(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に浮遊している透明導電膜を全面に備えた第１の基板と、透明導電膜からなる短冊状の電極を一定の間隔で備えた第２の基板とが、前記透明導電膜が対向するように配置され、
前記第２の基板の第１の短冊状の電極に送信した信号が、当該第１の短冊状の電極から、前記第１の基板の前記透明導電膜を介して、前記第２の基板の前記第１の短冊状の電極に隣り合う第２の短冊状の電極に至る伝送経路を通って減衰する割合を検出する手段を備え、
前記短冊状の電極は、送信電極と受信電極とが交互に配列して構成され、
前記送信電極に信号を送信する複数の送信部と、前記受信電極からの信号を受信する複数の受信部と、をさらに備え、
各々の前記送信電極に前記送信部が接続され、各々の前記受信電極に前記受信部が接続されていることを特徴とする抵抗膜式タッチパネル。
【請求項２】
各々の前記送信電極の両側に前記送信部が接続され、各々の前記受信電極の両側に前記受信部が接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の抵抗膜式タッチパネル。
【請求項３】
前記第１の基板と前記第２の基板とが、一定の厚みのシール材を介して貼り合わされている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗膜式タッチパネル。
【請求項４】
前記第１の基板と前記第２の基板とが、一定の間隔を隔てて形成されたスリットを備える構造体により固定されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗膜式タッチパネル。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一に記載の抵抗膜式タッチパネルの前記第１の基板側に、静電容量式タッチセンサを備える、ことを特徴とする複合型タッチパネル。
【請求項６】
電気的に浮遊している前記透明導電膜が、前記第２の基板側からの輻射ノイズを遮断するシールド膜として機能する、ことを特徴とする請求項５に記載の複合型タッチパネル。
【請求項７】
電気的に浮遊している透明導電膜を全面に備えた第１の基板と、透明導電膜からなる短冊状の電極を一定の間隔で備えた第２の基板とが、前記透明導電膜が対向するように配置され、前記短冊状の電極は、送信電極と受信電極とが交互に配列して構成され、前記送信電極に信号を送信する複数の送信部と、前記受信電極からの信号を受信する複数の受信部と、をさらに備え、各々の前記送信電極が前記送信部に接続され、各々の前記受信電極が前記受信部に接続された抵抗膜式タッチパネルの駆動方法であって、
複数の前記送信部は順次切り替わって前記送信電極にパルス信号を送信し、前記パルス信号が送信された前記送信電極に隣り合う前記受信電極に接続される前記受信部で前記パルス信号を受信して、タッチ位置を特定する、ことを特徴とする抵抗膜式タッチパネルの駆動方法。
【請求項８】
前記パルス信号を受信した前記受信電極の位置から、前記短冊状の電極の延在方向に直交する方向のタッチ位置を特定する、ことを特徴とする請求項７に記載の抵抗膜式タッチパネルの駆動方法。
【請求項９】
送信した前記パルス信号の波形に対する、受信した前記パルス信号の波形の電圧減衰分から、前記短冊状の電極の延在方向のタッチ位置を特定する、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の抵抗膜式タッチパネルの駆動方法。
【請求項１０】
各々の前記送信電極の両側に前記送信部が接続され、各々の前記受信電極の両側に前記受信部が接続され、
一側の前記送信部から送信したパルス信号の波形に対する、両側の前記受信部の各々で受信したパルス信号の波形の電圧減衰分に基づいて、前記短冊状の電極の延在方向のタッチ位置を特定する、ことを特徴とする請求項９に記載の抵抗膜式タッチパネルの駆動方法。
【請求項１１】
一側の前記送信部から送信したパルス信号の波形に対する、両側の前記受信部の各々で受信したパルス信号の波形の電圧減衰分と、他側の前記送信部から送信したパルス信号の波形に対する、両側の前記受信部の各々で受信したパルス信号の波形の電圧減衰分と、に基づいて、前記短冊状の電極の延在方向のタッチ位置を特定する、ことを特徴とする請求項１０に記載の抵抗膜式タッチパネルの駆動方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれか一に記載の駆動方法で駆動される抵抗膜式タッチパネルと、前記抵抗膜式タッチパネルの前記第１の基板側に配置した静電容量式タッチパネルと、を備えた複合型タッチパネルの駆動方法であって、
前記静電容量式タッチパネルを断続的に駆動し、前記静電容量式タッチパネルを駆動していないタイミングで、前記抵抗膜式タッチパネルを駆動し、前記静電容量式タッチパネルによるタッチ位置判定と前記抵抗膜式タッチパネルによるタッチ位置判定とを同時に行う、ことを特徴とする複合型タッチパネルの駆動方法。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれか一に記載のタッチパネルを搭載した表示装置。
【請求項１４】
電気的に浮遊している透明導電膜を備えた第１の基板と、
透明導電膜からなる短冊状の電極を一定の間隔で備え、前記透明導電膜が前記第１の基板の透明導電膜と対向するように配置された第２の基板と、
