JP3186937U

JP3186937U - タッチパネル

Info

Publication number: JP3186937U
Application number: JP2013004801U
Authority: JP
Inventors: 陳麒安
Original assignee: 恆▲コウ▼科技股▲分▼有限公司
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: TW201507086A; DE202013105610U1; KR20150000695U; KR200477210Y1; CN104345955A; CN104345955B; TWI515857B; US9092106B2; US20150042900A1; CN203386182U

Abstract

【課題】光学的可視性現象及び大型ワイドスクリーンの薄型化タッチパネルの抵抗過大問題の改善、或いはタッチ検知の向上が得られるタッチパネルを提供する。
【解決手段】タッチパネルは第一電極２１０と第二電極２３０で構成され、透明基板に設置される。そして、第一電極と第二電極の間に少なくとも透明絶縁層を設置する。第一電極パターンの辺の数は４より大きく、第二電極パターンは第一電極パターンと相補する形状を有し、第一電極と第二電極との間の距離は３０マイクロメートルから３００マイクロメートルの間である。第二電極の上には被覆層が設けられ、第一電極及び第二電極が発生させる磁力線は被覆層中か被覆層を透過して分布される。
【選択図】図３

Description

本考案は、特別な電極パターンを有するタッチパネルに関する。

タッチパネルは感知技術と表示技術とが結合されて形成される出入力装置であり、例えば、携帯式及び手持ち式の電子装置等の電子装置中に普遍的に使用されている。

なお、静電容量式のタッチパネルはタッチパネルに広く用いられ、容量性カップリング作用を利用しタッチ位置を検出させる。指が電容式タッチパネルの表面に触れると、対応する位置の静電容量が変化する程度を利用しタッチ位置を検知させる。

図１は従来のタッチパネル１００を示す上面図であり、図２は従来のタッチパネル１００を示す積み重ね構造の概略図である。図１と図２に示すように、タッチパネル１００はＸ軸電極層１１０及びＹ軸電極層１３０で主に組成され、Ｘ軸電極層１１０及びＹ軸電極層１３０の電極は菱形パターンを有し、Ｘ軸電極層１１０とＹ軸電極層１３０との間にはＸ軸電極層１１０とＹ軸電極層１３０とを電気的に隔絶させる透明絶縁層１２０が設けられ、透明絶縁層１２０の厚さは従来の製造工程によると１００マイクロメートルから２００マイクロメートルの間である。

しかしながら、前述した従来のタッチパネル技術では、透明絶縁層１２０を薄型化しタッチパネル１００全体の厚さを薄くして大型のワイドスクリーンタッチパネルに応用すると、菱形パターンを有するＸ軸電極層１１０及びＹ軸電極層１３０の抵抗が過大になる問題があった。また光学的可視性（或いは視覚残像）現象を引き起こし、使用中に光学表示の品質が低下した。このほか、従来のタッチパネル１００のタッチ点のタッチ検知量は主にＸ軸電極層１１０及びＹ軸電極層１３０の積み重ね領域１４０からのみ提供されるため、発生するタッチ検知量が不十分であり、適切なタッチ検知効果を提供出来なかった。

そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。

本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本考案は、タッチパネルを提供することを主目的とする。すなわち、本考案によれば、光学的可視性現象及び大型のワイドスクリーンの薄型化したタッチパネルの抵抗が過大になる問題を改善させるか、或いはタッチ検知量を高める。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係るタッチパネルは、透明基板と、前記透明基板に設けられ、複数の平行に配列される第一電極列からなり、且つ各前記第一電極列は複数の第一電極が第一接続部に直列に接続されることで組成される第一電極層と、前記第一電極層に設けられる少なくとも１つの透明絶縁層と、前記透明絶縁層に設けられ、複数の平行に配列される第二電極列からなり、且つ各前記第二電極列は複数の第二電極が第二接続部に直列に接続されることで組成され、前記第一電極と前記第二電極との間の距離は３０マイクロメートルから３００マイクロメートルとの間である第二電極層と、前記第二電極層に設けられる被覆層を備え、前記第一電極のパターンの辺の数は４より大きく、前記第二電極の形状は前記第一電極の形状と相補し、前記第一電極及び前記第二電極が発生させる磁力線は前記被覆層中か前記被覆層を透過して分布することを特徴とする。

