JP3163718U - 静電容量式タッチセンサー - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量検知構造の外観平坦度と透光率の均一性が改善され、雑音静電容量値が低減される静電容量式タッチセンサーを提供する。【解決手段】第１軸検知層と、第２軸検知層と、両検知層の間を隔離し、重畳して接合される絶縁層を包含する。各検知層は基板の主表面上に形成され、必要な図形が画定される。図形は複数の相互に平行に配列されたトレース及び廃棄エッチングエリアを具える。トレースは、複数の相互に接続された静電容量検知ユニットを具え、廃棄エッチングエリアは、複数の不連続の小面積ユニットに分割される。【選択図】図４

Description

本考案は一種の静電容量式タッチセンサーであり、透光率の均一性を改善し並びに雑音静電容量値を減らした静電容量式タッチセンサーに関する。

静電容量式タッチセンサーは使用者の手指或いは導体がパネルに接触した瞬間に静電容量を発生し、その後静電容量値の変化により手指或いは導体の位置を確定し、これにより信号入力の目的を達成する。静電容量式タッチパネルは手指で入力を行えるため、入力操作の便利性を有し、且つその入力操作は圧迫を必要とせず、パネルに反復応力、変形を受けさせて損害をもたらすという欠点がない。また、その構造は簡単で、部品が少なく、製品歩留りが高く、並びに大量生産に適合し製造コストを減らすことができ、ゆえに、次第に通信、コンピュータ及び消費性電子製品等の方面で広く使用されるようになった。

周知のタッチパネルの静電容量式タッチセンサーは複数のＸ軸トレースとＹ軸トレースを有し、このＸ軸トレース、Ｙ軸トレースに複数の、相互に接続された静電容量検知ユニットが設けられ、これらＸ軸トレースとＹ軸トレースは相互に交錯し絶縁されて設置され、Ｘ軸トレース、Ｙ軸トレース上の各静電容量検知ユニットは略マトリクス状に配列されて該タッチパネルの作業エリア内に配置される。通常、Ｘ軸トレースとＹ軸トレースは透明導電薄膜、例えばＩＴＯ材料が採用され、エッチング工程で不要な部分が除去され、各静電容量検知ユニットが画定され、Ｘ軸トレース、Ｙ軸トレース上の各静電容量検知ユニット相互の間に適宜幅の間隙が形成されて、絶縁設置の目的が達成される。しかし、これらの静電容量検知ユニットの設置部位とエッチングされて除去される部位（すなわち導電薄膜の中空部分）は異なる透光率を有し、ゆえに、パネルを通過する光線の屈折が不均一となり、このために人の目で観察する時に、明らかな図形が発生することがあり、特にそれがスクリーンの前に配置されて使用される時、スクリーン映像の変形、ぼけ、ひずみの問題を形成した。

本考案の目的は、一種の改善された静電容量式タッチセンサーを提供することにあり、それは、透明導電膜に精細なエッチング線で必要なパターンが画定され、これにより大幅に導電膜上の中空部分が減らされ、これにより静電容量検知構造の外観平坦度と透光率の均一性が改善され、該タッチパネル底部スクリーンの像のぼけ、ひずみの問題が改善され、また、エッチング線の利用により該導電膜上の廃棄エッチングエリア（Ｗａｓｔｅ ｅｔｃｈｉｎｇ ａｒｅａ）が分割され不連続の比較的小面積のユニットとされ、これにより雑音静電容量値が減らされたものとする。

上述の目的を達成するため、本考案の提供する静電容量式タッチセンサーは、第１軸検知層、第２軸検知層、及び第１軸検知層と第２軸検知層の間に設置された絶縁層を包含する。そのうち、第１軸検知層は、第１基板の第１主表面上に形成され、該第１軸検知層上に必要な図形がエッチング線で画定され、該図形は複数の、相互に平行に配列された第１軸トレース及び廃棄エッチングエリアを具えている。該図形は複数の、相互に平行に配列された第１軸トレース及び廃棄エッチングエリアを具え、且つ各該第１軸トレースは複数の相互に接続された静電容量検知ユニットを具えている。同様に、該第２軸検知層は第２基板の第２主表面上に形成され、該第２軸検知層上にエッチングにより必要な図形が画定され、該図形は複数の相互に平行に配列された第２軸トレースと廃棄エッチングエリアを具え、且つ各第２軸トレースは複数の、相互に接続された静電容量検知ユニットを具え、これら廃棄エッチングエリアは複数不連続の小面積ユニットに分割されている。前述の第１軸検知層と第２軸検知層の間は該絶縁層で隔離され、重畳されて接合され透明板体を構成し、並びに該第１軸トレースと第２軸トレースは直交するように設置され、第１軸トレースと第２軸トレースの各静電容量検知ユニットが略マトリクス状に配列される。また、前述の各第１軸トレースと第２軸トレースの一端縁はそれぞれこれら検知層辺縁の信号ガイドルートに電気的に接続され、静電容量検知信号が該信号ガイドルートを通り後続の信号処理回路に送られる。

