JP5136086B2

JP5136086B2 - タッチパネル

Info

Publication number: JP5136086B2
Application number: JP2008016121A
Authority: JP
Inventors: 保彦林
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: CN101498978A; US8223135B2; US20090189872A1; CN101498978B; JP2009176199A

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、液晶表示素子等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を視認しながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の様々な機能の切換えを行うものが増えており、確実な操作を行えるものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図４〜図６を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、各図面は部分的に寸法を拡大して表している。

図４は従来のタッチパネルの断面図、図５は同上基板の平面図、図６は同下基板の平面図であり、同図において、１はフィルム状または薄板状で光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面にはエッチング加工等によって、略矩形で酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、上導電層３の前後端には銀等の一対の前電極５と後電極６が、下導電層４の上導電層３とは直交方向の左右端には、一対の左電極７と右電極８が各々形成されると共に、これらが上導電層３や下導電層４外周を延出し、前端部には複数の導出部５Ａや６Ａ、７Ａや８Ａが設けられている。

また、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、下基板２上面の外周内縁には略額縁状のスペーサ９が設けられ、このスペーサ９の上面に塗布形成された接着層１０によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の空隙を空けて対向している。

さらに、１１はフィルム状の配線基板で、後端が上基板１と下基板２前端の間に挟持されると共に、合成樹脂内に導電粒子を分散した異方導電接着剤（図示せず）等によって、上下面に形成された複数の配線パターン１２と１３の後端が、導出部５Ａと６Ａ、７Ａと８Ａに各々接着接続されて、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、配線基板１１の複数の配線パターン１２と１３の前端が、接続用コネクタや半田付け等によって機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から配線基板１１の複数の配線パターン１２や１３を介して、前電極５と後電極６及び左電極７と右電極８から上導電層３の前後端、及びこれと直交方向の下導電層４の左右端へ順次電圧が印加され、これらの電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニューが表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１上面を押圧操作すると、配線基板１１の複数の配線パターン１２や１３を介して、この操作した位置を電子回路が検出することによって、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。

なお、このような操作位置の検出を行う場合、電子回路からは上導電層３の前後端と下導電層４の左右端に、一般にＤＣ３〜５Ｖ前後の電圧が印加されるが、前電極５や後電極６、左電極７や右電極８を通電する際、特に延出した寸法の長い電極においては、これらの固体抵抗によって電圧降下が生じ、各電極間の電圧値に差異が発生する。

すなわち、図５に示すように、上導電層３の後端から上基板１左端に延出し、さらに上基板１前端に延出した、他の電極に比べ長い寸法の後電極６においては、例えば、導出部６Ａに近い点Ａでは０．１Ｖであった電圧降下が、点Ｂでは０．１５Ｖ、点Ｃでは０．２Ｖというように、導出部６Ａから離れるほど電圧降下が大きくなってしまうものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００７−３１０５４０号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、上導電層３の前後端や下導電層４の左右端から延出した各電極、特に延出した寸法の長い後電極６等において、電圧降下によって電圧値に差異が発生するため、操作位置の検出に誤差が生じてしまう場合があるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤差が少なく、確実な操作が可能なタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された光透過性の下基板と、上記上導電層の前端である第１端に形成された前電極と、上記上導電層の後端である第２端に形成された後電極と、上記下導電層の左端である第３端に形成された左電極と、上記下導電層の右端である第４端に形成された右電極からなり、上記前電極は上記上導電層の上記第１端から延出した第１導出部が形成された端部を有し、上記後電極は上記上基板の略全周を囲むように上記上導電層の上記第１端側に延出した第２導出部が形成された端部と、第３導出部が形成された端部を有し、上記左電極は上記上導電層の上記第１端側に延出した第４導出部が形成された端部を有し、上記右電極は上記上導電層の上記第１端側に延出した第５導出部が形成された端部を有したタッチパネルを構成したものであり、後電極を上基板の外周内縁を囲むように略コの字状に形成し、この両端の電圧を検出することによって、電極の固体抵抗による電圧降下が小さくなるため、誤差が少なく、確実な操作が可能なタッチパネルを得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、誤差が少なく、確実な操作が可能なタッチパネルを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図、図２は同上基板の平面図、図３は同下基板の平面図であり、同図において、１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルム状またはガラス等の薄板状で光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には略矩形で酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、上導電層３の前端には銀やカーボン等の前電極５が、後端には同じく後電極１６が各々形成されると共に、略Ｔ字状の前電極５前端には導出部５Ａが設けられ、上基板１の略全周に外周内縁を囲むように延出した略コの字状の後電極１６の左右端には、導出部１６Ａと１６Ｂが設けられている。