本考案によれば、光学的可視性現象及び大型のワイドスクリーンの薄型化したタッチパネルの抵抗が過大になる問題の改善、或いはタッチ検知の向上が得られる。

従来のタッチパネルを示す上面図である。従来のタッチパネルを示す積み重ね構造の概略図である。本考案の第１実施形態によるタッチパネルを示す上面図である。本考案の第１実施形態による図２のタッチパネルを示す積み重ね構造の概略図である。本考案の第２実施形態によるタッチパネルを示す浮遊感知タッチの上面図である。本考案の第３実施形態によるタッチパネルを示す上面図である。図６の断面線６―６‘に沿ってなる断面図である。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
（第１実施形態）
図３と図４を参照しながら、本考案のタッチパネルを説明する。図３は本考案の第１実施形態によるタッチパネル２００を示す上面図であり、図４はタッチパネル２００を示す積み重ね構造の概略図である。なお、本考案の実施形態はワイドのタッチパネルに適用することが好ましいが、これに限定されるものではない。

図３と図４に示すように、タッチパネル２００は透明基板２０、第一電極層２１、少なくとも一つの透明絶縁層２２、第二電極層２３、及び被覆層２４で構成される。第一電極層２１は透明基板２０に設けられると共に複数の平行に配列される第一電極列を備え、各第一電極列は複数の第一電極２１０が第一接続部２１１により直列に接続されることで組成される。
透明絶縁層２２は第一電極層２１に設けられる。第二電極層２３は透明絶縁層２２に設けられると共に複数の平行に配列される第二電極列を備え、各第二電極列は複数の第二電極２３０が第二接続部２３１に直列に接続されることで組成され、第一電極２１０と第二電極２３０との間の距離は３０マイクロメートルから３００マイクロメートルの間である。被覆層２４は第二電極層２３に設けられる。第一電極２１０のパターンの辺の数は４より大きく、第二電極２３０の形状は第一電極２１０の形状と相補し、第一電極２１０及び第二電極２３０が発生させる磁力線は被覆層２４中か、或いは被覆層２４を透過させて分布される。

より詳しくは透明絶縁層２２は第一電極層２１と第二電極層２３との間に形成され、透明絶縁層２２の厚さは５マイクロメートルから３０マイクロメートルの間であり、タッチパネル２００の全体の厚さを効果的に薄くし、軽量薄型化の効果を達成させる。

また、第一電極層２１は透明基板２０に形成される。透明基板２０の基材は例えば、ガラス、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレンテレフタラート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎ、ＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＣｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ、ＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）、或いは環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃｏｌｅｆｉｎｃｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＣＯＣ）等の絶縁材料である。

被覆層２４はタッチパネル２００の頂部に設置され、即ち、第二電極層２３の上に形成される。被覆層２４の材質は高透光率の絶縁材料であり、例えばガラス、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）、或いは環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃｏｌｅｆｉｎｃｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＣＯＣ）等である。

さらに、第一電極層２１は発射電極（Ｔｘ）として使用される複数の平行に配列される第一電極列を備える。各第一電極列は複数の第一電極２１０が第一接続部２１１に直列に接続されることで組成され、第一電極列はタッチパネル２００の第一方向に延設される。
本実施形態によると、第一電極２１０の形状は六辺形を呈するが、但しこれに限られず、従来のタッチ電極（図１の参照）の菱形とは異なる。

また、第二電極層２３は第一電極層２１の上に形成される。第二電極層２３と第一電極層２１との間には第二電極層２３と第一電極層２１とを電気的に隔絶させる少なくとも１つの透明絶縁層２２が設けられ、第二電極層２３と第一電極層２１とを粘着させる。