前記第２の基板の第１の短冊状の電極に送信した信号の電圧と、前記信号が伝送経路を通り減衰した後の前記信号の電圧との減衰差分の電圧を検出する手段と
を備え、
前記伝送経路は、前記第１の短冊状の電極から、前記第１の基板の前記透明導電膜を介して、前記第２の基板の前記第１の短冊状の電極に隣り合う第２の短冊状の電極に至る経路である、ことを特徴とする抵抗膜式タッチパネル。
【請求項１５】
押下位置と、前記押下位置に対応する前記減衰差分の電圧とを対応付けて予め記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照し、前記手段が検出した減衰差分の電圧に対応する押下位置を決定する手段と
をさらに備える、ことを特徴とする請求項１４に記載の抵抗膜式タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗膜式タッチパネル、及び抵抗膜式タッチパネルと他の方式のタッチパネルとを組み合わせた複合型タッチパネル、並びにこれらのタッチパネルの駆動方法、並びにこれらのタッチパネルを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機器の入力手段として、抵抗膜式や電磁誘導式、光学式、静電容量式等の様々な方式のタッチパネルが採用されている。その中の抵抗膜式タッチパネルは、安価であり、導電性能のないスタイラスペンでも入力が可能であるが、２点同時タッチが検出できないという欠点がある。この問題に対して、特許文献１には、下面に上導電層が形成された上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された下基板からなり、上記上導電層を上記上基板下面の全面に設けると共に、略帯状で複数の上記下導電層を、上記下基板上面に所定間隔で配列したタッチパネルが開示されており、抵抗膜式タッチパネルで２点同時タッチを検出可能にしている。
【０００３】
また、静電容量式の内の投影型静電容量式タッチパネル（以降PCAP：Projected CAPacitive touch panel）は、タッチ入力の基本動作であるフリックやパン、ズームと言ったスムーズな同時多点入力操作が可能であり、近年のスマートフォンやタブレット端末などに広く採用されているが、PCAPは、一般的に液晶表示装置（以降LCD：Liquid Crystal Display）上に配置されるため、LCDの輻射ノイズの影響を受けて誤動作が発生することが知られている。また、PCAPは、導電性のない厚手の手袋や導電性能のないスタイラスペンでは操作することはできず、また、意図せずに指が触れただけでも入力と判定される誤動作が起きやすいという欠点もある。そこで、PCAPの欠点を補うために、PCAPに加えて抵抗膜式や電磁誘導式、光学式等の別の方式のタッチパネルを組み合わせ、PCAP単独では対応困難な入力手段についてもタッチ入力動作可能にする複合型タッチパネルが提案されている。
【０００４】
このような複合型タッチパネルに関して、例えば、特許文献２には、可撓性を備えた高透過率の表面層と、互いが平行となるよう配列した第一軸方向トレースを複数設けた透明の第一センサ層と、可撓性を備えた高透過率の絶縁層と、互いが平行となるよう配列した第二軸方向トレースを複数設けた透明の第二センサ層と、表面に複数の間隔球を設置した透明の第三センサ層と、透過性を備えた基板を含み、各層を順序に従い重ね合わせて透明板体を構成し、第一軸方向トレースと第二軸方向トレースを互いに９０度となるよう設置し、第二センサ層と第三センサ層の間は間隔球によって相互を一定間隔あけて離し、向き合い配置するマルチタッチパッドの積層構造が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、一方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第１の導電膜と、前記一方の方向と略直交する他方の方向に長く短冊状に形成された分離領域を複数有する第２の導電膜と、第３の導電膜と、を有し、前記第１の導電膜における分離領域は、前記他方の方向に配列されており、前記第２の導電膜における分離領域は、前記一方の方向に配列されているものであって、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜により、静電容量結合による座標位置の位置検出を行なうタッチパネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−５９０９１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１７３１９５号公報
【特許文献３】特開２０１３−１６８０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１６は、特許文献１（特開２０１２−５９０９１号公報）の抵抗膜式タッチパネルの構成を示す斜視図である。この公報では、図１６に示すように、抵抗膜式タッチパネルの上方の基板（上基板５０）に全面透明導電膜（上導電層５１）、下方の基板（下基板５２）に分割した透明導電膜（下導電層５３）を配置し、下基板５２の電極に電位勾配を与えることで、２点同時タッチ（図中のＡとＢ）を検出可能としている。しかしながら、下基板５２の電極に電位勾配を与えるためには電極の両端から電圧を印加する必要があるため、配線の引き回しが複雑になり、駆動部の小型化が実現できず、さらに、同じ電極上では２点同時タッチが検出できないという課題がある。
