JP2019184276A

JP2019184276A - 検査装置、および、検査方法

Info

Publication number: JP2019184276A
Application number: JP2018071589A
Authority: JP
Inventors: 則幸星合; Noriyuki Hoshiai; 伸一宮崎; Shinichi Miyazaki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2019-10-24
Also published as: US20190302958A1; CN110346642A; US10698531B2

Abstract

【課題】タッチパネルの性能検査を安定的に行う。【解決手段】タッチパネル（１）の透明膜（１１）の抵抗値の検査装置（４）で、タッチパネルは、透明膜、ＣＦガラス（１２）、ＴＰセンサ（１３）が積層され、ＴＰセンサに第１パルス電圧を印加し、タッチパネルの背景容量を取得する積分回路（ＩＲ）と、透明膜をグランド、または、第１パルス電圧と逆位相の第２パルス電圧の発生源に接続するスイッチ（ＳＷ２）と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、検査装置、および、検査方法に関する。

現状、フルインセル方式のタッチパネルのパネル表面には、高抵抗の透明膜が成膜されている。透明膜の抵抗値が本来の抵抗値よりも小さくなると、タッチ信号が低下して、タッチ性能が低下する。

タッチパネルのタッチ性能の低下状態を検査する方法としては、パネル表面上に検査用導体をタッチさせ、当該表面内をなぞった場合の信号値が所定値以上になるか否かを確認する方法が考えられる、しかしながら、この方法の場合、検査工数の増加、パネル表面上への検査用導体の接触ばらつきが発生しやすいので、検査が不安定になり、正確な検査が困難である。また、検査用導体を接触させることにより、パネル表面に傷が付く等の懸念がある。

なお、特許文献１には、タッチパネルの静電容量を測定して、タッチパネルの良否を判定する検査装置が開示されている。

特開２０１５−２０７０７８号公報（２０１５年１１月１９日公開）

図４は、従来技術に係るタッチパネル１ａの構成を示す図である。タッチパネル１ａは、透明膜１１、ＣＦ（Color Filter）ガラス１２、ＴＰ（Touch Panel）センサ１３、液晶層１４、および、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）ガラス１５が積層されて構成されている。透明膜１１は、ＩＣ６のグランド７と、銀ペースト８により接続される。そして、検査用導体９を、タッチパネル１ａの表面である透明膜１１に接触させることにより、タッチ性能の低下状態を検査する。

上記の、タッチパネルの性能検査が不安定になる問題は、物理的な手法にて検査を行うことに起因する。逆に言えば、物理的な方法による検査でなければ、上記の問題が発生することはない。

本発明の一態様は、タッチパネルの性能検査を安定的に行うことを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る検査装置は、タッチパネルの透明膜の抵抗値を検査する検査装置であって、上記タッチパネルが、少なくとも、上記透明膜と、誘電体と、センサとが積層されて構成され、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの背景容量を取得する背景容量取得部と、上記透明膜をグランド、または、第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧の発生源の何れか一方に接続する切替部と、を備えている。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る検査方法は、タッチパネルの透明膜の抵抗値を検査する検査方法であって、上記タッチパネルは、少なくとも、上記透明膜と、誘電体と、センサとが積層されて構成され、上記透明膜をグランドに接続した状態で、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの第１背景容量を取得する第１測定工程と、上記透明膜をグランドに接続せず、当該透明膜に第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧を印加した状態で、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの第２背景容量を取得する第２測定工程と、第１背景容量と、第２背景容量との差に基づいて、上記透明膜の抵抗値を検査する検査工程と、を含む。

本発明の一態様によれば、タッチパネルの性能検査を安定的に行うことができる。

本発明の実施形態１に係るタッチパネルおよびその周辺の回路構成を示す図であり、（ａ）は第１測定工程に係る回路構成を示し、（ｂ）は第２測定工程に係る回路構成を示し、（ｃ）は第１パルス電圧および第２パルス電圧の波形イメージを示す。本発明の実施形態２に係るタッチパネルおよび検査用機器を示す図である。本発明の実施形態３に係るタッチパネルおよび検査用機器を示す図である。従来技術に係るタッチパネルの構成を示す図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るタッチパネル１およびその周辺の回路構成を示す図である。図１（ａ）は、第１測定工程に係る回路構成を示す。図１（ｂ）は、第２測定工程に係る回路構成を示す。図１（ｃ）は、第１パルス電圧Ｖｉｎ１および第２パルス電圧Ｖｉｎ２の波形イメージを示す。

