(57)【要約】【課題】  丸い形状のタッチパネルを得る。【解決手段】  可撓性のある略円形の上透明基板の下面に略円形の上透明電極５３を設け、この上透明電極５３の面上外周領域に、一定長の直線からなる基準導電電極５４と、この基準導電電極５４と同じ長さで且つ基準導電電極５４と平行に複数のサーチ導電電極５５とを設けた上基板５１と、略円形の下透明基板の上面に略円形の下透明電極４３を設け、この下透明電極４３の面上外周領域に、一定長の直線からなる基準導電電極４４と、この基準導電電極４４と同じ長さで且つ基準導電電極４４と平行に複数のサーチ導電電極４５と、下透明電極４３の上面にドットスペーサ４８とを設けた下基板４１と、を一定の隙間を持たせて、上基板５１の基準導電電極５４と下基板４１基準導電電極４４とが９０度ずれた位置でもって対面して配置し、シール材５７で上下基板の外周域を接着固定する。【選択図】        図１
2005182339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する上透明基板の下面に設けた略円形をなす上透明電極と、該上透明電極の面上で、その外周領域の一部分に外周辺に対向する形で設けた一定長の直線からなる基準導電電極と、該基準導電電極と同じ長さで且つ外周領域に沿って前記基準導電電極と平行に設けた複数のサーチ導電電極と、を有する上基板と、
下透明基板の上面に設けた略円形をなす下透明電極と、該下透明電極の面上で、その外周領域の一部分に外周辺に対向する形で設けた一定長の直線からなる基準導電電極と、該基準導電電極と同じ長さで且つ外周領域に沿って前記基準導電電極と平行に設けた複数のサーチ導電電極と、前記下透明電極の上面に設けたドットスペーサと、を有する下基板と、
を一定の隙間を持たせて前記上基板の基準導電電極と前記下基板の基準導電電極とが９０度ずれた位置でもって対面して配置し、シール材で前記上下基板の外周域を接着固定したことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記上下基板を対面して配置したとき、前記上基板の略円形をなす上透明電極の外周領域に設けた基準導電電極及びサーチ導電電極の中心と、前記下基板の略円形をなす下透明電極の外周領域に設けた基準導電電極及びサーチ導電電極の中心とが、前記上基板の上面方向より見て略同一位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記上基板並びに下基板の前記基準導電電極と同じ長さで平行に設ける複数のサーチ導電電極は、基準導電電極との間で構成される平行四辺形のそれぞれがタッチパネルのアクティブエリアの範囲内において隙間なくつながり、且つ、隣の平行四辺形の領域内にサーチ導電電極が入り込まない位置に設けることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記上下基板の基準導電電極及びそれぞれ複数のサーチ導電電極には所定の電圧が印加されると共に、複数のサーチ導電電極には順次切り替わって電圧が印加されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記上下基板のアクティブエリア内での押圧入力点のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置座標を算出する際に、検出された電圧値が複数のサーチ導電電極にて存在する場合は、一番大きい電圧値を示すサーチ導電電極を選択し、その電圧値を基にして位置座標を算出するすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記上下の透明電極は同一形状・同一大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記上下基板は略丸形状をなしていることを特徴とする請求項１、２、６のいずれか１つに記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記対面して配置した上下基板で、上基板の基準導電電極又はサーチ導電電極と下基板の基準導電電極又はサーチ導電電極とが少なくとも重畳する部分に絶縁スペーサを挟設したことを特徴とする請求項１、２、７のいずれか１つに記載のタッチパネル。
【請求項９】
液晶表示装置などの表示装置の上面にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至８のいずれか１つに記載のタッチパネルを備えて、略円形の入力画面を有していることを特徴とする画面入力型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペンで直接押してデータの入力が行われるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における抵抗膜式タッチパネルは、可撓性を有する透明基板の下面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成した上基板と、同じく上面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成し、透明電極の上面にドットスペーサを一定間隔に配設した下基板とが、所定の隙間を持って透明電極同士が対面するような配置構造を取っている。そして、このタッチパネルを液晶表示装置等の表示装置の上面側に配置して使用される。表示装置の表示部分に位置する所のタッチパネルを指又はペンで押すことによって、タッチパネルの上基板が撓んでその押した所の透明電極が下基板の透明電極に接触し、そして、その接触点の位置が電気抵抗の測定によって検知されて入力情報が読みとられる。
【０００３】
