるものとの違いを小さくすることができる。そして、さらに、タッチパネル200は、その違いを無くすことも可能となる。したがって、タッチパネル200は、操作領域215の端部近傍のタッチ位置座標精度をより一層向上させることができ、ひいては、高精度のタッチ操作を可能とする。
さらに、本発明の第2実施形態のタッチパネル200は、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2の少なくとも一方に隣接するパッド電極240−1a、240−2bについて、互いに対向する電極辺の間のギャップに着目し、別の例を構成することも可能である。
すなわち、第2実施形態のタッチパネル200の別の例は、第1検知電極211および第2検知電極212のパッド電極240−1a、240−2bが、互いに対向する電極辺間の距離(ギャップ)を小さくするように調整することも可能である。そして、そのギャップの調整により、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2で形成される相互容量の低下を補うようにすることができる。
上述したように、タッチパネル200は、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちの特定の1つに隣接する第1検知電極211のパッド電極240−1aと第2検知電極212のパッド電極240−2bとは、互いの電極辺同士が、所定のギャップを有して対向している。したがって、その対向する電極辺同士のギャップを小さくなるように調整することができる。
例えば、第1検知電極211および第2検知電極212の構造、特に、パッド電極240−1a、240−2bの形状を、第1実施形態のタッチパネル100のものと同様とすることができる。その場合、パッド電極240−1aとパッド電極240−2bとの間で小さくされたギャップは、第1末端交差部216−1および第2末端交差部216−2のうちのいずれにも隣接しないパッド電極240間の電極辺同士のギャップに比べて1/2となるようにされることが好ましい。
便宜上、第2実施形態のタッチパネルの別の例について、図4のタッチパネル100を用いて説明する。タッチパネル100は、タッチパネル200のパッド電極240−1aおよびパッド電極240−2bに対応するパッド電極140の形状が、いずれも、基本形状となる三角形状または菱形形状である。そのため、第2実施形態のタッチパネルの別の例のパッド電極の形状例として好適である。
第2実施形態のタッチパネルの別の例では、例えば、図4の操作領域115の4つの隅に配置される第1末端交差部116−1に隣接する、第1検知電極111−1、111−5のパッド電極140と第2検知電極112−1、112−5のパッド電極140の互いに対向する電極辺同士のギャップに着目する。このギャップは、第1末端交差部116−1および第2末端交差部116−2のうちのいずれにも隣接しないパッド電極140とそれに隣り合う電極パッド140の互いに対向する電極辺同士のギャップの1/4となるようにされることが好ましい。
次に、操作領域115の4つの隅に配置される第1末端交差部116−1以外の第1末端交差部116−1に隣接する、第1検知電極111−2、111−3、111−4のパッド電極140と第2検知電極112−1、112−5のパッド電極140の互いに対向する電極辺同士のギャップに着目する。このギャップは、それぞれ、第1末端交差部116−1および第2末端交差部116−2のうちのいずれにも隣接しないパッド電極140とそれに隣り合う電極パッド140の互いに対向する電極辺同士のギャップの1/2となるようにされることが好ましい。
そして、第2末端交差部116−2に隣接する、第1検知電極111−1、111−5のパッド電極140と第2検知電極112−2、112−3、112−4のパッド電極140の互いに対向する電極辺同士のギャップに着目する。このギャップは、それぞれ、第1末端交差部116−1および第2末端交差部116−2のうちのいずれにも隣接しないパッド電極140とそれに隣り合う電極パッド140の互いに対向する電極辺同士のギャップの1/2となるようにされることが好ましい。
以上の構造を備えることにより、第2実施形態の別の例であるタッチパネルは、操作領域の交差部で形成される相互容量について、第1末端交差部および第2末端交差部で形成されるものと、その内部側で形成されるものとの違いを小さくすることができる。さらに、第2実施形態の別の例であるタッチパネルは、その違いを無くすことも可能である。その結果、操作領域の端部近傍のタッチ位置座標精度をより一層向上させることができ、ひいては、高精度のタッチ操作を可能とする。
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
1、100、200、1000 タッチパネル
10、110 基板
11、11−1、11−2、11−3、11−4、11−5、111、111−1、111−2、111−3、111−4、111−5、211、211−1、211−2、211−3、211−4、211−5、1002 第1検知電極
12、12−1、12−2、12−3、12−4、12−5、112、112−1、112−2、112−3、112−4、112−5、212、212−1、212−2、212−3、212−4、212−5、1003 第2検知電極
15、115、215 操作領域
16、116、216 交差部
17、117 絶縁膜
20、120 配線
30 センサIC
40、140、140’、140−1、140−2、240、240−1、240−1a、240−2、240−2b パッド電極
41、141、141’ 細線部
51、151 ブリッジ電極
116−1、216−1 第1末端交差部
116−2、216−2 第2末端交差部
142 辺