タッチパネル１の透明膜１１の抵抗値を検査する検査方法において、タッチパネル１は、少なくとも、透明膜１１と、ＣＦガラス（誘電体）１２と、ＴＰセンサ（センサ）１３とが積層されて構成され、透明膜１１をグランドに接続した状態で、ＴＰセンサ１３に第１パルス電圧を印加し、タッチパネル１の第１背景容量を取得する第１測定工程と、透明膜１１をグランドに接続せず、透明膜１１に第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧を印加した状態で、ＴＰセンサ１３に第１パルス電圧を印加し、タッチパネル１の第２背景容量を取得する第２測定工程と、第１背景容量と、第２背景容量との差に基づいて、透明膜１１の抵抗値を検査する検査工程と、を含む。

ここで、タッチパネル１の背景容量は、透明膜１１とＴＰセンサ１３との容量、および、ＴＰセンサ１３と液晶層１４との容量が合計された容量を示す。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、タッチパネル１では、キャパシタＣｐａ、キャパシタＣｉｔｏ、および、抵抗Ｒｉｔｏが直列に接続され、キャパシタＣｐａと、キャパシタＣｉｔｏとの間に抵抗Ｒｐａが接続される。キャパシタＣｐａは、パネル負荷容量であり、図２における液晶層１４の負荷容量である。キャパシタＣｉｔｏは、図２における、透明膜１１と、ＴＰセンサ１３との間の負荷容量であり、ＣＦガラス１２の負荷容量である。抵抗Ｒｉｔｏは、図２における透明膜１１の抵抗値である。抵抗Ｒｐａは、パネル内センサ間抵抗値であり、図２における、コンタクトピンＣＰ１と、ＴＰセンサ１３との間の抵抗値である。

スイッチＳＷ１は、タッチパネル１の抵抗Ｒｐａと、第１パルス電圧Ｖｉｎ１の発生回路または積分回路ＩＲとを接続する。スイッチＳＷ１は、Ａ側に切り替ると、タッチパネル１の抵抗Ｒｐａと、第１パルス電圧Ｖｉｎ１の発生回路とを接続する。スイッチＳＷ１は、Ｂ側に切り替ると、タッチパネル１の抵抗Ｒｐａと、積分回路ＩＲとを接続する。

積分回路ＩＲは、キャパシタＣを有し、タッチパネル１が有する電荷量に応じた電圧を出力する。

スイッチＳＷ２は、タッチパネル１の抵抗Ｒｉｔｏと、グランドまたは第２パルス電圧Ｖｉｎ２の発生回路とを接続する。スイッチＳＷ２は、Ｃ側に切り替ると、タッチパネル１の抵抗Ｒｉｔｏと、グランドとを接続する。スイッチＳＷ２は、Ｄ側に切り替ると、タッチパネル１の抵抗Ｒｉｔｏと、第２パルス電圧Ｖｉｎ２の発生回路とを接続する。

図１（ｃ）に示すように、第１パルス電圧Ｖｉｎ１の波形と、第２パルス電圧Ｖｉｎ２の波形とは、相互に逆位相の関係にある。

（各工程の手順）
タッチパネル１の性能検査の工程は、第１測定工程（ステップＳ１、Ｓ２）、第２測定工程（ステップＳ３、Ｓ４）、および、検査工程（ステップＳ５）を含んでいる。

第１測定工程の手順を、以下に示す。

（ステップＳ１）
図１（ａ）に示すように、検査用機器は、スイッチＳＷ１をＡ側に切り替え、スイッチＳＷ２をＣ側に切り替える。すなわち、タッチパネル１の抵抗Ｒｐａが第１パルス電圧Ｖｉｎ１の発生回路に接続され、タッチパネル１の抵抗Ｒｉｔｏがグランドに接続される。

これにより、第１パルス電圧Ｖｉｎ１がタッチパネル１に印加されて、キャパシタＣｐａ、および、キャパシタＣｉｔｏが充電される。

（ステップＳ２）
キャパシタＣｐａ、および、キャパシタＣｉｔｏの充電が終了した場合に、検査用機器は、スイッチＳＷ１をＢ側に切り替える。すなわち、タッチパネル１の抵抗Ｒｐａが積分回路ＩＲに接続される。