【０００８】
図１７及び図１８は、特許文献２（実案登録３１７３１９５号公報）のマルチタッチパッドの構成を示す断面図である。この公報では、図１７に示すように、静電容量式タッチパネル（Ｘ軸センサ層６０及びＹ軸センサ層６１）と抵抗膜式タッチパネル（抵抗センサ層６２）を貼り合せることで複合型タッチパネルを実現している。また、図１８に示すように、静電容量式タッチパネルの裏面の導電膜（Ｙ軸センサ層６１）を抵抗膜式タッチパネルの上方基板として兼用することで、さらに薄型化と軽量化を可能にしている。しかしながら、このマルチタッチパッドは、抵抗膜式タッチパネルの駆動方法として上下基板を共に使用しており、どちらかの面内抵抗が著しく低い場合は位置検出精度が悪くなるという課題がある。また、Ｙ軸センサ層６１や抵抗センサ層６２はシールド機能が十分でないため、LCDからの輻射ノイズによる静電容量式タッチパネルの誤動作を抑制することができないという課題もある。また、静電容量方式のタッチパネルで位置検出ができない場合は、２点同時タッチが検出できないという課題がある。
【０００９】
図１９は、特許文献３（特開２０１３−１６８０３２号公報）の複合型タッチパネルの構成を示す斜視図である。この公報では、図１９に示すように、静電容量式タッチパネル（第１の透明導電膜７０及び第２の透明導電膜７１）の裏面の導電膜（第２の透明導電膜７１）を抵抗膜式タッチパネル（第３の透明導電膜７２）の上方基板として兼用することで、薄型化と軽量化を実現し、かつ、抵抗膜式タッチパネルの下方基板（第４の透明導電膜７３）がPCAPに対するLCD（表示装置７４）からの輻射ノイズを低減している。しかしながら、この複合型タッチパネルは４層の導電層の全てを外部に接続する必要があり、接続構造が複雑になるという課題がある。また、静電容量方式のタッチパネルで位置検出ができない場合は、２点同時タッチが検出できないという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の主たる目的は、安価かつ簡便な構成で、２点同時タッチの検出が可能な抵抗膜式タッチパネル及びその駆動方法並びに表示装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、特別なシールド層を別途設けることなく、LCD等からの輻射ノイズを効果的に抑制することが可能な複合型タッチパネル及びその駆動方法並びに表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面は、電気的に浮遊している透明導電膜を全面に備えた第１の基板と、透明導電膜からなる短冊状の電極を一定の間隔で備えた第２の基板とが、前記透明導電膜が対向するように配置され、前記第２の基板の第１の短冊状の電極に送信した信号が、当該第１の短冊状の電極から、前記第１の基板の前記透明導電膜を介して、前記第２の基板の前記第１の短冊状の電極に隣り合う第２の短冊状の電極に至る伝送経路を通って減衰する割合を検出する手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の一側面は、電気的に浮遊している透明導電膜を全面に備えた第１の基板と、透明導電膜からなる短冊状の電極を一定の間隔で備えた第２の基板とが、前記透明導電膜が対向するように配置され、前記短冊状の電極は、送信電極と受信電極とが交互に配列して構成され、前記送信電極に信号を送信する複数の送信部と、前記受信電極からの信号を受信する複数の受信部と、をさらに備え、各々の前記送信電極が前記送信部に接続され、各々の前記受信電極が前記受信部に接続された抵抗膜式タッチパネルの駆動方法であって、複数の前記送信部は順次切り替わって前記送信電極にパルス信号を送信し、前記パルス信号が送信された前記送信電極に隣り合う前記受信電極に接続される前記受信部で前記パルス信号を受信して、タッチ位置を特定することを特徴とする。
【００１４】
本発明の一側面は、上記記載の駆動方法で駆動される抵抗膜式タッチパネルと、前記抵抗膜式タッチパネルの前記第１の基板側に配置した静電容量式タッチセンサと、を備えた複合型タッチパネルの駆動方法であって、前記静電容量式タッチパネルを断続的に駆動し、前記静電容量式タッチパネルを駆動していないタイミングで、前記抵抗膜式タッチパネルを駆動し、前記静電容量式タッチパネルによるタッチ位置判定と前記抵抗膜式タッチパネルによるタッチ位置判定とを同時に行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上側の基板に電気的に浮遊している全面透明導電膜を配置し、下側の基板に複数に分割した短冊状の透明導電膜を配置し、両基板を一定の間隔を空けて対向配置し、下側の基板の短冊状の透明電極に接続した電極で検出する信号伝送経路の変化に応じた電圧に基づいてタッチを検出することにより、同じ電極上でも高い精度で２点同時タッチが検出可能となり、タッチパネル基板や接続配線の構成の簡略化、駆動部の小型化が可能な抵抗膜式タッチパネルを安価に提供することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、上記抵抗膜式タッチパネルと投影型静電容量式タッチパネルとを組み合わせる場合、抵抗膜式タッチパネルの上側の基板の全面透明導電膜をシールド層として利用することができるため、簡便な構成で、LCD等からの輻射ノイズによる誤動作を効果的に抑制可能な複合型タッチパネルを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルの構造を示す横断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルのセンサ基板の位置関係を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係る底板センサの電極配置を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルの全面透明導電膜と底板センサ電極を示す横断面図である。
