JP6777057B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルに関する。

近年、モバイル機器や携帯電話機器、カーナビゲーション装置などが備える液晶表示素子等の表示素子上に、操作入力を検出するためのタッチパネル（タッチスクリーンなどとも称される）が広く普及している。タッチパネルの一つの方式として、静電容量式のタッチパネルが知られている。かかる静電容量式タッチパネルは、一般に、絶縁性の基材に設けられたセンサ部としての導電膜と、導電膜から引き回された配線部とを有しており、操作者の指先やペン等の操作体とセンサ部との間の静電容量の変化を検出することで位置検出を行う。センサ部からの出力信号は、配線部及び配線部に接続されるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）を介して制御ＩＣ（Integrated Circuit）に伝送される。

ところで、タッチパネルを使用する際には、接触する指やペン等は静電気を帯電していることが多い。このため、指やペン等がタッチパネル表面に接触した際に、帯電した静電気が基材内側の配線部に侵入すると、配線部を構成する配線間でショートが発生したり、制御ＩＣに静電気が伝わり制御ＩＣにダメージを負わせる可能性がある。その結果、位置検出精度の悪化や誤動作、あるいは、タッチパネルとしての機能が損なわれるような破壊を誘発する虞がある。このため、静電気の侵入を防止するために、基材の外周にグランドラインを配置するタッチパネルが提案されている（例えば、下記特許文献１）。

実用新案登録第３１８８２６４号

しかしながら、特許文献１に記載のタッチパネルでは、外周に設けられたグランドラインがループアンテナとして機能し、かえって外来する電気的ノイズの影響を受けてしまうという問題があった。

従って、本発明は、静電気の侵入を防ぐことと、耐外来ノイズ性能を向上させることとを両立したタッチパネルを提供することを目的の一つとする。

本発明は、
基材と、
前記基材に設けられたセンサ部と、
前記センサ部に接続される配線部と、
前記基材に、前記センサ部及び前記配線部を囲むように連続的に設けられ、その一部が切断部により切断されているシールド部と
を有するタッチパネルであって、
前記タッチパネルは静電容量式タッチパネルであり、
前記センサ部は、第１の方向に整列して設けられる第１の電極パターンと、前記第１の方向と略直交する第２の方向に整列して設けられる第２の電極パターンと、を有し、
前記配線部は、前記第１の電極パターンに接続される第１の配線パターンと、前記第２の電極パターンに接続される第２の配線パターンと、を有し、
前記第１の配線パターンの端部及び前記第２の配線パターンの端部の延在方向に位置する前記基材の外縁との間に設けられている前記シールド部の所定箇所に、前記切断部が形成されており、
前記切断部の幅が、前記第１の配線パターンの端部及び前記第２の配線パターンの端部が集まる圧着部の幅よりも十分に小さい、
タッチパネルである。

本発明によれば、タッチパネルの基材内側への静電気の侵入を極力、防止することができ、かつ、タッチパネルの耐外来ノイズ性能を向上させることができる。なお、本明細書において例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。

図１は、一般的な静電容量式タッチパネルの平面図である。 図２は、図１の一部拡大平面図である。 図３は、図１の一部拡大平面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係るタッチパネルの平面図である。 図５は、図４の一部拡大平面図である。 図６は、図４の一部拡大平面図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係るタッチパネルの平面図である。 図８は、図７の一部拡大平面図である。 図９は、本発明の変形例に係るタッチパネルの平面図である。

以下、本発明の実施形態等について図面を参照しながら説明する。説明は以下の順序で行う。
＜一般的な静電容量式タッチパネルについて＞
＜１．第１の実施形態＞
＜２．第２の実施形態＞
＜３．変形例＞
但し、以下に示す実施形態等は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は例示された構成に限定されるものではない。なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、参照符号の一部のみを図示する場合もある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
なお、以下の説明において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、３軸直交座標系を示しており、Ｘ軸の正方向を上方向、Ｘ軸の負方向を下方向、Ｙ軸の正方向を右方向、Ｙ軸の負方向を左方向、Ｚ軸の正方向を手前方向、Ｚ軸の負方向を奥行き方向とする。

＜一般的な静電容量式タッチパネルについて＞
本発明の理解を容易とするために、図１〜図３を参照して、一般的な静電容量式タッチパネル（タッチパネル１）について説明する。図１はタッチパネル１の平面図であり、図２は図１における参照符号ＡＡを付した箇所を拡大して示した図であり、図３は図１における参照符号ＢＢを付した箇所を拡大して示した図である。