第二電極層２３は電極（Ｒｘ）を配置させる複数の平行に配列される第二電極列を備える。各第二電極列は複数の第二電極２３０が第二接続部２３１に直列に接続されることで組成され、第二電極列はタッチパネル２００の第二方向に延設される。前述の第一方向と第二方向とは実質的に垂直になるが、但しこの限りではない。
本実施形態では、第二電極２３０の形状（例えば図示のような十辺形）は第一電極２１０の六辺形と相補し、従来のタッチ電極（図１の参照）の菱形とは異なる。相補する第一電極２１０と第二電極２３０とはタッチパネル２００の上表面全体を被覆し、隣接する第一電極２１０と第二電極２３０との間の距離は３０マイクロメートルから３００マイクロメートルの間である。これにより、実際の設計及び製造工程上の需要に合わせ第一電極２１０と第二電極２３０との間の距離を選択でき、タッチパネル２００のタッチ効果を大幅に高める。
好ましい実施形態によれば、隣接する第一電極２１０と第二電極２３０との間の距離は３０マイクロメートルから１００マイクロメートルの間である。他の実施形態では、隣接する第一電極２１０と第二電極２３０との間の距離は１００マイクロメートルから３００マイクロメートルの間である。

第一電極２１０及び第二電極２３０の外観形状は相補し合い、両者の間の距離は電極形状及び面積に適合し、光学的可視性（或いは視覚残像）現象を大幅に改善させる。特に、本実施形態は大型のワイドスクリーンの薄型化されたタッチパネルに応用される場合、上述の電極パターンの改変及び相補により、大型のワイドスクリーンタッチパネルの抵抗が過大になる問題を改善させる。また、上述の電極パターン及び間隔の組み合わせにより、第一電極２１０及び第二電極２３０が発生させる磁力線の強度を高め、被覆層２４中か、或いは被覆層２４を透過して分布される磁力線はタッチ位置を検知させる磁力線として用いられる。
具体的には、第一電極２１０と第二電極２３０との間の隣接領域は増加され、タッチ検知量も連れて増加されタッチ効果を高める。図３を例にすると、タッチ検知量は第一接続部２１１と第二接続部２３１との積み重ね領域２５０で提供される以外、第一電極２１０と第二電極２３０との間の多くの他の隣接領域２５１でもタッチ検知量が提供される。
これにより、タッチパネル２００が発生させるタッチ位置を検知させる磁力線の強度は大幅に高まり、実際上の非接触（ｎｏｎｒｅａｌｔｏｕｃｈ）の浮遊感知タッチへの応用に使用されるか、或いは厚い被覆層２４に応用され、被覆層２４の厚さは５（含）センチメートル以内になる。

（第２実施形態）
図５は本考案の第２実施形態によるタッチパネル２００を示す浮遊感知タッチの上面図である。上述の第一電極２１０及び第二電極２３０のパターンは相補し間隔も適合し合い、第一電極２１０と第二電極２３０との間に発生する磁力線は増強され、検知強度の分布範囲は被覆層２４を包括し且つ超過する。
これにより、ユーザーはタッチパネル２００の実際の操作過程に於いて、タッチパネル２００に対し実際上の非接触の浮遊感知の動作（例えば、指を被覆層２４の上方の検知箇所で滑らせる）を行い、操作コマンドを伝送させ、実際にタッチパネル２００に接触する必要はない。

好適な実施の本形態において、第一電極層２１及び第二電極層２３は不透明導電材料により形成される透光（ｌｉｇｈｔ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ）構造を備える。不透明導電材料は、ナノ銀線やナノ銅線等の複数のナノ金属線（ｍｅｔａｌｎａｎｏｗｉｒｅ）であるか、或いはナノ銀ネットやナノ銅ネット等の複数の金属ナノネット（ｍｅｔａｌｎａｎｏｎｅｔ）である。
ナノ金属線或いは金属ナノネットの内径はナノメートル級（数ナノメートルから数百ナノメートルの間）であり、プラスチック材料（例えば樹脂）により固定される。ナノ金属線／金属ナノネットは非常に細いため肉眼では観察できず、ナノ金属線／金属ナノネットにより構成される第一電極層２１及び第二電極層２３の透光性は極めて好ましい。第一電極層２１及び第二電極層２３は感光性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）材料（例えばアクリル）を更に備え、露光及び現像の製造工程で必要な電極パターン（ｐａｔｔｅｒｎ）を形成させる。