特に、前述のエッチング線は、エッチング工程により透明導電膜上に加工形成され、該エッチング工程はドライエッチング工程、例えばレーザーエッチング、プラズマエッチングなどが採用され、また、ウェットエッチング工程、例えば、プリントエッチング、リソグラフィーエッチング、インクジェットエッチング等の技術手段が用いられる。

特に、前述の第１軸検知層と第２軸検知層は良好な導電特性を有する透明導電薄膜とされ、その材料は、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、或いはＰＥＤＯＴ等とされるが、実施の材料はこれらに限定されるわけではない。

特に、絶縁層は、透明絶縁接着層とされ、例えば、ＵＶ接着剤（紫外線硬化樹脂）、光学（ＯＣＡ）接着剤、イソプレン（ＩＲ）接着剤等とされる。

特に、エッチング線は１５０μｍ以下の横向き幅を有する。

特に、エッチング線の設置深さは前述の第１軸検知層或いは第２軸検知層の導電膜を完全に裁断し、導電膜を分離して絶縁された二つの部分となす。

本考案の静電容量式タッチセンサーは、透明導電膜に精細なエッチング線で必要なパターンが画定され、これにより大幅に導電膜上の中空部分が減らされ、これにより静電容量検知構造の外観平坦度と透光率の均一性が改善され、該タッチパネル底部のスクリーンの像のぼけ、ひずみの問題が改善され、また、エッチング線の利用により該導電膜上の廃棄エッチングエリア（Ｗａｓｔｅ ｅｔｃｈｉｎｇ ａｒｅａ）が分割され不連続の比較的小面積のユニットとされ、これにより雑音静電容量値が減らされる。

本考案の第１実施例の部品組合せの平面図である。 本考案の第１実施例の部品組合せの側面断面図である。 本考案の第１実施例の底基板の平面図である。 図３のＡ部分の拡大図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 本考案の第１実施例の上パネルの平面図である。 本考案の第１実施例の底基板の平面図である。 本考案の第２実施例の上パネルの平面図である。 本考案の第２実施例の底基板の平面図である。 本考案の第２実施例の部品組合せの側面断面図である。

本考案の技術内容、構造特徴、達成する目的を詳細に説明するため、以下に実施例を挙げ並びに図面を組み合わせて説明する。

図１から図２は本考案の好ましい実施例を示す。該静電容量式タッチセンサーは、底基板１と上パネル２を包含し、該底基板１と該上パネル２の表面にそれぞれ静電容量検知層１２、２２が設けられ、並びに接着層３で二つの板体が重ね合わされて接着されて透明板体とされている。

そのうち、該底基板１と該上パネル２は高透光率材質で且つ平面式或いは非平面式薄板とされ、その材料は、ガラス薄板或いは其の他の各種のフレキシブル薄板、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、或いはシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）とされる。ただし、実施の材料範囲は前述の材料に限定されず、各種の軟質或いは硬質薄板が適用され得る。

該接着層３は絶縁特性を有する透明ＵＶ接着剤、ＯＣＡ接着剤或いはＩＲ接着剤とされ得る。

さらに、図３から図４に示されるように、該底基板１の上表面に下方検知層１２が設けられ、該下方検知層１２は酸化インジウム錫材料で形成された透明導電薄膜とされ、且つエッチング工程で透明導電膜上にエッチング線１３が形成されて必要な図形が画定されている。該エッチング工程には、ドライエッチング工程、例えばレーザーエッチング、プラズマエッチングなどが採用され、また、ウェットエッチング工程、例えば、プリントエッチング、リソグラフィーエッチング、インクジェットエッチング等の技術手段が用いられ得る。

