JP2016219009A - フレキシブル回路基板及びそれを用いた自己容量型タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】透明導電パターン層、フレキシブル回路基板及び複数のリードを備える自己容量型タッチパネルを提供する。【解決手段】フレキシブル回路基板１３は、本体１３１、複数の接合パッド１３２及び少なくとも１つの補助パッドを備える。本体は相反する接合面及び非接合面を有する。接合パッドが接合面に設置される。補助パッドが非接合面に設置される。接合パッドと補助パッドが処理ユニットの異なる走査チャネルにそれぞれ電気的に接続される。各リード１２６が透明導電パターン層１２２及び対応する接合パッドに電気的に接続される。【効果】タッチ信号の誤読を招くことなく、接合領域の幅を減少させることができる。【選択図】図１

Description

本発明はタッチパネル及びその部材に関し、特にフレキシブル回路基板及びそれを用いた自己容量型タッチパネルに関する。

従来、タッチ技術は様々な電子装置に幅広く適用されている。タッチパネルの特定位置をタッチすることにより、この特定位置で検知信号を生成し、さらにタッチパネルに電気的に接続されるフレキシブル回路基板の伝送作用により、この検知信号を処理ユニットに伝送し、処理ユニットが処理分析を行い、更にデータ又は命令をこの電子装置に入力するという目的を達成する。

投影容量型タッチパネルは、従来のタッチ技術の主流であり、その測定原理に応じて、相互容量型タッチパネル及び自己容量型タッチパネルに分けられる。自己容量型タッチパネルは、構成が簡単で、消費電力が低いため、ある分野に良好に適用される。自己容量型タッチパネルは、導電パターン自体の容量変化を検出し、すなわちＸ軸とＹ軸検知電極自体の容量（すなわち、電極及びグラウンドから構成される容量、静電容量とも称される）変化を検出する。指がスクリーンに接近する又はタッチすると、指の容量がスクリーン容量に重なって総容量が増加し、走査時、制御回路がＸ軸とＹ軸検知電極を順に走査し、且つ走査前後の容量変化に基づきタッチポイントの座標位置を決定する。

通常、自己容量型タッチパネルは、指などのタッチ導体の容量が非タッチ操作領域のリードに重なって信号を誤読してしまうことを回避するために、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）をタッチパネルの導電パターンの末端に直接接合して電気的接続を実現する必要がある。この方式はリードが不要で又はリードが非常に短いので、タッチ導体の容量による影響を無視でき、タッチ信号を正確に判断できるが、ＦＰＣとタッチパネルとの接合領域全体の幅が大きく、後続の工程、例えば物理キー、商標パターンの設置に悪影響を与えるという欠陥がある。

従って、上記問題（タッチ信号の誤読を招くことなく、接合領域の幅を減少させる）を解決できるフレキシブル回路基板及びそれを用いた静電容量型タッチパネルをいかにして提供するかが、現在業界が研究開発資源を投入して研究しようとする課題の１つとなっている。

上記問題を解決するために、本発明はフレキシブル回路基板を提供し、相反する接合面及び非接合面を有する本体と、接合面に設置される複数の接合パッドと、非接合面に設置される少なくとも１つの補助パッドと、を備え、接合パッドと補助パッドがそれぞれ処理ユニットの異なる走査チャネルに電気的に接続される。

本発明の一実施形態において、前記接合パッドは処理ユニットにより順に走査され、補助パッドは処理ユニットにより連続的に走査される。

本発明の一実施形態において、前記補助パッドの材料は導電性材料である。

本発明の一実施形態において、前記補助パッドの材料は銅である。

本発明の一実施形態において、前記補助パッドの設置位置と接合パッドの設置位置が本体を挟んで対応する。

本発明の一実施形態において、前記少なくとも１つの補助パッドは複数であり、相互に電気的に接続される。

本発明の一実施形態において、前記補助パッドは本体を挟んで各接合パッドと重なる。

本発明の一実施形態において、前記本体は絶縁基板、内部配線層及び被覆膜を備え、接合パッド及び／又は補助パッドと内部配線層が同一材料で絶縁基板に同時に形成され、被覆膜が少なくとも内部配線層を被覆する。

本発明の一実施形態において、前記フレキシブル回路基板は、本体に設置される処理ユニットをさらに備え、接合パッドと補助パッドがそれぞれ処理ユニットの異なる走査チャネルに電気的に接続される。

本発明の一実施形態において、前記接合パッドは処理ユニットにより順に走査され、補助パッドは処理ユニットにより連続的に走査される。

本発明は自己容量型タッチパネルをさらに提供し、自己容量型タッチパネルは前記いずれかのフレキシブル回路基板を備え、透明導電パターン層と、透明導電パターン層及び対応する接合パッドにそれぞれ電気的に接続される複数のリードと、をさらに備える。

