(57)【要約】【課題】電位分布の歪曲を効果的に防止して、タッチパネルの入力領域を増加させることができるタッチパネルを提供する。【解決手段】基板の一方面に形成される抵抗膜と、前記抵抗膜の４辺に沿って設けられる枠状電極部２１とを有するタッチパネルであって、枠状電極部２１の各辺は、両端部にそれぞれ配置される第１分割電極２５ａと、各第１分割電極２５ａ間に配置される複数の第２分割電極２５ｂとを有する破線パターン状に構成されており、各第２分割電極２５ｂ間の各第２抵抗値Ｒ_ｉは、それぞれ均一となるように構成されており、各第１分割電極２５ａと、該各第１分割電極２５ａに隣り合う各第２分割電極２５ｂとの間の各第１抵抗値Ｒ_ｓは、前記第２抵抗値Ｒ_ｉと異なる値を有するように構成されるタッチパネル。【選択図】図１
2013526732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面に形成される抵抗膜と、前記抵抗膜の４辺に沿って設けられる枠状電極部とを有するタッチパネルであって、
前記枠状電極部の各辺は、両端部にそれぞれ配置される第１分割電極と、各第１分割電極間に配置される複数の第２分割電極とを有する破線パターン状に構成されており、
各第２分割電極間の各第２抵抗値は、それぞれ均一となるように構成されており、
各第１分割電極と、該各第１分割電極に隣り合う各第２分割電極との間の各第１抵抗値は、前記第２抵抗値と異なる値を有するように構成されるタッチパネル。
【請求項２】
前記枠状電極部により囲まれる領域の内側であって、前記枠状電極部に隣接する枠状の非タッチエリアと、前記非タッチエリアの内側に配置されるタッチエリアとを備えており、
前記枠状電極部において互いに対向する２辺間の距離をＬ（ｍｍ）、
前記２辺にそれぞれ隣接する非タッチエリアにおいて、前記２辺のそれぞれと、前記非タッチエリア及び前記タッチエリアの各境界との距離をＬ_ｂｏｗ（ｍｍ）、
前記２辺と接続する他の２辺における前記各第１抵抗値の値をＲ_ｓ（Ω）、
前記他の２辺における前記第２抵抗値の値をＲ_ｉ（Ω）、
前記他の２辺における前記第２分割電極の個数をＮ（個）、
とした場合に、
Ｌ、Ｌ_ｂｏｗ、Ｒ_ｓ、Ｒ_ｉ及びＮは、下記数式の関係を満たす請求項１に記載のタッチパネル。
［数式］    
Ｒ_ｉ×Ｎ／[Ｒ_ｉ×（Ｎ−１）＋２×Ｒ_ｓ] ≦（Ｌ−２×Ｌ_ｂｏｗ）／Ｌ
【請求項３】
前記枠状電極部の各辺に接続し、前記枠状電極部よりも前記基板内側に延びる複数の電位補正電極部を更に備えており、
前記枠状電極部の各辺に接続する複数の前記電位補正電極部は、その各先端部を結ぶ線分が、中央部において前記基板内側に向けて凸となる湾曲線を描くように形成されている請求項１又は２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記枠状電極部により囲まれる領域の内側に配置され、前記枠状電極部の各辺と略平行な各辺を有する枠状の内側電極部を更に備えており、
前記内側電極部の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値は、前記抵抗膜のシート抵抗値よりも小さくなるように形成されている請求項３に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記内側電極部は、破線パターン状に形成されている請求項３又は４に記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記内側電極部の破線パターンのピッチは、前記枠状電極部の破線パターンのピッチよりも短く形成されている請求項４又は５に記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記枠状電極部のコーナー部と、前記内側電極部のコーナー部とを接続する内側電極部用電流回路を更に備える請求項４から６のいずれかに記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記内側電極部の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値は、前記抵抗膜のシート抵抗値の１／５〜１／５０である請求項４から７のいずれかに記載のタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
入力位置を検出するためのタッチパネルの構成は、従来から種々検討されており、抵抗膜方式、静電容量方式、表面弾性波方式および赤外線方式などがある。その中の抵抗膜方式には、４線式や５線式と呼ばれるものがある。
【０００３】
５線式のタッチパネルは、２枚の基板の対向面にそれぞれ積層された透明な矩形の抵抗膜と、いずれか一方の抵抗膜の４辺に沿って形成される枠状の電極を備えている。枠状の電極の各辺は、互いに対向する第１電極部及び第２電極部、第３電極部及び第４電極部を構成している。また、基板の周辺には、外部の駆動回路に接続するための引き廻し回路が設けられている。
【０００４】