該透明導電膜上の図形は、複数の相互に平行に配列されたＸ軸トレース１２１と廃棄エッチングエリア１２２を包含し、各Ｘ軸トレース１２１は複数の、相互に接続され略菱形を呈する静電容量検知ユニット１２１ａを具え、且つ前述の各Ｘ軸トレース１２１の１端縁はそれぞれ該底基板１辺縁の信号ガイドルート１４に電気的に接続されている。これら廃棄エッチングエリア１２２は複数の不連続の小面積ユニット１２２ａに分割されている。

同様に、図６に示されるように、該上パネル２の底表面に、上方検知層２２が設けられ、上方検知層２２は酸化インジウム錫材料で形成された透明導電薄膜とされ、且つエッチング工程で透明導電膜上にエッチング線２３が形成されて必要な図形が画定されている。

この図形は、複数の相互に平行に配列されたＹ軸トレース２２１と廃棄エッチングエリア２２２を包含し、各Ｙ軸トレース２２１は複数の、相互に接続され略菱形を呈する静電容量検知ユニットを２２１ａを具え、且つ前述の各Ｙ軸トレース２２１の１端縁はそれぞれ該上パネル２辺縁の信号ガイドルート２４に電気的に接続されている。これら廃棄エッチングエリア２２２は複数の不連続の小面積ユニット２２２ａに分割されている。

このほか、上パネル２の底表面と該上方検知層２２との間の外周縁近くの部分に金属スパッタにより形成された有色カバーフレーム２１が設けられ、それはちょうど上パネル２と底基板１辺縁の信号ガイドルート１４、２４を遮蔽する。

図５に示されるように、前述のエッチング線１３、２３は約１５０μｍ以下の横向き幅を具え、且つその設置深さは、該透明導電膜を完全に裁断し、導電膜は絶縁された二つの部分に分離される。

組合せ時には、前述の上方検知層２２と下方検知層１２の間は該絶縁性の接着層３により重ね合わされ接合されて透明板体が形成される。並びにＹ軸トレース２２１とＸ軸トレース１２１の間は直交設置され、Ｙ軸トレース２２１、Ｘ軸トレース１２１の各静電容量検知ユニット１２１ａ、２２１ａは略マトリクス状に配置される。その上方検知層２２、下方検知層１２がトリガする検知信号はこれら信号ガイドルート１４、２４を通り後続の信号処理回路に伝送される。

上述の説明で構成される静電容量式タッチセンサーは、Ｘ軸トレース１２１と信号ガイドルート１４の間に等価静電容量が形成され、及びＹ軸トレース２２１と信号ガイドルート２４の間にも等価静電容量が存在する。これにより、手指或いは導体がタッチパネル表面に接触或いは滑る時、信号処理回路は静電容量の変化により、導体或いは手指の接触位置を判断する。これにより、本考案のタッチパネルは高透明度を有する板体とされ、これにより、電子製品のスクリーン前に表示され、使用者にスクリーン画面上の支持を手指をパネルの必要な位置に接触することで行わせ、これにより入力操作に便利としている。

前述の本考案の実施例の静電容量式タッチセンサーは、レーザーエッチング工程により導電膜上に直接エッチング線で精細に必要な静電容量検知ユニット部分を画定し、これにより大幅に静電容量検知層１２、２２上の中空部分の比例を減らし、外観の平坦度とタッチパネルの透光率均一度をアップし、像のぼけ、ひずみの欠点を改善する。また、これら廃棄エッチングエリアが小面積ユニットに分割されることで、有効に雑音静電容量値を減らし、雑音干渉防止の目的を達成する。

また、図８から図１１に示されるのは、本考案の第２実施例であり、その全体構造は、前述の第１実施例とほぼ同じであるが、主要な違いは、下方検知層１２’が該底基板１’の下方表面に設置され、接着層３’により、上パネル２’、上方検知層２２’と底基板１’、下方検知層１２’が重ね合わされ接着されて一つの透明板体とされていることである（図１１）。

