(57)【要約】      （修正有）【課題】接触応答時間が短縮された投射型静電容量式タッチパネルを提供する。【解決手段】各第１電極ストリング１０と各第２電極ストリング２０は、直列続された多数の第１センサー電極１１、１１´と第２センサー電極２１、２１´を具え、第１端部と第２端部を有する。各第１センサー電極１１、１１´と第２センサー電極２１、２１´の間に、結合コンデンサが形成される。各第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１、１１´は、第１端部から第２端部に向けて次第に面積が減少し、各第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１、２１´は、反対方向に向けて次第に面積が減少する。各第１電極ストリング１０又は第２電極ストリング２０は、少なくとも１つの隣接する第１電極ストリング１０又は第２電極ストリング２０と共通接続され、これによって、回路基盤の縁の隣接するセンサー電極間のキャパシタンスを増大させ、接触応答時間を早めることができる。【選択図】図１
0003179783.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
表面を有する回路基盤と、
前記回路基盤の表面に平行に形成された多数の第１電極ストリングと第２電極ストリングとを具え、
前記第１電極ストリングは、相互に直列接続された多数の第１センサー電極と、第１端部及び第２端部を有し、
前記第１センサー電極は長方形で細長く、第１端部から第２端部に向けて面積が減少し、
前記第１電極ストリングは複数のグループに分割され、各グループの前記第１電極ストリングは相互に隣接し、各グループの前記第１電極ストリングの第１端部は共通接続され、
前記第２電極ストリングは、相互に直列に接続された多数の第２センサー電極と、第１端部及び第２端部を有し、
前記第１センサー電極と前記第２電極ストリングは長方形で細長く、前記回路基盤上に交互に配置され、
前記第２電極ストリングは、第２端部から第１端部に向けて面積が減少し、
前記第２電極ストリングは複数のグループに分割され、各グループの前記第２電極ストリングは相互に隣接し、各グループの前記第２電極ストリングの第２端部は共通接続されている、
接触応答時間が短縮された投射型静電容量式タッチパネル。
【請求項２】
前記回路基盤が片側に取付けられた連結パッドのセットを具え、前記各第１電極ストリングが第１リードワイヤを有し、各第１リードワイヤの一端が対応する前記第１電極ストリングの第１端部に連結され、各グループの前記第１電極ストリングの前記第１リードワイヤの他端が連結パッドのセットの１つに共通接続され、前記各第２電極ストリングが第２リードワイヤを有し、各第２リードワイヤの一端が対応する前記第２電極ストリングの第２端部に連結され、各グループの前記第２電極ストリングの前記第２リードワイヤの他端が連結パッドのセットの他の１つに共通接続されている、請求項１の投射型静電容量式タッチパネル。
【請求項３】
前記各第１センサー電極の幅がその高さよりも大きく、前記各第２センサー電極の幅がその高さよりも大きい、請求項２の投射型静電容量式タッチパネル。
【請求項４】
前記第１センサー電極の幅が一定で、対応する第１電極ストリングの第１端部から第２端部に向けて高さが次第に減少し、前記第２センサー電極の幅が一定で、対応する第２電極ストリングの第２端部から第１端部に向けて高さが次第に減少する、請求項３の投射型静電容量式タッチパネル。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、投射型静電容量式（projected capacitative）タッチパネル、より具体的には、接触応答時間が短縮された投射型静電容量式タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４を参照すると、従来の投射型静電容量式タッチパネルは、回路基盤７０上に形成された多数のＸ軸電極ストリング７１とＹ極電極ストリング７２を有する。Ｘ軸電極ストリング７１は、Ｘ軸方向に平行に配列されている。各Ｘ軸電極ストリング７１は、Ｘ軸電極ストリング７１の一端と、回路基盤７０の縁に沿ってその片側に取り付けられた連結パッドのセットの１つに連結された第１リードワイヤ７１０を有する。各Ｘ軸電極ストリング７１は、隣接する２つのＸ軸電極７１１のそれぞれの間に連結された第１連結ワイヤ７１２に直列接続される多数のＸ軸電極７１１を具える。Ｙ軸電極ストリング７２は、Ｙ軸方向に平行に配列されている。各Ｙ軸電極ストリング７２は、Ｘ軸電極ストリング７１と直角に交差し、回路基盤７０の片側にその縁に沿って取り付けられた連結パッドのセットの他の１つに連結された第２リードワイヤ７２０を有する。各Ｙ軸電極ストリング７２は、隣接する２つのＹ軸電極７２１のそれぞれの間に連結された第２連結ワイヤ７２２に直列接続される多数のＹ軸電極７２１を具える。Ｘ軸電極ストリング７１及びＹ軸電極ストリング７２が回路基盤７０の同一表面上に形成される場合、２つのＸ軸電極７１１間の第１連結ワイヤ７１２もまた、対応する２つのＹ軸電極７２１間の第２連結ワイヤ７２２の１つと交差しつつ連結する。図５に示すように、ショートを避けるため、第１連結ワイヤ７１２の１つと、この第１連結ワイヤ７１２と交差する第２連結ワイヤ７２２の間に、分離層７１３が形成される。
