JP4936936B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルの構造に関する。

各種の電子機器を効率的に使用するために、リモコンや別途の入力装置を使わず液晶表示装置（ＬＣＤ）などの表示面で信号を入力するためのタッチパネルが広く使用されている。このようなタッチパネルは、絶縁基板、絶縁基板の一表面に設けられる透明導電膜、及び透明導電膜に接続される電極対をそれぞれに備え、透明導電膜を互いに導通接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされる一対の電極板と、一対の電極板の外縁の局部的突出領域に狭持され、それら電極板の該電極対に個別に接続される複数の導線を有するフレキシブル配線板とを具備し、ＬＣＤに取り付けられる。このようなＬＣＤ一体型のタッチパネルは、ＬＣＤにそのサイズを合わせるので、ＬＣＤの電極と透明導電膜とを絶縁する、透明導電膜の周囲に設けられた絶縁領域（以後、額縁という）よりタッチパネルの額縁を小さくする必要があるため、フレキシブル配線板と電極板とを導電性接着剤を用いて接着する際に、導電性接着剤が電極板の表示領域に流れ込み、表示領域を狭めることがある。また、導電性接着剤が表示領域に流れ込むことにより、一対の電極板のそれぞれの透明導電膜がショートすることがある。更にフレキシブル配線板を挿入する場所に制限があるので、フレキシブル配線板と電極板の電極対との接触が不良となることがあった。特許文献１は、フレキシブル配線板が電極板の電極対に接続される部分の基板を突出させて、その突出部分でフレキシブル配線板を接続することで、導電性接着剤が溶けても表示領域に流れ込まず、不良の発生を防止できるＬＣＤ一体型のタッチパネルを開示している。

特開２００３−１５０３１５号公報

特許文献１のように、フレキシブル配線板の接続部分の電極板を突出して、そこにフレキシブル配線板を接続すれば、電極板の４辺とも狭い額縁のタッチパネルが実現される。しかし、第１電極板と第２電極板の全面に透明導電膜が形成されているため、突出部があると、その影響で、電極板に電圧を印加する際に生じる電位勾配のリニアリティ（均一な電位分布）が悪化する。

本発明の目的は、上述した突出部があっても、電位勾配のリニアリティが悪化しない、タッチパネルを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によれば以下のような特徴を有するタッチパネルが提供される。

請求項１の発明では、絶縁基板、上記絶縁基板の一表面に設けられる透明導電膜、及び上記透明導電膜に接続される電極対をそれぞれに備え、上記透明導電膜を互いに導通接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされる一対の電極板と、上記一対の電極板の外縁の局部的突出領域に狭持され、それら電極板の上記電極対に個別に接続される複数の導線を有するフレキシブル配線板とを具備するタッチパネルにおいて、上記一対の電極板の少なくとも一方は、上記局部的突出領域が上記透明導電膜から電気的に絶縁され、前記局部的突出領域が前記透明導電膜から電気的に絶縁されている少なくとも一方の前記電極板の、前記局部的突出領域は、該少なくとも一方の電極板の前記絶縁基板の、前記電極対の間に位置する領域から局部的に外方へ突出する基板突部と、前記基板突部の一表面に前記透明導電膜から絶縁して設けられる第２の導電膜とを含むことを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、上記一対の電極板の一方の上記絶縁基板は、上記透明導電膜が設けられるプラスチックフィルムと、上記プラスチックフィルムを支持する剛性板とを含むことを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項２に記載の発明において、上記少なくとも一方の電極板の上記局部的突出領域は、上記プラスチックフィルムの外縁から局部的に外方へ突出するフィルム突部を有し、上記剛性板は、上記プラスチックフィルムの上記フィルム突部以外の部分を支持し、該フィルム突部が前記基板突部を構成することを特徴とする。

