JP2016184184A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】各種入力装置に用いられる静電容量方式のタッチパネルに関し、薄型化しつつ所望の検出精度を確保するのに適したタッチパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】第二電極４１Ａ〜４１Ｄはそれぞれ狭幅部５１と狭幅部５１より幅が広い広幅部５２が交互に配置されて構成され、第一電極３１Ａ〜３１Ｅは狭幅部５１で第二電極４１Ａ〜４１Ｄと上面視で交差し、第一電極３１Ａ〜３１Ｅと第二電極４１Ａ〜４１Ｄが交差した部分が検出点となるようタッチパネル１００を構成する。第一電極３１Ａ〜３１Ｅは狭幅部５１で第二電極４１Ａ〜４１Ｄと上面視で交差しているため、第二電極４１Ａ〜４１Ｄから送出された電界が第一電極３１Ａ〜３１Ｅで吸収されることを抑制し、薄型化しつつ所望の検出精度を確保するのに適した構成としうる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種入力装置の操作に用いられる静電容量方式のタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話やカーナビゲーションシステム等の各種入力装置では、液晶表示素子等の表示装置の表示面に透光性で静電容量式のタッチパネルを装着して、入力装置の様々な機能の切換えを行うものが増えている。このようなタッチパネルでは、複数の透明な第一電極と複数の透明な第二電極の間に電界を発生させるため、第一電極と第二電極にはそれぞれ導電金属製の複数の配線が接続され、この配線を介して、所定の電圧が加えられている。

このような従来のタッチパネルを用いた入力装置について、図９を用いて説明する。なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表している。

図９は従来の入力装置２０の断面図であり、同図において、入力装置２０は筐体１と、透明板２と、タッチパネル３と、表示装置４を備えている。

ここで、筐体１の開口部１Ａに透明板２が配置され、透明板２の下方にタッチパネル３を挟んで表示装置４が配置される。

また、タッチパネル３は、カバー層１１と、第一基板層１２と、第二基板層１３を備える。

第一基板層１２は、透光性の第一基板１４と、第一基板１４の上面に配置された複数の第一電極１５と、第一基板１４の上面に配置され第一電極１５に一端が接続される配線（図示せず）を備える。

第一電極１５は第一基板１４の上面にエッチング等で形成されており、等幅の長方形の形状で構成される。

第二基板層１３は、透光性の第二基板１７と、第二基板１７の上面に配置された複数の第二電極１８と、第二基板１７の上面に配置され第二電極１８に一端が接続される配線（図示せず）を備える。

第二電極１８は第二基板１７の上面にエッチング等で形成されており、等幅の長方形の形状で構成される。また、第二電極１８は電界を放出する送信電極として用いられ、第一電極１５は電界を吸収する受信電極として用いられる。

そして、第二基板層１３の上面に第一基板層１２が配置され、第一基板層１２の上面にカバー層１１が配置される。ここで、カバー層１１、第一基板層１２、第二基板層１３は接着剤等で固定される。

このタッチパネル３は、透明板２の下面に固定される。また、表示装置４は液晶ディスプレイ等で、操作者の透明板２上面への操作を促すアイコン等が表示される。

そして、表示装置４の表示に対応して、操作者が透明板２の上面を接触等すると、タッチパネル３で検出される電界が変化して、表示装置４の表示を変化させるものであった。

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２０１２−２４３０５８号公報

しかしながら、上述のタッチパネルでは、第二電極と第一電極の距離が近くなればなるほど、第一電極で受信される電界が大きくなるため、指等の対象物が近づいたときの対象物が吸収する電界が小さくなってしまう。そのような場合、静電容量の変化が小さくなり検出精度が劣化するため、薄型化しつつ所望の検出精度を確保するのが難しいという課題があった。

本発明は、このような課題を解決するものであり、薄型化しつつ所望の検出精度を確保するのに適した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、それぞれの第二電極を狭幅部と狭幅部より幅が広い広幅部を交互に配置して構成し、第一電極を狭幅部で第二電極と上面視で交差させる。

以上のように本発明によれば、それぞれの第二電極を狭幅部と狭幅部より幅が広い広幅部を交互に配置して構成し、第一電極を狭幅部で第二電極と上面視で交差させる。これにより、第一電極で受信される電界を抑制し第二電極の幅を第一電極と重ならない部分に比べ第一電極と重なる部分で細くする。これにより、薄型化しつつ所望の検出精度を確保するのに適したタッチパネルを構成しうる。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの分解斜視図 同タッチパネルに用いる第一基板層の上面図 同タッチパネルに用いる第二基板層の上面図 同第二基板層の第二電極の拡大図 同タッチパネルに用いる第一基板層と第二基板層を組合せた上面図 同タッチパネルを用いた入力装置の断面図 他の実施の形態によるタッチパネルの上面図 他の実施の形態によるタッチパネルの分解斜視図 従来の入力装置の断面図

