JP3216168U - タッチパッドの信号伝送ケーブル組み合わせ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパッドの信号伝送ケーブル組み合わせ構造を提供する。【解決手段】少なくとも一つの透明な基板１と、透明なタッチセンサ２と、少なくとも一つのブリッジポート３と、信号伝送ケーブル５とを備える。基板の中央箇所は可視区域１３であり、周囲エッジ区域は遮蔽区域１２ａである。タッチセンサは、マトリクス状に配列された複数のタッチセンサユニットを有し、基板の可視区域に配置される。各タッチセンサユニットは、それぞれ１本の導線によって、接合ポート４内の電気接点４１に接続される。信号伝送ケーブルは、接合ポートに接続され、動作のためにセンサ信号をタッチパッド制御ユニットに送信することができる。ブリッジポートは、基板の遮蔽区域内に配置され、接合ポートは、基板の遮蔽区域内に配置される。そして、接合ポート内の電気接点は等間隔に配置され、信号伝送ケーブルの銅箔導線５３は、接合ポート内の電気接点と対応して接続する。異方導電性ゲルを接着剤として両者を電気的に結合させる。【選択図】図１

Description

本考案はタッチパッドの構造に関し、特に、タッチパッドの信号伝送ケーブル組み合わせ構造の改善に関する。

タッチパッドは現在、各種の電子製品に広く応用されており、フレンドリーなヒューマンコミュニケーションインターフェースの重要な要素となっている。
一般的に、タッチパッド構造は大抵透明な基板を含み、前記基板上にタッチセンサが設けられ、該タッチセンサの中央部をタッチセンサ反応区域とする。
また、その周囲エッジを回路区域とし、前記回路区域内に前述のタッチセンサに接続された複数の信号導線が配置され、より広い回路区域のうちの１つでは、電気接点の接合部が配置され、信号導線が接続部のそれぞれの電気接点に電気的に接続される。
前記接合部は一つの信号伝送ケーブルと重なって結合し、両者に設けられた電気接点がそれぞれ対応するように結合することができる。これにより、タッチセンサ区域のタッチ信号は、信号導線及び信号伝送ケーブルを介して後段の信号処理回路に伝達される。
組立使用時には、タッチパッドの基板が液晶表示幕(LCD)または液晶表示モジュール(LCM)の前面に重ねて設け、その信号伝送ケーブルがLCDまたはLCDの背面に曲げられて貼付される。

しかし、現在の電子製品の設計は軽薄短小が時代の主流であり、製品構造が精密であるほど外観デザインには多種変化が伴う。特に、パネルの設計については、画像表示面積、タッチ操作面積が大きくなるほど周囲箇所がより薄型化、小型化することが好ましい。
前述した時代の要求に符合させるため、タッチパッド周辺のエッジにある回路区域の幅を縮小しなければならない。特に、接合部を設けた回路区域への影響はさらに深刻である。信号導線の配置空間の著しい縮小と、接合部の面積縮小化の結果、製造プロセスでの加工精度が高度になり、生産技術の難度が上昇、製造歩留まりの低下を引き起こしている。
それと同時に、面積を縮小した接合部と信号伝送ケーブルを組み合わせる時も、組み合わせの精度不良が起き易く、粘着固定性が確実でないため、タッチ信号の伝送効率に問題を生じさせている。特に、新しいタッチパッドの設計において、現在使用されている信号伝送ケーブルの数は、しばしば１００本ものものであるため、上記のような問題はより深刻である。

台湾特許出願第１０２２００１０６号「タッチパネル信号伝送ケーブルのブリッジ組み合わせ構造」には、透明な基板上に設けられた複数のタッチセンサユニットを、それぞれ、基板遮蔽部、この電気接点に信号導線で接続することが開示されている。
前記電気接点に絶縁膜を被覆することにより、絶縁膜の電気接点に対応する位置に、貫通孔を形成し、隣り合う２つの貫通孔の間にブリッジ電線を設けて、電気接点が互いに直列に接続されている。これによって、信号伝送ケーブルとの重ね合わせの電気接点数を大幅に減らして、ケーブル接続の精度と安定性を促進し、製品の良率を向上する。
しかし、前記解決策では、電気接点、ブリッジ電線および信号伝送ケーブルの組み合わせ構造が同じ区域に配置され、それによって、配置されるエッジの幅が増大する。更に、信号伝送ケーブルは軟性プリント基板(FPC)を用いており、設計に際しては、メーカーにオーダーメイドする必要がある。少量な注文ができないだけでなく、構成部品の材料が高価で、外的影響も多く、製造工期が遅れることがよくある。