このような構成のタッチパネルにおけるタッチ位置の検出方法について説明すると、まず、第１電極部の両端に＋（プラス）、第２電極部の両端に−（マイナス）の電圧を印加して、第１電極部と第２電極部との間に電位勾配を形成する。次に切り替えて前記と同様に、第３電極部と第４電極部の間に電圧を印加して電位勾配を形成する。この２つの電位勾配をスイッチによって短時間で切り替えて繰り返すと、基板には交互に水平・垂直方向に電位勾配が形成される。一方の基板を押圧（タッチ）すると、抵抗膜同士が接触して、一方の基板は他方の基板に形成された電位を測定することができ、そのときの電位を検出することによって、タッチ位置を求めことができる。
【０００５】
このようなタッチパネルにおいては、電圧印加時のパネルへの流入電流の増大を防ぐため、各電極部に適度な抵抗を持たせているのが一般的であるが、これにより、パネルへ電圧を印加した際に、電極部の抵抗による電圧降下に起因する電位分布の歪曲が発生することになる。電位分布の歪曲の度合いは、各電極部の近傍において大きいものとなるため、図１４に示すように、各電極部１００よりもパネル内側であって、各電極部１００に隣接する額縁状のエリア１０１は、タッチ入力部として使用することが困難であり、タッチパネルの入力領域１０２が減少するという問題があった。
【０００６】
また、このような電位分布の歪曲の度合いを低減させるために、図１５に示すように、複数のＴ字形の分割電極１１０を配置して電極１１１を構成することが提案されている（特許文献１参照）が、このタッチパネルにおいては、分割電極のＴ字部分がパネル内側に向けて突出させるように配置されているため、このＴ字部分を配置する領域が、タッチ入力部として使用することが困難であり、結果として、電極１１１に隣接する額縁状のエリアをタッチ入力部として使用できず、タッチパネルの入力領域が減少してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１３７０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、電位分布の歪曲を効果的に防止して、タッチパネルの入力領域を増加させることができるタッチパネルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、基板の一方面に形成される抵抗膜と、前記抵抗膜の４辺に沿って設けられる枠状電極部とを有するタッチパネルであって、前記枠状電極部の各辺は、両端部にそれぞれ配置される第１分割電極と、各第１分割電極間に配置される複数の第２分割電極とを有する破線パターン状に構成されており、各第２分割電極間の各第２抵抗値は、それぞれ均一となるように構成されており、各第１分割電極と、該各第１分割電極に隣り合う各第２分割電極との間の各第１抵抗値は、前記第２抵抗値と異なる値を有するように構成されるタッチパネルにより達成される。
【００１０】
また、このタッチパネルにおいて、前記枠状電極部により囲まれる領域の内側であって、前記枠状電極部に隣接する枠状の非タッチエリアと、前記非タッチエリアの内側に配置されるタッチエリアとを備えており、前記枠状電極部において互いに対向する２辺間の距離をＬ（ｍｍ）、前記２辺にそれぞれ隣接する非タッチエリアにおいて、前記２辺のそれぞれと、前記非タッチエリア及び前記タッチエリアの各境界との距離をＬ_ｂｏｗ（ｍｍ）、前記２辺と接続する他の２辺における各第１抵抗値の値をＲ_ｓ（Ω）、前記他の２辺における第２抵抗値の値をＲ_ｉ（Ω）、前記他の２辺における第２分割電極の個数をＮ（個）、
とした場合に、Ｌ、Ｌ_ｂｏｗ、Ｒ_ｓ、Ｒ_ｉ及びＮは、下記数式２の関係を満たすことが好ましい。
［数式２］  
Ｒ_ｉ×Ｎ／[Ｒ_ｉ×（Ｎ−１）＋２×Ｒ_ｓ] ≦ （Ｌ−２×Ｌ_ｂｏｗ）／Ｌ
【００１１】
また、前記枠状電極部の各辺に接続し、前記枠状電極部よりも前記基板内側に延びる複数の電位補正電極部を更に備えており、前記枠状電極部の各辺に接続する複数の前記電位補正電極部は、その各先端部を結ぶ線分が、中央部において前記基板内側に向けて凸となる湾曲線を描くように形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、前記枠状電極部により囲まれる領域の内側に配置され、前記枠状電極部の各辺と略平行な各辺を有する枠状の内側電極部を更に備えており、前記内側電極部の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値は、前記抵抗膜のシート抵抗値よりも小さくなるように形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記内側電極部は、破線パターン状に形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記内側電極部の破線パターンのピッチは、前記枠状電極部の破線パターンのピッチよりも短く形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記枠状電極部のコーナー部と、前記内側電極部のコーナー部とを接続する内側電極部用電流回路を更に備えることが好ましい。
【００１６】