以下、本発明の一実施の形態について、図１から図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１は本発明の一実施の形態によるタッチパネル１００の分解斜視図、図２はタッチパネル１００に用いる第一基板層２２の上面図、図３はタッチパネル１００に用いる第二基板層２３の上面図である。

図１において、タッチパネル１００は、カバー層２１と、第一基板層２２と、第二基板層２３を備える。

ここで、カバー層２１は、略方形で例えば樹脂材料のフィルムの上面にハードコート層を設けて構成される。また、ガラスを材料として構成しても良い。

また、図２で示すように、第一基板層２２は、第一の方向Ｄ１に平行に配置された複数の第一電極３１Ａ〜３１Ｅと、第一電極３１Ａ〜３１Ｅに一端が接続された複数の第一配線３２と、第一電極３１Ａ〜３１Ｅと複数の第一配線３２が配置される第一基板３３を備える。

ここで、第一基板３３は略方形で例えば透光性の絶縁樹脂等のフィルムで構成される。或いは、ガラスを材料として構成しても良い。

また、第一電極３１Ａ〜３１Ｅは所定の間隔を空けて、並行に配置される。ここで、第一電極３１Ａ〜３１Ｅは概ね同等の幅で形成される。第一電極３１Ａ〜３１Ｅは全体的には長方形でその長さはＬ１、幅はＲ１である。また、第一電極３１Ａ〜３１Ｅそれぞれにおいて、使用領域での幅はＲ１±３０％以内となる。なお、第一電極３１Ａ〜３１Ｅの材料は酸化インジウム錫や酸化錫等が適している。

第一配線３２は第一電極３１Ａ〜３１Ｅに一端が接続され、第一電極３１Ａ〜３１Ｅから一本ずつ延出している。この第一配線３２は銀や銅などの導電性の金属を材料とするのが抵抗値を下げる観点から適している。

図３に示すように、第二基板層２３は、第二の方向Ｄ２に平行に配置され幅が変化する複数の第二電極４１Ａ〜４１Ｄと、第二電極４１Ａ〜４１Ｄに一端が接続された複数の第二配線４２と、第二電極４１Ａ〜４１Ｄと第二配線４２が配置される第二基板４３を備える。なお、第一の方向Ｄ１と第二の方向Ｄ２は平行ではなく所定の角度を備える。この所定の角度は垂直であることが望ましい。

ここで、第二基板４３は略方形で例えば透光性の絶縁樹脂等のフィルムで構成される。或いは、ガラスを材料として構成しても良い。

次に、図４の拡大図を用いて、第二電極４１Ａを代表として第二電極４１Ａ〜４１Ｄの形状の詳細について説明する。

ここで、第二電極４１Ａは、幅が狭い部分（狭幅部５１）と幅が広い部分（広幅部５２）が第二の方向Ｄ２に沿って、繰り返され構成される。

狭幅部５１は第二の方向Ｄ２に沿った長さがＬ２で第二の方向Ｄ２と直交方向の幅がＲ２となり、広幅部５２は長さがＬ３で幅がＲ３となっている。

なお、複数の第二電極４１Ａ〜４１Ｄは同じ形状でも良いし異なった形状であっても良い。なお、第二電極４１の材料は透光性の酸化インジウム錫や酸化錫等が適している。

第二配線４２は第二電極４１に一端が接続され、それぞれの第二電極４１から一本ずつ延出している。この第二配線４２は銀や銅などの導電性の金属を材料とするのが抵抗値を下げる観点から適している。

そして、第一基板層２２は第二基板層２３の上面に接着剤等で固定され、カバー層２１は第一基板層２２の上面に接着剤等で固定される。

図５はタッチパネル１００の上面図である。

第一電極３１Ａ〜３１Ｅと第二電極４１Ａ〜４１Ｄが配置された領域がタッチパネル操作領域６０となる。また、第二電極４１Ａ〜４１Ｄが送信電極で第一電極３１Ａ〜３１Ｅが受信電極となる。また、第一電極３１Ａ〜３１Ｅは狭幅部５１で第二電極４１Ａ〜４１Ｄと上面視で交差しており、広幅部５２は隣り合う第一電極３１の間に位置する。

タッチパネル１００が動作する際には、複数の第二電極４１Ａ〜４１Ｄのうち送信する第二電極４１Ａ〜４１Ｄを一本ずつ切り替えながら送信する。第二電極４１Ａ〜４１Ｄの一本が送信している際に、受信する第一電極３１Ａ〜３１Ｅは一本ずつ切り替えられる。そして、第一電極３１Ａ〜３１Ｅで検出される静電容量からいずれの第一電極３１Ａ〜３１Ｅで静電容量が変化したか検出し、第二の方向Ｄ２での指等の対象物の検出位置を判定する。また、このときいずれの第二電極４１Ａ〜４１Ｄが送信しているかを判定することで第一の方向Ｄ１での指等の対象物が電界を検出することで、第一電極３１Ａ〜３１Ｅ及び第二電極４１Ａ〜４１Ｄが上面視で交差する部分を検出点として、対象物の接触或いは近接を判定する。なお、検出点の間は近傍の検出点の加重平均を行う等により対象物の検出位置を特定する。