これにより、キャパシタＣｐａ、および、キャパシタＣｉｔｏから放電が行われ、積分回路ＩＲは、キャパシタＣｐａ、キャパシタＣｉｔｏ、および、キャパシタＣに応じた電圧Ｖｏｕｔ１を出力する。

第２測定工程の手順を、以下に示す。

（ステップＳ３）
図１（ｂ）に示すように、検査用機器は、スイッチＳＷ１をＡ側に切り替え、スイッチＳＷ２をＤ側に切り替える。すなわち、タッチパネル１の抵抗Ｒｐａが第１パルス電圧Ｖｉｎ１の発生回路に接続され、タッチパネル１の抵抗Ｒｉｔｏが第２パルス電圧Ｖｉｎ２の発生回路に接続される。

これにより、第１パルス電圧Ｖｉｎ１、および、第２パルス電圧Ｖｉｎ２がタッチパネル１に印加されて、キャパシタＣｐａ、および、キャパシタＣｉｔｏが充電される。

（ステップＳ４）
キャパシタＣｐａ、および、キャパシタＣｉｔｏの充電は終了した場合に、検査用機器は、スイッチＳＷ１をＢ側に切り替える。すなわち、タッチパネル１の抵抗Ｒｐａが積分回路ＩＲに接続される。

これにより、キャパシタＣｐａ、および、キャパシタＣｉｔｏから放電が行われ、積分回路ＩＲは、キャパシタＣｐａ、キャパシタＣｉｔｏ、および、キャパシタＣに応じた電圧Ｖｏｕｔ２を出力する。

検査工程の手順を、以下に示す。

（ステップＳ５）
出力電圧Ｖｏｕｔ１と、出力電圧Ｖｏｕｔ２との差分が所定値以上である場合、透明膜１１の抵抗値が小さいと判定する。

透明膜１１の抵抗値Ｒｉｔｏが所定値以上の場合、上記差分は、以下のようになる。

Ｖｏｕｔ１＝Ｖ×Ｃｐａ／Ｃ
Ｖｏｕｔ２＝Ｖ×Ｃｐａ／Ｃ
差分は、Ｖｏｕｔ２−Ｖｏｕｔ１＝０となる。これは、抵抗値Ｒｉｔｏが大きいので、タッチパネル１に第２パルス電圧Ｖｉｎ２を印加しても、キャパシタＣｉｔｏに充電されないので、出力電圧Ｖｏｕｔ１と、出力電圧Ｖｏｕｔ２とが等しくなるためである。

一方、透明膜１１の抵抗値Ｒｉｔｏが所定値よりも小さい場合、上記差分は、以下のようになる。

Ｖｏｕｔ１＝Ｖ×（Ｃｐａ＋Ｃｉｔｏ）／Ｃ
Ｖｏｕｔ２＝Ｖ×（Ｃｐａ＋２×Ｃｉｔｏ）／Ｃ
差分は、Ｖｏｕｔ２−Ｖｏｕｔ１＝Ｖ×Ｃｉｔｏ／Ｃとなる。これは、抵抗値Ｒｉｔｏが小さいので、タッチパネル１に第２パルス電圧Ｖｉｎ２を印加すると、キャパシタＣｉｔｏに充電されるので、その分だけ、出力電圧Ｖｏｕｔ２が出力電圧Ｖｏｕｔ１よりも大きくなるためである。

本実施形態によれば、透明膜１１の抵抗値Ｒｉｔｏが小さい場合、すなわち、タッチパネルの性能低下を検出することができる。そして、物理的手法ではなく、電気的手法を用いることにより、検査の再現性向上を図り、パネル表面への傷等のダメージを防止しながら、タッチパネルの性能検査を安定的に行うができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

タッチパネル１の性能検査は、実装前のパネル状態で実施するのが望ましい。製品の形態（モジュール）になってから性能検査を実施した場合には、透明膜１１の抵抗値が小さいときに、実装部材が無駄になる可能性がある。

図２は、本実施形態に係るタッチパネル１および検査用機器を示す図である。タッチパネル１は、透明膜１１、ＣＦガラス１２、ＴＰセンサ１３、液晶層１４、および、ＴＦＴガラス１５が積層されて構成されている。

タッチパネル１は、透明膜１１の表面と、液晶層１４の右端部表面とに端子（図示せず）を有する。図２に示すように、検査回路２は、コンタクトピンＣＰ１を介してタッチパネル１の液晶層１４の端子に接続され、また、コンタクトピンＣＰ２を介してタッチパネル１の透明膜１１の端子に接続される。検査回路２は、ＰＣ（Personal Computer）３に接続されており、ＰＣ３上のプログラムにより制御されて、タッチパネル１の性能検査の処理を行う。