本発明の一実施形態において、前記リードと透明導電パターン層は同一材質である。

本発明の一実施形態において、前記自己容量型タッチパネルは、一方の表面にタッチ領域及び周辺領域が定義される透明基板をさらに備え、透明導電パターン層がタッチ領域内に設置され、且つリードが周辺領域内に設置される。

要するに、本発明に係る静電容量型タッチパネルの透明導電パターン層がリードを介して接合領域に電気的に集中し、フレキシブル回路基板の接合面における接合パッドに接合され、従ってフレキシブル回路基板の接合領域全体の幅を減少させることができる。また、本発明に係る静電容量型タッチパネルはさらにフレキシブル回路基板の非接合面に少なくとも１つの補助パッドが基準信号受信点として設置され、その設置位置が接合面における接合パッドの設置位置に対応し、且つ処理ユニットの基準信号チャネルにガイドする。前記構造配置によって、ユーザーの指が周辺領域に接近すると、リード及びそれと隣接する補助パッドに同時に影響を与える（すなわち、同一又は類似する検知信号が発生する）。換言すれば、指が周辺領域に接近すると、基準信号受信点は類似するオーバーラップ容量を受信でき、基準信号チャネルを介して処理ユニットに基準値として送信する。従って、フレキシブル回路基板の接合面における接合パッドがタッチ領域及び周辺領域からの容量信号を受信して処理ユニットに伝送した後、処理ユニットは補助パッドが検知する対応する基準値を自動的に控除すれば（演算ソフトウェアの補助を利用してもよい）、タッチ効果を最適化でき、それによりタッチ領域からのタッチ信号を正確に判断し、信号誤読の問題を効果的に回避する。

本発明の一実施形態に係る静電容量型タッチパネルの分解図である。 図１のフレキシブル回路基板の線分４−４’に沿う断面図である。 図２のフレキシブル回路基板の非接合面の正面図である。 本発明の一実施形態に係るフレキシブル回路基板の図３の線分５−５’に対応する断面図である。 本発明の別の実施形態に係るフレキシブル回路基板の図３の線分５−５’に対応する断面図である。 本発明の別の実施形態に係るフレキシブル回路基板の図１に対応する線分４−４’に沿う断面図である。 図６のフレキシブル回路基板の非接合面の正面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の複数の実施形態を説明する。明確に説明するために、以下、多くの実際の細部を一括して説明する。しかし、それらの実際の細部は本発明を限定するものではないと理解すべきである。つまり、本発明の一部の実施形態において、それらの実際の細部は必要なものではない。また、図面を簡略化するために、公知の構造と構成要素は図面で簡単且つ模式的に示される。

図１を参照されたい。図１は発明の一実施形態に係る静電容量型タッチパネルの分解図である。図１に示すように、本実施形態において、静電容量型タッチパネル１２は透明基板１２０、透明導電パターン層１２２、フレキシブル回路基板１３及び複数のリード１２６を備える。透明基板１２０の表面にタッチ領域１２０ａ及びタッチ領域１２０ａの少なくとも一側に位置する周辺領域１２０ｂが定義され、後続のプロセスに応じて、周辺領域１２０ｂ内の適切な位置に接合領域１２０ｃを定義してもよく、それによってフレキシブル回路基板に電気的に接続される。透明導電パターン層１２２がタッチ領域１２０ａ内に設置され、リード１２６が周辺領域１２０ｂ内に設置され、それによって透明導電パターン層１２２の各電極を透明基板１２０の接合領域１２０ｃに電気的に集中する。透明導電パターン層１２２はスパッタリング、エッチング等のプロセスにより透明基板１２０の表面に直接形成できるが、本発明はそれに限定されない。

なお、上記タッチ領域、周辺領域は透明導電パターン層１２２とリード１２６との相対関係をより明確に画定するためのものであり、透明基板１２０の実際の表面に必ずしもタッチ領域と周辺領域を区画する特定のマークを有するものではない。

一実施形態において、リード１２６と透明導電パターン層１２２は同一材質で同時に製造されるので、従来の可視領域パターンとほかの金属導電配線形式との組み合わせに比べて、本実施形態は少なくとも１つの工程を省略してコストダウンの目的を達成することができる。しかし、実際の応用において、リード１２６と透明導電パターン層１２２は異なる材質であってもよい。

一実施形態において、透明導電パターン層１２２とリード１２６の材質はインジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）及び酸化亜鉛アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、 ＡＺＯ）を含むが、本発明はそれらに限定されない。