また、前記内側電極部の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値は、前記抵抗膜のシート抵抗値の１／５〜１／５０であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電位分布の歪曲を効果的に防止して、タッチパネルの入力領域を増加させることができるタッチパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るタッチパネルの概略構成平面図である。
【図２】図１に示すタッチパネルの要部拡大平面図である。
【図３】図１に示すタッチパネルの概略構成断面図である。
【図４】分割電極間に生じる抵抗についての説明を行うための説明図である。
【図５】第１分割電極の長さの設定方法を説明するための説明図である。
【図６】第１分割電極の長さ設定するための計算式を算出するためのモデル図である。
【図７】図１に示すタッチパネルが有する枠状電極部を表す模式図である。
【図８】図１に示すタッチパネルの変形例を示す概略構成平面図である。
【図９】図１に示すタッチパネルの他の変形例を示す概略構成平面図である。
【図１０】図９に示すタッチパネルの要部拡大平面図である。
【図１１】図１に示すタッチパネルの変形例を示す概略構成平面図である。
【図１２】図１に示すタッチパネルの変形例を示す要部拡大平面図である。
【図１３】図１に示すタッチパネルの変形例を示す概略構成平面図である。
【図１４】従来のタッチパネルにおける問題点を説明するための説明図である。
【図１５】従来のタッチパネルを示す概略構成平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。尚、各図面は、構成の理解を容易にするため、実寸比ではなく部分的に拡大又は縮小されている。図１は、本発明の一実施形態に係るタッチパネル１の概略構成平面図であり、図２は、図１の要部拡大平面図である。図３は、図１に示すタッチパネルの概略構成断面図である。
【００２０】
このタッチパネル１は、図１〜図３に示すように、抵抗膜方式のタッチパネル１であり、２枚の基板１１，１２が一定間隔で対向させられ、それぞれの基板１１，１２の対向面に矩形状の透明な抵抗膜１３，１４が形成されている。基板１１，１２間には、複数のスペーサー（図示せず）が設けられており、一方の基板１１が指などで押されて撓むことにより、両基板１１，１２の抵抗膜１３，１４が接するように構成されている。
【００２１】
少なくとも基板１１は、可撓性を有し透明性が高い材料からなることが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、アクリル、非晶質ポリオリフィン系樹脂、環状ポリオリフィン系樹脂、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などの可撓性フィルムやこれら２種以上の積層体、およびガラスなどを挙げることができる。
【００２２】
抵抗膜１３，１４の材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、カリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛や、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系、酸化亜鉛−酸化インジウム−酸化マグネシウム系、酸化亜鉛、スズ酸化等の透明導電材料、或いは、スズ、銅、アルミニウム、ニッケル、クロムなどの金属材料、金属酸化物材料を例示することができ、これら２種以上を複合して形成してもよい。また、酸やアルカリに弱い金属単体でも材料として使用できる。抵抗膜１３，１４の形成方法は、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法や、ＣＶＤ法、塗工法、印刷法などを例示することができる。抵抗膜１３，１４のシート抵抗値は、２００〜５ｋΩ／□（ohm/square）が好ましく、４００〜２ｋΩ／□がさらに好ましい。シート抵抗値が低すぎると、周囲電極の抵抗の影響を受け易く電位分布の歪曲が大きくなるおそれがあり、一方、高すぎると、実装上、抵抗膜の膜厚を小さくする必要性が生じ抵抗膜の安定性を損なうおそれがある。
【００２３】
また、カーボンナノチューブやカーボンナノホーン、カーボンナノワイヤ、カーボンナノファイバー、グラファイトフィブリルなどの極細導電炭素繊維や銀ナノワイヤーなどの極細金属繊維を非導電性ポリマー材料に分散させた複合材や導電高分子材料を抵抗膜１３，１４の材料として用いることもできる。
【００２４】
また、本発明に係るタッチパネル１は、抵抗膜１４の４辺に沿って形成される枠状電極部２１を備えている。抵抗膜１３，１４の利用面積を広くするため、抵抗膜１３，１４の周囲のできるだけ近い位置に枠状電極部２１が設けられる。なお、図１〜３において図示していないが、基板１１，１２の周辺には、外部の駆動回路に接続するための引き廻し回路が設けられている。
【００２５】
枠状電極部２１は、銀ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷、インクジェット印刷、ホトリソグラフィ等の印刷法により塗布することにより形成することができる。
【００２６】
