JP2017102769A - タッチセンサ、タッチパネルおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲する箇所に接続されたコネクタテールを自然に折り返すことができるようにする。【解決手段】少なくとも周縁部を湾曲させたセンサ部と、センサ部に対して接続される第１端部を有する第１接続部とコネクタに対して接続される第２端部を有する第２接続部とが連続的に形成されて成るコネクタテールとを備え、センサ部の周縁部の湾曲に応じて湾曲する第１接続部に対して、当該第１接続部の湾曲形状を解消する方向に第２接続部が延在するようにコネクタテールが構成されて成るタッチセンサである。【選択図】図２

Description

本発明は、タッチセンサ、タッチパネルおよび電子機器に関する。

近年、モバイル機器や携帯電話機器、カーナビゲーション装置などが備える液晶表示素子等の表示素子上に、操作入力を検出するためのタッチセンサが配置されたタッチパネル（タッチスクリーンなどとも称される）が広く普及しており、さらには、2.5D、3D形状などと称される入力領域を曲面とした曲面タッチパネルも提案されている。例えば、下記特許文献１には、電極の静電容量変化に基づいて入力位置の検出を行う方式であり、タッチセンサを湾曲形状としたタッチパネルが記載されている。

国際公開第２０１４／０４５５６２号

一般に、タッチセンサには外部に信号を取り出すための平板状の導体（以下、適宜コネクタテールと称する）が接続される。なお、コネクタテールは、フレキシブルテール、引出配線、テール導体、テールなどとも称される。コネクタテールは、例えば１８０度程度折り返され、その先端がタッチセンサ裏側に位置するプリント基板(ＰＷＢ(Printed Wired Board))上のコネクタに接続される。

特許文献１に記載されているように、タッチセンサを湾曲形状とした場合には当該タッチセンサに接続されているコネクタテールも一体的に湾曲する。コネクタテールが湾曲すると、当該コネクタテールを自然に折り返すことが困難となるというおそれがあり、さらには、プリント基板上のコネクタにコネクタテールの先端を自然に挿入しづらくなる、というおそれがある。

したがって、本発明の目的の一つは、上記問題を解決するための新規かつ有用なタッチセンサ、タッチパネルおよび電子機器を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、例えば、
少なくとも周縁部を湾曲させたセンサ部と、
センサ部に対して接続される第１端部を有する第１接続部と、コネクタに対して接続される第２端部を有する第２接続部とが、連続的に形成されて成るコネクタテールと
を備え、
センサ部の周縁部の湾曲に応じて湾曲する第１接続部に対して、当該第１接続部の湾曲形状を解消する方向に第２接続部が延在するようにコネクタテールが構成されて成る
タッチセンサである。

第１接続部は、センサ部を湾曲させた場合の湾曲軸に沿う方向に延在し、第２接続部は、少なくとも湾曲軸に沿わない方向に延在する部分を有するようにしてもよい。
また、第２接続部は、部分に連続的に形成され、湾曲軸に沿う方向に延在する他の部分をさらに有するようにしてもよい。

第２接続部に、所定の電子部品が実装されていてもよい。
センサ部は、フレキシブル性を有し、当該センサ部の全体が湾曲形状を成していてもよい。

本発明は、本発明のタッチセンサを備え、
タッチセンサのセンサ部を保持し、湾曲形状を成す外装部材を備えるタッチパネルでもよい。
また、本発明は、本発明のタッチパネルを備える電子機器でもよい。

本発明によれば、湾曲した箇所に接続されているコネクタテールを自然に折り返すことが可能となる。なお、本明細書において例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。

本発明の一実施形態に係るタッチパネルの構成例を示す部分分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るコネクタテールを示す図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの外装部材への取付例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るタッチセンサの外装部材への取付例を説明するための図である。 変形例を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態等について図面を参照しながら説明する。説明は以下の順序で行う。
＜１．一実施形態＞
＜２．変形例＞
但し、以下に示す実施形態等は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は例示された構成に限定されるものではない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、参照符号の一部のみを図示する場合もある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
なお、本明細書において「湾曲軸」とは、湾曲形状における局所的な曲がり具合を円に近似した場合に当該円の中心を通り、当該円（平面）に直交する軸またはその軸に平行な軸を意味し、図２乃至図５において、湾曲軸の一例が、参照符号ＡＢが付された二点鎖線等により示されている。