【図５（ａ）】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルを表面から押下した状態を示す横断面図である。
【図５（ｂ）】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルを表面から押下した状態における底板センサ側の電極の接触を説明する図である。
【図５（ｃ）】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルを表面から押下した状態における伝送経路を説明する図である。
【図５（ｄ）】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルの送信部／受信部に近い位置を押下した状態における伝送経路及び送信波形／受信波形を示す図である。
【図５（ｅ）】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルの送信部／受信部から遠い位置を押下した状態における伝送経路及び送信波形／受信波形を示す図である。
【図６】本発明の実施例１に係る短冊状の電極におけるＸ座標／Ｙ座標を説明する図である。
【図７】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネル駆動部の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルの他の例（精度の高い多点入力が可能な構成）を説明する図である。
【図９（ａ）】図８の構成の抵抗膜式タッチパネルの中点入力における伝送経路及び送信波形／受信波形を示す図である。
【図９（ｂ）】図８の構成の抵抗膜式タッチパネルの２点入力における伝送経路及び送信波形／受信波形を示す図である。
【図１０】本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネルの固定方法の他の例を示す横断面図である。
【図１１】本発明の実施例２に係る複合型タッチパネルの構造を示す横断面図である。
【図１２】本発明の実施例２に係る複合型タッチパネルのセンサ基板の位置関係を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施例２に係る複合型タッチパネル駆動部の構成例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施例２に係る複合型タッチパネルの固定方法の他の例を示す横断面図である。
【図１５】本発明の実施例２に係る複合型タッチパネルを搭載した表示装置の一例を示す横断面図である。
【図１６】特開２０１２−５９０９１号公報の代表図である。
【図１７】実用新案登録第３１７３１９５号公報の代表図である。
【図１８】実用新案登録第３１７３１９５号公報の他の図（薄型、軽量化した例）である。
【図１９】特開２０１３−１６８０３２号公報の代表図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
背景技術で示したように、特許文献１には２点タッチが検出可能な抵抗膜式タッチパネルが提案されているが、この構造では、電極の引き回しが複雑になり、駆動部の小型化ができず、さらに、同じ電極上では２点同時タッチの検出ができないという問題があった。また、特許文献２、３には、静電容量式タッチパネルと抵抗膜式タッチパネルとを組み合わせた複合型タッチパネルが提案されているが、これらの複合型タッチパネルでは、簡便な構造でLCDなどからの輻射ノイズを十分に抑制することができず、また、静電容量方式のタッチパネルで位置検出ができない場合は、２点同時タッチを検出することができないという問題があった。
【００１９】
そこで、本発明の一実施の形態では、抵抗膜式タッチパネルの構造を、上側の基板に、電気的に浮遊している全面透明導電膜を配置し、上側の基板に対向する下側の基板に、複数に分割した透明導電膜を配置する（例えばＹ方向に短冊状に分割し、分割した電極を順に送信電極、受信電極、送信電極、…と交互に割り振る）ようにし、Ｘ電極とＹ電極の概念を不要とし、フローティング状態の全面透明導電膜と短冊状の電極との接触に基づいて、下側の基板のみで入力座標判定を行う。
【００２０】
具体的には、送信部から送信電極へパルス波形を送信、もしくは定電圧を印加すると、押下入力が発生した場合、上側の基板の全面透明導電膜が送信電極と受信電極の橋渡しとなり、伝送経路上の抵抗値に応じて減衰した電圧値が受信部にて検出される。従って、Ｘ方向（短冊の長手方向）の座標は受信部で検出された電圧値を元に判定することができ、Ｙ方向の座標は受信電極の位置を元に判定することができる。また、電圧値の減衰量を詳細に比較することによって、同時多点入力を検出することができる。
