JP6615855B2 - 電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン - Google Patents
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Description
現在、最も広く使用されているタッチスクリーンは、静電容量型タッチスクリーンである。静電容量型タッチスクリーンは、指のタッチによる相互静電容量の変化を感知することによって、タッチ位置を認識する。また、静電容量型タッチスクリーンは、マルチタッチ機能に対応しており、光通過率が高く、全体の消費電力が低い。その接触面の硬度が高いので、押圧する必要がなく、使用寿命が長い。
指タッチとペンタッチの両方で操作できるようにするため、現在、一般的に、静電容量方式と電磁誘導方式を共に備えたものが使用されている。電磁誘導アンテナ板は通常、ディスプレイパネルの背面側に配置されるものの、静電容量型タッチスクリーンモジュールは、ディスプレイパネルの上側に配置され、若しくは、ディスプレイパネル内に嵌め込まれる。
本発明の実施形態は、従来の技術に存在する上記の課題を解決するために、製品の構造が単純であり、体積が小さく、薄く、コストが安く、指タッチとペンタッチの両方で操作可能な電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンを提供する。具体的には、以下の技術手段を提供する。
表示モジュールと、
複数の静電容量感知ユニットを含む静電容量モジュールと、
複数の電磁誘導線を有する複数の電磁感知ユニットを含む電磁モジュールと、を含み、
静電容量モジュールと電磁モジュールとは、同じ層に位置する。
前記[1]に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンでは、静電容量モジュールと電磁モジュールとを表示モジュールと同じ側、且つ同じ層に配置することで、静電容量モジュールと電磁モジュールとが表示モジュールの両側に配置される前記従来の技術に比べ、指タッチとペンタッチの両方で操作することを図ると共に、構造が単純であり、体積が小さく、薄く、製造コストが著しく安くなる製品を実現することができる。
[2]、前記[1]に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
複数の静電容量感知ユニットと複数の電磁感知ユニットとは、互いに間隔をおいて配列される。
前記[2]に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンでは、複数の静電容量感知ユニットと複数の電磁誘導線とを互いに間隔をおいて配列することで、指タッチとペンタッチの両方で操作することが効果的に図られる。
[3]、前記[1]または[2]に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
横方向に並べられた隣接する二行の静電容量感知ユニットの間には、少なくとも横方向の二本の、電流の向きが逆となる電磁誘導線がある。
[4]、前記[1]から[3]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
縦方向に並べられた隣接する二列の静電容量感知ユニットの間には、少なくとも縦方向の二本の、電流の向きが逆となる電磁誘導線がある。
前記[3]と[4]に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンでは、横方向および/または縦方向に電流の向きが逆となる電磁誘導線を設置することで、電磁誘導方式によるタッチ操作が効果的に実現される。
[5]、前記[1]から[4]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
少なくとも横方向の二本の電磁誘導線と、少なくとも縦方向の二本の電磁誘導線とのうちの一方は、両者が絶縁しつつ交差する位置で、ブリッジ構造によって接続される。
[6]、前記[1]から[5]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
少なくとも横方向の二本の電磁誘導線は、横方向の一組の電磁誘導線を構成し、少なくとも縦方向の二本の電磁誘導線は、縦方向の一組の電磁誘導線を構成し、横方向の複数組の電磁誘導線と縦方向の複数組の電磁誘導線とは、縦横に交差する。
[7]、前記[1]から[6]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する横方向の二組毎の電磁誘導線と、隣接する縦方向の二組毎の電磁誘導線とによって囲まれた領域内には、少なくとも一つの静電容量感知ユニットが設置される。
前記[7]に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンでは、縦横に交差する電磁誘導線によって囲まれた領域内に静電容量感知ユニットを設置することで、電磁誘導方式によるタッチ操作が効果的に実現される。
[8]、前記[1]から[7]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する前記領域内に設置される静電容量感知ユニットの間は、ブリッジ構造によって接続される。
[9]、前記[1]から[8]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
静電容量感知ユニットは、少なくとも一つの駆動電極と少なくとも一つの検出電極を有する相互容量型静電容量感知ユニットを含む。
前記[9]に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンでは、相互容量型静電容量による誘起電圧によって静電容量方式によるタッチ操作が実現され、相互容量型静電容量タッチスクリーンの利点が発揮される。
[10]、前記[1]から[9]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
相互容量型静電容量感知ユニットが二つ以上の駆動電極と二つ以上の検出電極とを含む場合には、駆動電極と検出電極とのうちの一方が、ブリッジ構造によって接続される。
[11]、前記[1]から[10]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する二つの静電容量感知ユニットにおける駆動電極は、ブリッジ構造によって接続される。
[12]、前記[1]から[11]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する二つの静電容量感知ユニットにおける検出電極は、ブリッジ構造によって接続される。
[13]、前記[1]から[12]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
ブリッジ構造は、絶縁層と、絶縁層を挟んで静電容量感知ユニットにおける電極層または電磁誘導線の上に位置するブリッジ電極層と、を含む。