従来、一般的に用いられているタッチパネルの構成を図８〜１１を用いて説明する。図８は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図９は図８おけるＥ−Ｅ断面図、図１０は図８における下基板の平面図、図１１は図８における上基板の平面図を示している。
【０００４】
図８、図９、図１０、図１１に示すように、従来のタッチパネル２０は形状が方形をなす下基板１と可撓性を有する上基板１１とを備えている。下基板１は、透明な方形のガラスからなる下透明基板２と、この下透明基板２の上面に方形形状に形成された下透明電極３と、この下透明電極３の図中上下の対向する両辺に沿って接続形成されて下透明基板２の片方端にある点線枠で囲ったＦＰＣ取付部Ｓまで延設した一対の下導電電極４及び５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された一対の接続電極６、７と、下透明電極３上にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とで構成されている。尚、上記一対の接続電極６、７は、後述する上基板１１の上導電電極１４、１５に導通接続を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けられている。
【０００５】
上基板１１は、可撓性があって透明で方形形状をした上透明基板１２と、この上透明基板１２の下面に方形形状に形成されている上透明電極１３と、この上透明電極１３の図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてＦＰＣ取付部Ｓ方向に向かって延設された一対の上導電電極１４、１５とで構成されている。
【０００６】
そして、上基板１１の上導電電極１４、１５と下基板１の下導電電極４、５とが方形配置となるように対向配置し、上下基板１１、１とに一定の隙間を持たせてシール材１７で上下基板１１、１とを接着して固定すると共に、上下基板１１、１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた上導電電極１４及び１５は、接続部Ｂ及びＡの場所において、その先端部１４ａ、１５ａが下基板１に設けた一対の接続電極６及び７と導電性接着剤を介して接続され、導通がとられている。
【０００７】
また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板１１の上面には偏光板１８、下基板１の下面には位相差板１６が貼付けられている。また、下基板１のＦＰＣ取付部ＳにはＦＰＣ９が取り付けられて外部との導通が図られるようになっている。
【０００８】
上記構造を成すタッチパネル２０の各構成要素部品は次のようになっている。下基板１を構成する下透明基板２は透明なガラスが用いられる。このガラスはソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ほうけい酸ガラス、普通板ガラス等が利用でき、反り等が起きない程度の厚さのものが使われる。多くは０．７〜１．１ｍｍのものが選択される。上基板１１を構成する上透明基板１２は可撓性を必要とするところなので透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。一般的に、耐熱性が求められる機器（例えば、カーナビゲーション等）にはガラスが使用される。ガラスとしては耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する０．２ｍｍ厚みのほうけい酸ガラスなどのマイクロガラス（マイクロシートガラス）などが用いられている。
【０００９】
下基板１を構成する下透明電極３及び上基板１１を構成する上透明電極１３は錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等で形成する。この下透明電極３及び上透明電極１３は高抵抗値であることが求められるため２５０〜５００オングストロームの範囲で非常に薄く形成する。このＩＴＯ膜は、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。
【００１０】
下基板１を構成する下導電電極４、５、接続電極６、７、及び上基板１１を構成する上導電電極１４、１５は、下透明電極３及び上透明電極１３に電圧印加するために設けるもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷等の印刷方法で形成する。タッチパネルの性能上、これらの電極の抵抗値が低ければ低いほど良いものであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対してこれらの電極のシート抵抗値は１００分の１以下であることが必要とされている。そこで、これらの電極の印刷の厚さを増したり、幅を広くしたりして抵抗値を小さく押さえる設計がなされている。
【００１１】
下基板１を構成するドットスペーサ８は、押圧した部分以外の部分の透明電極同士が接触しないために設けるもので、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリックス状に一定間隔に形成し、その後、熱または紫外線で硬化処理を施して形成する。このドットスペーサ８は目に見えない大きさであることが求められることから、直径３０〜６０μｍ、ドット間隔は１〜８ｍｍの範囲で設計される。また、厚みは、用いる上透明基板１２の材質や上下基板１１、１の隙間量にもよって異なるが、上透明基板１２に０．２ｍｍのマイクロガラスを使用し、上下基板１１、１の隙間量を１０μｍ前後に設定した場合は概ね２〜５μｍ位の厚みを取る。
【００１２】
