JP2017102770A - タッチセンサ、タッチパネルおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、コネクタテールの先端をコネクタに自然に挿入することができるようにする。
【解決手段】センサ部と、前記センサ部に対して接続される第１端部と、前記センサ部の裏側に配される制御基板に形成されたコネクタに接続される第２端部とを有するコネクタテールとを備え、前記コネクタテールの第２端部は、前記センサ部と前記制御基板とが成す傾斜角に応じて傾斜させた補正部を備えるタッチセンサである。
である。
【選択図】図３

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。コネクタテールは、折り返した状態で、タッチセンサ側に実装される側の箇所とコネクタ側に接続される箇所とが略平行となるように構成されていることが一般的である。

ところで、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湾曲した形状に変形する。この状態でコネクタテールを折り返すとコネクタ側に接続される箇所に傾斜等が生じるため、コネクタテールの先端をコネクタに自然に挿入しづらくなる、というおそれがある。また、コネクタテールをこのような状態でコネクタに挿入したままでタッチパネル装置を組み立てた場合、コネクタテールの捩れや撓みに起因してタッチセンサとコネクタテールとの接続部分に応力が加わるため、接続部分が剥がれるなど致命的な不具合に至るおそれがある。

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、
センサ部と、
センサ部に対して接続される第１端部と、センサ部の裏側に配される制御基板に形成されたコネクタに接続される第２端部とを有するコネクタテールと
を備え、
コネクタテールの第２端部は、センサ部と制御基板とが成す傾斜角に応じて傾斜させた補正部を備える
タッチセンサである。

位置関係は、制御基板に対してセンサ部が湾曲する位置関係、または、制御基板に対してセンサ部が傾斜する位置関係でもよい。
センサ部は湾曲形状を成し、センサ部に第１端部が接続されたコネクタテールを折り返した状態で、第２端部の先端とコネクタの挿入口とが対向且つ略平行となるように、補正部が形成されていてもよい。
センサ部が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と、タッチセンサを保持する外装部材とを備えるタッチパネルでもよい。
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、センサ部と制御基板との相対的な位置関係に対応する補正部をコネクタテールに形成したので、当該コネクタテールをコネクタに自然に、余計な負荷をかけることなく接続することが可能となる。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コネクタテールに形成される補正部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。

＜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に沿う仮想的な配列軸（図示は省略している）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は、第１、第２端部３２１、３２２を有している。第１端部３２１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、この第１端部３２１とセンサ部３１の各電極から導出される引き出しパターンとを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。図１では、第１端部３２１がセンサ部３１に接続されている状態が示されている。また、第２端部３２２が配線基板４に形成されたＦＰＣ用コネクタに接続される。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は、薄い板状の形状を成し、ガラスエポキシ材等の基材に導体銅箔がパターニングされた構成を有するものである。配線基板４の上面（表面）４１であり側面（周縁）４２近傍の箇所にＦＰＣ用コネクタ４３が形成（実装）されている。ＦＰＣ用コネクタ４３には挿入口４３１が形成されており、この挿入口４３１を介してコネクタテール３２の第２端部３２２がＦＰＣ用コネクタ４３に挿入される。

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、コネクタテール３２を介して供給される信号を処理し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、所定の電子部品が実装されている。

「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２を参照して説明する。なお、この例では、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３２１が接続されているものとする。また、第１端部３２１は、例えば弓状に湾曲するセンサ部３１の頂部以外の位置に接続される。

センサ部３１が、外装部材２の湾曲形状に沿って、光学接着剤等の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。なお、図２では理解を容易とするために、外装部材２とセンサ部３１とを離間させて示している。

センサ部３１が湾曲すると、これに対応してセンサ部３１の周縁部に接続されているコネクタテール３２が湾曲する。湾曲したコネクタテール３２を第１折曲部３２５ａで折り曲げ、コネクタテール３２が下方（裏側）に向かって延びるようにする。そして、コネクタテール３２を第２折曲部３２５ｂで折り曲げ、コネクタテール３２の第２端部３２２が配線基板４に向かうようにした後、コネクタテール３２の第２端部３２２がＦＰＣ用コネクタ４３に挿入される。