【０００３】
上記の構成によると、従来の投射型静電容量式タッチパネルは、マトリックスの形状に配列されたＸ軸電極７１１とＹ軸電極７２１を有する。各Ｘ軸電極７１１と隣接するＹ軸電極７２１との間に、キャパシタンスが形成される。隣接するＸ軸電極７１１とＹ軸電極７２１に指が接触すると、その間のキャパシタンスが変更され、どこに指が接触したかを分析し特定するために、対応する第１リードワイヤ７１０及び第２リードワイヤ７２０に連結された連結パッドのセットを通じて、信号がコントローラに送られる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
マルチタッチ機能を有し、スマートフォン等の高性能製品に幅広く応用されてはいるが、投射型静電容量式タッチパネルは、以下のような未解決の課題を抱えている。
【０００５】
１．タッチパネルの縁への接触を検知する際の正確性が不足している
上記したとおり、従来の投射型静電容量式タッチパネルのＸ軸電極７１１とＹ軸電極７２１は、マトリックスの形状に配列されている。隣接するＸ軸電極７１１とＹ軸電極７２１の間に形成されるキャパシタンスに加え、Ｘ軸電極７１１、Ｙ軸電極７２１、第１連結ワイヤ７１２及び第２連結ワイヤ７２２は、それぞれのインピーダンスを有する。このため、Ｘ軸電極７１１又はＹ軸電極７２１が、対応する第１リードワイヤ７１０又は第２リードワイヤ７２０に近い程、Ｘ軸電極７１１又はＹ軸電極７２１のインピーダンスは低くなる。これに対し、Ｘ軸電極７１１又はＹ軸電極７２１が、対応する第１リードワイヤ７１０又は第２リードワイヤ７２０から遠く離れる程、Ｘ軸電極７１１又はＹ軸電極７２１のインピーダンスは高くなる。第１リードワイヤ７１０及び第２リードワイヤ７２０から相対的に離れているＸ軸電極７１１及びＹ軸電極７２１は、タッチパネルの縁に隣接したところにある。インピーダンスの蓄積を考えると、タッチパネルの縁への接触を検知する正確性は相対的に低くなる。このため、特大の投射型静電容量式タッチパネルが製造されることは少ない。
【０００６】
２．接触応答時間が長い
インピーダンスが次第に低下することを考えると、タッチパネルの縁に近いＸ軸電極７１１及びＹ軸電極７２１の接触応答時間は長くなり、Ｘ軸電極７１１及びＹ軸電極７２１を通じて感知されたデータを読み込むコントローラの能率も低下する。
【０００７】
３．製造工程の複雑化
Ｘ軸電極ストリング７１及びＹ軸電極ストリング７２が回路基盤７０の同一表面上に形成される場合、第１連結ワイヤ７１２と第２連結ワイヤ７２２の間でショートが起こらないように、例えば、回路基盤７０にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層を形成し、Ｘ軸電極ストリング７１を形成するエッチングを施した後、さらに各第１連結ワイヤ７１２の上に分離層７１３を形成し、続いて第２連結ワイヤ７２２を分離層７１３の上に形成する等、各Ｘ軸電極ストリング７１の第１連結ワイヤ７１２を、Ｙ軸電極ストリング７２の第２連結ワイヤ７２２から引き離すために、さらなる製造工程が必要となる。しかしながら、このために、従来の投射型静電容量式タッチパネルの製造工程は、複雑なものとなっている。
【０００８】
本考案の目的は、タッチパネルの所望の位置のインピーダンスとキャパシタンスを調整することができ、タッチパネルの縁のセンサー電極領域を調整し、タッチパネルの縁の隣接するセンサー電極間のキャパシタンスを増加させる手段により、接触応答時間を短縮し、特大タッチパネルの製造を促進する、投射型静電容量式タッチパネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本考案の投射型静電容量式タッチパネルは、
表面を有する回路基盤と、
前記回路基盤の表面に平行に形成された多数の第１電極ストリングと第２電極ストリングとを具え、
前記第１電極ストリングは、相互に直列接続された多数の第１センサー電極と、第１端部及び第２端部を有し、
前記第１センサー電極は長方形で細長く、第１端部から第２端部に向けて面積が減少し、
前記第１電極ストリングは複数のグループに分割され、各グループの前記第１電極ストリングは相互に隣接し、各グループの前記第１電極ストリングの第１端部は共通接続され、