シール材１７は、スペーサボールを分散させた熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成する。ここで使われるスペーサボールは上基板１１と下基板１との隙間を一定隙間に保持するために設けるもので、所定の大きさの絶縁性のあるプラスチックボールやファイバーガラス等が利用される。このプラスチックボールやファイバーガラスの大きさは、上基板１１の透明基板１２の材質や厚さによって異なるが、０．２ｍｍのマイクロガラスを使用した場合は概ね１０μｍ前後の径のものが選択される。このシール材１７は上基板１１または下基板１の何れか一方に印刷した後、上基板１１と下基板１とを位置を合わせて貼合わせ、加圧の下で加熱処理を施して硬化させ、接着固定を行っている。また、このシール材１７は上基板１１と下基板１を固定する役目と共に内部に水分やゴミ等の進入を防止するシールの役目も持っている
【００１３】
偏光板１８と位相差板１６は防眩性を高めて透視性や表示品質を良くするために設けている。偏光板１８は、様々なものが使用されているが一例をあげると、ポリビニールアルコールフイルムを常法により一軸延伸することによって厚さが２０μｍの偏光フイルムを作成し、この両面に厚さが８０μｍのセルロース系フイルムを張り合わせて厚さ１８０μｍの偏光板としたもの等が利用できる。また、位相差板１６は、ポリカーボネイトを素材として形成され、厚さ８０μｍ程度である。
【００１４】
図１２はペンで上基板１１を押圧したときの押圧状態を示した模式図である。上記構成を取るタッチパネル２０の上基板１１を構成する可撓性のある上透明基板１２をペン１０１で図中入力点Ｐで示した位置を押圧すると、上透明基板１２が撓んで上透明電極１３が下基板１の下透明電極３に接触し、その接触位置で電気的導通が図られる。そして、押圧入力点Ｐの入力位置が読みとられる。
【００１５】
ここで、押圧入力点Ｐの位置座標は図１３に示す原理に基づいて求めている。図１３は座標入力の原理を説明する模式的回路図を示していて、（ａ）図はＸ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示しており、（ｂ）図はＹ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示している。ここで、Ｘ１はＸ軸側の座標読取りパネルで、透明電極Ｔ２とその対向する二辺に設けられた一対の導電電極Ｄ２とが主構成部品になって構成されていて、前述の図８〜１１で説明した上透明電極１３と上導電電極１４、１５を設けた上基板１１がＸ軸側の座標読取りパネルの役割を成している。また、Ｙ１はＹ軸側の座標読取りパネルで、透明電極Ｔ１とその対向する二辺に設けられた一対の導電電極Ｄ１とが主構成部品になって構成されていて、前述の図８〜１１で説明した下透明電極３と下導電電極４、５を設けた下基板１がＹ軸側の座標読取りパネルの役割を成している。３１はスイッチ、３２は定電圧電源、３３は電圧計である。更に、図示はしていないが、この回路にはＡ／Ｄ変換ボードやＩ／Ｏボードなどが接続されていて、位置座標が求められるようになっている。
【００１６】
図１３の（ａ）図に示すように、Ｘ軸側の座標読取りパネルＸ１に定電圧電源３２を介して電圧を印加した状態で、ペン１０１で入力点Ｐの位置を押圧すると、Ｘ軸側の座標読取りパネルＸ１の接触点ＰｘとＹ軸側の座標読取りパネルＹ１の接触点Ｐｙで、電圧が対面するＹ軸側の座標読取りパネルＹ１側に分圧して流れる。このとき、パネルＹ１側の抵抗ＹＲ２が電圧計３３の内部抵抗値に比べて非常に小さく無視できる値であるので、電圧計３３にはパネルＸ１側の抵抗ＸＲ２に対する電圧値が示される。
【００１７】
次に、（ｂ）図に示すように、スイッチ３１を切り替えてＹ軸側の座標読取りパネルＹ１に電圧を印加すると、接触点Ｐｙの電圧が接触点ＰｘでＸ軸の座標読取りパネルＸ１側に分圧して流れる。このとき、パネＸ１側の抵抗ＸＲ２が電圧計３３の内部抵抗値に比べて非常に小さく無視できる値であるので、電圧計３３にはパネルＹ１側の抵抗ＹＲ２に対する電圧値が示される。
【００１８】
このように、入力点におけるＸ軸側の座標読取りパネル、及び、Ｙ軸側の座標読取りパネルの電圧値を検出して、この電圧値を印加電圧との比から入力点ＰのＸ軸、Ｙ軸の位置座標が算出される。以上述べた求め方は電圧値を検出して位置座標を求める方法であるが、抵抗値を検出して抵抗値を基にして位置座標を算出することも当然できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、上記で述べたＸ軸側の座標読取りパネルＸ１、即ち、タッチパネル２０の上基板１１に形成する上透明電極１３は方形の形状を取っている。また同様に、Ｙ軸側の座標読取りパネルＹ１、即ち、タッチパネル２０の下基板１に形成する下透明電極３も方形の形状を取っている。このようなことから、上基板１１、並びに下基板１も方形形状に形成していて、大方のタッチパネルは方形なる矩形形状を取っている。そして、タッチパネルを用いた画面入力型表示装置にあっては、その大方の入力画面は矩形形状を成している。
【００２０】
従って、従来の画面入力型表示装置の入力画面は四角張った矩形形状の入力画面しかできず、デザイン面で大きな制約を持っている。そして、丸い形状の入力画面を求める画面入力型表示装置などには丸い形状のタッチパネルを供給することができなかった。