また、下導電層４の上導電層３とは直交方向の左右端には、同じく銀やカーボン等の一対の左電極７と右電極８が各々形成され、これら略Ｌ字状の左電極７と右電極８の前端には導出部７Ａと８Ａが設けられている。

さらに、下導電層４上面にはエポキシやシリコーン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、下基板２上面の外周内縁には略額縁状でポリエステルやエポキシ等のスペーサ９が設けられ、このスペーサ９の上面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層１０によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の空隙を空けて対向している。

そして、２１はポリイミドやポリエチレンテレフタレート等のフィルム状の配線基板で、後端が上基板１と下基板２前端の間に挟持されると共に、エポキシやアクリル、ポリエステル等の合成樹脂内に、ニッケルや樹脂等に金メッキを施した複数の導電粒子を分散した異方導電接着剤（図示せず）等によって、上下面に形成された複数の配線パターン２２Ａ〜２２Ｅの後端が、導出部１６Ａと５Ａ、７Ａと８Ａ、１６Ｂに各々接着接続されている。

また、後電極１６右端の導出部１６Ｂに接続された配線パターン２２Ｅは、貫通孔内に銀等を充填したスルーホール２３等によって、後電極１６左端の導出部１６Ａに接続された配線パターン２２Ａに接続されて、タッチパネルが構成されている。

なお、このようなタッチパネルを製作する際には、先ず、片面全面にスパッタ法等によって、酸化インジウム錫等の導電層が形成された上基板１と下基板２の下面や上面の上導電層３や下導電層４を形成する箇所を、合成樹脂等で覆ってマスキング膜を形成した後、これらを所定の溶液に浸漬しエッチング加工して、マスキングした箇所以外の導電層を溶融除去し、マスキング膜を剥離し水洗い等によって洗浄する。

そして、この略矩形の上導電層３や下導電層４が形成された上基板１と下基板２に、スクリーン印刷等によって、銀やカーボン等の前電極５や後電極１６、左電極７や右電極８を形成すると共に、下導電層４上面に同じくスクリーン印刷等によって、複数のドットスペーサやスペーサ９を形成した後、このスペーサ９の上面に接着層１０を塗布形成する。

また、両面全面に銅箔が貼付されたフィルム状のシートをエッチング、あるいはフィルム状のシートにスクリーン印刷等を行って、上下面に複数の配線パターン２２Ａ〜２２Ｅを形成した後、必要に応じてスルーホール２３等を形成し、外形を切断して配線基板２１を作製する。

さらに、接着層１０によって上基板１と下基板２を貼り合わせると共に、配線基板２１後端を上基板１と下基板２前端の間に挟持し、異方導電接着剤等によって配線パターン２２Ａ〜２２Ｅの後端を、導出部１６Ａと５Ａ、７Ａと８Ａ、１６Ｂに各々接着接続して、タッチパネルが完成する。

なお、この上基板１と下基板２の前端と配線基板２１後端が挟持された箇所に、アクリルやシリコーン等の接着剤を塗布すれば、配線基板２１の保持をより強固なものとすることができる。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、配線基板２１の複数の配線パターン２２Ａ〜２２Ｅ前端が、接続用コネクタや半田付け等によって機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