[14]、前記[1]から[13]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
絶縁層は、高分子系の被覆層または無機系のパッシベ−ション層パッシベ−ション層を含む。
[15]、前記[1]から[14]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
電極層またはブリッジ電極層は、インジウム錫酸化物、ナノ銀、Al、CuおよびMoのうちの少なくとも一種の材料によって形成される。
前記[10]から[15]の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンでは、ブリッジ構造によって、指タッチとペンタッチの両方で操作することを単純な構造で図ると共に、製造コストが下げられる。
[16]、前記[1]から[15]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
静電容量感知ユニットにおける電極と、電磁誘導線とは、同じ層に位置する。
[17]、前記[1]から[15]のいずれか一項に記載の技術手段に係る前記電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
静電容量感知ユニットが相互容量型静電容量感知ユニットである場合には、相互容量型静電容量感知ユニットにおける駆動電極および/または検出電極は、電磁誘導線と同じ層に位置する。
なお、本発明の説明における「上」、「下」、「頭」、「底」などの用語で示される方位又は位置関係は、図面に基づき示される方位または位置関係であり、本発明を容易かつ簡潔に説明することのみを目的とするものに過ぎず、装置または要素が規定の方位を有し、規定の方位で構成され、操作される必要があるということを示唆または暗示するものではない。よって、本発明に対する限制であると理解すべきではない。
また、本発明の説明において、「複数」は特に他の説明がない限り、二つ又は二つ以上を表す。
図1は本発明の一形態に係る電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンを示す断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンは、表示モジュール150と、複数の静電容量感知ユニット120aを含む静電容量モジュール120と、複数の電磁誘導線を有する複数の電磁感知ユニット130aを含む電磁モジュール130とを含み、静電容量モジュール120と電磁モジュール130とは、表示モジュール150と同じ側、且つ同じ層に位置する。
本実施形態に係る表示モジュールは、例えば、液晶表示モジュール(LCMモジュール)、電気泳動表示モジュールなどのような、本分野における任意の表示モジュールであってもよい。本発明は、これに限定されず、表示ができればよい。
図3は本発明の一形態に係る電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおける一つの基本単位(ピッチ)を示す模式図である。図3を参照しつつ、静電容量感知ユニットが相互容量型静電容量感知ユニットを含むことを例にとって説明する。
図4に示すように、横方向の電磁誘導線410と横方向の電磁誘導線420とは、互いに隣接し、かつ電流の向きが逆となると共に、横方向の電磁誘導コイルを構成する。図5に示すように、縦方向の電磁誘導線510と縦方向の電磁誘導線520とは、互いに隣接し、かつ電流の向きが逆となると共に、縦方向の電磁誘導コイルを構成する。
図2に示すように、縦方向に並べられた列毎の静電容量感知ユニットにおける駆動電極は、ブリッジ構造によって互いに接続され、横方向に並べられた行毎の静電容量感知ユニットにおける検出電極は、ブリッジ構造によって互いに接続される。ここで、駆動電極と検出電極との位置は、交換されてもよい。
また、図2に示すように、電磁誘導線は、縦横に交差する。隣接する二列の静電容量感知ユニットの間には、二本の電磁誘導線が設置され、隣接する二行の静電容量感知ユニットの間には、二本の電磁誘導線が設置される。言い換えると、縦横に交差する電磁誘導線によって囲まれた各領域毎には、静電容量感知ユニットが設置される。
図6は本発明の一形態に係る電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおける内部にブリッジ構造を有する静電容量モジュールを示す模式図である。図7は本発明の一形態に係る電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおける内部にブリッジ構造を有する電磁モジュールを示す模式図である。
図6に示すように、内部にブリッジ構造を有する静電容量モジュールは、静電容量電極層630、静電容量電極層630の上に位置する絶縁層620、および絶縁層620の上に位置するブリッジ電極層610を含む。
以上の場合には、好ましくは、静電容量電極層630と電磁電極層730とは、同じ層に設置され、絶縁層620と絶縁層720とは、同じ層に設置され、ブリッジ電極層610とブリッジ電極層710とは、同じ層に設置される。また、好ましくは、絶縁層620と絶縁層720とは、同じ層によって構成される。
また、静電容量電極層630、電磁電極層730およびブリッジ電極層610、710が、インジウム錫酸化物、ナノ銀、Al、CuおよびMoのうちの少なくとも一種の材料によって形成されることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。
また、以上で相互容量型静電容量感知ユニットを例にとって説明したが、静電容量感知ユニットは、自己容量型静電容量感知ユニットであってもよい。この場合、自己容量型静電容量感知ユニットにおける電極と電磁感知ユニットにおける電磁誘導線とは、同じ層に位置する。
基本的な動作原理は次の通りである。指タッチすると、静電容量モジュールによって位置情報が認識され、指タッチによる相互静電容量の変化が受信信号の変化をもたらしており、駆動電極によって波形信号が与えられ、検出電極によって波形信号が受信され、波形信号の違い応じて位置情報が認識される。電磁ペンで操作すると、操作されている電磁ペンと電磁モジュールにおける電磁誘導線との間に誘導が発生されることにより起した磁束の変化によってタッチ位置点が算出される。
120 静電容量モジュール
120a 静電容量感知ユニット
130 電磁モジュール
130a 電磁感知ユニット
150 表示モジュール
310 駆動電極
320 検出電極
330 電磁誘導線
340 縦方向の電磁誘導線
350 ブリッジ構造
410 電磁誘導線
420 電磁誘導線
510 電磁誘導線
520 電磁誘導線
610 ブリッジ電極層
620 絶縁層
630 静電容量電極層
710 ブリッジ電極層
720 絶縁層
730 電磁電極層
Claims (17)
- 表示モジュールと、
複数の静電容量感知ユニットを含む静電容量モジュールと、
複数の電磁誘導線を有する複数の電磁感知ユニットを含む電磁モジュールと、を含み、
前記静電容量モジュールと前記電磁モジュールとは、同じ層に位置し、
