JPWO2019093117A1 - タッチセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係るタッチセンサ1の全体を示す斜視図である。タッチセンサ1は、タッチ操作が可能なセンサ型入力装置である。タッチセンサ1は、例えば液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の機器(例えばカーナビゲーション等の車載装置、パーソナルコンピュータのディスプレイ機器、携帯電話、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コピー機、券売機、現金自動預け払い機など)の入力装置として用いられる。
図1に示すように、タッチセンサ1は、光透過性を有するカバー部材2を備えている。カバー部材2は、カバーガラスまたはプラスチック製のカバーレンズからなる。カバー部材2は、例えば長方形の板形状を有する。
カバー部材2の裏面外周には、印刷等により黒色等の暗色で略額縁状の窓枠部3が形成されている。窓枠部3で囲まれた内部の矩形状の領域が、透光可能なビューエリア4として設けられている。ビューエリア4は、タッチセンサ1における視覚的情報を透過して得るための領域である。本実施形態において、ビューエリア4は、短辺が上下方向Dudに沿い、長辺が左右方向Dhmに沿うように構成されている。また、ビューエリア4に対応するカバー部材2の表面は、タッチ操作に伴い使用者の手指などが接触する操作面として構成されている。
タッチセンサ1は、フレキシブル配線板5を備えている。フレキシブル配線板5は、柔軟性を有しかつ変形状態でもその電気的特性が変化しないように構成されている。フレキシブル配線板5は、例えばポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の可撓性を有する絶縁フィルムからなる。
図2はタッチセンサ1の平面図である。図2に示すように、タッチセンサ1は、基板7を備えている。基板7は、例えばポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、PMMA(アクリル)、ポリアリレート等のような光透過性を有する樹脂材からなる。基板7は、略長方形状を有する。基板7は、積層される樹脂フィルム等を含んでいてもよい。基板7の厚みは例えば約0.01mm〜4mmである。基板7の表面は、後述するセンサ電極10などを配置する面7aである。面7aは基板7の裏面であってもよい。基板7の裏面側には、液晶ディスプレイ501が配置されている(図1参照)。なお、基板7が比較的硬い材質で構成されている場合には、特にカバー部材2を設けなくてもよい。かかる場合、基板7に略額縁状の窓枠部3を形成してビューエリア4を設ける。カバー部材2は基板7の面7aに積層されている。フレキシブル配線板5の先端部は、例えば異方導電性接着剤により基板7の面7aの下側に固着されている。
タッチセンサ1は、導電部を備えている。導電部は、ビューエリア4内に配置されている。導電部は、複数のセンサ電極10と複数の引き回し配線15とグランド電極21、22を主たる要素部材としている。導電部はメッシュパターンで構成されている(詳細については後述する)。
複数のセンサ電極10は、操作面となるカバー部材2の表面に接触した使用者の手指(検知対象物)によるタッチ操作の検知が可能な静電容量方式として構成されている。センサ電極10は、基板7の面7aに形成されていて、ビューエリア4の上下方向Dudに沿って延びている。複数のセンサ電極10は、左右方向Dhmに互いに間隔をあけて配置されている。
複数の引き回し配線15のそれぞれは、導電細線91よりなる複数のセル30を並べたメッシュパターン29で構成されている。複数の引き回し配線15は、複数の送信電極11とそれぞれ電気的に接続されている。複数の引き回し配線15は、上方向Duと下方向Ddとの2方向に分かれた複数の下側配線16と複数の上側配線17とを含んでいる。複数の下側配線16は複数の上側配線17の下方向Ddに位置する。複数の下側配線16と複数の上側配線17は、左右方向Dhmで互いに隣り合う送信電極11の間に配置されている。すなわち、送信電極11の間の領域はビューエリア4の不感領域となる。不感領域とは、センサ電極10が配置されずにタッチ操作の検知が不可能な領域である。センサ電極10が配置されてタッチ操作の検知が可能な領域は検知可能領域である。