タッチパネル１は、ガラス等の基材２と、センサ部３と、配線部４とを有している。基材２にセンサ部３が設けられ、センサ部３に配線部４が接続されている。配線部４を構成する各配線が引き回れ、各配線の端部が集まる箇所として圧着部６が形成されている。圧着部６に対してＦＰＣが熱圧着等により接続される。

センサ部３及び配線部４を囲むように、グランドライン５が基材２の外周縁に沿って設けられ、グランドライン５により静電気の侵入が防止される。しかしながら一般的なタッチパネル１では、図３に示すように、圧着部６の外側（図３では下側）にはグランドライン５が設けられていないため、ここから静電気が侵入してしまう虞があった。これを防止するために、グランドライン５を１周にわたって設けることも考えられる。しかしながら、グランドライン５を１周にわたって設けるとグランドライン５がループアンテナとして動作して外来する電気的ノイズを受信してしまう虞がある。以上の点に鑑みてなされた本発明の実施形態について、更に説明する。

＜１．第１の実施形態＞
次に、図４〜図６を参照して、第１の実施形態に係るタッチパネル（タッチパネル１０）について説明する。図４はタッチパネル１０の平面図であり、図５は図４における参照符号ＣＣを付した箇所を拡大して示した図であり、図６は図４における参照符号ＤＤを付した箇所を拡大して示した図である。

タッチパネル１０は、携帯情報端末装置、携帯電話機、カーナビゲーション装置等種々の電子機器の入力装置として用いられる。また、実施形態ではタッチパネル１０として、絶縁基板上の入力操作領域に沿って多数の電極を配設し、指等の入力操作体が接近して検出電極間の静電容量が変化した電極を検出し、当該電極の位置から入力操作位置を検出する、所謂、静電容量式のタッチパネルを例にして説明する。

タッチパネル１０は、基材２０と、センサ部３０と、センサ部３０に対して接続される配線部４０と、シールド部としてのグランドライン５０とを有している。

基材２０は、ガラスやフィルム等の絶縁性のものである。基材２０は矩形状を有しており、外縁として辺部２０ａ、辺部２０ａに対向する辺部２０ｂ、辺部２０ａ及び辺部２０ｂを連結する辺部２０ｃ及び辺部２０ｃに対向する辺部２０ｄを有している。なお、基材２０は、矩形状に限定されるものではなく、他の多角形状、円形状、楕円形状等であっても良い。

基材２０にセンサ部３０が設けられている。本実施形態では、１枚の基材２０の一方の面上に、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜等からなる透明電極パターン３０ａ（第１の電極パターン）がＸ軸方向に整列して設けられ、また、透明電極パターン３０ｂ（第２の電極パターン）がＸ軸方向と略直交するＹ軸方向に整列して設けられている。透明電極パターン３０ｂを構成する各電極は、図示しない公知のブリッジ構造によって接続されている。透明電極パターン３０ａと透明電極パターン３０ｂとは、例えば、フォトリソグラフィ法やレーザーエッチング法により形成される。このような態様以外に、例えば、２枚の基材のうちの一方の基材に、透明電極パターン３０ａがＸ軸方向に整列して設けられ、また、２枚の基材のうちの他方の基材に、透明電極パターン３０ｂがＸ軸方向と略直交するＹ軸方向に整列して設けられ、これら２枚の基材２０をＺ軸方向に対して対向するように配置して、光学粘着シート（ＯＣＡ(Optical Clear Adhesive)）等によって貼り合わせた、貼り合わせ構造であっても良い。

透明電極パターン３０ａを構成する各電極のうち、周縁部に位置する電極には、ＩＴＯ膜等で形成された透明なパターンからなる配線が接続されている。例えば、透明電極パターン３０ａを構成する各電極の下側に配線が接続され、それらの配線が基材２０の下側に向かって引き回されている。本実施形態では、透明電極パターン３０ａを構成する各電極に接続される配線により配線パターン４０ａ（第１の配線パターン）が構成されている。なお、配線パターン４０ａは、銀や銅等を用いて印刷法やレーザーエッチング法によって形成されたパターンからなる配線であっても良い。