前記第２電極ストリングは、相互に直列に接続された多数の第２センサー電極と、第１端部及び第２端部を有し、
前記第１センサー電極と前記第２電極ストリングは長方形で細長く、前記回路基盤上に交互に配置され、
前記第２電極ストリングは、第２端部から第１端部に向けて面積が減少し、
前記第２電極ストリングは複数のグループに分割され、各グループの前記第２電極ストリングは相互に隣接し、各グループの前記第２電極ストリングの第２端部は共通接続されている。
【考案の効果】
【００１０】
前述の投射型静電容量式タッチパネルにおいては、各第１電極ストリングの第１センサー電極と、対応する第２電極ストリングの隣接する第２センサー電極間において結合コンデンサが形成される。第１電極ストリングと第２電極ストリングはそれぞれ、均等にグループ分けされる。各グループの第１電極ストリング又は第２電極ストリングは、結合コンデンサと並列接続するため、その共通の端部を通じて共通接続される。並列接続の効果により、キャパシタンスは増大し、接触応答時間は短縮される。
【００１１】
各第１電極ストリングの第１センサー電極の面積が、第１端部から第２端部に向かって次第に減少し、各第２電極ストリングの第２センサー電極の面積が、第２端部から第１端部に向けて次第に減少すると、同一の電極ストリング上の各センサー電極のインピーダンスは調整される。さらに、第１、第２電極ストリングの第１、第２センサー電極の面積が、反対方向に向かって次第に減少するため、次第に面積が増加するセンサー電極は、次第に面積が減少するセンサー電極に隣接している。このため、隣接するセンサー電極のＲＣ値の差は拡大し、周縁における接触感知の正確性が向上し、特大タッチパネルの製造が促進される。
【００１２】
さらに、第１、第２電極ストリングの第１、第２センサー電極は、マトリックスの形状に配置され、第１、第２電極ストリングは平行且つ交互に配列されている。換言すれば、第１、第２電極ストリングは交わることがない。従って、分離層を形成する製造工程を省き、投射型静電容量式タッチパネルの製造工程を簡略化することができる。
なお、本考案の他の目的、有利な効果、及び新規な構成は、後述する詳細な説明及び図面により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の投射型静電容量式タッチパネルの平面図。
【図２】図１の投射型静電容量式タッチパネルの部分拡大図。
【図３】図１の投射型静電容量式タッチパネルの他の部分拡大図。
【図４】従来の投射型静電容量式タッチパネルの平面図。
【図５】図４の従来の投射型静電容量式タッチパネルの部分側面図。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、本考案による投射型静電容量式タッチパネルは、回路基盤１００、多数の第１電極ストリング１０、多数の第２電極ストリング２０、及び１セットの連結パッド１０１を具える。第１電極ストリング１０及び第２電極ストリング２０は、回路基盤１００の片側の表面に形成される。連結パッド１０１のセットは、回路基盤１００の片側に取付けられ、外部のコントローラに接続されている。
【００１５】
第１電極ストリング１０は、回路基盤１００の表面に平行に形成されている。本実施形態において、第１電極ストリング１０は、水平方向に平行に配列され、各第１電極ストリング１０は、互いに直列接続された多数の第１センサー電極１１、１１´を有する。各第１センサー電極１１、１１´は、長方形で細長く、その高さよりも幅が大きくなっている。各第１電極ストリング１０は、第１端部と第２端部を有する。本実施形態においては、第１・第２端部は、それぞれ図中の左側と右側を指す。図２に示すように、各第１電極ストリング１０は、第１リードワイヤ１２を有する。第１リードワイヤ１２の一端は、第１電極ストリング１０の第１端部に連結されている。第１電極ストリングは均等にグループ分けされている。各グループの第１電極ストリング１０は、互いに隣接している。各グループの第１電極ストリング１０の第１リードワイヤ１２の他端は、連結パッド１０１のセットの１つに、共通接続されている。
【００１６】
第１センサー電極１１、１１´は、第１端部から第２端部にかけて次第に面積が減少する。各第１電極ストリング１０の第１端部にある第１センサー電極１１の面積が最も大きい。図３に示すように、各第１電極ストリング１０の第２端部にある第１センサー電極１１´の面積が最も小さい。本実施形態においては、第１センサー電極１１、１１´の幅は一定で、各第１電極ストリング１０の第１端部から第２端部にかけてその高さを次第に減少させる形で、第１センサー電極１１、１１´の面積が次第に減少するようになっている。従って、第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１、１１´は、互いに垂直方向に直線的に配列されている。