図１及び図３に示すように、枠状電極部２１の各辺は、抵抗膜１４の４隅に取り付けられた給電端子２３から電圧が印加される。なお、枠状電極部２１の各辺は、互いに対向する上辺電極部２１ａ及び下辺電極部２１ｂ、左辺電極部２１ｃ及び右辺電極部２１ｄを構成している。ここで、上辺電極部２１ａ、下辺電極部２１ｂ、左辺電極部２１ｃ及び右辺電極部２１ｄは、それぞれの端子間抵抗値（給電端子２３間の抵抗値）が、３０Ω〜２５０Ωの範囲となるように構成されている。なお、好ましくは５０Ω〜１５０Ωの範囲となるように、さらに好ましくは７０Ω〜１２０Ωの範囲となるように各電極部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは構成されている。
【００２７】
また、枠状電極部２１の各辺は、図２の要部拡大図に示すように、複数のギャップ２４によって複数に分割される破線パターン状に形成されている。ギャップ２４により分割される複数の分割電極２５は、抵抗膜１３，１４の辺に沿って直線状に並べられ、両端にある分割電極２５が給電端子２３と接続している。
【００２８】
枠状電極部２１の各辺にギャップ２４を設けるのは、枠状電極部２１の各辺に適度な抵抗を持たせるためである。例えば、抵抗膜１３，１４をＩＴＯとし、枠状電極部２１の各辺を銀ペーストにより形成した場合、ギャップ２４が無いと抵抗膜１３，１４に比して枠状電極部２１の各辺の抵抗が小さくなりすぎてしまい、パネルへ電圧を印加したときに枠状電極部２１の各辺に電流が流れやすくなってしまう。また各辺の抵抗が大きすぎると歪曲が大きくなり検出精度が下がる。これを防止するため、ギャップ２４によって、枠状電極部２１の各辺に適度な抵抗を持たせている。
【００２９】
具体的な分割電極２５の一例が図２に示されており、形状の異なる２種類の分割電極２５ａ，２５ｂにより枠状電極部２１の各辺を構成している。一方の分割電極（第１分割電極２５ａ）は、枠状電極部２１の各辺の両端部に配置される分割電極であり、所定間隔を空けて互いに平行となるように配置される２本の導電線２１１により構成されている。各導電線２１１の一方端は、給電端子２３に接続するように構成されている。なお、各導電線２１１は、枠状電極部２１の各辺に沿う方向を長手方向として構成されている。
【００３０】
他方の分割電極（第２分割電極２５ｂ）は、枠状電極部２１の各辺の両端部にそれぞれ配置される第１分割電極２５ａの間に複数配置される分割電極であり、所定間隔を空けて互いに平行となるように配置される３本の導電線２１１と、連結導電部２６とを備えている。各導電線２１１は、枠状電極部２１の各辺に沿う方向を長手方向として構成されている。連結導電部２６は、３本の導電線２１１に直交する方向に伸び、３本の導電線２１１の端部に接続している。３本の導電線２１１のそれぞれが連結導電部２６を起点として伸びるように構成されているが、３本の導電線２１１のうち中央の導電線２１１は、他の２本の導電線２１１とは異なる方向（反対側）に伸びるように構成されている。また、中央の導電線２１１の一部は、隣接する分割電極２５における他の２本の導電線２１１により挟まれる領域に配置されるように構成されている。なお、第１分割電極２５ａ及び第２分割電極２５ｂを構成する導電線２１１の本数は、上記の本数に限定されず、１本または２本であってもよく、また、３本４本以上であってもよい。
【００３１】
ギャップ２４に生じる抵抗について図４を用いて説明すると、ギャップ２４の中で抵抗として動作するのは、分割電極２５同士が対向する符号Ａの領域である。抵抗膜１３，１４のシート抵抗をＲｓｔ、ギャップ２４の幅をＧ、分割電極２５同士が対向する部分の長さをＬａとし、ギャップ２４に生じる抵抗Ｒｇを式で示すと、Ｒｇ＝Ｒｓｔ×Ｇ／Ｌａとなる。この式より、ギャップ２４に生じる抵抗Ｒｇは、抵抗膜１３，１４のシート抵抗とギャップ２４の形状によって決定されることがわかる。抵抗膜１３，１４のシート抵抗は既定であるので、ギャップの幅Ｇや長さＬａによって抵抗Ｒｇを調節することができる。
【００３２】
本実施形態においては、各ギャップ２４間に生じる各抵抗の値に関し、各第１分割電極２５ａと、この第１分割電極２５ａに隣り合う各第２分割電極２５ｂとの間の各抵抗値（第１抵抗値）が、各第２分割電極２５ｂ間の各抵抗値（第２抵抗値）と異なる値を有するように設定している。また、各第２分割電極２５ｂ間における各抵抗値（第２抵抗値）が、それぞれ均一となるように設定している。
【００３３】
このように第１抵抗値及び第２抵抗値を設定することにより、枠状電極部２１における抵抗による電圧降下に起因して生じてしまう枠状電極部２１近傍の電位分布の歪曲の度合いを低く抑えることが可能となり、枠状電極部２１により囲まれる領域の内側であって枠状電極部２１に隣接して設定される枠状の非タッチエリア（図１４において１０１で示されるエリア）の面積を減少させて、タッチエリア（図１４において１０２で示されるエリア）の面積を増加させることが可能となる。
【００３４】