1001 透明基板
10、110 基板
11、11−1、11−2、11−3、11−4、11−5、111、111−1、111−2、111−3、111−4、111−5、211、211−1、211−2、211−3、211−4、211−5、1002 第1検知電極
12、12−1、12−2、12−3、12−4、12−5、112、112−1、112−2、112−3、112−4、112−5、212、212−1、212−2、212−3、212−4、212−5、1003 第2検知電極
15、115、215 操作領域
16、116、216 交差部
17、117 絶縁膜
20、120 配線
30 センサIC
40、140、140’、140−1、140−2、240、240−1、240−1a、240−2、240−2b パッド電極
41、141、141’ 細線部
51、151 ブリッジ電極
116−1、216−1 第1末端交差部
116−2、216−2 第2末端交差部
142 辺
1001 透明基板
Claims (7)
- 基板上に、第1の方向に延在する複数の第1検知電極と、該第1の方向と交差する第2の方向に延在する複数の第2検知電極とを、複数の交差部が形成されるように配置して操作領域を設け、タッチ操作を検出するタッチパネルであって、
前記第1検知電極は、第1細線部と該第1細線部より部分的に幅が広くなる形状の第1パッド電極とが延在方向に交互に並び、かつ、少なくとも一方の端部に該第1細線部が配置されるように構成され、
前記第2検知電極は、前記第1検知電極の前記第1細線部と前記交差部を形成し、
前記操作領域の端部には、前記交差部のうちの、前記第1検知電極の端部に配置された前記第1細線部と前記第2検知電極とが交差してなる第1末端交差部が配置されるよう構成されたことを特徴とするタッチパネル。 - 前記第2検知電極は、第2細線部と該第2細線部より部分的に幅が広くなる形状の第2パッド電極とが延在方向に交互に並び、かつ、少なくとも一方の端部に該第2細線部が配置されるように構成されており、該第2細線部と前記第1検知電極の前記第1細線部とが前記交差部を形成し、
前記操作領域の、前記第1末端交差部の配置されない端部には、前記交差部のうちの、前記第2検知電極の端部の前記第2細線部と前記第1検知電極の前記第1細線部とが交差してなる第2末端交差部が配置されるよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。 - 前記第1検知電極と前記第2検知電極は、前記交差部で絶縁体を介して重畳するよう構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のタッチパネル。
- 前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する前記第1パッド電極と、前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接するとともに該第1パッド電極に隣り合う前記第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さは、
前記第1末端交差部および前記第2末端交差部のいずれにも隣接しない前記第1パッド電極または前記第2パッド電極と、それに隣り合う前記第1パッド電極または前記第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さより長いことを特徴とする請求項2または3に記載のタッチパネル。 - 前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する前記第1パッド電極と、前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接するとともに該第1パッド電極に隣り合う前記第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さは、
前記第1末端交差部および前記第2末端交差部のいずれにも隣接しない前記第1パッド電極または前記第2パッド電極と、それに隣り合う前記第1パッド電極または前記第2パッド電極との間で、互いに対向する電極辺の長さの2倍であることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のタッチパネル。 - 前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する前記第1パッド電極と、該第1パッド電極に隣り合うとともに前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する前記第2パッド電極とは、
互いに対向する電極辺のそれぞれが凹凸を有し、互いに入り組むように形成されていることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載のタッチパネル。 - 前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接する前記第1パッド電極と、前記第1末端交差部および前記第2末端交差部の少なくとも一方に隣接するとともに該第1パッド電極に隣り合う前記第2パッド電極とは、互いに対向する電極辺間のギャップが、
前記第1末端交差部および前記第2末端交差部のいずれにも隣接しない前記第1パッド電極または前記第2パッド電極と、それに隣り合う前記第1パッド電極または前記第2パッド電極と間で、互いに対向する電極辺間のギャップより小さいことを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載のタッチパネル。
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