（第３実施形態）
この好ましい実施形態では、第一電極層２１及び第二電極層２３の内の何れか１つは透明導電材料により形成される透光構造を備える。透明導電材料は酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌ−ｄｏｐｅｄＺｎＯ、ＡＺＯ）、或いは酸化アンチモン錫（ａｎｔｉｍｏｎｙｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＡＴＯ）等である。

上述の透明絶縁層２２は一層或いは多層の防爆膜（ａｎｔｉ−ｓｐｌｉｔｆｉｌｍ、ＡＳＦ）、光学接着剤（ｏｐｔｉｃａｌｃｌｅａｒａｄｈｅｓｉｖｅ、ＯＣＡ）、或いは他の機能を持つ絶縁層を備える。このほか、第一電極層２１ないしは第二電極層２３が不透明導電材料（例えば金属ナノワイヤ）を含む場合、前記不透明導電材料の上表面か下表面には絶縁層が設けられる。

図６は本考案の第３実施形態によるタッチパネル２００を示す上面図であり、図７は図６の断面線６―６’に沿ってなる断面図である。図６と図７に示すように、タッチパネル２００は複数の絶縁ブロック２６を更に備え、第一電極２１０の上方にそれぞれ設置されると共に第二電極２３０に隣接し、絶縁ブロック２６は第一電極２１０及び第二電極２３０を電気的に絶縁させる。
各絶縁ブロック２６は複数のサブ絶縁ブロック２６１を更に含み、隣接するサブ絶縁ブロック２６１の間の距離は３０マイクロメートルより小さい。然しながら、サブ絶縁ブロック２６１の形状は実際の需要に応じて調整可能であり、例えば三角形、矩形、多辺形、円形、楕円形、環形、ないしはこれらの形状を組合せる。
このように絶縁ブロック２６の設置及びサブ絶縁ブロック２６１の選択と配列により、光が第一電極層２１と第二電極層２３との間の経路を通過するのを調節させ、光学係数を高め第一電極２１０及び第二電極２３０のパターンの可視度を低下させる以外、タッチパネル２００の全体の光学表示効果を更に増強させる。またサブ絶縁ブロック２６１の間の間隙を第一電極層２１が発生させる磁力線に透過させ、タッチパネル２００のタッチ検知効果を高める。

この好ましい実施形態では、絶縁ブロック２６は不透明導電材料により形成される透光（ｌｉｇｈｔ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ）構造を備える。不透明導電材料はナノ銀線やナノ銅線等の複数の金属ナノワイヤ（ｍｅｔａｌｎａｎｏｗｉｒｅ）である。或いはナノ銀ネットやナノ銅ネット等の複数の金属ナノネット（ｍｅｔａｌｎａｎｏｎｅｔ）である。
金属ナノワイヤや金属ナノネットの内径はナノメートル級（数ナノメートルから数百ナノメートルの間）であり、プラスチック材料（例えば樹脂）により固定される。金属ナノワイヤ／ネットは非常に細いため肉眼では視認できず、金属ナノワイヤ／ネットで構成される絶縁ブロック２６の透光性は極めて好ましいものになる。絶縁ブロック２６は感光性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）材料（例えばアクリル）を更に含み、露光及び現像の製造工程で必要な絶縁ブロックの形状及びサブ絶縁ブロックの形状を形成させる。

最後に、ほかの好ましい実施形態では、絶縁ブロックは透明導電材料により形成される透光構造を備える。透明導電材料は酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌ−ｄｏｐｅｄＺｎＯ、ＡＺＯ）、或いは酸化アンチモン錫（ａｎｔｉｍｏｎｙｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＡＴＯ）等である。