また、各第１分割電極２５ａの長さＬ１は、以下のように設定することが好ましい。すなわち、図５に示すように、上辺電極部２１ａ（或いは下辺電極部２１ｂ）における第１分割電極２５ａの長さは、左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）において複数の第２分割電極２５ｂにより構成される電極部分の両端部を通過する湾曲線状の電位分布線における頂点と、左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）との距離に略一致するように設定することが好ましい。同様に、左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）における第１分割電極２５ａの長さＬ２は、上辺電極部２１ａ（或いは下辺電極部２１ｂ）において複数の第２分割電極２５ｂにより構成される電極部分の両端部を通過する湾曲線状の電位分布線における頂点と、上辺電極部２１ａ（或いは下辺電極部２１ｂ）との距離に略一致するように設定することが好ましい。
【００３５】
また、例えば、以下に示す［数式１］により、各第１分割電極２５ａの長さＬ１（Ｌ２）を決定してもよい。［数式１］の導出方法について以下説明する。まず、図６の左側図に示すように、横幅２Ｘ、縦幅２Ｙのタッチパネル１において湾曲状の電極（抵抗線）Ｚを配置したモデルを想定する。座標軸の原点は、タッチパネル１の中点とする。なお、図６は、“湾曲状の電極（抵抗線）Ｚの下では、水平な電位分布線ができているとすれば”との前提で抵抗線の形状を導き出すための模式図であり、その一部を右側図の丸の中に示している。また、ＩＴＯ面を幅Δｘの限りなく細い短冊列の集合として仮定し、湾曲状電極Ｚの端子間抵抗値をＲｋとし、抵抗は直線状に配置されていると見なす（ΔＲｋ=(Ｒｋ/(2・Ｘ)) ）。
【００３６】
幅ΔｘのＩＴＯの各短冊列を流れる電流ΔＩ（ｘ）について検討する。湾曲状の電極（抵抗線Ｚ）の下では水平な電位分布線が形成されていると仮定しているため、ｘ位置のITO短冊を流れる電流ΔＩ（ｘ）とΔｘ離れたΔＩ（ｘ+Δｘ）に差があると前提が崩れる。したがって、ΔＩ（ｘ）＝ΔＩ（ｘ+Δｘ）となり、各短冊を流れる電流はΔＩ（定数）とする。
【００３７】
湾曲状の電極（抵抗線）Ｚ上、座標（ｘ+Δｘ、ｙ+Δｙ）から座標（ｘ、ｙ）に流れる電流はｘが１からｘまでの電流の和だからＩ（ｘ）＝ｘ・ΔＩとなる。
また、ＩＴＯ短冊の座標（ｘ+Δｘ、ｙ+Δｙ）から座標（ｘ+Δｘ、ｙ）の抵抗値は、
ΔＲｓｔ＝Ｒｓｔ・(Δｙ/Δｘ)である。
従って、ΔＲｋ、ΔＲｓｔそれぞれの電圧降下ΔＶｋ、ΔVsは
ΔＶｋ＝ΔＲｋ・Ｉ（ｘ）＝(Ｒｋ/(2・X))・ｘ・ΔＩ
ΔVst＝ΔＲｓｔ・ΔI＝Ｒｓｔ・(Δｙ/Δｘ)・ΔＩ
となり、
ΔＶｋ＝ΔＶｓｔ  から
(Ｒｋ/(2・Ｘ))・ｘ＝Ｒｓｔ・(Δy/Δx)  
⇒  Δy＝(Ｒｋ/(2・Ｒｓｔ・Ｘ))・ｘ・Δｘ
微小単位を離散値から連続と見なし、
ｄｙ＝(Ｒｋ/(2・Ｒｓｔ・Ｘ))・ｘ・ｄｘ  となり、
両辺を積分して
ｙ＝(Ｒｋ/(４・Ｒｓｔ・Ｘ))・ｘ^2＋C  を得る。
ｘ=Ｘのときｙ=Ｙより
C=Ｙ−(Ｒｋ/Ｒｓｔ)・Ｘ/4  となり、
結果、
ｙ＝(Ｒｋ/(４・Ｒｓｔ・Ｘ))・ｘ^2＋Ｙ−(Ｒｋ/Ｒｓｔ)・Ｘ/4    ・・・［数式１］
を得る。
【００３８】
この［数式１］において、Ｒｋを上辺電極部２１ａ（或いは下辺電極部２１ｂ）において複数の第２分割電極２５ｂにより構成される電極部分の両端部間抵抗値とし、Ｒｓｔを抵抗膜１３（１４）のシート抵抗値とし、ｘ＝０とすることにより、左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）における第１分割電極２５ａの長さＬ２を算出することができる。同様に、Ｒｋを左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）において複数の第２分割電極２５ｂにより構成される電極部分の両端部間抵抗値とし、Ｒｓｔを抵抗膜１３（１４）のシート抵抗値とし、ｘ＝０とすることにより、上辺電極部２１ａ（或いは下辺電極部２１ｃ）における第１分割電極２５ａの長さＬ１を算出することができる。
【００３９】
このように各第１分割電極２５ａの長さを設定することにより、枠状電極部２１近傍において、枠状電極部２１の抵抗による電圧降下に起因する電位分布の歪曲の度合いをより一層低く抑えることが可能となり、タッチエリアの面積をより一層増加させることが可能となる。
【００４０】
また、第１抵抗値及び第２抵抗値を上述のように設定することにより、以下の数式２を得ることができ、この数式２を用いて、非タッチエリアの面積を減少させて、タッチエリアの面積を増加させるタッチパネルの設計が容易となる。
［数式２］    
Ｒ_ｉ×Ｎ／[Ｒ_ｉ×（Ｎ−１）＋２×Ｒ_ｓ] ≦ （Ｌ−２×Ｌ_ｂｏｗ）／Ｌ
ここで、数式２における各パラメータ（Ｌ、Ｌ_ｂｏｗ、Ｒ_ｓ、Ｒ_ｉ及びＮ）について図７を用いて説明する。Ｌ[ｍｍ]は、枠状電極部２１に隣接する枠状の非タッチエリアと、当該非タッチエリアの内側に配置されるタッチ入力部（タッチエリア）を設定した場合における、枠状電極部２１において互いに対向する２辺間の距離であり、Ｌ_ｂｏｗ[ｍｍ]は、当該２辺にそれぞれ隣接する非タッチエリアにおいて、２辺のそれぞれと、非タッチエリア及びタッチエリアの各境界との距離である。また、前記２辺と接続する他の２辺における各第１抵抗値の値がＲ_ｓ[Ω]であり、他の２辺における各第２抵抗値の値がＲ_ｉ[Ω]、他の２辺における第２分割電極２５ｂの個数がＮ[個]である。