請求項４の発明では、絶縁基板、該絶縁基板の一表面に設けられる透明導電膜、及び該透明導電膜に接続される電極対をそれぞれに備え、該透明導電膜を互いに導電接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされる一対の電極板と、該一対の電極板の外縁の局部的突出領域に狭持され、それら電極板の該電極対に個別に接続される複数の導線を有するフレキシブル配線板とを具備するタッチパネルにおいて、上記一対の電極板のそれぞれの上記電極対の間に画定される入力操作領域が、上記局部的突出領域に近接する低分解能の第１操作領域と、上記局部的突出領域から離隔する高分解能の第２操作領域とを含むことを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項４に記載の発明において、上記一対の電極板の一方の上記絶縁基板に、上記第１操作領域と上記第２操作領域とのそれぞれに対応する機能を表示する表示部が設けられることを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項４又は５に記載の発明において、上記一対の電極板の上記透明導電膜の間に略全面に渡って離散的に配置される複数のドットスペーサをさらに具備し、上記第１操作領域における上記ドットスペーサの密度が上記第２操作領域における上記ドットスペーサの密度よりも高いことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、上記局部的突出領域が上記透明導電膜から電気的に絶縁されているので、上記局部的突出領域による、タッチパネルの電位勾配のリニアリティの悪化を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、容易にＬＣＤ等に貼り合わせることができる。

請求項３に記載の発明によれば、上記少なくとも一方の電極板の前記局部的突出領域が、上記剛性板に支持されないから、狭い場所に取り付けるときなどに、取り付ける場所への適応能力がある。

請求項４に記載の発明では、上記一対の電極板のそれぞれの上記電極対の間に画定される入力操作領域において、第１操作領域を、例えばテンキー入力のような低分解能の用途に使用し、第２操作領域を、例えばペン入力のような高分解能の用途に使用することができるので、電位勾配のリニアリティが乱れたとしても、その影響を受け難くなる。

請求項５の発明では、上記第１操作領域と上記第２操作領域とのそれぞれに対応する機能を表示する表示部を、使用者が容易に理解できる。

請求項６の発明では、第１操作領域は、ドットスペーサの密度が高いので、手を突いた程度では入力できないスイッチ入力域などとして使用することができ、上記第２操作領域は、ドットスペーサの密度が低いので、入力荷重が小さくて済む、文字入力域などとして使用することができる。

図１（ａ）は、第１の実施形態のタッチパネル１の平面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ-Ａ断面図を示し、図２はタッチパネル１の一対の電極板２を示す。図３は電極板２に形成される透明導電膜（一般にＩＴＯ（インジウム錫酸化物））５と第２の導電膜６とを模式図的に示し、図４（ａ）、図４（ｂ）は一対の電極板２の一方に電圧を印加させた場合の電流の流れ方（本発明の実施前（図４（ａ））後（図４（ｂ））を模式図的に示す。また、図５は一対の電極板２の他方に電圧を印加させた場合の電流の流れ方（本発明の実施前後）を模式図的に示す。図６（ａ）（ｂ）は、一対の電極板２のいずれにも電圧を印加させた場合のタッチパネルに等格子状に入力した場合の検出座標（本発明の実施前後）を示す。

図１（ａ）、図１（ｂ）、図２および図３に示すようにタッチパネル１は、絶縁基板８、絶縁基板８の一表面に設けられる透明導電膜５、及び透明導電膜５に接続される電極対９をそれぞれに備え、透明導電膜５を互いに導通接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされる一対の電極板２と、一対の電極板２の外縁の局部的突出領域１０に狭持され、それら電極板２の電極対９に個別に接続される複数の導線を有するフレキシブル配線板３とを具備している。一対の電極板２の少なくとも一方は、局部的突出領域１０が透明導電膜５から電気的に絶縁されている。そして、少なくとも一方の電極板は、透明導電膜５から電気的に絶縁されている局部的突出領域１０が、絶縁基板８の電極対９の間に位置する領域から局部的に外方へ突出する基板突部４を含んで形成される。更に、少なくとも一方の電極板の局部的突出領域１０は、基板突部４の一表面に透明導電膜５から絶縁して設けられる第２の導電膜６をさらに含んでいる。