＜１．一実施形態＞
「タッチパネルの概略的な構成例」
以下では、本発明の一実施形態に係るタッチセンサが適用されたタッチパネル（タッチパネル１）を例にして説明する。タッチパネル１は、携帯情報端末装置、携帯電話機、カーナビゲーション装置等種々の電子機器の入力装置として用いられる。また、一実施形態では、絶縁基板上の入力操作領域に沿って多数の電極を配設し、指等の入力操作体が接近して検出電極間の静電容量が変化した電極を検出し、当該電極の位置から入力操作位置を検出する、所謂、静電容量方式のタッチパネルを例にして説明するがこれに限定されるものではない。

図１は、タッチパネル１の部分分解斜視図である。タッチパネル１は、タッチパネル１の入力操作方向ＡＡを基準にした方向に沿って表側（図１における上側）から、外装部材２と、タッチセンサ３と、制御基板の一例である配線基板４とが配された構成を有している。なお、タッチパネル１は、例えばタッチセンサ３と配線基板４との間に配される液晶、有機ＥＬ(Electro Luminescence)等のディスプレイ部を有するが、図１等ではその図示を省略している。

外装部材２は、樹脂、プラスチック等から成る枠状の絶縁ケース２１を有している。絶縁ケース２１の開口内（枠内）がタッチパネル１に対する操作入力が可能な領域として設定されている。この絶縁ケース２１の開口内には、アクリル、ＡＢＳなどの透明プラスチック材料やフィルムからなる保護カバー２２が設けられている。このように、外装部材２は、絶縁ケース２１および保護カバー２２が一体化された構成を有している。さらに、外装部材２は、デザイン性等を考慮して、矩形板をその長手方向に弓状に湾曲させ、全体として表側にやや凸となる湾曲形状を成している。なお、外装部材２は、絶縁ケース２１と保護カバー２２に相当する部分の全体を、透明プラスチック材料を用いて一体で形成した後、絶縁ケース２１に相当する部分に印刷等を施して形成してもよい。

タッチセンサ３は、センサ部３１と、センサ部３１の周縁部の所定箇所に一端が取り付けられるコネクタテール３２とを有している。タッチセンサ３は、外装部材２と同様に湾曲するようにして当該外装部材２に保持されている。例えば、外装部材２が２枚の湾曲板を有し、タッチセンサ３が２枚の湾曲板により挟持される構成でもよいし、タッチセンサ３が外装部材２の裏面に粘着テープや粘着層等の貼合層を介して貼り合わされる構成でもよい。

センサ部３１は、任意の形状に変形するフレキシブル性（可撓性）を有している。詳細な図示は省略しているが、センサ部３１は、２枚の基材のそれぞれにＸ方向側、Ｙ方向側の透明電極パターンを形成し、それら２枚の基材を貼り合わせた、貼り合わせ構造を有している。透明電極パターンとしては、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜を例示することができ、各電極には透明な銀パターンからなる引き出しパターンが印刷形成されている。基材としては、ガラスやフィルムを例示することができる。

コネクタテール３２は、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁性のテール基材に銅箔状の配線パターンを形成し、その上をテール保護シート材で覆った構成を有している。コネクタテール３２は、全体として概略薄い平板状を成し、折り返すことが可能な程度のフレキシブル性（可撓性）を有している。コネクタテール３２の一方の端部には配線パターンを露出させた接続用パターン（図示しない）が形成されており、センサ部３１の各電極から導出される引き出しパターンと異方導電性膜を介して熱圧着等することにより、センサ部３１とコネクタテール３２とが電気的に接続される。コネクタテール３２の他方の端部が配線基板４上のＦＰＣ用コネクタに挿入口を介して挿入され接続される。なお、コネクタテール３２の詳細な形状については後述する。

配線基板４の表面の周縁部付近には、コネクタテール３２の他端が接続されるＦＰＣ用コネクタ４１が形成（実装）されている。ＦＰＣ用コネクタ４１は、配線基板４の裏面に形成されていてもよい。なお、図示は省略しているが、配線基板４には、タッチセンサ３により得られる信号を処理して操作入力位置を検出する演算部や、ディスプレイ部の表示を制御するディスプレイコントローラ（これらの機能を有する１チップのＩＣ(Integrated Circuit)コントローラでもよい）、操作入力位置に応じた制御を実行する処理装置との間のインターフェース等が実装されている。