【００４１】
以下、数式２の算出方法について図７を用いて説明する。図７は、枠状電極部２１の上辺電極部２１ａに同電圧が印加された場合を示している。左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）において、第２分割電極２５ｂの数がＮ個あるとすると、複数の第２分割電極２５ｂ間における抵抗の数は、（Ｎ−１）個となる。各第２分割電極２５ｂ間における抵抗は均一分布抵抗であり、この分布抵抗の両端の電位差をＶ_ｉとすると、１個の電極間の電位差は、Ｖ_ｉ／（Ｎ−１）となり、左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）の全幅においては、Ｎ個の第２分割電極２５ｂがあるため、電位差は、Ｖ_ｉ×Ｎ／（Ｎ−１）となる。
【００４２】
次に、枠状電極部２１において互いに対向する上辺電極部２１ａと下辺電極部２１ｂとの間の距離をＬ[ｍｍ]とし、上辺電極部２１ａ（又は、下辺電極部２１ｂ）と、非タッチエリア及びタッチエリアの各境界との距離をＬ_ｂｏｗ[ｍｍ]として、抵抗値と距離との関係式を求めると、
[ Ｒ_ｔ×Ｎ／（Ｎ−１）]  ／  [ Ｒ_ｔ＋２×Ｒ_ｓ ]  ＝
（Ｌ−２×Ｌ_ｂｏｗ）／  Ｌ
が導かれる。
この関係式において、Ｒ_ｔは、直線状に複数並ぶ第２分割電極２５ｂの両端間の抵抗値であるが、第２分割電極間の抵抗の各抵抗値（第２抵抗値）を、Ｒ_ｉ[Ω]とすると、Ｒ_ｔ＝Ｒ_ｉ×（Ｎ−１）であることから、
左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２ｃ）に関し、
Ｒ_ｉ×Ｎ／[Ｒ_ｉ×（Ｎ−１）＋２×Ｒ_ｓ]＝（Ｌ−２×Ｌ_ｂｏｗ）／Ｌ
という関係式（数式Ａ）を得る。なお、上辺電極部２１ａ及び下辺電極部２１ｂに関しても同様にして数式Ａの関係式を求めることができる。
【００４３】
ここで、数式Ａにおける左辺（Ｒ_ｉ×Ｎ／[Ｒ_ｉ×（Ｎ−１）＋２×Ｒ_ｓ]）が右辺（（Ｌ−２×Ｌ_ｂｏｗ）／Ｌ）の値以下となるように設定することにより、つまり、上記数式２の関係を満たすようにＲ_ｓ、Ｒ_ｉ及びＮを適宜設定することにより、枠状電極部２１の抵抗による電圧降下に起因する電位分布の歪曲の度合いを低く抑えつつ、枠状電極部２１により囲まれる領域の内側であって枠状電極部２１に隣接して設定される枠状の非タッチエリア（図１４において１０１で示されるエリア）の面積を減少させて、タッチエリア（図１４において１０２で示されるエリア）の面積を増加させることが可能となる。
【００４４】
なお、直線状に複数並ぶ第２分割電極２５ｂの両端間の抵抗値である上記Ｒ_ｔの値を、Ｌ_ｂｏｗの値から上記［数式１］を用いて決定することができる。具体的に説明すると、［数式１］において、Ｒｓｔを抵抗膜１３（１４）のシート抵抗値とし、ｘ＝０、ｙ＝Ｌ_ｂｏｗとすることにより、Ｒｋを算出することができる。このＲｋは、直線状に複数並ぶ第２分割電極２５ｂの両端間抵抗値Ｒ_ｔに相当するため、Ｒ_ｔを決定できる。次いで、上記Ｎ（第２分割電極２５ｂの個数）を任意に設定することで、上記Ｒ_ｉを算出でき、更に［数式２］を満たすＲ_ｓ（第１抵抗値）を決定することが可能となる。
【００４５】
以上の構成を備えるタッチパネル１において、タッチ位置の検出方法は、従来のタッチパネルと同様である。まず、上辺電極部２１ａの両端に＋（プラス）、下辺電極部２１ｂの両端に−（マイナス）の電圧を印加して、上辺電極部２１ａと下辺電極部２１ｂとの間に電位勾配を形成する。次に切り替えて前記と同様に、左辺電極部２１ｃと右辺電極部２１ｄの間に電圧を印加して電位勾配を形成する。この２つの電位勾配を図示しないスイッチによって短時間で切り替えて繰り返すことにより、基板１２には交互に水平・垂直方向に電位勾配が形成される。基板１１の所定位置を押圧すると、抵抗膜１３，１４同士が接触して、基板１１は基板１２に形成された電位を測定することができ、そのときの電位を検出することによって、タッチ位置を求めことができる。
【００４６】
以上、本発明に係るタッチパネル１の実施形態について説明したが、具体的構成は、上記実施形態に限定されない。例えば、図８に示すように、枠状電極部２１の各辺に接続し、当該枠状電極部２１よりも基板１２内側に伸びる複数の電位補正電極部２２を更に備えるように構成してもよい。この各電位補正電極部２２は、基端部２２ａが、枠状電極部２１の各辺に接続し、先端部２２ｂが枠状電極部２１よりも基板１２の内側に配置されるように構成されており、直線状の形状を有している。枠状電極部２１の各辺に接続する複数の電位補正電極部２２の長さは、枠状電極部２１の各辺の端部から各辺の中央に向かうに従い長くなるように形成されている。また、枠状電極部２１の各辺に接続する複数の電位補正電極部２２は、その先端部２２ｂを結ぶ線分Ｓが、枠状電極部２１の各辺の中央において前記基板１１，１２内側に向けて凸となる湾曲線を描くように形成されている。
【００４７】