一対の電極板２の少なくとも一方は、局部的突出領域１０が透明導電膜５から電気的に絶縁されているので、局部的突出領域１０による、タッチパネル１の電位勾配のリニアリティの悪化を防止できる。そして、少なくとも一方の電極板２は、透明導電膜５から電気的に絶縁されている局部的突出領域１０が、絶縁基板の電極対の間に位置する領域から局部的に外方へ突出する基板突部４を含んで形成されるので、このような位置に局部的突出領域１０がある場合に、本発明は特に有効である。更に、少なくとも一方の電極板２の局部的突出領域１０は、基板突部４の一表面に透明導電膜５から絶縁して設けられる第２の導電膜６を含むので、タッチパネルの電位勾配のリニアリティの悪化を確実に防止することができる。また、図９のように一対の電極板２の一方の絶縁基板８をプラスチック板８０としてもよい。この場合には、プラスチック板８０を容易にＬＣＤなどに貼り合わせることができる。

このことを例により説明する。図４（ａ）は、従来技術に従って、一対の電極板２の一方の全面に透明導電膜５を形成した場合に、電極対９に電圧が印加された時の電流の流れを模式図的に示し、図４（ｂ）は、第一の実施形態に従って、一対の電極板２の一方に透明導電膜５と第２の導電膜６を形成した場合に、電極対９に電圧が印加された時の電流の流れを模式的に示す。全面に透明導電膜５を形成した場合には、電流が基板突部４に近づくように流れるので、基板突部４付近の電位勾配のリニアリティが悪化することがわかる。

図５は一対の電極板２の他方の電極対９間に電圧が印加された場合の電流の流れを模式図的に示す。電流が電極対９間を流れるため、電極板２の全面に透明導電膜５が形成されても電流の流れは基板突部４付近でも変化しないので、電位勾配のリニアリティが悪化しないことがわかる。従って、基板突部４に第２の透明導電膜６を形成しても、しなくてもどちらでもよい。つまり一対の電極板２の少なくとも一方の局部的突出領域が、透明導電膜から電気的に絶縁されていればよいことがわかる。

図６（ａ）は、一対の電極板２の電極９間に電圧を印加したタッチパネルに、等間隔格子状に入力した場合の検出座標を示す。電極板２の全面に透明導電膜５を形成した時には、電位勾配のリニアリティが悪化するため、基板突部４付近の検出座標が等間隔の格子状でなくなり、例えば、ユーザーが図６（ａ）の１番右側の上から２番目の格子内を押したつもりであっても、１番右側の１番上の格子を押したと判断されることがある。これに対して、透明導電膜５と第２の導電膜６とを形成した時には、基板突部４付近であっても検出座標は等間隔の格子状なので、そのような誤った判断は生じない。

第二の実施形態のタッチパネル１０１は、一対の電極板２の少なくとも一方の基板突部４に第２の導電膜６を形成しないことを除き、第一の実施形態のタッチパネル１と実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。図７は、第二の実施形態の電極板２の透明導電膜１０５の形状を示している。少なくとも一方の電極板２の局部的突出領域１０は、基板突部４の一表面に直接に形成されて前記電極対に個別に接続される端子対を有する。一対の電極板２の少なくとも一方の基板突部４には、第２の導電膜６が形成されていない。このため、タッチパネル１０１の電圧勾配のリニアリティの悪化を防止できるとともに、第一の実施形態のように一対の電極板２の基板突部４の第２の導電膜６と、透明導電膜５との間を分断する絶縁層を形成する必要がないので、第一の実施形態に比べてタッチパネルの製造工数を削減できる。また、本実施形態の透明導電膜１０５は、透明導電膜１０５を一対の電極板２の全面に形成した後で、基板突部４の透明導電膜を後で除去することもできる。更に、基板突部４に第２の透明導電膜６が形成されないので、従来、ショートを防ぐためにその部分に必要であった絶縁層も不要となる。また、図９のように一対の電極板２の一方の絶縁基板８をプラスチック板８０としてもよい。この場合には、プラスチック板８０を容易にＬＣＤなどに貼り合わせることができる。

図８は変形例のタッチパネル２０１の図Ａ-Ａ線に沿った断面図を示す。タッチパネル２０１は、第一の実施形態のタッチパネル１または第二の実施形態のタッチパネル１０１の一対の電極板２の一方の絶縁基板２０８は、プラスチックフィルム１２を有し、プラスチックフィルムの電極板２に対向する面とは反対側の外面を、透明プラスチック板１３に接着剤１１で貼り合わせている。それ以外は、第一または第二の実施形態と実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。