【００１７】
第２電極ストリング２０は、回路基盤１００の表面に、水平方向に平行に形成されている。第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０は、回路基盤１００上に、垂直方向に交互に配置されている。各第２電極ストリング２０は、互いに直列接続された多数の第２センサー電極２１、２１´を有する。各第２センサー電極２１、２１´は、長方形で細長く、その高さよりも幅が大きくなっている。各第２センサー電極２１、２１´は、第１端部と第２端部を有する。第１・第２端部は、同様に、それぞれ図中の左側と右側を指す。各第２電極ストリング２０は、第２リードワイヤ２２を有する。第２リードワイヤ２２の一端は、第２電極ストリング２０の第１端部に連結されている。第２電極ストリング２０は均等にグループ分けされている。各グループの第２電極ストリング２０は、互いに隣接している。各グループの第２電極ストリング２０の第１リードワイヤ２２の他端は、連結パッド１０１のセットの他の１つに、共通接続されている。
【００１８】
第２センサー電極２１、２１´は、第２端部から第１端部に向かって次第に面積が減少する。各第２電極ストリング２０の第１端部にある第２センサー電極２１´の面積が最も小さく、各第２電極ストリング２０の第２端部にある第２センサー電極２１の面積が最も大きい。本実施形態においては、第２センサー電極２１、２１´の幅は一定で、各第２電極ストリング２０の第２端部から第１端部にかけてその高さを次第に減少させる形で、第２センサー電極２１、２１´の面積が次第に減少するようになっている。従って、第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１、２１´は、互いに垂直方向に直線的に配列されている。すなわち、第１センサー電極１１、１１´と第２センサー電極２１、２１´は、マトリックスの形状に配列されている。
【００１９】
上記のとおり、第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１、１１´は、それぞれ、第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１、２１´と垂直方向に配列されている。各第１センサー電極１１、１１´と隣接する第２センサー電極２１´、２１は、その間に結合コンデンサを形成する。いくつかの第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０は、それぞれ、第１リードワイヤ１２と第２リードワイヤ２２を介して共通接続されている。結合コンデンサは、共通接続された第１電極ストリング１０の各第１センサー電極１１、１１´と、共通接続された第２電極ストリング２０の隣接する第２センサー電極２１´、２１の間に形成され、結合コンデンサは全て並列接続されて、キャパシタンス値は相対的に高くなり、接触応答時間は早くなる。第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１、１１´と第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１、２１´は、第１端部から第２端部にかけて面積が次第に減少するようになっているため、共通接続されている第１リードワイヤ１２と第２リードワイヤ２２に隣接する第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１と第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１の面積が最も大きい。結合コンデンサは並列接続されているため、回路基盤１００の左側部・右側部近くの隣接する第１センサー電極１１、１１´と第２センサー電極２１、２１´の間の結合コンデンサ値は増大し、接触応答時間は短縮される。
【００２０】
データを読み込む際、連結パッド１０１のセットに接続されているコントローラは、第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０が、それぞれＸ軸とＹ軸の方向に配列されていることを考慮する。回路基盤１００の右側に接触があった場合、Ｙ軸方向における第２電極ストリング２０のキャパシタンスの変化（接触部分では大容量の結合コンデンサが発生する）を直接読み取ることによって、Ｙ軸座標が決定され、共通接続されている第１電極ストリング１０の第１リードワイヤ１２をスキャンすることによって、Ｘ軸座標が決定される。回路基盤１００の左側に接触があった場合、Ｘ軸方向における第１電極ストリング１０のキャパシタンスの変化を直接読み取ることによって、Ｘ軸座標が決定され、共通接続されている第２電極ストリング２０の第１リードワイヤ２２をスキャンすることによって、Ｙ軸座標が決定される。