【００２１】
上記構造では、上側の基板の全面透明導電膜はパターン加工が必要ないため、不要なコストを発生させずに安価に抵抗膜式タッチパネルを形成することが可能となる。また、抵抗膜式タッチパネルの位置検出精度は、下側の基板の透明導電膜成膜時の面内厚みばらつきにのみ依存し、上側の基板の透明導電膜の面内抵抗のばらつきや変動に大きな影響を受けないため、位置検出精度を向上させることができる。
【００２２】
また、上記抵抗膜式タッチパネルと投影型静電容量式タッチパネルとを組み合わせる場合、抵抗膜式タッチパネルの上側の基板の透明導電膜をシールド層として利用することができるため、簡便な構成の複合型タッチパネルを容易に形成することができる。
【００２３】
また、抵抗膜式タッチパネルの全面透明導電膜の抵抗値は自由に設計できるため、抵抗値を最適化することにより、LCD等からの輻射ノイズを有効に減少させることができ、輻射ノイズによる誤動作を効果的に抑制可能な複合型タッチパネルを形成することができる。
【００２４】
そして、投影型静電容量式タッチパネルで反応しない導電性のない厚手の手袋や導電性能のないスタイラスペンでの入力時には、抵抗膜式タッチパネルで入力を検知することができるため、様々な入力手段に対応したタッチパネルを提供することができる。
【実施例１】
【００２５】
上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例１に係る抵抗膜式タッチパネル及びその駆動方法並びに表示装置について、図１乃至図１０を参照して説明する。
【００２６】
まず、本発明の実施例１の抵抗膜式タッチパネルの構成について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、実施例１の抵抗膜式タッチパネルの構造を示す横断面図、図２は、抵抗膜式タッチパネルのセンサ基板の位置関係を示した斜視図、図３は、抵抗膜式タッチパネルの底板センサ基板の電極配置（図２の一部）を示した平面図、図４は、抵抗膜式タッチパネルの全面透明導電膜と底板センサ電極の位置関係（図３の一部）を示した横断面図である。
【００２７】
実施例１の抵抗膜式タッチパネルでは、第一に、ガラス基板やプラスチック基板等の透明基板からなる抵抗膜式タッチパネルの上板センサ基板１の表面に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の導電材料を用いて全面透明導電膜２を形成し、抵抗膜式タッチパネルの上基板（上板センサ８）とする（図１参照）。
【００２８】
第二に、ガラス基板やプラスチック基板等の透明基板からなる抵抗膜式タッチパネルの底板センサ基板３の表面に、ＩＴＯ等の導電材料を用いて透明導電膜を形成し、公知のフォトリソグラフィー技術やメタルマスクなどを用いてパターン加工することにより、短冊状の透明導電膜からなる底板センサ電極４を形成し、抵抗膜式タッチパネルの下基板（底板センサ９）とする（図１及び図２参照）。この底板センサ電極４のパターンは、底板センサ基板３の所定の辺方向（図のＹ方向、好ましくは短辺方向）に短冊状に分割し、図３及び図４に示すように、分割した電極を送信電極１４ａ、受信電極１５ａ、送信電極１４ｂ、…と交互に割り振る。なお、底板センサ電極４は底板センサ基板３の一方向に延在する形状であればよく、その本数や形状、厚みは図の構成に限定されない。
【００２９】
第三に、上基板と下基板を全面透明導電膜２と底板センサ電極４とが対向するように配置し、両面粘着テープや紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂などのシール材５を用いて、一定のギャップが保たれる（空気層や絶縁液体などのギャップ材６が一定の厚みで介在する）ように接着する（図１参照）。
【００３０】
第四に、抵抗膜式タッチパネルの底板センサ基板３上の底板センサ電極４に、フレキシブルプリント基板（以下、FPC：Flexible Printed Circuitと呼ぶ。）やフィルム電極等の外部引き出し配線（底板センサ入出力信号配線７）を圧着し、抵抗膜式タッチパネル駆動部１０と接続可能とする。
【００３１】
次に、上記構造の抵抗膜式タッチパネルの動作について、図５乃至図７を参照して説明する。図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本実施例の抵抗膜式タッチパネルの動作をこの順に時系列で示した図である。また、図６は、Ｘ座標／Ｙ座標を説明する図であり、図７は、抵抗膜式タッチパネル駆動部の構成を示すブロック図である。
【００３２】
本実施例の抵抗膜式タッチパネルは、抵抗膜式タッチパネル駆動部の送信部から送信電極へパルス波形を送信、もしくは定電圧を印加すると、押下入力が発生した場合、全面透明導電膜２が送信電極と受信電極の橋渡しとなり、受信部では信号伝送経路上の抵抗値に応じて減衰した電圧値が検出される。このとき、押下入力位置のＸ座標は、受信部で検出された電圧値を元に判定し、Ｙ座標は、受信電極の位置を元に判定する。
【００３３】
具体的に説明すると、図５（ａ）のように押下入力が発生した場合、図５（ｂ）に示すように、下基板（底板センサ基板３）の送信電極（ここでは送信電極１４ａ）と受信電極（ここでは受信電極１５ａ）とを跨ぐように、押下位置の上基板（上板センサ基板１）の全面透明導電膜２が接触する。
【００３４】