透明電極パターン３０ｂを構成する各電極のうち、周縁部に位置する電極には、ＩＴＯ膜等で形成された透明なパターンからなる配線が接続されている。例えば、透明電極パターン３０ｂを構成する各電極の左右両側に配線が接続され、それらの配線が基材２０の下側に向かって引き回されている。本実施形態では、透明電極パターン３０ｂを構成する各電極に接続される配線により配線パターン４０ｂ（第２の配線パターン）が構成されている。本実施形態では、配線パターン４０ａ、４０ｂによって配線部４０が構成されている。なお、配線パターン４０ｂは、銀や銅等を用いて印刷法やレーザーエッチング法によって形成されたパターンからなる配線であっても良い。

また、配線パターン４０ａ及び配線パターン４０ｂ間でのノイズの伝搬を防ぐために、配線パターン４０ａ、４０ｂ間には、グランドライン４１ａ、４１ｂが設けられている。グランドライン４１ａ、４１ｂも配線部４０と同様に、グランドライン５０により区画される領域の内側に設けられている、グランドライン４１ａ、４１ｂは、ＩＴＯ膜等で形成されたパターンからなり、グランド又は所定の接地電位に接続されている。配線パターン４０ａ、４０ｂ、及び、グランドライン４１ａ、４１ｂは、例えば、フォトリソグラフィ法やレーザーエッチング法により形成される。配線パターン４０ａ、４０ｂの端部、及び、グランドライン４１ａ、４１ｂの端部が集まる箇所が圧着部６０とされる。この圧着部６０に対してＦＰＣが熱圧着等により接続される。ＦＰＣを介してタッチパネル１０の出力信号が取り出され、取り出された信号が制御ＩＣ等に供給される。なお、グランドライン４１ａ、４１ｂは、銀や銅等を用いて印刷法やレーザーエッチング法によって形成されたパターンからなる配線であっても良い。

グランドライン５０は、センサ部３０及び配線部４０を囲むように、基材２０の外縁付近に連続的に設けられている。グランドライン５０は、銀や銅等のパターンからなり、グランド又は所定の接地電位に接続されている。グランドライン５０は、ループアンテナとして動作して外来する電気的ノイズを受信してしまうことを防止するため、その一部が切断部５１により切断されている。切断部５１の幅（Ｙ軸方向の長さ）は僅かで良く、一例として０．１〜０．５ｍｍ（ミリメートル）程度に設定される。なお、基材２０が２個の基材を有する場合には、切断部５１を有するグランドライン５０がそれぞれの基材に設けられる。

本実施形態では、切断部５１は、配線部４０の端部と当該端部の延在方向に位置する基材２０の外縁（本例では辺部２０ａ）との間に設けられているグランドライン５０の所定箇所に形成されている（図６参照）。ここで、配線部４０の端部の延在方向とは、配線部４０の端部を仮想的に延ばした場合の方向を意味する。

本実施形態に係るタッチパネル１０によれば、センサ部３０及び配線部４０（その端部が集まる圧着部６０も含む）をグランドライン５０で囲むことにより、圧着部６０の付近やその他の箇所からセンサ部３０や配線部４０側に静電気が侵入することを防止することができる。従って、タッチパネル１０の耐静電気性能を向上させることができ、静電気に起因する接触位置の誤検出等やタッチパネル１０の誤動作や破壊を防止することができる。また、グランドライン５０に切断部５１を設け、グランドライン５０を断線させることにより、グランドライン５０がループアンテナとして動作して外来する電気的ノイズを受信してしまうことを防止することができる。

＜２．第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態で説明した事項は、特に断らない限り第２の実施形態にも適用することができる。

図７は、第２の実施形態に係るタッチパネル（タッチパネル１０ａ）を示す平面図であり、図８は、図７における参照符号ＥＥを付した箇所を拡大した図である。タッチパネル１０ａは、切断部５１が形成される位置が第１の実施形態に係るタッチパネル１０と異なっている。

切断部５１は、配線部４０の端部と当該端部の延在方向に位置する基材２０の外縁（本例では辺部２０ａ）との間に設けられているグランドライン５０に形成されている。更に、切断部５１は、当該グランドライン５０のうちのグランドライン４１ｂの延在方向に位置する箇所に形成されている（図８参照）。ここで、グランドライン４１ｂの端部の延在方向とは、グランドライン４１ｂの端部を仮想的に延ばした場合の方向を意味する。なお、切断部５１は、グランドライン４１ｂの延在方向に形成されていれば良く、切断部５１の幅（Ｙ軸方向の長さ）とグランドライン４１ｂのパターンの幅（Ｙ軸方向の長さ）とが必ずしも一致している必要は無い。