一対の電極板２の一方の絶縁基板２０８は、透明導電膜５が設けられるプラスチックフィルム１２と、プラスチックフィルム１２を支持する剛性板１３、例えば透明プラスチック板１３とを含む。プラスチックフィルム１２と透明プラスチック板１３を接着剤１１で貼り合わせたので、タッチパネル２０１の強度が増すと共に、容易にＬＣＤ等に貼り合わせることができる。なお、第一の実施形態または第二の実施形態において、絶縁基板８をプラスチック板８０とした場合には、更に透明プラスチック板１３を貼り合わせる必要がないことは、明らかである。

図１０は更なる変形例のタッチパネルの図１のＡ-Ａ線に沿った断面図を示す。タッチパネル３０１は、タッチパネル２０１の一対の電極板の一方の基板突部４に、透明プラスチック板３１３が貼り合わされないように、透明プラスチック板３１３を矩形形状に成形した以外は、第一または第二の実施形態と実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。少なくとも一方の電極板２の前記局部的突出領域１０は、プラスチックフィルム１２の外縁から局部的に外方へ突出するフィルム突部を有し、剛性板３１３は、プラスチックフィルム１２のフィルム突部以外の部分を支持する。基板突部４に、透明プラスチック板３１３が貼り合わされないように、透明プラスチック板３１３を矩形形状に成形したので、狭い場所に取り付けるときなどに、取り付ける場所への適応能力がある。

図１１は、第三の実施形態のタッチパネルの図１のＡ-Ａ線に沿った断面図を示す。タッチパネル４０１に、第１操作領域１８と第２操作領域１９を設けた以外は、第一の実施形態と実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。一対の電極板２のそれぞれの電極対９の間に画定される入力操作領域が、局部的突出領域１０に近接する低分解能の第１操作領域１８と、局部的突出領域１０から離隔する高分解能の第２操作領域１９とを含む。第１操作領域１８は、例えばテンキー入力のような低分解能の用途に使用し、第２操作領域１９は、例えばペン入力のような高分解能の用途に使用するので、電位勾配のリニアリティが乱れたとしても、その影響を受け難くなる。更に、一対の電極板２の局部的突出領域１０が透明導電膜５から電気的に絶縁されていなくても、一対の電極板２のそれぞれの電極対９の間に画定される入力操作領域が、局部的突出領域１０に近接する低分解能の第１操作領域１８と、局部的突出領域１０から離隔する高分解能の第２操作領域１９とを含む場合には、上述のように電位勾配のリニアリティが乱れたとしても、その影響を受け難くなる。

図１２は第三の実施形態の変形例の平面図を示す。タッチパネル５０１は、表示部１５が絶縁基板８または、透明プラスチック板１３に貼り付けられている以外は、第三の実施形態と実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。一対の電極板２の一方の絶縁基板８に、第１操作領域１８と第２操作領域１９とのそれぞれに対応する機能を表示する表示部１５が設けられている。第１操作領域１８と第２操作領域１９とのそれぞれに対応する機能を表示する表示部１５が設けられたので、使用者が容易にどんな機能があるのか理解できる。

図１３は第三の実施形態の更なる変形例の側面図を示す。第５の実施形態のタッチパネル６０１は、一対の電極板２の一方に間隔の異なるドットスペーサ１４を設けている以外は、第三の実施形態と実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。一対の電極板２の透明導電膜５の間に略全面に渡って離散的に配置される複数のドットスペーサ１４をさらに具備し、第１操作領域１８におけるドットスペーサ１４の密度が第２操作領域１９におけるドットスペーサ１４の密度よりも高い。従って第１操作領域１８は、手を突いた程度では入力できないスイッチ入力域などとして使用することができ、第２操作領域１９は、ドットスペーサ１4の密度が低いので、入力荷重が小さくて済む、文字入力域などとして使用することができる。