各電位補正電極部２２の先端部２２ｂの位置を決定する方法について以下説明する。図１に示すように、枠状電極部２１のみで電極を構成した場合（電位補正電極部２２を形成しない場合）において、例えば、上辺電極部２１ａに＋（プラス）、下辺電極部２１ｂに−（マイナス）の電圧を印加した時の電位分布線は、抵抗膜１３，１４の略全域において湾曲した形状となる。ここで、上辺電極部２１ａにおける複数の第２分割電極２５ｂにより構成される電極部分の両端部を通過する電位分布の湾曲線上に、上辺電極部２１ａに設ける複数の電位補正電極部２２の先端部２２ｂが配置されるように、電位補正電極部２２を構成すればよい。
【００４８】
下辺電極部２１ｂに接続される複数の電位補正電極部２２についても、上辺電極部２１ａと同様に、下辺電極部２１ｂにおける複数の第２分割電極２５ｂにより構成される電極部分の両端部を通過する電位分布の湾曲線上に、下辺電極部２１ｂに設ける複数の電位補正電極部２２の先端部２２ｂが配置されるように、電位補正電極部２２を構成すればよい。
【００４９】
左辺電極部２１ｃ及び右辺電極部２１ｄに接続される電位補正電極部２２についても同様であり、外側電極部２１のみで電極を構成した場合（電位補正電極部２２を形成しない場合）に、左辺電極部２１ｃに＋（プラス）、右辺電極部２１ｄに−（マイナス）の電圧を印加した時において、左辺電極部２１ｃ（或いは右辺電極部２１ｄ）における複数の第２分割電極２５ｂにより構成される電極部分の両端部を通過する湾曲線状の電位分布線の位置に基づいて、電位補正電極部２２の先端部２２ｂの位置を設定すればよい。
【００５０】
また、例えば、上述した［数式１］を用いて、各電位補正電極部２２の先端部２２ｂの位置を決定してもよい。つまり、［数式１］において、Ｒｋを枠状電極部２１の各辺の両端部間抵抗値とし、Ｒｓｔを抵抗膜１３（１４）のシート抵抗値とすることにより、各電位補正電極部２２の先端部２２ｂの位置を算出することができる。
【００５１】
このように電位補正電極部２２を設けることにより、枠状電極部２１の抵抗による電圧降下に起因する電位分布の歪曲の度合いをより一層低減させることが可能となる。
【００５２】
なお、図８に示すタッチパネルにおいては、各電位補正電極部２２の形状として、直線状の形状を採用しているが、例えば、従来例を示す図１５に記載されているようなＴ字形の形状を採用することもできる。
【００５３】
また、図９に示すように、複数の電位補正電極部２２が接続された外側電極部２１によって囲まれる領域の内側に配置され、枠状電極部２１の各辺と略平行な各辺を有する枠状の内側電極部３を更に備えるように構成してもよい。この内側電極部３は、内側電極部３の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値が、抵抗膜１３，１４のシート抵抗値よりも小さくなるように形成されている。ここで、内側電極部３の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値とは、内側電極部３の各辺の両端部間における抵抗値をＲ_ｉｎ，内側電極部３の各辺の両端部間の長さをＬ_ｉｎ、内側電極部３の各辺の幅をＷ_ｉｎとした場合の下記式により算出される値のことをいう。
Ｒ_ｉｎ×Ｗ_ｉｎ／Ｌ_ｉｎ
なお、内側電極部３の各辺の幅Ｗ_ｉｎとは、例えば、破線状の導電線を３本並列に配置することにより内側電極部３の各辺を形成する場合、導電線を３本並列配置した全体の幅を意味する。
【００５４】
抵抗膜１３，１４のシート抵抗値は、上述のように２００〜５ｋΩ／□であることが好ましく、更に、４００〜２ｋΩ／□であることが好ましい。これに対し、内側電極部３の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値は、抵抗膜１３，１４のシート抵抗値の１／５〜１／５０であることが好ましく、更に、１／１０〜１／３０であることが好ましい。なお、内側電極部３の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値が低すぎると、内側電極部３の各辺の両端部間を流れる電流が増加し、両端部間電圧が低下するおそれが生じ、また、内側電極部３の各辺の両端部間における抵抗値のシート抵抗換算値が高すぎると、内側電極部３の各辺に電流が流れにくくなり、電位分布歪の発生を効果的に防止できないおそれがある。
【００５５】
また、枠状の内側電極部３の各辺は、図１０の要部拡大図に示すように、複数のギャップによって複数に分割される破線パターン状に形成されている。内側電極部３の各辺の破線パターンのピッチは、枠状電極部２１の各辺の破線パターンのピッチよりも短くなるように形成されている。つまり、内側電極部３の各辺における分割電極３１の長さが、枠状電極部２１の各辺を構成する第１分割電極２５ａ及び第２分割電極２５ｂの長さよりも短くなるように形成されている。なお、図１０においては、破線パターン状に形成した導電線３１１を３本並列に配置することにより内側電極部３の各辺を形成し、内側電極部３の各辺の幅方向に伸びる連結導電部３３により各導電線３１１間を接続するように構成している。連結導電部３３は所定間隔をあけて複数配置されている。また、図１０では、破線パターン状に形成した導電線３１１を３本並列に配置することにより内側電極部３の各辺を形成しているが、破線パターン状に形成した導電線３１１の本数は上記本数に限定されず、１本または２本であってもよく、また、４本以上であってもよい。