図2に示すように、基板7の面7aには、グランド電位が印加される複数のグランド電極21と複数のグランド電極22とが設けられている。グランド電極21、22のそれぞれは、平面視でビューエリア4の上側から下側に亘って上下方向Dudに延びる長辺を有する長方形状を有する。なお、図2では、グランド電極21、22を強調して示すために、グランド電極21、22に対して斜線状のハッチングを付している。
タッチセンサ1は、駆動回路502等の外部回路と電気的に接続するための複数の配線部18を備えている。複数の配線部18は、ビューエリア4の外方に配置されていて、基板7の下側に集約されている。また、複数の配線部18は長手方向に細長く延び、長手方向と直交する方向に互いに間隔をあけて配置されている。複数の配線部18の一端は、受信電極12と複数の下側配線16と複数の上側配線17とグランド電極21、22とそれぞれ電気的に接続されている。複数の配線部18の他端は、フレキシブル配線板5と電気的に接続されている。
図3はタッチセンサ1のメッシュパターン29の模式平面図である。図4は図3に示すメッシュパターン29の部分IVの部分拡大図である。引き回し配線15は上下方向Dudに細長く延びている。図3および図4に示すように、導電部は、所定形状のメッシュパターン29に沿って配置された複数の導電細線91からなる。メッシュパターン29は、互いに繋がる複数のセル30よりなる。複数の導電細線91が互いに交差しかつ等間隔に複数のメッシュ92に沿って配置されて網目形状を形成する。具体的に、メッシュパターン29は、導電細線91により構成された複数のセル30が規則的に並べられた網目構造を有する。複数のセル30は、引き回し配線15が延びる上下方向Dudに配列されている。セル30は、長さが互いに異なる2つの対角線31、32を有する平行四辺形状を有して平行四辺形状に添って配置されている。図3および図4において、セル30は、実線で示す導電細線91よりなる。平行四辺形状は導電細線91が配置された実線で示す部分であるセル30と、導電細線91が配置されていない破線で示す部分を示す部分とよりなる。なお、導電細線91が形成されていない破線で示す部分は、一旦導電細線を形成した後に部分的に切断して形成する、もしくは導電細線91を形成しないことでこの部分を形成することができる。
複数のセル30は、互いに同じ大きさを有してかつ対角線31、32の長さが互いに異なる平行四辺形状を有する。対角線32よりも長い対角線31が引き回し配線15の延びる上下方向Dudに延びる。このため、引き回し配線15を、上下方向Dudに細長く形成しやすくなる。これにより、ビューエリア4内における複数の引き回し配線15が占める領域すなわちタッチを検知できない不感領域を狭めて、ビューエリア4内の検知可能領域を相対的に拡げることが可能となる。したがって、第1実施形態に係るタッチセンサ1では、ビューエリア4の不感領域を狭めてセンシングの位置精度および感度を高くすることができる。
図5は第2実施形態に係るタッチセンサ1aのメッシュパターン29aの模式平面図である。図6は図5に示すメッシュパターンの部分VIの部分拡大図である。第2実施形態に係るタッチセンサ1aは、メッシュパターン29の構成が第1実施形態のものと異なっている。なお、この実施形態に係るタッチセンサ1aの他の構成は、上記第1実施形態に係るタッチセンサ1の構成と同様である。このため、以下の説明では、図1〜図4と同じ部分について同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
ここで、第1実施形態に係るタッチセンサ1では互いに隣接するセル30の頂点34のみが重なる。この場合では、導電細線91の交点の数が1となることから、引き回し配線15が静電気などの異常放電等を受けた場合にその影響が上記1つの交点に作用すると引き回し配線15の上下方向Dudに延びる1つの部分が断線してしまう場合がある。これに対し、第2実施形態に係るタッチセンサ1aでは、パターン列P1、P2、…、P6、…の互いに隣接するパターン列のうち一方のパターン列のセル30の頂点34が他方のパターン列を構成するセル30における辺部33の中途部に位置するように互いにずれた状態で配置されている。これにより、互いに隣り合うセル30の1つのセル30にメッシュパターン29を構成する導電細線91の交点の数が2点となり、第1実施形態に係るタッチセンサ1のセル30の頂点34が互いに重なる形態と比較して上記導電細線91の交点の数を増やすことが可能となる。したがって、第2実施形態に係るタッチセンサ1aでは、静電気などの異常放電等による引き回し配線15の断線リスクを軽減することができる。