【００２１】
第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０がこのように実行されるため、第１、第２端部近くの、隣接する５つの第１電極ストリングと隣接する５つの第２電極ストリングのそれぞれが共通接続されて、多数のセンサー領域を形成する。各センサー領域は、５つの第１センサー電極１１又は５つの第２センサー電極２１を有し、指の先端、例えば、８ｍｍ２よりも小さい。
【００２２】
本考案は、接触応答時間を短縮するために上記の技術を用いるのに有効なだけでなく、インピーダンスを調整するのにも有効である。
第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０は、多数の第１センサー電極１１、１１´又は多数の第２センサー電極２１、２１´を有するため、互いに直列接続される第１センサー電極１１、１１´又は第２センサー電極２１、２１´が多い程、直列接続されるインピーダンス（第１、第２センサー電極は内部インピーダンスを有する）の数も増える。このため、第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０の先端部の第１センサー電極１１、１１´及び第２センサー電極２１、２１´は、相対的に高いインピーダンスを有する。長方形で細長い形状のため、第１センサー電極１１、１１´及び第２センサー電極２１、２１´を直列に接続する際、第１センサー電極１１、１１´及び第２センサー電極２１、２１´のインピーダンスを低下させるという目的を損なうことなく、第１センサー電極１１、１１´及び第２センサー電極２１、２１´の数を減らすことができる。第１センサー電極１１、１１´と第２センサー電極２１、２１´のインピーダンスがその大きさに比例するということを前提とすると、第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１、１１´及び第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１、２１´の面積が反対方向に向かって次第に減少することにより、第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１、１１´及び第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１、２１´のインピーダンスを調整することができる。一方、次第に小さくなる各第１センサー電極１１、１１´は、反対方向に向かって次第に大きくなる第２センサー電極２１、２１´の１つと隣接しており、実質的には、最大面積、最小面積を有する第１、第２端部（タッチパネルの縁）の第１センサー電極１１、１１´は、最小面積、最大面積を有する第２センサー電極２１、２１´と隣接している。回路基盤１００の第１、第２端部の、隣接する第１センサー電極１１、１１´と第２センサー電極２１、２１´のＲＣ値の差は、最も大きいと思われる。ＲＣ値の差が著しいため、タッチパネルの両端への接触は、容易に検知され得る。インピーダンス調整のための校正は容易に行うことができ、タッチパネルの縁における接触検知の正確性は向上し、特大の投射型静電容量式タッチパネルの製造にとって有利である。
【００２３】
さらに、第１電極ストリング１０の第１センサー電極１１、１１´及び第２電極ストリング２０の第２センサー電極２１、２１´はマトリックスの形状に配置され、並列且つ交互に接続されているため、第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０は交差することがない。第１電極ストリング１０と第２電極ストリング２０が交差することがないため、製造工程から分離層の形成工程を省くことができ、製造工程を簡略化することが可能となる。
【００２４】
構成や作用の詳細と合わせ、本考案の多くの特長や効果は上記したとおりであるが、開示した内容は例示に過ぎない。細部、特に形状、サイズ、部品の配置については、添付の請求項に用いられている用語の趣旨に示唆されている限度で、本考案の本質を逸脱しない範囲内で変更が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０          第１電極ストリング
１１、１１´  第１センサー電極
２０          第２電極ストリング
２１、２１´  第２センサー電極
１００        回路基盤
【図１】
0003179783.tif 000003
【図２】
0003179783.tif 000004
【図３】
0003179783.tif 000005
【図４】
0003179783.tif 000006
【図５】
0003179783.tif 000007