前記静電容量感知ユニットは、少なくとも一つの駆動電極と少なくとも一つの検出電極を有する相互容量型静電容量感知ユニットを含み、
前記少なくとも一つの駆動電極、前記少なくとも一つの検出電極および前記複数の電磁誘導線は同じ層に位置することを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項1に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記複数の静電容量感知ユニットと前記複数の電磁感知ユニットとは、互いに間隔をおいて配列されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項2に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
横方向に並べられた隣接する二行の静電容量感知ユニットの間には、少なくとも横方向の二本の、電流の向きが逆となる電磁誘導線があることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項2または請求項3に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
縦方向に並べられた隣接する二列の静電容量感知ユニットの間には、少なくとも縦方向の二本の、電流の向きが逆となる電磁誘導線があることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 表示モジュールと、
複数の静電容量感知ユニットを含む静電容量モジュールと、
複数の電磁誘導線を有する複数の電磁感知ユニットを含む電磁モジュールと、を含み、
前記静電容量モジュールと前記電磁モジュールとは、同じ層に位置し、
前記複数の静電容量感知ユニットと前記複数の電磁感知ユニットとは、互いに間隔をおいて配列され、
横方向に並べられた隣接する二行の静電容量感知ユニットの間には、少なくとも横方向の二本の、電流の向きが逆となる電磁誘導線がある、および/または縦方向に並べられた隣接する二列の静電容量感知ユニットの間には、少なくとも縦方向の二本の、電流の向きが逆となる電磁誘導線があることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項4または5に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記少なくとも横方向の二本の電磁誘導線と前記少なくとも縦方向の二本の電磁誘導線とのうちの一方は、両者が絶縁しつつ交差する位置で、ブリッジ構造によって接続されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項4または5に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記少なくとも横方向の二本の電磁誘導線は、横方向の一組の電磁誘導線を構成し、前記少なくとも縦方向の二本の電磁誘導線は、縦方向の一組の電磁誘導線を構成し、複数組の前記横方向の電磁誘導線と複数組の前記縦方向の電磁誘導線とは、縦横に交差することを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項7に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する二組毎の横方向の電磁誘導線と隣接する二組毎の縦方向の電磁誘導線とによって囲まれた領域内には、少なくとも一つの前記静電容量感知ユニットが設置されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項8に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する前記領域内に設置される静電容量感知ユニットの間は、ブリッジ構造によって接続されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項1に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記相互容量型静電容量感知ユニットが二つ以上の駆動電極と二つ以上の検出電極とを含む場合には、駆動電極と検出電極とのうちの一方が、ブリッジ構造によって接続されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項1に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する二つの静電容量感知ユニットにおける駆動電極は、ブリッジ構造によって接続されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項1に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
隣接する二つの静電容量感知ユニットにおける検出電極は、ブリッジ構造によって接続されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項6、9〜12のいずれか一項に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記ブリッジ構造は、絶縁層と、前記絶縁層を挟んで前記静電容量感知ユニットにおける電極層または前記電磁誘導線の上に位置するブリッジ電極層と、を含むことを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項13に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記絶縁層は、高分子系の被覆層または無機系のパッシベ−ション層を含むことを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項13に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記電極層または前記ブリッジ電極層は、インジウム錫酸化物、ナノ銀、Al、CuおよびMoのうちの少なくとも一種の材料によって形成されることを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項1に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記静電容量感知ユニットにおける電極と、前記電磁誘導線とは、同じ層に位置することを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。 - 請求項1に記載の電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーンにおいて、
前記相互容量型静電容量感知ユニットにおける駆動電極および/または検出電極は、前記電磁誘導線と同じ層に位置することを特徴とする電磁誘導および静電容量を併用したタッチスクリーン。
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