台湾特許出願第１０２２００１０６号

上記課題を解決するために、本考案は一種のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造の改善を提供する。タッチセンサに接続される電気接点、ブリッジ電線及び信号伝送ケーブルの組み合わせ構造は、タッチパッドのカラーフレームの幅の増加を避けるために、それぞれ異なる区域に配置される。また、タッチセンセンサユニットの信号線を結合ポートの電気接点に接続し、この電気接点の設定仕様を現在市販されている、規格化されたフレキシブルケーブルに対応させて構成することができる。
これにより、部品材料コストを大幅に低減し、組合せ製品の信頼性を高め、プロセスに悪影響を及ぼす変数を排除し、生産能力を速め、かつオーダーメイドの小量多様化の製品発注に適し、販売ビジネスの柔軟性と競争力の向上を強化する。

前述の目的を達成するために、本考案の提供する、一種のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造の改善は少なくとも一つの透明な基板、一つの透明なタッチセンサ、および一つの信号伝送ケーブルを含む。

前記基板の中央箇所は一つの可視区域であり、遮蔽区域を形成するために、底面の周囲エッジ区域にカラーフレームが設けられる。前記タッチセンサは、マトリックス状に配列された複数のタッチセンサユニットを有し、前記基板の可視区域に設けられる。
各タッチセンサユニットは、それぞれ、一つの信号導線によって接合ポート(Bonding Pad)、この電気接点に接続される。前記信号伝送ケーブルは前記接合ポート(Bonding Pad)に引き継がれ、センサ信号をタッチパッド制御ユニットに伝達して演算を行うことができる。前記接合ポートは、前記基板の遮蔽領域に設けられており、前記接合ポート、この各電気接点間は等間隔に配列され、前記電気接点間の間隔が前記銅箔導線と同一となるように配置される。

前記信号伝送ケーブルの銅箔導線は、前記接合ポート、この電気接点と互いに対応して接続し、異方性導電性ゲル(Anisotropic Conductive Film；ACF)を接着剤として両者を電気的に結合する。特に、前記信号伝送ケーブルはフレキシブル配線(Flexible Flat Cable；FFC)であり、上下２層のフレキシブル絶縁薄膜を複数等間隔に平行に並べた扁平状銅箔導線を巻き付けることにより、作製されるのである。

特に、本考案のタッチパッド信号ケーブルブリッジ構造の改善は、少なくとも一つのブリッジポートを含み、該ブリッジポートは、前記基板の遮蔽区域に設置され、前記ブリッジポートに複数のブリッジ接点が設けられる。
前記各ブリッジ接点は、それぞれ、前記各タッチセンサユニットに電気的に接続される。前記ブリッジポートの上方に絶縁膜を設け、前記絶縁膜に複数の貫通孔を設けて、前記ブリッジ接点に対応できる。また、同一軸上の二つ隣接する、前記貫通孔間の上面にブリッジ導線を設け、同一軸線上の各ブリッジ接点を互いに電気的に直列に接続し、前記接合ポートの電気接点に電気的に接続する。
特に、タッチセンサは、交互静電容量式タッチセンサであり、基板可視区域の上面に配置された複数のセンサアレイを含む。前記センサアレイは、一つのセンサ電極及び複数駆動電極を含み、前記センサ電極と前記複数の駆動電極とを互いに相補的なパターンで対応して配置する。
且つ、各前記駆動電極及び前記センサ電極は、それぞれ前記ブリッジポートのブリッジ接点に前記信号導線によって電気的に接続される。センサ電極は、信号導線によって接合ポートの電気接点に直接電気的に接続される。

本考案は一種のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造の改善であり、部品材料コストを大幅に低減し、組合せ製品の信頼性を高め、プロセスに悪影響を及ぼす変数を排除し、生産能力を速め、かつオーダーメイドの小量多様化の製品発注に適し、販売ビジネスの柔軟性と競争力の向上を強化する効果を有する。

本考案部材分離の模式図である。 本考案部材の組み合わせを示す正面図である。 図１のＡ部の拡大図である。 図１のＡ部における誘導電極の配線図である。 図１のＡ部の駆動電極の配線図である。 本考案のブリッジ部材の組み合わせの概略図である。 図６のＢ部の拡大図である。