この場合、図５（ｃ）に示すように、上方の全面透明導電膜２が送信電極１４ａと受信電極１５ａの橋渡しとなり、送信部（ここでは送信部１ｔ）から送信される波形は受信電極１５ａを伝って受信部（ここでは受信部１ｒ）へ伝達される。このとき、押下位置が送信部及び受信部に近い場合は、図５（ｄ）に示すように信号伝送経路は短くなり、信号伝送経路の抵抗成分によって起きるパルス波形の電圧減衰（送信パルスの減衰分４０）は小さくなる。一方、押下位置が送信部及び受信部から遠い場合は、図５（ｅ）に示すように、信号伝送経路は長くなり、信号伝送経路の抵抗成分によって起きるパルス波形の電圧減衰（送信パルスの減衰分４０）は大きくなる。
【００３５】
従って、図６に示すように、抵抗膜式タッチパネルの動作範囲を規定したときに、抵抗膜式タッチパネル駆動部１０から最も近い部分（仮にＸ１とする）と、遠い部分（仮にＸmaxとする）のパルス波形の電圧減衰分を測定して記憶しておき、押下入力が発生した時の電圧減衰分と予め記憶したＸ座標に対する電圧減衰分と比較することにより、押下位置のＸ座標を決定することができる。
【００３６】
上記制御について具体的に説明する。図７は、抵抗膜式タッチパネル駆動部１０の構成を示しており、抵抗膜式タッチパネル駆動部１０は、受信回路３１と送信回路３２と記憶部３７と座標処理部３３とで構成される。受信回路３１は、受信電極と同じ数の受信部３４を持ち、各々の受信電極と接続され、受信部３４で得られたパルス信号は演算部３６で数値に変換され、座標処理部３３へ出力される。また、送信回路３２は、送信電極と同じ数の送信部３５を持ち、各々の送信電極と接続され、座標処理部３３が制御した送信タイミングに従って送信パルスを送信する。そして、座標処理部３３は、受信回路３１から出力される信号と記憶部３７に記憶した信号とを比較することによって押下位置の座標を判定し、最終的な座標位置を出力する。
【００３７】
例えば、受信回路３１の演算部３６が、Ｘ座標（Ｘ１〜Ｘmax）の各点を押下した場合の、送信パルスの減衰分４０に対応する電圧を演算し、その結果をメモリ等の記憶部３７に読み出し可能に保存しておく。そして、座標処理部３３が、実際に受信回路３１の受信部３４で検出される電圧値と予め記憶部３７に記憶されている電圧値とを比較することによって、押下位置のＸ座標を決定する。また、Ｙ座標に関しては、各受信電極をＹ１〜Ｙmaxに予め割り振っておき、座標処理部３３が、減衰した波形を受信した受信電極を特定することによって、押下位置のＹ座標を決定する。
【００３８】
このように、送信電極１４ａ−全面透明導電膜２−受信電極１５ａの信号伝送経路の抵抗値に応じたパルス波形の電圧減衰分を測定し、予め記憶した電圧減衰分と比較することにより、押下位置を特定することができる。また、図５では１点を押下した場合について説明したが、本実施例の受信回路３１は受信電極と同じ数の受信部３４を持ち、また、送信回路３２は送信電極と同じ数の送信部３５を持つため、他の送信電極と受信電極とを跨ぐ押圧位置も同時に特定することができる。また、同じ送信電極及び受信電極で２点が押圧された場合は、信号伝送経路は２本となり、その場合の抵抗値は各々の点が押圧された場合の抵抗値とは異なるため、２点の押圧位置を同時に特定することが可能である。
【００３９】
なお、より精度の高い多点同時入力の判定を実現する場合は、図８に示すように、抵抗膜式タッチパネルの底板センサ９の短冊状電極パターンの送信電極に、右側用の送信部（１ｔＲ、２ｔＲ、３ｔＲ、…MaxｔＲ）と、左側用の送信部（１ｔＬ、２ｔＬ、３ｔＬ、…MaxｔＬ）とを接続し、さらに受信電極に、右側用の受信部（１ｒＲ、２ｒＲ、３ｒＲ、…）と、左側用の受信部（１ｒＬ、２ｒＬ、３ｒＬ、…）とを接続する。そして、送信部１ｔＲ〜送信部MaxｔＲが順にパルスを送信し、次に、送信部１ｔＬ〜送信部MaxｔＬが順にパルスを送信し、かつ、送信部がパルス信号を送信した送信電極と隣り合う受信電極に接続される受信部がパルス信号を受信し、受信したパルス信号がどちらの側の送信部から送信されたパルス信号であるかを判別することにより、任意の同時多点入力に対して押圧位置の座標を特定することができる。
【００４０】
また、同じ受信電極及び送信電極上で２点の入力があり、かつ左右の受信部へ同じ波形が伝わる場合、信号伝送経路上の抵抗値の中点への１点の入力と誤判定する不具合を防止するため、図９（ａ）に示すように、中点入力の場合の送信パルスの減衰分４１を予め測定して記憶部３７に記憶しておく。２点入力の場合は、図９（ｂ）に示すように、左右の受信部で信号伝送経路の長さが異なり、右側の受信部１ｒＲの送信パルスの減衰分４２は中点入力の減衰分４１と比較して小さく、左側の受信部１ｒＬの送信パルスの減衰分４３は中点入力の減衰分４１と比較して大きくなり、左側の送信部１ｔＬから送信パルスに対しては大小関係が逆になるため、中点への１点入力と２点入力とを容易に判別することができ、より精度の高い同時多点入力の検知が可能となる。
【００４１】
また、上記説明では、シール材５によって上板センサ８と底板センサ９とを貼り合わせたが、上板センサ８と底板センサ９とを貼り合わせない構造とすることもできる。図１０は、その場合の抵抗膜式タッチパネルの構造を示す横断面図である。この構造の抵抗膜式タッチパネルでは、個片で上板センサ８と底板センサ９とを作成後、構造体２０に予め設けたスリット２０ａに挿入するだけでよいため、上板センサ８と底板センサ９とを貼り合わせる工程が不要となり、より安価に抵抗膜式タッチパネルを製造することでき、上板センサ８又は底板センサ９のどちらかが破損した場合の交換や修理も容易となる。この構造の場合、交換や修理を容易にするために、上板センサ８及び底板センサ９を接着剤や両面テープなどで固定せず、上板センサ８及び底板センサ９とスリット２０ａの双方に予め設けた嵌合手段などによって固定することが好ましい。