グランドライン５０に切断部５１を形成することにより、切断部５１から静電気が侵入する虞がある。しかしながら、グランドライン４１ｂの延在方向に対応する箇所に切断部５１を形成することにより、切断部５１から侵入した静電気をグランドライン４１ｂにより遮蔽することができる。従って、グランドライン５０に切断部５１を形成することに伴って生じ得る耐静電気性能の低下を防止することができる。なお、切断部５１は、グランドライン４１ａの延在方向に位置するグランドライン５０の所定箇所に形成されても良い。

＜３.変形例＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく各種の変形が可能である。

図９は、変形例に係るタッチパネル（タッチパネル１０ｂ）を示す図である。なお、図９では、図示が煩雑となることを防止するため、配線部４０やグランドライン４１ａ、４１ｂの図示を省略している。図９に示すように、切断部５１は、グランドライン５０における基材２０の外縁からの距離が最も大きくなる所定箇所（例えば、辺部２０ａからの距離がＤ１である箇所）に形成されても良い。係る構成により、基材２０の外縁から侵入した静電気が切断部５１までに達するまでの沿面距離が長くなるので、侵入した静電気が切断部５１に達するまでに減衰する。従って、切断部５１を介して静電気が侵入することを極力、防止することができるので、グランドライン５０に切断部５１を形成することによる耐静電気性能の低下を防止することができる。

上述した実施形態において、基材２０が１枚の基材を有する構成でも良い。そして、１枚の基材の一方の主面に透明電極パターン３０ａが設けられ、他方の主面に透明電極パターン３０ｂが設けられていても良い。そして、当該基材の両面それぞれに切断部５１を有するグランドライン５０が設けられていても良い。

上述した実施形態では、Ｘ軸方向の透明電極パターン３０ａについて、一方（下側）のみから配線パターン４０ａが引き出される構成を例に説明したが、両側（上下）から配線パターン４０ａが引き出される構成でも良い。

本発明のタッチパネルは、自己容量型の静電容量式タッチパネルでも良いし、相互容量型の静電容量式タッチパネルでも良い。また、本発明のタッチパネルは、圧着部６０に接続されるＦＰＣや当該ＦＰＣに接続される制御ＩＣを含むものであっても良い。

上述の実施形態および変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよく、公知のもので置き換えることも可能である。また、実施形態および変形例における構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、技術的な矛盾が生じない範囲において、互いに組み合わせることが可能である。

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・タッチパネル、２０・・・基材、３０・・・センサ部、３０ａ、３０ｂ・・・透明電極パターン、４０・・・配線部、４０ａ、４０ｂ・・・配線パターン、４１ａ、４１ｂ・・・グランドライン、５０・・・グランドライン、５１・・・切断部

Claims (2)

1. 基材と、
   前記基材に設けられたセンサ部と、
   前記センサ部に接続される配線部と、
   前記基材に、前記センサ部及び前記配線部を囲むように連続的に設けられ、その一部が切断部により切断されているシールド部と
   を有するタッチパネルであって、
   前記タッチパネルは静電容量式タッチパネルであり、
   前記センサ部は、第１の方向に整列して設けられる第１の電極パターンと、前記第１の方向と略直交する第２の方向に整列して設けられる第２の電極パターンと、を有し、
   前記配線部は、前記第１の電極パターンに接続される第１の配線パターンと、前記第２の電極パターンに接続される第２の配線パターンと、を有し、
   前記第１の配線パターンの端部及び前記第２の配線パターンの端部の延在方向に位置する前記基材の外縁との間に設けられている前記シールド部の所定箇所に、前記切断部が形成されており、
   前記切断部の幅が、前記第１の配線パターンの端部及び前記第２の配線パターンの端部が集まる圧着部の幅よりも十分に小さい、
   タッチパネル。
2. 前記第１の配線パターン及び前記第２の配線パターンの間にはグランドラインが設けられ、
   当該グランドラインの端部の延在方向に設けられている前記シールド部の所定箇所に、前記切断部が形成されている
   請求項１に記載のタッチパネル。

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