図６は入力装置１１０の断面図である。同図において、入力装置１１０は、タッチパネル１００と筐体１０１と表示装置１０２を備える。

筐体１０１はタッチパネル操作領域６０の位置に角孔１０１Ａが設けられる。そして、表示装置１０２は液晶ディスプレイや有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の画像を表示する。この表示装置１０２は、タッチパネル１００の下面に配置されている。

そして、タッチパネル１００の複数の第一電極３１Ａ〜３１Ｅ、第二電極４１Ａ〜４１Ｄ、表示装置１０２がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、入力装置１１０の電子回路（図示せず）に接続される。

そして、第一電極３１Ａ〜３１Ｅと第二電極４１Ａ〜４１Ｄの間の静電容量の変化を電子回路が検出して、指等の対象物のタッチパネル１００への接近或いは接触を判定する。そして対象物の接触位置に応じた入力装置１１０の様々な機能の切換えが行なわれる。

さらに、図７で示すように、第一電極１３１Ａ〜１３１Ｅと第二電極１４１Ａ〜１４１Ｄを同じ基板上に配置し、第一電極１３１Ａ〜１３１Ｅの重なる部分について絶縁体１３２を介したブリッジ部１３３として構成しても良い。これによれば基板が一枚減るためさらに薄型の構成に適する。

また、図８で示すように、第一電極３１Ａ〜３１Ｅの間に複数のダミーパターン１５１を配置し、第二電極４１Ａ〜４１Ｄの間に複数のダミーパターン１５２を配置しても良い。ダミーパターン１５１は第一電極３１Ａ〜３１Ｅを形成する際にエッチング等で同時に形成し、ダミーパターン１５２は第二電極４１Ａ〜４１Ｄを形成する際にエッチング等で同時に形成すると簡便に形成できる。

ダミーパターン１５１、１５２を配置することで、第一電極３１Ａ〜３１Ｅ及び第二電極４１Ａ〜４１Ｄを視認し難くすることができる。なお、ダミーパターンを配置する場合であっても必ずしもダミーパターン１５１、１５２の両方を備えなくても良く、第一基板３３、第二基板４３の少なくとも片方にダミーパターンを備えれば良い。

このように本実施の形態によれば、並行に配置された複数の第一電極３１Ａ〜３１Ｅと、第一電極３１Ａ〜３１Ｅと直交して配置された複数の第二電極４１Ａ〜４１Ｄを備えており、それぞれの第二電極４１Ａ〜４１Ｄは狭幅部５１と狭幅部５１より幅が広い広幅部５２が交互に配置されて構成され、第一電極３１Ａ〜３１Ｅは狭幅部５１で第二電極４１Ａ〜４１Ｄと上面視で交差し、第一電極３１Ａ〜３１Ｅと第二電極４１Ａ〜４１Ｄが交差した部分が検出点となるようタッチパネル１００を構成する。第一電極３１Ａ〜３１Ｅは狭幅部５１で第二電極４１Ａ〜４１Ｄと上面視で交差しているため、第二電極４１Ａ〜４１Ｄから送出された電界が第一電極３１Ａ〜３１Ｅで吸収されることを抑制し、薄型に適した構成としうる。

本発明によるタッチパネルは、薄型化しつつ所望の検出精度を確保するのに適するという有利な効果を有し、主に各種入力装置用として有用である。

２１ カバー層
２２ 第一基板層
２３ 第二基板層
３１Ａ〜３１Ｅ、１３１Ａ〜１３１Ｅ 第一電極
３２ 第一配線
３３ 第一基板
４１Ａ〜４１Ｄ、１４１Ａ〜１４１Ｄ 第二電極
４２ 第二配線
４３ 第二基板
５１ 狭幅部
５２ 広幅部
６０ タッチパネル操作領域
１００ タッチパネル
１０１ 筐体
１０１Ａ 角孔
１０２ 表示装置
１１０ 入力装置
１３２ 絶縁体
１３３ ブリッジ部
１５１、１５２ ダミーパターン

Claims (4)

1. 並行に配置された複数の第一電極と、前記第一電極と所定の角度を備え配置された複数の第二電極を備えており、それぞれの前記第二電極は狭幅部と前記狭幅部より幅が広い広幅部が交互に配置されて構成され、前記第一電極は前記狭幅部で前記第二電極と上面視で交差し、前記第一電極と前記第二電極が交差した部分が検出点となるタッチパネル。
2. 前記第一電極が配置される第一基板と、前記第二電極が配置される第二基板とを備えた請求項１記載のタッチパネル。
3. 前記第一電極の幅は所定の幅に対し±３０％以内となるよう構成された請求項２記載のタッチパネル。
4. 複数の前記第一電極間或いは複数の前記第二電極間の少なくともいずれかにダミーパターンを備えた請求項１記載のタッチパネル。

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