【実施例２】
【００４２】
次に、本発明の実施例２に係る複合型タッチパネル及びその駆動方法並びに表示装置について、図１１乃至図１５を参照して説明する。
【００４３】
前記した実施例１では抵抗膜式タッチパネルについて説明したが、本実施例２では、実施例１の抵抗膜式タッチパネルと投影型静電容量式タッチパネルとを組み合わせた複合型タッチパネルについて説明する。まず、複合型タッチパネルの構成について、図１１、図１２、図３、図４を用いて説明する。図１１は、複合型タッチパネルの構造を示す横断面図、図１２は、複合型タッチパネルのセンサ基板の位置関係を示した斜視図である。
【００４４】
実施例２の複合型タッチパネルでは、第一に、ガラス基板やプラスチック基板等の透明基板からなる投影型静電容量式タッチパネル基板（PCAPセンサ基板）２１の表面に、ＩＴＯ等の導電材料を用いて透明導電膜からなるPCAPセンサ電極２２を形成し、PCAPセンサ基板２１の裏面に、ＩＴＯ等の導電材料を用いて全面透明導電膜２を形成し、複合型タッチパネルの上基板（PCAPセンサ２５）とする（図１１参照）。この裏面の全面透明導電膜２は、抵抗膜式タッチパネルの上側の電極を兼ねており、LCD等の表示装置からの輻射ノイズをシールドして、PCAPセンサ２５の誤動作や検出位置の精度低下を防ぐ。従って、この導電膜はパターニングを行うことなく全面に形成することが好ましい。なお、PCAPセンサ電極２２は、例えば、第１の方向に延在する短冊状の電極パターンと、絶縁膜を介して形成された、第１の方向に直交する第２の方向に延在する短冊状の電極パターンとで構成することができる。
【００４５】
第二に、ガラス基板やプラスチック基板等の透明基板からなる抵抗膜式タッチパネルの底板センサ基板３の表面に、ＩＴＯ等の導電材料を用いて透明導電膜を形成し、公知のフォトリソグラフィー技術やメタルマスクを用いてパターン加工することにより、短冊状の透明導電膜からなる底板センサ電極４を形成し、複合型タッチパネルの下基板とする（図１１及び図１２参照）。この底板センサ電極４のパターンは、底板センサ基板３の所定の辺方向（Ｙ方向、好ましくは短辺方向）に短冊状に分割し、図３及び図４に示すように、分割した電極を送信電極１４ａ、受信電極１５ａ、送信電極１４ｂ、…と交互に割り振る。なお、実施例１と同様に、底板センサ電極４は底板センサ基板３の一方向に延在する形状であればよく、その本数や形状、厚みは図の構成に限定されない。
【００４６】
第三に、上基板と下基板を全面透明導電膜２と底板センサ電極４とが対向するように配置し、両面粘着テープや紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂などのシール材５を用いて、一定のギャップが保たれる（空気層や絶縁液体などのギャップ材６が一定の厚みで介在する）ように接着する（図１１参照）。
【００４７】
第四に、PCAPセンサ２５のPCAPセンサ電極２２及び底板センサ９の底板センサ電極４に、フレキシブルプリント基板やフィルム電極等の外部引き出し配線（PCAPセンサ入出力信号配線２４、底板センサ出力信号配線７）を圧着し、複合型タッチパネル駆動部１１と接続可能とする。
【００４８】
次に、上記構造の複合型タッチパネルの動作について、図１３を参照して説明する。なお、抵抗膜式タッチパネルの動作は実施例１と同様であるため、説明を省略する。また、PCAPセンサ２５を断続的に駆動し、PCAPセンサ２５の駆動走査を行っていないタイミングを利用し、抵抗膜式タッチパネルの駆動を行うことで、上基板の裏面側に形成した全面透明導電膜２によるシールド効果を損なうことなく、同時に両方式のタッチパネルの座標判定を行うことができる。
【００４９】
図１３は、複合型タッチパネル駆動部１１の構成を示しており、複合型タッチパネル駆動部１１は、受信回路３１と送信回路３２と記憶部３７とPCAP駆動部３０と座標処理部３３とで構成される。受信回路３１は、受信電極と同じ数の受信部３４を持ち、受信電極と接続され、受信部３４で得られたパルス信号は演算部３６で数値に変換され、座標処理部３３へ出力される。また、送信回路３２は、送信電極と同じ数の送信部３５を持ち、送信電極と接続され、座標処理部３３が制御した送信タイミングに従って送信パルスを送信する。また、PCAP駆動部３０は、上記第１の方向に延在する短冊状の電極パターンと第２の方向に延在する短冊状の電極パターンとの間の静電容量の変化を検出することにより、入力座標を判定する。そして、座標処理部３３は、PCAP駆動部３０によって出力されるPCAPセンサ２５の座標判定結果と、受信回路３１から出力される信号と記憶部３７に記憶した信号とを比較することによる座標判定結果とに基づいて、最終的な座標位置を出力する。
【００５０】
このように、実施例１の抵抗膜式タッチパネルと投影型静電容量式タッチパネルとを組み合わせ、抵抗膜式タッチパネルの全面透明導電膜２を用いて、LCD等の表示装置からの輻射ノイズをシールドすることにより、輻射ノイズによる誤動作を抑制した複合型タッチパネルを容易に形成することができる。また、PCAPセンサ２５の駆動走査を行っていないタイミングで抵抗膜式タッチパネルの駆動を行い、PCAPセンサ２５と抵抗膜式タッチパネルの座標判定の選択を座標処理部３３で行うことにより、静電容量方式の位置検出ができない場合でも、２点同時タッチを検出することができる。