次に、本考案のその他の効果及び技術特徴についての説明に入る。本技術の熟知者は、以下の説明を読めば本考案の実現が可能となる。

図１および図２に示すように、本実施例では、主に、透明の基板１、透明なタッチセンサ２、ブリッジポート３、接合ポート４及び一信号伝送ケーブル５を備える。

このうち、基板１は優れた機械強度を備えた高い光透過率の薄板であり、その材料は、各種ガラス、ポリメタクリル酸メチル樹脂（PMMＡ）、ポリカーボン（PC）、ポリエチレンテレフタラート（PET）、或いはシクロオレフィンコポリマー（COC）から選択するが、その実施範囲は前記材料に制限されないものとする。
基板１の底面周囲エッジ箇所にはカラーフレーム１２を設け、該カラーフレーム１２は非導電性材料により形成される不透明の薄膜層である。前記非導電性材料は、インク、フォトレジスト(photoresist)等の材料から選択するが、材料の選択範囲は前記に制限されないものとする。
また、前記材料は、印刷、塗布等の技術手段を用いて、基板の底面周囲エッジ箇所に厚さ約１５μｍの薄膜層を形成する。尚、前述に基づく基板上の周囲エッジ箇所にはフレーム型の遮蔽区域１２ａと中央箇所の可視区域１３を形成して区切る。

図１及び図３〜図５に示すとおり、本実施例中の透明なタッチセンサ２は、交互静電容量式タッチセンサであり、センサアレイ２０は、基板可視区域１３の上面に設け、各センサアレイ２０は、一つのセンサ電極２１及び多数の駆動電極２２を備える。
センサ電極２１は、駆動電極２２と互いに相補的なパターンを対応して設け、各駆動電極２２は、信号導線２３によってブリッジポート３のブリッジ接点２４に電気的に接続し、前記センサ電極２１は、信号導線２７から接合ポート４の電気接点４１に直接電気的に接続される。
前記タッチセンサ２は高い光透過率の材質からなり、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛（IZO）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡZO）或いはポリエチレンジオキシチオフェン（PEDOT）等の透明材質の薄膜から選択する。好ましいのは、タッチセンサ２を直接基板上に設置し、エッチング或いはレーザーを用いて必要な回路図案を直接描き出す方法である。

図６および図７に示すように、前述したブリッジポート３は、前記基板の遮蔽区域１２ａに設置され、このブリッジポート３の上面には絶縁膜３１が覆われる。
この絶縁膜は、前記ブリッジ接点２４に対応する位置に貫通孔３１ａを開設し、絶縁膜３１上面にブリッジ電線２を設ける。
前記ブリッジ電線３２は、X方向軸線の二つ隣接貫通孔３１ａ間にまたがって、前記ブリッジ電線３２の二端は、貫通孔３１ａのブリッジ接点２４にそれぞれ電気的に接続される。これにより、同一X方向軸線上の各ブリッジ接点２４を互いに直列に並列に電気的に一つの信号導線２７に接続する。
前記信号導線２７は、前記遮蔽区域１２ａの範囲に沿って、接合ポート４の電気接点４１に接続するように設ける。
上記の説明は、前記ブリッジ電線３２の直列X方向軸線の二つ隣接貫通孔３１ａを例に挙げたが、実施可能な連結範囲はこれに限定しない。

前記ブリッジポート３の構造設計により、関連する各電気接点が互いに直列に連結され、信号導線の配置数および遮蔽区域１２ａの幅が大幅に減少するため、前記導電接点の設置面積を拡大することができる。信号伝送ケーブル５とのグループ接合精度と安定性を促進し、生産技術の難易度を低減し、重ね合わせユニットの良率及びその組合せ後の信頼性を向上する。
また、信号伝送ケーブルの配線面積を縮小できるため、薄型軽量の構造設計に応用でき、材料コストを節約できる。

なお、図１、図２および図６に示すように、前述の接合ポート４は、当該基板側辺の遮蔽区域１２ａに設けられるが、このブリッジポート３の設置する所は、それぞれ当該基板の異なる側辺である。
なお、本実施例で使用する信号伝送ケーブル５は、一般市販のフレキシブル配線(FFC)である。
これは、上下２層のフレキシブル絶縁薄膜５１、５２(例えば、PET基材)の中間に等間隔に平行に配列された複数の扁平状銅箔導線５３からなるものである。
前記信号伝送路５の先端は、前述した接合ポート４に接合することができ、前記銅箔導線５３と前記接合ポート４、この電気接点４１とが互いに対応して配置される。
異方性導電性ゲル(ACF)を接着剤として両者を電気的に結合し、これにより、前記タッチセンサ２上でトリガされるセンサ信号が、前記信号伝送ケーブル５を介して、タッチパッド制御ユニット(図面に表示されていない)に転送され、演算されることが可能となる。
特に、前記接合ポート４、この任意の二つの隣り合う電気接点４１間の間隔設定は、一般市販のフレキシブル配線上の銅箔導線５３でよく用いられる距離規格と同一であることが望ましい。
これによって部品の材料コストを大幅に下げて、組合せ製品の信頼性を高めて、プロセス中の不利な影響の変数を排除して、生産能力を加速する。しかもオーダーメイドの小量多様化の製品発注、増産販売業務の柔軟性と製品の競争力に適している。前記説明は、交互静電容量式タッチセンサの構造を実施例として説明したが、その実施範囲はこれに制限されず、例えば、抵抗式のタッチセンサや電磁誘導式のタッチセンサ等、その他の各種タッチセンサにも適用する。