このほか、その上方検知層２２’、下方検知層１２’上に形成された図形様式は異なり、すなわち、底基板１’底面の下方検知層１２’のエッチング線１３’の画定した図形は複数の、相互に平行に配列されたＸ軸トレース１２１’及び廃棄エッチングエリア１２２’を包含し、各Ｘ軸トレース１２１’の静電容量検知ユニットはＸ軸方向に延伸された矩形面積を呈し、且つ各Ｘ軸トレース１２１’の１端縁は該底基板１’辺縁の信号ガイドルート１４’に電気的に接続され、これら廃棄エッチングエリア１２２’は複数の略細長矩形の小面積ユニット１２２ａ’に分割されている。

上パネル２’の底表面の上方検知層２２’にエッチング線２３’で画定された図形は複数の、相互に平行に配列されたＹ軸トレース２２１’及び廃棄エッチングエリア２２２’を包含し、各Ｙ軸トレース２２１’の静電容量検知ユニットはＹ軸方向に延伸された矩形面積を呈し、且つ各Ｙ軸トレース２２１’の１端縁は該上パネル２’辺縁の信号ガイドルート２４’に電気的に接続され、これら廃棄エッチングエリア２２２’は複数の矩形の小面積ユニット２２２ａ’に分割されている。

これら検知層上に形成される、異なる図形様式の変更もまた前述の第１実施例と同じ或いは類似の作用効果を達成でき、ゆえに、その前述の第１実施例と同一の部分については説明を省略する。

１ 底基板
２ 上パネル
１２、２２ 検知層
３ 接着層
１２１ Ｘ軸トレース
１２２ 廃棄エッチングエリア
１２１ａ 静電容量検知ユニット
１４、２４ 信号ガイドルート
２３ エッチング線
２２１ Ｙ軸トレース
２２２ 廃棄エッチングエリア
１２２ａ、２２２ａ 小面積ユニット
２１ 有色カバーフレーム

Claims (5)

1. 第１軸検知層であって、第１基板の第１主表面上に形成され、該第１軸検知層上に必要な図形がエッチング線で画定され、該図形は複数の、相互に平行に配列された第１軸トレース及び廃棄エッチングエリアを具え、且つ各該第１軸トレースは複数の相互に接続された静電容量検知ユニットを具え、これら廃棄エッチングエリアは複数の不連続の小面積ユニットに分割されている、上記第１軸検知層と、
   第２軸検知層であって、第２基板の第２主表面上に形成され、該第２軸検知層上にエッチングにより必要な図形が画定され、該図形は複数の相互に平行に配列された第２軸トレースと廃棄エッチングエリアを具え、且つ各第２軸トレースは複数の、相互に接続された静電容量検知ユニットを具え、これら廃棄エッチングエリアは複数不連続の小面積ユニットに分割されている、上記第２軸検知層と、
   絶縁層であって、前述の第１軸検知層と第２軸検知層の間を隔離すると共に重畳して接合して透明板体を構成し、並びに該第１軸トレースと第２軸トレースは直交するように設置され、これにより第１軸トレースと第２軸トレースの各静電容量検知ユニットが略マトリクス状に配列され、前述の各第１軸トレースと第２軸トレースの一端縁はそれぞれこれら検知層の辺縁の信号ガイドルートに電気的に接続され、静電容量検知信号が該信号ガイドルートを通り後続の信号処理回路に送られる、上記絶縁層と、
   を包含したことを特徴とする、静電容量式タッチセンサー。
2. 請求項１記載の静電容量式タッチセンサーにおいて、該第１軸検知層と該第２軸検知層は良好な導電特性を有する透明導電薄膜とされ、その材料は、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛アルミニウム、或いはＰＥＤＯＴより選択されることを特徴とする、静電容量式タッチセンサー。
3. 請求項１記載の静電容量式タッチセンサーにおいて、該絶縁層は透明な絶縁性接着層とされることを特徴とする、静電容量式タッチセンサー。
4. 請求項１記載の静電容量式タッチセンサーにおいて、該エッチング線の設置深さはちょうど前述の第１軸検知層と第２軸検知層の導電膜を完全に裁断し、導電膜を絶縁された二つの部分に分割することを特徴とする、静電容量式タッチセンサー。
5. 請求項１記載の静電容量式タッチセンサーにおいて、該エッチング線は約１５０μｍ以下の横向き幅を有することを特徴とする、静電容量式タッチセンサー。

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