第一の実施形態のタッチパネルの平面図（ａ）とＡ-Ａ断面図（ｂ）である。 第一の実施形態のタッチパネルの一対の電極板を示した図である。 第一の実施形態のタッチパネルの電極板に形成される透明電極膜を示した図である。 タッチパネルの一対の電極板の一方に電圧を印加させた場合の電流の流れを、従来技術（ａ）と本発明（ｂ）とに分けて模式図的に示した図である。 タッチパネルの一対の電極板の他方に電圧を印加させた場合の電流の流れを模式図的に示した図である。 一対の電極板に電圧を印加させたタッチパネルに等間隔格子状に入力した場合の検出座標を示した図である。 第二の実施形態の電極板の透明電極膜を示した図である。 変形例のタッチパネルの図１（ａ）のＡ-Ａ線に沿った断面図である。 図１と図７の絶縁基板８を透明プラスチック板８０に変えた場合のタッチパネルを示す図である。 更なる変形例のタッチパネルの図１のＡ-Ａ線に沿った断面図である。 第三の実施形態のタッチパネルの図１のＡ-Ａ線に沿った断面図である。 第三の実施形態の変形例のタッチパネルの平面図である。 第三の実施形態の更なる変形例のタッチパネルの図１のＡ-Ａ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ タッチパネル
２ 電極板
３ フレキシブル配線板
４ 基板突部
５ 透明導電膜
６ 第２の導電膜
７ 粘着部材
８ 絶縁基板
９ 電極対
１０ 局部的突出領域
１１ 接着剤
１２ プラスチックフィルム
１４ ドットスペーサ
１８ 第１操作領域
１９ 第２操作領域

Claims (6)

1. 絶縁基板、該絶縁基板の一表面に設けられる透明導電膜、及び該透明導電膜に接続される電極対をそれぞれに備え、該透明導電膜を互いに導通接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされる一対の電極板と、該一対の電極板の外縁の局部的突出領域に狭持され、それら電極板の該電極対に個別に接続される複数の導線を有するフレキシブル配線板とを具備するタッチパネルにおいて、
   前記一対の電極板の少なくとも一方は、前記局部的突出領域が前記透明導電膜から電気的に絶縁され、
   前記局部的突出領域が前記透明導電膜から電気的に絶縁されている少なくとも一方の前記電極板の、前記局部的突出領域は、
   該少なくとも一方の電極板の前記絶縁基板の、前記電極対の間に位置する領域から局部的に外方へ突出する基板突部と、
   前記基板突部の一表面に前記透明導電膜から絶縁して設けられる第２の導電膜とを含むこと、
   を特徴とするタッチパネル。
2. 前記一対の電極板の一方の前記絶縁基板は、前記透明導電膜が設けられるプラスチックフィルムと、該プラスチックフィルムを支持する剛性板とを含む、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記少なくとも一方の電極板の前記局部的突出領域は、前記プラスチックフィルムの外縁から局部的に外方へ突出するフィルム突部を有し、前記剛性板は、該プラスチックフィルムの該フィルム突部以外の部分を支持し、該フィルム突部が前記基板突部を構成する、請求項２に記載のタッチパネル。
4. 絶縁基板、該絶縁基板の一表面に設けられる透明導電膜、及び該透明導電膜に接続される電極対をそれぞれに備え、該透明導電膜を互いに導電接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされる一対の電極板と、該一対の電極板の外縁の局部的突出領域に狭持され、それら電極板の該電極対に個別に接続される複数の導線を有するフレキシブル配線板とを具備するタッチパネルにおいて、
   前記一対の電極板のそれぞれの前記電極対の間に画定される入力操作領域が、前記局部的突出領域に近接する低分解能の第１操作領域と、前記局部的突出領域から離隔する高分解能の第２操作領域とを含むこと、を特徴とするタッチパネル。
5. 前記一対の電極板の一方の前記絶縁基板に、前記第１操作領域と前記第２操作領域とのそれぞれに対応する機能を表示する表示部が設けられる、請求項４に記載のタッチパネル。
6. 前記一対の電極板の前記透明導電膜の間に略全面に渡って離散的に配置される複数のドットスペーサをさらに具備し、前記第１操作領域における該ドットスペーサの密度が前記第２操作領域における該ドットスペーサの密度よりも高い、請求項４又は５に記載のタッチパネル。

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