一実施形態において、透明基板１２０の材質はガラス又はプラスチックである。プラスチックは、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）又は環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）などから成る透明薄板である。しかし、本発明はそれらに限定されない。

本発明はリード１２６により透明導電パターン層１２２を電気的に接続して透明基板１２０の接合領域１２０ｃに集中した後、フレキシブル回路基板に接合することにより、接合領域１２０ｃ全体の幅を減少させ、接合領域１２０ｃの位置設定に有利であるが、従来のフレキシブル回路基板を接合する場合、ユーザーの指がリード１２６集中領域に接近する（接合領域１２０ｃに接近する）と、指の容量がリード１２６に結合されることにより、タッチずれの現象が発生してしまい（すなわち、ユーザーが実際にタッチする位置と導電パターン層１２２が検知するタッチ位置との誤差が生じる）、従って誤操作の問題が発生しやすい。この問題を解決するために、本発明は特にフレキシブル回路基板を改良し、以下、詳細に説明する。

図２〜図３に示すように、図２は図１のフレキシブル回路基板の線分４−４’に沿う断面図であり、図３は図２のフレキシブル回路基板の非接合面の正面図である。フレキシブル回路基板１３は本体１３１、複数の接合パッド１３２、及び複数の補助パッド１３３を備える。本体１３１は相反する接合面１３ａ及び非接合面１３ｂを有し、接合面１３ａが透明基板１２０に接合され、接合パッド１３２が接合面１３ａに設置され、透明基板１２０におけるリード１２６の一端に電気的に接続される。補助パッド１３３が非接合面１３ｂに設置され、好ましくは非接合面１３ｂのリード１２６集中領域（通常、接合領域１２０ｃの付近）近くに設置され、すなわち補助パッド１３３の設置位置と接合パッド１３２の設置位置が本体を挟んで対応する。各リード１２６は一端が透明導電パターン層１２２に電気的に接続され、他端がＡＣＦ接着剤圧着方式により対応する接合パッド１３２に電気的に接続される。リード１２６を介して透明導電パターン層１２２とフレキシブル回路基板１３の接合面１３ａにおける接合パッド１３２とを電気的に接続することにより、フレキシブル回路基板１３の接合領域１２０ｃ全体の幅を減少させるだけでなく、物理キー及び商標パターンの位置要求に応じて接合領域１２０ｃの位置を合理的に設定することに寄与する。

本発明の一実施形態において、フレキシブル回路基板１３は処理ユニット１４をさらに備えてもよく、この処理ユニット１４は集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＩＣ）チップであるが、本発明はそれに限定されない。本実施形態において、処理ユニット１４が例えばフレキシブル回路基板１３の接合面１３ａに位置すると、接合パッド１３２と補助パッド１３３がそれぞれフレキシブル回路基板１３の内部の異なるチャネルにより処理ユニット１４の異なる走査チャネルに電気的に接続される。例えば、接合パッド１３２がフレキシブル回路基板１３の内部配線により処理ユニット１４の検知チャネルに電気的に接続され、走査時、処理ユニット１４は検知チャネルにより透明導電パターン層１２２のＸ軸及びＹ軸検知電極を順に走査し、且つ走査前後の容量変化に基づきタッチポイントの座標位置を決定する。補助パッド１３３がフレキシブル回路基板１３の内部配線により処理ユニット１４の検知チャネル以外のチャネル、例えば基準チャネルに電気的に接続され、処理ユニット１４が透明導電パターン層１２２を順に走査するとともに、補助パッドの容量変化の有無を連続的に走査して検出する。しかし、本発明のほかの実施形態において、処理ユニット１４はフレキシブル回路基板に位置せず、フレキシブル回路基板に対して独立に設置されてもよく、本発明はそれらに限定されない。