検査回路２は、タッチパネル１の性能検査の前にＴＰセンサ１３自体を検査する処理を別途行って、ＴＰセンサ１３が正常であることを確認した後、当該性能検査の処理を行う。

なお、検査回路２は、図１に示す、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、積分回路ＩＲ、第１パルス電圧Ｖｉｎ１の発生回路、および、第２パルス電圧Ｖｉｎ２の発生回路を備えている。また、液晶層１４の端子は、図１に示す抵抗Ｒｐａの左側端子に対応する。透明膜１１の端子は、図１に示す抵抗Ｒｉｔｏの右側端子に対応する。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１、２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

実施形態２では、検査用に専用のＰＣ３を使用した例を示したが、本実施形態では、ＰＣを使用しない例を示す。

タッチパネル１の透明膜の抵抗値を検査する検査装置４において、タッチパネル１は、少なくとも、透明膜１１と、ＣＦガラス１２と、ＴＰセンサ１３とが積層されて構成され、ＴＰセンサ１３に第１パルス電圧Ｖｉｎ１を印加し、タッチパネル１の背景容量を取得する背景容量取得部と、透明膜１１をグランド、または、第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧Ｖｉｎ２の発生回路（発生源）の何れか一方に接続するスイッチ（切替部）ＳＷ２と、を備えている。なお、背景容量取得部は、スイッチＳＷ１、第１パルス電圧Ｖｉｎ１の発生回路、および、積分回路ＩＲを含む。

図３は、本実施形態に係るタッチパネル１および検査用機器を示す図である。図３に示すように、検査装置４は、コンタクトピンＣＰ１を介してタッチパネル１の液晶層１４の端子に接続され、また、コンタクトピンＣＰ２を介してタッチパネル１の透明膜１１の端子に接続される。

検査装置４は、検査回路、マイコン、および、簡易表示装置（図示せず）を備えている。

上記によれば、ＰＣを使用しないので、タッチパネル１の性能検査のための環境を安価に構築することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
〔態様１〕
タッチパネルの透明膜の抵抗値を検査する検査装置であって、上記タッチパネルは、少なくとも、上記透明膜と、誘電体と、センサとが積層されて構成され、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの背景容量を取得する背景容量取得部と、上記透明膜をグランド、または、第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧の発生源の何れか一方に接続する切替部と、を備えている検査装置。
〔態様２〕
タッチパネルの透明膜の抵抗値を検査する検査方法であって、上記タッチパネルは、少なくとも、上記透明膜と、誘電体と、センサとが積層されて構成され、上記透明膜をグランドに接続した状態で、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの第１背景容量を取得する第１測定工程と、上記透明膜をグランドに接続せず、当該透明膜に第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧を印加した状態で、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの第２背景容量を取得する第２測定工程と、第１背景容量と、第２背景容量との差に基づいて、上記透明膜の抵抗値を検査する検査工程と、を含む検査方法。

１タッチパネル
４検査装置
１１透明膜
１２ＣＦガラス（誘電体）
１３ＴＰセンサ（センサ）
ＩＲ積分回路（背景容量取得部）
ＳＷ１スイッチ（背景容量取得部）
ＳＷ２スイッチ（切替部）

Claims

タッチパネルの透明膜の抵抗値を検査する検査装置であって、
上記タッチパネルは、少なくとも、上記透明膜と、誘電体と、センサとが積層されて構成され、
上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの背景容量を取得する背景容量取得部と、
上記透明膜をグランド、または、第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧の発生源の何れか一方に接続する切替部と、
を備えている検査装置。
タッチパネルの透明膜の抵抗値を検査する検査方法であって、
上記タッチパネルは、少なくとも、上記透明膜と、誘電体と、センサとが積層されて構成され、
上記透明膜をグランドに接続した状態で、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの第１背景容量を取得する第１測定工程と、
上記透明膜をグランドに接続せず、当該透明膜に第１パルス電圧とは逆位相の第２パルス電圧を印加した状態で、上記センサに第１パルス電圧を印加し、上記タッチパネルの第２背景容量を取得する第２測定工程と、
第１背景容量と、第２背景容量との差に基づいて、上記透明膜の抵抗値を検査する検査工程と、
を含む検査方法。