【００５１】
なお、上記説明では、シール材５によってPCAPセンサ２５と底板センサ９とを貼り合わせたが、PCAPセンサ２５と底板センサ９とを貼り合わせない構造とすることもできる。図１４は、その場合の複合型タッチパネルの構造を示す横断面図である。この構造の複合型タッチパネルでは、個片でPCAPセンサ２５と底板センサ９とを作成後、構造体２０に予め設けたスリット２０ａに挿入するだけでよいため、PCAPセンサ２５と底板センサ９とを貼り合わせる工程が不要となり、より安価に複合型タッチパネルを製造することができ、PCAPセンサ２５又は底板センサ９のどちらかが破損した場合の交換や修理も容易となる。この構造の場合、交換や修理を容易にするために、接着剤や両面テープなどで固定せず、PCAPセンサ２５及び底板センサ９とスリット２０ａの双方に予め設けた嵌合手段などによって固定することが好ましい。
【００５２】
また、上記構成の複合型タッチパネルは、表示装置からの輻射ノイズがシールドされるため、図１５に示すように、本実施例の複合型タッチパネル２６をLCDや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等の表示部２７上に配置することにより、精度の高い入力検知が可能な表示装置２８を形成することができる。また、実施例１の抵抗膜式タッチパネルを表示部上に配置することによっても、精度の高い入力検知が可能な表示装置を形成することができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構造や制御方法は適宜変更可能である。
【００５４】
例えば、実施例２では実施例１の抵抗膜式タッチセンサと投影型静電容量式タッチパネルとを組み合わせる場合について記載したが、実施例１の抵抗膜式タッチセンサと他の方式のタッチパネルとを組み合わせることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、抵抗膜式タッチパネル、及び、抵抗膜式タッチパネルと投影型静電容量式タッチパネルとを組み合わせた複合型タッチパネル、並びにそれらのタッチパネルの駆動方法、並びにこれらのタッチパネルを備えた表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  上板センサ基板
２  全面透明導電膜
３  底板センサ基板
４  底板センサ電極
５  シール材
６  ギャップ材（空気層、絶縁液体、等）
７  底板センサ入出力信号配線
８  上板センサ
９  底板センサ
１０  抵抗膜式タッチパネル駆動部
１１  複合式タッチパネル駆動部
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  送信電極
１５ａ、１５ｂ  受信電極
２０  構造体
２０ａ  スリット
２１  PCAPセンサ基板
２２  PCAPセンサ電極
２３  保護層
２４  PCAPセンサ入出力信号配線
２５  PCAPセンサ
２６  複合型タッチパネル
２７  表示部
２８  表示装置
１ｔ、１ｔＲ、１ｔＬ、２ｔ、２ｔＲ、２ｔＬ、３ｔ、３ｔＲ、３ｔＬ  送信部
１ｒ、１ｒＲ、１ｒＬ、２ｒ、２ｒＲ、２ｒＬ  受信部
３０  PCAP駆動部
３１  受信回路
３２  送信回路
３３  座標処理部
３４  受信部
３５  送信部
３６  演算部
３７  記憶部
４０  送信パルスの減衰分
４１  送信パルスの減衰分（中点入力時）
４２、４３  送信パルスの減衰分（２点入力時）
５０  上基板
５１  上導電層
５２  下基板
５３  下導電層
６０  Ｘ軸センサ層
６１  Ｙ軸センサ層
６２  抵抗センサ層
７０  第１の透明導電膜
７１  第２の透明導電膜
７２  第３の透明導電膜
７３  第４の透明導電膜
７４  表示装置
【図１】
0006443669.tif 000002
【図２】
0006443669.tif 000003
【図３】
0006443669.tif 000004
【図４】
0006443669.tif 000005
【図５（ａ）】
0006443669.tif 000006
【図５（ｂ）】
0006443669.tif 000007
【図５（ｃ）】
0006443669.tif 000008
【図５（ｄ）】
0006443669.tif 000009
【図５（ｅ）】
0006443669.tif 000010
【図６】
0006443669.tif 000011
【図７】
0006443669.tif 000012
【図８】
0006443669.tif 000013
【図９（ａ）】
0006443669.tif 000014
【図９（ｂ）】
0006443669.tif 000015
【図１０】
0006443669.tif 000016
【図１１】
0006443669.tif 000017
【図１２】
0006443669.tif 000018
【図１３】
0006443669.tif 000019
【図１４】
0006443669.tif 000020
【図１５】
0006443669.tif 000021
【図１６】
0006443669.tif 000022
【図１７】
0006443669.tif 000023
【図１８】
0006443669.tif 000024
【図１９】
0006443669.tif 000025