図7は第2実施形態に係る他のタッチセンサ1bのメッシュパターン29bの模式図である。図7において、図5と図6に示すタッチセンサ1aのメッシュパターン29aと同じ部分には同じ参照番号を付す。図7に示すタッチセンサ1bのメッシュパターン29bでは、引き回し配線15を構成するメッシュパターン29のセル30の導電細線91の一部が省略されている。具体的には、図7に示すメッシュパターン29bでは、互いに隣り合うセル30の一方のセルの頂点34と他方のセル30の頂点34との間に導電細線91が配置されておらず開口する。タッチセンサ1bは図5と図6に示すタッチセンサ1aと同様の作用効果を奏しうる。
図8は第2実施形態に係るさらに他のタッチセンサ1cのメッシュパターン29cの模式図である。図8において、図5と図6に示すタッチセンサ1aのメッシュパターン29aと同じ部分には同じ参照番号を付す。図8に示すタッチセンサ1cのメッシュパターン29cでは、互いに隣り合うパターン列のうちの一方のパターン列Pを構成するセル30の頂点34が他方のパターン列を構成するセル30における辺部33の中点33c以外に位置する。具体的に、図8に示すメッシュパターン29cでは、互いに隣り合うパターン列ののうちの一方のパターン列を構成するセル30の頂点34が、他方のパターン列を構成するセル30の辺部33上で頂点34と辺部33の中点33cとの間の中間位置33pに位置する。また、互いに隣り合う引き回し配線15のうちの一方の引き回し配線15の複数のセル30の頂点34が通る仮想線LCと、他方の引き回し配線15の複数のセル30の頂点34が通る仮想線LCとの間の間隙の左右方向Dhmの距離は寸法e2または寸法e3となる。寸法e2は、対角線32の長さLBの3/4である。一方、寸法e3は、対角線32の長さLBの1/4である。
上記各実施形態では、各セル30の形状はひし形状であるが、この形状に限られない。例えば、各セル30の形状は、4つの角が全て等しい平行四辺形状すなわち長方形状であってもよい。または、各セル30の形状は、正方形とひし形と長方形のいずれでもない平行四辺形状であってもよい。すなわち、実施形態に係るタッチセンサの各セル30の形状は正方形状を除く平行四辺形状である。
2 カバー部材
3 窓枠部
4 ビューエリア
5 フレキシブル配線板
7 基板
10 センサ電極
11 送信電極(第1の電極、第2の電極)
12 受信電極
15 引き回し配線
16 下側配線
17 上側配線
18 配線部
21 グランド電極
22 グランド電極
29 メッシュパターン
30 セル
31 対角線(第1の対角線)
32 対角線(第2の対角線)
33 辺部
34 頂点
Dd 下方向
Du 上方向
Dud 上下方向(第1の方向)
Dm 右方向
Dhm 左右方向(第2の方向)
LC 仮想線
P1〜P6 パターン列
Claims (11)
- 視覚的情報を透過して得られるビューエリアと、
前記ビューエリア内に設けられたセンサ電極と、
前記ビューエリア内に設けられて、前記センサ電極と電気的に接続されて第1の方向に沿って細長く延びる1つ以上の引き回し配線と、
を備え、
前記1つ以上の引き回し配線のそれぞれは、導電細線よりなる複数のセルを並べたメッシュパターンで構成されており、
前記複数のセルは、前記第1の方向に延びる第1の対角線と、前記第1の方向に交差する第2の方向に延びてかつ前記第1の対角線より短い第2の対角線とをそれぞれ有してかつ同じ大きさを有する複数の平行四辺形状を有する、タッチセンサ。 - 請求項1に記載のタッチセンサにおいて、
前記第2の方向は前記第1の方向に直角である、タッチセンサ。 - 請求項2に記載のタッチセンサにおいて、
前記複数のセルの前記複数の平行四辺形状は、前記第1の対角線の両端である第1の頂点と第2の頂点と、前記第2の対角線の両端である第3の頂点と第4の頂点と、前記第1の頂点から前記第3の頂点まで第1の傾斜方向に延びる第1の辺部と、前記第2の頂点から前記第4の頂点まで前記第1の傾斜方向に延びる第2の辺部と、前記第2の頂点から前記第3の頂点まで第2の傾斜方向に延びる第3の辺部と、前記第1の頂点から前記第4の頂点まで前記第2の傾斜方向に延びる第4の辺部とをさらに有し、