上述したように、センサ部３１と配線基板４との相対的な位置関係によっては、第２端部３２２をＦＰＣ用コネクタ４３に自然に挿入することが困難となり得る。例えば本実施形態のように、仮想的な配列軸に沿ってセンサ部３１と配線基板４とが表裏（上下）に配置される場合に、両者が略平行に配置されていない、より具体的には配線基板４に対してセンサ部３１が湾曲した形状であると、第２端部３２２の先端に傾斜が生じる。この傾斜に起因して、第２端部３２２の先端とＦＰＣ用コネクタ４３の挿入口４３１とを対向且つ略平行となるように配置することが困難となる。このため、第２端部３２２を挿入口４３に自然に挿入することが困難となる。このような状況のままでコネクタテール３２をＦＰＣ用コネクタ４３に挿入すると、コネクタテール３２に生じる不自然な捩れや撓みに起因してセンサ部３１とコネクタテール３２との接続部分に応力が加わるため、接続部分が剥がれるなどの不具合に至るおそれがある。さらには、第２端部３２２を強引に挿入すると、コネクタテール３２そのものが損傷してしまうおそれもある。

想定技術として、ＦＰＣ用コネクタ４３の挿入口４３１の向きを適宜調節することでこの問題を解決し得る。しかしながら、この方法では、挿入口４３１の向きを予め調整する必要があり、さらには、ＦＰＣ用コネクタ４３の向きが限定されてしまうため、配線基板４に実装される他の電子部品の配置（レイアウト）に制約が生じてしまう。このような点に鑑み、本発明の一実施形態では、コネクタテール３２の第２端部３２２に補正部を形成している。以下、コネクタテール３２の第２端部３２２に形成された補正部等について詳細に説明する。

「コネクタテールの形状例」
図３は、コネクタテール３２の形状例を示す図である。一実施形態における第１端部３２１には中央付近に切り込み３２３が形成されており、この切り込み３２３により第１端部３２１が端部３２１ａ、３２１ｂ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３２１ａ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３２１ｂ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。

第２端部３２２は、センサ部３１と配線基板４との相対的な位置関係に対応する補正部３２４を備えている。この補正部３２４について図４Ａ乃至図４Ｃを参照して具体的に説明する。

図４Ａは、タッチセンサ３および配線基板４のコネクタテール３２による接続箇所を拡大して示した図であり、具体的には図２におけるＡＢ方向（側方）から見た図である。なお、全体として湾曲するセンサ部３１は、第１端部３２１が接続された箇所を局所的に見れば傾斜面として捉えることができる。

図４Ａにおいて点線で示すラインＬ１は配線基板４に略平行な仮想的なラインであり、本実施形態では、第１端部３２１におけるセンサ部３１の頂点側の接続箇所を通るラインである。ラインＬ１と、第１端部３２１における他方の接続箇所との間には、センサ部３１の傾斜面に応じた傾斜角θが生じる。センサ部３１の厚みは無視できるほど非常に薄いことから、第１折曲部３２５ａとラインＬ１との間に生じる角度が傾斜角θとして捉えることができる。

上述したように本実施形態では、コネクタテール３２の第２端部３２２に補正部３２４が形成されている。そこで理解を容易とするために第１折曲部３２５ａを水平にして説明する。図４Ｂは、コネクタテール３２を傾斜角θの分だけ半時計周りに回転させた場合のコネクタテール３２を示す図（正面図、右側面図、左側面図）である。図４Ｂにおいて点線で示すラインＬ２は、配線基板４に対応する仮想的なラインである。回転の結果、ラインＬ２と第２折曲部３２５ｂとの間には傾斜角θと同様の角度が生じる。