「コネクタテールの形状例」
図２は、コネクタテール３２の形状例を示す図である。コネクタテール３２の形状は、概略、第１接続部３２１と、当該第１接続部３２１に対して仮想的なラインＬ１により区画される第２接続部３２２とが連続的に形成された形状を成している。詳細は後述するが、第２接続部３２２は、第１接続部３２１の湾曲形状を解消する方向、換言すれば、第１接続部３２１の曲率を解消（０または限りなく０に近づける）する方向に延在するように構成されたものである。したがって、第１、第２接続部３２１、３２２を区画するラインＬ１は、第１接続部３２１に生じる曲率を解消する曲率解消ラインと称することも可能である。

第１接続部３２１は、第１端部３２３を有している。第１端部３２３には上述した接続用パターンが形成されており、この第１端部３２３が、異方導電性膜を介して、センサ部３１の周縁部の引き出しパターンに対して接続される。さらに、一実施形態における第１端部３２３には中央付近に切り込み３２４が形成されており、この切り込み３２４により第１端部３２３が端部３２３ａ、３２３ｂと二股に分岐された形状とされている。例えば、一方の端部３２３ａがＸ軸方向の透明電極パターンの引き出しパターンに接続され、他方の端部３２３ｂがＹ軸方向の透明電極パターンの引き出しパターンに接続される。

図２に示す平面視において、第２接続部３２２は、第１端部３２３を基準にして斜め下方に延在する屈曲部３２２ａを有している。この屈曲部３２２ａを介して、第２接続部３２２における第１接続部３２１と略平行な面を含む非屈曲部３２２ｂと、第１接続部３２１とが連続的に形成されている。また、第２接続部３２２はその先端に、配線基板４のＦＰＣ用コネクタ４１に対して挿入される第２端部３２５を有している。

「タッチセンサの取付例」
次に、外装部材２に対するタッチセンサ３の取付例について、図３、図４を参照して説明する。なお、図４はタッチパネル１を側方（図３におけるＡＣ方向）から見た図である。また、タッチセンサ３のセンサ部３１には、予めコネクタテール３２の第１端部３２３が接続されているものとする。

センサ部３１が、外装部材２の湾曲形状に沿って適宜な方法を用いて当該外装部材２の裏面に取り付けられる。外装部材２に取り付けられることで、外装部材２の形状に沿うようにセンサ部３１が湾曲する。

センサ部３１が湾曲すると、センサ部３１の周縁部の湾曲に応じてコネクタテール３２の一部が湾曲する。具体的には、センサ部３１の周縁部が湾曲すると第１端部３２３が湾曲し、これに伴い第１接続部３２１全体が湾曲する。すなわち、センサ部３１の湾曲軸に沿う方向に延在する面に湾曲する力が作用することで、当該湾曲軸に沿う方向に延在する第１接続部３２１が湾曲する。

一方、センサ部３１の湾曲軸に沿わない方向に延在する面を有する屈曲部３２２ａには、第１接続部３２１にかかる湾曲する方向への力が作用しない。このため、第１接続部３２１の変形に追従して第２接続部３２２が湾曲してしまうことがない。

さらに、第２接続部３２２は、センサ部３１の湾曲軸に沿う方向に延在する面である非屈曲部３２２ｂを有している。上述したように湾曲する方向への力は屈曲部３２２ａから先に延在する部分には作用しないので、非屈曲部３２２ｂはフラット（平坦）となる。例えば、この非屈曲部３２２ｂの所定箇所でコネクタテール３２を折り返すことで、コネクタテール３２を自然に折り返すことができる。これにより、コネクタテール３２を折り返した状態で、第２端部３２５の端面とＦＰＣ用コネクタ４１の挿入口とが対向した状態を得ることができ、その状態から第２端部３２５をＦＰＣ用コネクタ４１に自然に、余計な負荷をかけることなく挿入することができる。

＜２.変形例＞
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく各種の変形が可能である。

コネクタテール３２の形状は、上述した一実施形態で説明した形状に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、第２接続部３２２の屈曲部３２２ａが、第１接続部３２１に対して略直交する面を有するものであってもよい。