そして、電子回路から配線基板２１の複数の配線パターン２２Ａ〜２２Ｅを介して、前電極５と後電極１６及び左電極７と右電極８から上導電層３の前後端、及びこれと直交方向の下導電層４の左右端へ順次電圧が印加され、これらの電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニューが表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１上面を押圧操作すると、配線基板２１の複数の配線パターン２２Ａ〜２２Ｅを介して、この操作した位置を電子回路が検出することによって、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。

なお、このような操作位置の検出を行う場合、電子回路からは上導電層３の前後端と下導電層４の左右端に、一般にＤＣ３〜５Ｖ前後の電圧が印加されるが、前電極５や後電極１６、左電極７や右電極８を通電する際、これらの固体抵抗によって電圧降下が生じる。

そして、この電圧降下は延出した寸法の長いものほど大きくなるが、本実施の形態においては、最も寸法の長い後電極１６が略コの字状に形成され、上述したように、上導電層３の後端から上基板１の略全周に外周内縁を囲むように延出すると共に、その両端の導出部１６Ａと１６Ｂで電圧の検出を行っているため、電圧降下が最も小さくなるように構成されている。

つまり、図２に示すように、例えば、導出部１６Ａに近い点Ａでの電圧降下が０．１Ｖであった場合、導出部１６Ｂに近い点Ｃでの電圧降下も同じく０．１Ｖになると共に、導出部１６Ａや導出部１６Ｂから最も離れた点Ｂでの電圧降下も０．１５Ｖとなり、これ以上の電圧降下は生じないようになっている。

すなわち、電子回路が配線パターン２２Ａ、及びこれに接続された配線パターン２２Ｅからの電圧を検出する際、両端の導出部１６Ａや導出部１６Ｂから最も離れた箇所が点Ａや点Ｃではなく、後電極１６の中間部の点Ｂとなっているため、電極の固体抵抗による電圧降下が最も小さくなり、誤差が少なく、確実な操作を行うことが可能なように形成されている。

このように本実施の形態によれば、上導電層１の後端から延出した後電極１６を、上基板１の略全周を囲むように略コの字状に延出させると共に、その両端に導出部１６Ａと１６Ｂを形成し、この両端の電圧を検出することによって、電極の固体抵抗による電圧降下が小さくなるため、誤差が少なく、確実な操作が可能なタッチパネルを得ることができるものである。

なお、以上の説明では、上基板１と下基板２の下面や上面の略矩形の上導電層３や下導電層４を、エッチング加工によって形成した構成について説明したが、上基板１と下基板２の下面や上面の全面に酸化インジウム錫等の導電層を形成すると共に、レーザカット加工等によって導電層が取除かれたスリットを設け、このスリットによって各電極間やダミーパターン等との間の短絡を防ぎ、絶縁が保たれるようにした構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明によるタッチパネルは、誤差が少なく、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作用として有用である。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図同上基板の平面図同下基板の平面図従来のタッチパネルの断面図同上基板の平面図同下基板の平面図

符号の説明

１上基板
２下基板
３上導電層
４下導電層
５前電極
５Ａ、７Ａ、８Ａ導出部
７左電極
８右電極
９スペーサ
１０接着層
１６後電極
１６Ａ、１６Ｂ導出部
２１配線基板
２２Ａ〜２２Ｅ配線パターン
２３スルーホール

Claims

下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された光透過性の下基板と、上記上導電層の前端である第１端に形成された前電極と、上記上導電層の後端である第２端に形成された後電極と、上記下導電層の左端である第３端に形成された左電極と、上記下導電層の右端である第４端に形成された右電極からなり、上記前電極は上記上導電層の上記第１端から延出した第１導出部が形成された端部を有し、上記後電極は上記上基板の略全周を囲むように上記上導電層の上記第１端側に延出した第２導出部が形成された端部と、第３導出部が形成された端部を有し、上記左電極は上記上導電層の上記第１端側に延出した第４導出部が形成された端部を有し、上記右電極は上記上導電層の上記第１端側に延出した第５導出部が形成された端部を有したタッチパネル。