図４Ｃは、コネクタテール３２を第１、第２端部３２１、３２２が表れるように展開した図である。図示するように、本実施形態における補正部３２４は、第２折曲部３２５ｂと略平行と成るように傾斜させた構成を有しており、換言すれば、センサ部３１と配線基板４とが成す傾斜角θに応じた傾斜である。この補正部３２４を第２端部３２２の先端に形成することにより、湾曲形状（局所的にみれば傾斜している）センサ部３１に第１端部３２１を接続した場合でも、第２端部３２２の先端とＦＰＣ用コネクタ４３の挿入口４３１とが対向且つ略平行となる状態を得ることができる。このため、第２端部３２２を配線基板４のＦＰＣ用コネクタ４３に自然に、且つ、不自然な曲げや過大な負荷をかけることなく挿入することができる。また、ＦＰＣ用コネクタ４３の挿入口４１１の向き等を予め調整した上でＦＰＣ用コネクタ４１を実装する必要もなく、配線基板４上の電子部品のレイアウトが制約されてしまうことを防止することができる。

＜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に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、平面視において、コネクタテール３２の一部が屈曲していてもよい。このような形状により、第１端部３２１の取付箇所の直下からずれた位置にＦＰＣ用コネクタ４３が形成されている場合にも対応することが可能となる。さらに、図５に示す形状のコネクタテール３２が局所的に湾曲する箇所（例えば、第１端部３２１から下方に向かって延在する箇所）で折り返した場合でも本発明を適用することができる。

上述した一実施形態では、配線基板４に対してセンサ部３１が湾曲する位置関係を相対的な位置関係の一例として説明したが、これに限定されるものではなく、配線基板４に対してセンサ部３１が傾いている（傾斜する）位置関係等でもよい。

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。また、コネクタテール３２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）。

予めコネクタテール３２がＦＰＣ用コネクタ４３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。

配線基板４の下面（裏面）にＦＰＣ用コネクタ４３が形成されていてもよく、ＦＰＣ用コネクタ４３は適宜な位置に形成することができる。

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

上述した一実施形態では、コネクタテール３２を第１、第２折曲部３２５ａ、３２５ｂで折り曲げた状態を、コネクタテール３２を折り返した状態の一例として説明したが、折り返しの態様はコネクタテールの形状に応じて適宜、設定することができる。また、本明細書における「略平行」との用語は、平行はもとより本願発明の作用効果を奏する（害しない）程度で、平行な状態から僅かにずれていてもよい。

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
３・・・タッチセンサ
４・・・フレキシブル配線基板
３１・・・センサ部
３２・・・コネクタテール
３２１・・・第１端部
３２２・・・第２端部
３２４・・・補正部
４３・・・ＦＰＣ用コネクタ
４３１・・・挿入口

Claims (6)

1. センサ部と、
   前記センサ部に対して接続される第１端部と、前記センサ部の裏側に配される制御基板に形成されたコネクタに接続される第２端部とを有するコネクタテールと
   を備え、
   前記コネクタテールの第２端部は、前記センサ部と前記制御基板とが成す傾斜角に応じて傾斜させた補正部を備える
   タッチセンサ。
2. 前記位置関係は、前記制御基板に対して前記センサ部が湾曲する位置関係、または、前記制御基板に対して前記センサ部が傾斜する位置関係である
   請求項１に記載のタッチセンサ。
3. 前記センサ部は湾曲形状を成し、
   前記センサ部に前記第１端部が接続された前記コネクタテールを折り返した状態で、前記第２端部の先端と前記コネクタの挿入口とが対向且つ略平行となるように、前記補正部が形成された
   請求項１または２に記載のタッチセンサ。
4. 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３のいずれか１項に記載のタッチセンサ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタッチセンサと、
   前記タッチセンサを保持する外装部材と
   を備えるタッチパネル。
6. 請求項５に記載のタッチパネルを備える電子機器。

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