さらに、本実施形態において、補助パッド１３３が導線１３４により相互に電気的に接続される。好ましくは、非接合面１３ｂのリード１２６集中領域（通常、接合領域１２０ｃの付近）近くに設置され、すなわち、補助パッド１３３の設置位置と接合パッド１３２の設置位置が本体を挟んで対応する。本体１２４の非接合面１３ｂのリード１２６集中領域に近い一側に設置され、通常、接合パッド１３２の設置位置と本体１３１を挟んで対応し、好ましくは、各補助パッド１３３は本体１３１を挟んで対応する接合パッド１３２と重なり、さらに指の容量による接合パッド１３２への影響を遮断することができる。この構造配置により、フレキシブル回路基板１３が上記タッチパネル１２に接合された後、ユーザーの指がタッチパネル１２のタッチ領域１２０ａにタッチし且つ周辺領域１２０ｂに接近すると、リード１２６及びその付近の補助パッド１３３に同時に影響を与える（すなわち、同一又は類似する検知信号が発生する）。換言すれば、指がタッチ領域１２０ａにタッチし且つ周辺領域１２０ｂに接近すると、補助パッド１３３を代表とする基準信号受信点は指がリード１２６に重なった容量と類似する容量値を受信し、且つ基準信号チャネルによって処理ユニット１４に基準値として送信する。従って、フレキシブル回路基板１３の接合面１３ａにおける接合パッド１３２がタッチ領域及び周辺領域からの容量信号を受信して処理ユニット１４に伝送した後、処理ユニット１４は補助パッド１３３が検知する対応する基準値を自動的に控除すれば（演算ソフトウェアの補助を利用してもよい）、タッチ効果を最適化でき、それによりタッチ領域からのタッチ信号を正確に判断し、誤操作の問題を効果的に回避する。

さらにフレキシブル回路基板の構造を説明するために、図４を参照されたい。図４は本発明の一実施形態に係るフレキシブル回路基板の図３の線分５−５’に対応する断面図である。本実施形態において、本体１３１は絶縁基板１３１ａ、内部配線層１３１ｂ及び被覆膜１３１ｃを備える。絶縁基板１３１は通常、ポリエチレンテレフタラートＰｏｌｙｅｓｔｅｒ（ＰＥＴ）、ポリイミドＰｏｌｙｉｍｉｄｅ（ＰＩ）等の材料であり、フレキシブル回路基板全体のベース及びサポートとして機能する。内部配線層１３１ｂは絶縁基板１３１ａの一方の表面に形成され、導電性材料であり、通常、銅箔で製造される複数の細い導線であり、電気的に伝送することに用いられる。好ましい実施例において、接合パッド１３２（又は補助パッド１３３）と内部配線層１３１ｂは同一材料で同時に製造され、絶縁基板１３１ａに同一層に設置される。被覆膜１３１ｃは、通常、ＰＥＴ、ＰＩ等の材料を含み、少なくとも内部配線層１３１ｂを被覆し、内部配線層１３１ｂを保護し接合パッド１３２（又は補助パッド１３３）を露出させることに用いられる。絶縁基板１３１ａの他方の表面に、接合パッド１３２（又は補助パッド１３３）の設置位置と本体１３１ａを挟んで対応する位置に補助パッド１３３（又は接合パッド１３２）が設置され、補助パッド１３３（又は接合パッド１３２）は導電性材料であり、好ましくは銅箔で製造され、絶縁基板１３１ａにおける貫通孔により内部配線層１３１ｂに電気的に接続される。

図５は本発明の別の実施形態に係るフレキシブル回路基板の図３の線分５−５’に対応する断面図である。本発明の別の実施形態において、絶縁基板１３１ａの２つの表面に内部配線層１３１ｂがそれぞれ設置され、且つ被覆膜１３１ｃが対応して設置される。２つの内部配線層１３１ｂは絶縁基板１３１ａに貫通孔を設置することにより電気的に導通され、回路の配線が複雑で、単層基板に配線が不能で又は銅箔で接地して遮蔽する必要がある場合、この２つの内部配線層１３１ｂのフレキシブル回路基板を使用しなければならない。この実施形態において、接合パッド１３２及び／又は補助パッド１３３はその所在する面の内部配線層１３１ｂと同一の材料で絶縁基板１３１ａに同時に製造されることが好ましい。

本発明のほかの実施形態において、接合パッド１３２及び／又は絶縁パッドは内部配線層１３１ｂと同一層に設置されず、被覆膜１３１ｃに設置されてもよく、被覆膜１３１ｃにおける貫通孔により内部配線層１３１ｂに電気的に接続される。

図６及び図７を参照されたい。図６は本発明の別の実施形態に係るフレキシブル回路基板の図１に対応する線分４−４’に沿う断面図である。図７は図６のフレキシブル回路基板の非接合面の正面図である。