以上、本考案はこのような実施形態に限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１００タッチパネル
１１０Ｘ軸電極層
１２０透明絶縁層
１３０Ｙ軸電極層
１４０電極層の積み重ね領域
２００タッチパネル
２０透明基板
２１第一電極層
２１０第一電極
２１１第一接続部
２２透明絶縁層
２３第二電極層
２３０第二電極
２３１第二接続部
２４被覆層
２５０接続部の積み重ね箇所
２５１電極の隣接領域
２６絶縁ブロック
２６１サブ絶縁ブロック

Claims

透明基板と、
前記透明基板に設けられ、複数の平行に配列される第一電極列からなり、且つ各前記第一電極列は複数の第一電極が第一接続部に直列に接続されることで組成される第一電極層と、
前記第一電極層に設けられる少なくとも１つの透明絶縁層と、
前記透明絶縁層に設けられ、複数の平行に配列される第二電極列からなり、且つ各前記第二電極列は複数の第二電極が第二接続部に直列に接続されることで組成され、前記第一電極と前記第二電極との間の距離は３０マイクロメートルから３００マイクロメートルとの間である第二電極層と、
前記第二電極層に設けられる被覆層を備え、
前記第一電極のパターンの辺の数は４より大きく、前記第二電極の形状は前記第一電極の形状と相補し、前記第一電極及び前記第二電極が発生させる磁力線は前記被覆層中か前記被覆層を透過して分布する事を特徴とする、
タッチパネル。
前記少なくとも１つの透明絶縁層の厚さは５マイクロメートルから３０マイクロメートルの間である事を特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一電極の形状は六辺形を呈する事を特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一電極層或いは前記第二電極層は複数の金属ナノワイヤ（ｍｅｔａｌｎａｎｏｗｉｒｅ）ないしは複数の金属ナノネット（ｍｅｔａｌｎａｎｏｎｅｔ）を備える事を特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
前記第一電極層と前記第二電極層との内の何れか１つは酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌ−ｄｏｐｅｄＺｎＯ、ＡＺＯ）、或いは酸化アンチモン錫（ａｎｔｉｍｏｎｙｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＡＴＯ）の何れか一つを含む事を特徴とする、請求項４に記載のタッチパネル。
前記第一電極の上方にそれぞれ対応して設けられると共に前記第二電極に隣接する複数の絶縁ブロックを更に備え、各これら前記絶縁ブロックは複数のサブ絶縁ブロックを更に含み、これら前記サブ絶縁ブロックの間の距離は３０マイクロメートルより小さい事を特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
これらの前記各サブ絶縁ブロックの形状には三角形、矩形、多辺形、円形、楕円形、環形、或いはこれらを組み合わせた形状を含む事を特徴とする、請求項６に記載のタッチパネル。
これら前記絶縁ブロックは複数の金属ナノワイヤ（ｍｅｔａｌｎａｎｏｗｉｒｅ）ないしは複数の金属ナノネット（ｍｅｔａｌｎａｎｏｎｅｔ）を備える事を特徴とする、請求項６に記載のタッチパネル。
これら前記絶縁ブロックは酸化インジウム錫（ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Ａｌ−ｄｏｐｅｄＺｎＯ、ＡＺＯ）、或いは酸化アンチモン錫（ａｎｔｉｍｏｎｙｔｉｎｏｘｉｄｅ、ＡＴＯ）の何れか一つを含む事を特徴とする、請求項６に記載のタッチパネル。
タッチ位置の磁力線を検知させ、その強度の範囲は実際上の非接触（ｎｏｎｒｅａｌｔｏｕｃｈ）の浮遊感知タッチに用いられるか、或いは厚い被覆層を組合せ、被覆層の厚さは５センチメートルに等しいかより小さい事を特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
被覆層の材質にはガラス、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）、或いは環状オレフィンコポリマー（Ｃｙｃｌｉｃｏｌｅｆｉｎｃｏｐｏｌｙｍｅｒ、ＣＯＣ）の何れか一つを含む事を特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。