前記複数のセルは、前記第2の傾斜方向に沿って配置され第1のパターン列を構成する1つ以上の第1のセルと、前記第2の傾斜方向に沿って配置されて前記第1のパターン列に隣り合う第2のパターン列を構成する複数の第2のセルとを含み、
前記第2のパターン列の前記複数の第2のセルの1つの第2のセルの前記第2の頂点が、前記第1のパターン列の前記1つ以上の第1のセルの1つの第1のセルの前記第4の辺部に位置する、タッチセンサ。 - 請求項3に記載のタッチセンサにおいて、
前記第2のパターン列を構成する前記複数の第2のセルは、互いに隣り合う一方の第2のセルと他方の第2のセルとを含み、
前記一方の第2のセルの前記第1の辺部は、前記他方の第2のセルの前記第2の辺部と重なるように配置された、タッチセンサ。 - 請求項4に記載のタッチセンサにおいて、
前記一方の第2のセルの前記第1の辺部は、前記他方の第2のセルの前記第2の辺部と実質的に完全に重なるように配置された、タッチセンサ。 - 請求項3に記載のタッチセンサにおいて、
前記第2のパターン列の前記1つ以上の第2のセルのそれぞれの前記第3の頂点が、前記第1のパターン列の前記1つ以上の第1のセルの前記第4の辺部の中点に位置する、タッチセンサ。 - 請求項6に記載のタッチセンサにおいて、
前記1つ以上の引き回し配線は、第1の引き回し配線と、前記第1の引き回し配線に隣り合う第2の引き回し配線とを含み、
前記センサ電極は、前記第1の引き回し配線に接続された第1の電極と、前記第2の引き回し配線に接続された第2の電極とを含み、
前記複数のセルのうちの前記第1の引き回し配線を構成する2つ以上のセルの前記第4の頂点と、前記複数のセルのうちの前記第2の引き回し配線を構成する2つ以上のセルの前記第3の頂点とが、前記第1の方向に延びる仮想線上に位置する、タッチセンサ。 - 請求項2に記載のタッチセンサにおいて、
前記複数のセルの前記複数の平行四辺形状は、前記第1の対角線の両端である第1の頂点と第2の頂点と、前記第2の対角線の両端である第3の頂点と第4の頂点と、前記第1の頂点から前記第3の頂点まで第1の傾斜方向に延びる第1の辺部と、前記第2の頂点から前記第4の頂点まで前記第1の傾斜方向に延びる第2の辺部と、前記第2の頂点から前記第3の頂点まで第2の傾斜方向に延びる第3の辺部と、前記第1の頂点から前記第4の頂点まで前記第2の傾斜方向に延びる第4の辺部とをさらに有し、
前記複数のセルは、前記第2の傾斜方向に沿って配置され第1のパターン列を構成する複数の第1のセルと、前記第2の傾斜方向に沿って配置されて前記第1のパターン列に隣り合う第2のパターン列を構成する複数の第2のセルとを含み、(→複数の、でよいか?)
前記第1のパターン列の前記複数の第1のセルのそれぞれの前記第1の頂点は、前記第2のパターン列の前記複数の第2のセルのそれぞれの前記第2の頂点に位置する、タッチセンサ。 - 請求項8に記載のタッチセンサにおいて、
前記第1のパターン列を構成する前記複数の第1のセルは、互いに隣り合う一方の第1のセルと他方の第1のセルとを含み、
前記一方の第1のセルの前記第1の辺部は、前記他方の第1のセルの前記第2の辺部と重なるように配置され、
前記第2のパターン列を構成する前記複数の第2のセルは、互いに隣り合う一方の第2のセルと他方の第2のセルとを含み、
前記一方の第2のセルの前記第1の辺部は、前記他方の第2のセルの前記第2の辺部と重なるように配置された、タッチセンサ。 - 請求項9に記載のタッチセンサにおいて、
前記一方の第1のセルの前記第1の辺部は、前記他方の第1のセルの前記第2の辺部と実質的に完全に重なるように配置されており、
前記一方の第2のセルの前記第1の辺部は、前記他方の第2のセルの前記第2の辺部と実質的に完全に重なるように配置された、タッチセンサ。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載のタッチセンサにおいて、
前記ビューエリアは、前記第1の方向に延びる短辺と、前記短辺より長い長辺とを有する長方形状を実質的に有する、タッチセンサ。
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