なお、前述した実施例では、タッチセンサ２の各部の信号導線２７を一つの接合ポート４に集め、さらに単一の信号伝送ケーブル５に重ねて使用してセンサ信号を伝送する。
タッチパッドの設計生産の実務に限って、例えば異なる形式のセンサの図案、異なる信号導線の配置方式の情況など、一つ以上の接合ポートを設け、それぞれに信号伝送ケーブルを重ねて接続し、センサ信号を送信することにより、製品の相違性の需要に応じることができる。

本考案は、図面を参考に具体的な実施例を組み合わせて説明を行ってきたが、注意すべき点は、本技術の熟知者によって各種変化や修正を加えることが可能な点にある。この種の変化や修正については、添付の実用新案登録請求の範囲に定義する本考案の範囲内に含まれるものとする。

１ 基板
１２ カラーフレーム
１２ａ 遮蔽区域
１３ 可視区域
２ タッチセンサ
２０ センサアレイ
２１ センサ電極
２２ 駆動電極
２３ 信号導線
２４ ブリッジ接点
２５ 電気接点
２６ 電気接点
２７ 信号導線
３ ブリッジポート
３１ａ 貫通孔
３１ 絶縁膜
３２ ブリッジ電線
４ 接合ポート
４１ 電気接点
５ 信号伝送ケーブル
５１ 絶縁薄膜
５２ 絶縁薄膜
５３ 銅箔導線

Claims (6)

1. 一種のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造であり、少なくとも一つの透明な基板と、一つの透明なタッチセンサと、信号伝送ケーブルとを備え、
   前記基板の中央箇所は可視区域であり、そして、遮蔽区域を形成するため、底面の周囲エッジ区域に、カラーフレームが形成され、
   前記タッチセンサは、マトリクス状に配置され、前記基板の可視区域に配置された複数のタッチセンサユニットを有し、
   前記タッチセンサユニットは、信号導線によって接合ポート内の電気接点にそれぞれ接続され、前記信号伝送ケーブルは前記接合ポートに接続され、演算を行うためにセンサ信号をタッチパッド制御ユニットに送信することができ、
   前記信号伝送ケーブルは、フレキシブル絶縁薄膜上に、複数の等間隔に平行に配列された扁平状銅箔導線が設けられ、前記接合ポートは基板の遮蔽区域内に配置され、前記接合ポート内の各電気接点は等間隔に配置され、そして、電気接点間の間隔は、銅箔導線間の間隔と同じであり、異方導電性ゲルを接着剤として両者を電気的に結合させることを特徴とする、タッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造。
2. 前記信号伝送ケーブルは、フレキシブルケーブルであり、等間隔に配置され、複数の平らな銅箔導線に巻き付けられた、上下２つの層の可撓性絶縁薄膜から構成されることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造。
3. 少なくとも一つのブリッジポートを更に備え、前記ブリッジポートは前記基板の遮蔽区域内に配置され、前記ブリッジポート内には複数のブリッジ接点が設けられ、
   前記ブリッジポート上は絶縁膜で覆われ、絶縁膜には前記ブリッジ接点に正確に対応する、複数の貫通孔が設けられ、そして、同じ軸上の二つの隣接する、貫通孔間の上面にブリッジ導線を設け、
   同じ軸上の前記ブリッジ接点が互いに電気的に直列に接続され、接合ポート内の電気接点に電気的に接続することを特徴とする、請求項１に記載のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造。
4. タッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造において、前記タッチセンサは、一つの交互容量式タッチセンサであることを特徴とする、請求項３に記載のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造。
5. 前記タッチセンサは、基板の可視区域の上面に配置された複数のセンサアレイを含むことを特徴とする、請求項４に記載のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造。
6. 前記センサアレイは、センサ電極と複数の駆動電極とを含み、そして、前記センサ電極と前記複数の駆動電極とが互いに相補的なパターンを対応して配置され、また、各前記駆動電極は、前記ブリッジポート、この前記ブリッジ接点に、それぞれ前記信号導線によって電気的に接続され、
   前記センサ電極は、前記信号導線によって前記接合ポート内の電気接点に直接電気的に接続されることを特徴とする、請求項５に記載のタッチパッド信号ケーブル組み合わせ構造。

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