【００５６】
このような構成のタッチパネル１は、枠状電極部２１及び電位補正電極部２２により囲まれる領域の内側に配置される枠状の内側電極部３を備えており、この内側電極部３の各辺の両端部間における抵抗値が、抵抗膜１４のシート抵抗値よりも小さくなるように形成されているため、内側電極部３に電流が流れることになる。このため、複数の電位補正電極部２２の各先端部２２ｂ間に電位分布の歪曲（細かい歪曲）が発生する場合であっても、この電位分布の歪曲を緩和し、枠状の内側電極部３で囲まれる領域内に水平・垂直な電位分布を形成することができる。
【００５７】
また、枠状電極部２１の各辺は破線パターン状に形成されており、複数のギャップ２４を備えるように構成されているため、隣接するギャップ２４間で電位分布が変動することになる。しかしながら、内側電極部３の各辺の破線パターンのピッチが、枠状電極部２１の各辺の破線パターンのピッチよりも短くなるように形成されているため、枠状電極部２１の隣接するギャップ２４間での電位分布の変動が緩やかに変化するように補整することが可能になる。この結果、電位分布の歪曲が緩和され、枠状の内側電極部３で囲まれる領域内に水平・垂直な電位分布を形成することができ、タッチパネルの検出性能をより一層向上させることが可能になる。
【００５８】
なお、図９においては、枠状電極部２１の各辺の中央に接続する電位補正電極部２２１の先端部が、内側電極部３の各辺に接続するような構成を採用しているが、例えば、図１１に示すように、内側電極部３の各辺が、枠状電極部２１の各辺の中央に接続する電位補正電極部２２１の先端部に接続しないような構成であってもよい。このような構成であっても、複数の電位補正電極部２２の各先端部２２ｂ間に生じる電位分布の歪曲（細かい歪曲）を緩和し、枠状の内側電極部３で囲まれる領域内に水平・垂直な電位分布を形成することができる。
【００５９】
また、図１２に示すように、枠状電極部２１のコーナー部と、枠状の内側電極部３のコーナー部とを接続する内側電極部用電流回路４を更に備えるように構成してもよい。この内側電極部用電流回路４は、銀ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷、インクジェット印刷、ホトリソグラフィ等の印刷法により塗布することにより形成することができる。このような内側電極部用電流回路４を備える事により、内側電極部３のコーナー部における電位分布の歪曲をより一層緩和することが可能となり、水平・垂直な電位分布を形成して高精度のタッチパネル１を得ることができる。具体的な構成としては、例えば、枠状電極部２１のコーナー部と内側電極部３のコーナー部との間で発生する電圧が、互いに平行な枠状電極部２１の一辺及び内側電極部３の一辺の中央位置間に発生する電圧と等しくなるように、内側電極部用電流回路４の抵抗値を設定することが好ましい。
【００６０】
また、上記実施形態においては、枠状の内側電極部３における各辺を、複数のギャップによって複数に分割される破線パターン状に形成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、図１３に示すように、ギャップを設けない連続線パターン状となるように内側電極部３における各辺を形成してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態においては、タッチパネル１の具体的構成として、抵抗膜方式のタッチパネル１を採用し、これに上記枠状電極部２１を設ける構成について説明したが、例えば、静電容量方式のタッチパネルに対して上記枠状電極部２１を適用してもよい。この場合、図３の上側の基板１１は設けず、基板１２上に形成された抵抗膜１４を保護するための保護層を設ける構成が好ましい。
【符号の説明】
【００６２】
１  タッチパネル
１１，１２  基板
１３，１４  抵抗膜
２１  枠状電極部
２２  電位補正電極部
２２ａ  基端部
２２ｂ  先端部
２３  給電端子
２４  ギャップ
２５  分割電極
２５ａ  第１分割電極
２５ｂ  第２分割電極
２６  連結導電部
３  内側電極部
【図１】
2013526732.tif 000003
【図２】
2013526732.tif 000004
【図３】
2013526732.tif 000005
【図４】
2013526732.tif 000006
【図５】
2013526732.tif 000007
【図６】
2013526732.tif 000008
【図７】
2013526732.tif 000009
【図８】
2013526732.tif 000010
【図９】
2013526732.tif 000011
【図１０】
2013526732.tif 000012
【図１１】
2013526732.tif 000013
【図１２】
2013526732.tif 000014
【図１３】
2013526732.tif 000015
【図１４】
2013526732.tif 000016
【図１５】
2013526732.tif 000017
【国際調査報告】
2013526732.tif 000018
2013526732.tif 000019