図１及び図６、図７に示すように、本実施形態に係るフレキシブル回路基板３３は同様に、本体１３１、複数の接合パッド１３２及び処理ユニット１４を備えるので、それらの構成要素の構造及びそれらの接続関係は上記の関連内容を参照し、ここでの説明を省略する。なお、本実施形態に係るフレキシブル回路基板３３と図１〜図３に示す実施形態のフレキシブル回路基板１３との相違点について、本実施形態のフレキシブル回路基板３３は本体１３１の非接合面１３ｂに単一の棒状補助パッド３３３が設置されるのみで、本体１２４の非接合面１３ｂのリード１２６集中領域に近い一側、通常、接合パッド１３２の設置位置と本体１３１を挟んで対応する一側に設置され、この構造配置により、ユーザーの指がタッチ領域にタッチし且つ周辺領域に接近すると、同様にリード１２６及びその付近の補助パッド３３３に対して同一又は類似する検知信号を同時に生成する。従って、フレキシブル回路基板３３の接合面１３ａにおける接合パッド１３２はタッチ領域及び周辺領域からの容量信号を受信して処理ユニット１４に伝送した後、処理ユニット１４は補助パッド３３３が検知する検知信号を自動的に控除することにより、同様にタッチ効果を最適化することができる。好ましくは、補助パッド３３３は本体１３１を挟んで各接合パッド１３２の所在する接合領域に対応することにより、指の容量による接合パッド１３２への影響をさらに遮断する。

上記の本発明の具体的な実施形態の詳細な説明から明らかなように、本発明に係る静電容量型タッチパネルの透明導電パターン層がリードを介して接合領域に電気的に集中し、フレキシブル回路基板の接合面における接合パッドに接合され、これによりフレキシブル回路基板の接合領域全体の幅を減少させることができる。また、本発明に係る静電容量型タッチパネルはさらにフレキシブル回路基板の非接合面に少なくとも１つの補助パッドが基準信号受信点として設置され、且つその設置位置がリード集中領域に近く、且つ処理ユニットの基準信号チャネルにガイドされる。上記構造配置により、ユーザーの指が周辺領域に接近すると、リード及びその付近の補助パッドに影響を同時に与える。換言すれば、指が周辺領域に接近すると、基準信号受信点はリードと類似するオーバーラップ容量を受信し、基準信号チャネルによって処理ユニットに基準値として送信する。従って、フレキシブル回路基板の接合面における接合パッドがタッチ領域及び周辺領域からの容量信号を受信して処理ユニットに伝送した後、処理ユニットは補助パッドが検知する対応する基準値を自動的に控除すれば、タッチ効果を最適化でき、それによりタッチ領域からのタッチ信号を正確に判断し、誤操作の問題を効果的に回避する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を限定するものではなく、当業者は、本発明の精神や範囲を逸脱せずに様々な変更や修飾を行うことができ、従って本発明の保護範囲は添付される特許請求の範囲を基準とするべきである。

Claims (13)

1. 相反する接合面及び非接合面を有する本体と、
   該接合面に設置される複数の接合パッドと、
   該非接合面に設置される少なくとも１つの補助パッドと、を備え、
   該複数の接合パッドと該補助パッドがそれぞれ処理ユニットの異なる走査チャネルに電気的に接続されることを特徴とするフレキシブル回路基板。
2. 該複数の接合パッドは前記処理ユニットにより順に走査され、該補助パッドは該処理ユニットにより連続的に走査されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
3. 該補助パッドの材料は導電性材料であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
4. 該補助パッドの材料は銅であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
5. 該補助パッドの設置位置と該複数の接合パッドの設置位置とは該本体を挟んで対応することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
6. 該少なくとも１つの補助パッドは複数であり、該複数の補助パッドは相互に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
7. 該補助パッドは該本体を挟んで各該複数の接合パッドと重なることを特徴とする請求項６に記載のフレキシブル回路基板。
8. 該本体は絶縁基板、内部配線層及び被覆膜を備え、該複数の接合パッド及び／又は該補助パッドと該内部配線層が同一材料で該絶縁基板に同時に形成され、該被覆膜は該内部配線層を少なくとも被覆することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
9. 該本体に設置される処理ユニットをさらに備え、該複数の接合パッドと該補助パッドがそれぞれ該本体に設置される処理ユニットの異なる走査チャネルに電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
10. 該複数の接合パッドは該本体に設置される処理ユニットにより順に走査され、該補助パッドは該本体に設置される処理ユニットにより連続的に走査されることを特徴とする請求項９に記載のフレキシブル回路基板。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフレキシブル回路基板を備え、
    透明導電パターン層と、
    該透明導電パターン層及び対応する該接合パッドにそれぞれ電気的に接続される複数のリードと、をさらに備えることを特徴とする自己容量型タッチパネル。
12. リードと透明導電パターン層は同一材質である請求項１１に記載の自己容量型タッチパネル。
13. 一方の表面にタッチ領域及び周辺領域が定義される透明基板をさらに備え、該透明導電パターン層が該タッチ領域内に設置され、且つ該複数のリードが該周辺領域内に設置されることを特徴とする請求項１１に記載の自己容量型タッチパネル。

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