上述した一実施形態では、センサ部３１全体が湾曲する例を説明したが、一部（少なくとも周縁部）が湾曲すればよい。また、センサ部３１は、必ずしもフレキシブル性を有していなくてもよく、全体または少なくとも周縁部が自立的に湾曲している形状のものでもよい。この場合、センサ部３１が自立的に湾曲した形状の２枚の基材を備えるようにすればよい。また、センサ部３１は、貼り合わせ構造に限らず、１枚の基材の片面にＸ方向側およびＹ方向側の透明電極パターンを形成した片面積層構造であってもよい。

コネクタテール３２の第２接続部３２２上（例えば非屈曲部３２２ｂ上）に、コントローラＩＣ等の所定の電子部品が実装されていてもよい（Chip on Filmなどとも称される）。曲率のある箇所のランドに電子部品を実装すると接合状態が不安定となり易く、当該電子部品が剥離してしまう可能性がある。しかしながら、上述したように、本発明の一実施形態によれば、コネクタテール３２の一端を湾曲する箇所に取り付けた場合でも、第２接続部３２２のようにフラットな箇所を形成できるので、安定した状態で電子部品を実装することが可能となる。

予めコネクタテール３２がＦＰＣ用コネクタ４１に接続され、タッチセンサ３と配線基板４とが一体化されたものを外装部材２に取り付けるようにしてもよく、取付工程は適宜、変更可能である。

上述した一実施形態では、外装部材２が全体として湾曲する形状として説明したが、一部が湾曲する形状でもよく、その場合にも同様にして本発明を適用することができる。また、外装部材２にタッチパネル１の用途に応じた適宜な加飾がなされていてもよい。保護カバー２２は、ディスプレイ部の内容が目視できる程度の光透過率であればよく、保護カバー２２はなくてもよい。

外装部材２やタッチセンサ３、ディスプレイ部等が円筒状のものでもよく、円筒部材の中心付近に配線基板４を配置してもよく、本発明は、円筒状のディスプレイその他の任意の形状のディスプレイに用いられるタッチセンサ等に対しても適用することができる。また、第１接続部３２１はセンサ部３１の変形後の形状（例えば、円や楕円状）に応じた形状に変形すればよく、第１接続部３２１の変形後の形状は、湾曲形状に限定されるものではない。

上述の実施形態および変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよく、公知のもので置き換えることも可能である。また、実施形態および変形例における構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、技術的な矛盾が生じない範囲において、互いに組み合わせることが可能である。

さらに、本発明は、タッチパネルに限らず、タッチセンサ、タッチパネルを備える電子機器等、任意の形態により実現することができる。

１・・・タッチパネル
２・・・外装部材
３・・・タッチセンサ
４・・・配線基板
３１・・・センサ部
３２・・・コネクタテール
３２１・・・第１接続部
３２２・・・第２接続部
３２３・・・第１端部
３２５・・・第２端部
３２３ａ、３２３ｂ・・・端部
４１・・・ＦＰＣ用コネクタ
ＡＡ・・・入力操作方向
ＡＢ・・・湾曲軸

Claims (7)

1. 少なくとも周縁部を湾曲させたセンサ部と、
   前記センサ部に対して接続される第１端部を有する第１接続部と、コネクタに対して接続される第２端部を有する第２接続部とが、連続的に形成されて成るコネクタテールと
   を備え、
   前記センサ部の周縁部の湾曲に応じて湾曲する前記第１接続部に対して、当該第１接続部の湾曲形状を解消する方向に前記第２接続部が延在するように前記コネクタテールが構成されて成る
   タッチセンサ。
2. 前記第１接続部は、前記センサ部を湾曲させた場合の湾曲軸に沿う方向に延在し、
   前記第２接続部は、少なくとも前記湾曲軸に沿わない方向に延在する部分を有する
   請求項１に記載のタッチセンサ。
3. 前記第２接続部は、前記部分に連続的に形成され、前記湾曲軸に沿う方向に延在する他の部分をさらに有する
   請求項２に記載のタッチセンサ。
4. 前記第２接続部に、所定の電子部品が実装された
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
5. 前記センサ部は、フレキシブル性を有し、前記センサ部の全体が湾曲形状を成す
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタッチセンサを備え、
   前記タッチセンサの前記センサ部を保持し、湾曲形状を成す外装部材を備える
   タッチパネル。
7. 請求項６に記載のタッチパネルを備える電子機器。

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