【００２１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは丸い形状のタッチパネルを供給するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載のタッチパネルは、可撓性を有する上透明基板の下面に設けた略円形をなす上透明電極と、該上透明電極の面上で、その外周領域の一部分に外周辺に対向する形で設けた一定長の直線からなる基準導電電極と、該基準導電電極と同じ長さで且つ外周領域に沿って前記基準導電電極と平行に設けた複数のサーチ導電電極と、を有する上基板と、下透明基板の上面に設けた略円形をなす下透明電極と、該下透明電極の面上で、その外周領域の一部分に外周辺に対向する形で設けた一定長の直線からなる基準導電電極と、該基準導電電極と同じ長さで且つ外周領域に沿って前記基準導電電極と平行に設けた複数のサーチ導電電極と、前記下透明電極の上面に設けたドットスペーサと、を有する下基板と、を一定の隙間を持たせて前記上基板の基準導電電極と前記下基板の基準導電電極とが９０度ずれた位置でもって対面して配置し、シール材で前記上下基板の外周域を接着固定したことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項２に記載のタッチパネルは、前記上下基板を対面して配置したとき、前記上基板の略円形をなす上透明電極の外周領域に設けた基準導電電極及びサーチ導電電極の中心と、前記下基板の略円形をなす下透明電極の外周領域に設けた基準導電電極及びサーチ導電電極の中心とが、前記上基板の上面方向より見て略同一位置に配置されることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の請求項３に記載のタッチパネルは、前記上基板並びに下基板の前記基準導電電極と平行に設ける複数のサーチ導電電極は、基準導電電極との間で構成される平行四辺形のそれぞれがタッチパネルのアクティブエリアの範囲内において隙間なくつながり、且つ、隣の平行四辺形の領域内にサーチ導電電極が入り込まない位置に設けることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の請求項４に記載のタッチパネルは、前記上下基板の基準導電電極及びそれぞれ複数のサーチ導電電極には所定の電圧が印加されると共に、複数のサーチ導電電極には順次切り替わって電圧が印加されることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の請求項５に記載のタッチパネルは、前記上下基板のアクティブエリア内で押圧入力点のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置座標を算出する際に、検出された電圧値が複数のサーチ導電電極にて存在する場合は、一番大きい電圧値を示すサーチ導電電極を選択し、その電圧値を基にして位置座標を算出することを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の請求項６に記載のタッチパネルは、前記上下の透明電極は同一形状・同一大きさであることを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の請求項７に記載のタッチパネルは、前記上下基板は略丸形状をなしていることを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の請求項８に記載のタッチパネルは、前記対面して配置した上下基板で、上基板の基準導電電極又はサーチ導電電極と下基板の基準導電電極又はサーチ導電電極とが少なくとも重畳する部分に絶縁スペーサを挟設したことを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明の請求項９に記載の画面入力型表示装置は、液晶表示装置などの表示装置の上面にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至８のいずれか１つに記載のタッチパネルを備えて、略円形の入力画面を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１に記載の発明により、上下の透明電極を丸い形状にすることができる。また、請求項７に記載の発明の下で、丸い形状のタッチパネルを得ることができる。そして、請求項４、５に記載の発明により、入力点の位置座標をより正確に算出することができる。
【００３２】
また、請求項２に記載の発明により、押圧入力点の位置座標を正確に求めることができる。また、アクティブエリヤをより広く取れる。
【００３３】
また、請求項３に記載の発明により、アクティブエリヤ内での位置座標検出がもれなく行える。このことは、アクティブエリヤを広げる効果を生む。また、検出する位置座標に精度が高まる。
【００３４】
また、請求項６に記載の発明により、上下基板の大きさを同じ大きさにすることができると共に、最小限の大きさでアクティブエリヤを有効に利用することができる。
【００３５】
また、請求項８に記載の発明により、短絡不良の防止と狭額縁化のタッチパネルが得られる。
【００３６】
また、請求項９に記載の発明により、丸形形状の入力画面を持った画面入力型表示装置が得られ、デザインバリエーションを増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の最良の実施形態を図１〜７を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係るタッチパネルの平面図を示している。図２は図１におけるＧ−Ｇ断面図、図３は図１における上基板の平面図、図４は図１における下基板の平面図である。また、図５は図３における基準導電電極とサーチ導電電極の配置状況を説明する説明図を示している。また、図６は押圧入力点のＸ軸側の位置座標を求める説明図、図７は押圧入力点のＹ軸側の位置座標を求める説明図を示している。
【００３８】
図１、２、３、４より、本発明の実施形態に係るタッチパネル４０は、丸い形状の上基板５１と略丸い形状の下基板４１とを主要構成部品にして、この上基板５１と下基板４１とが一定の隙間をもってシール材５７でその外周域を接着固定した構造を取っている。また、下基板４１には、図中下方に僅かに突出した延設部を有しており、その延設部にＦＰＣ取付部Ｓを設けていて、このＦＰＣ取付部Ｓに外部との導通を取るＦＰＣ（図中省略）が接続できるようになっている。また、下基板４１の下面には下基板４１の形状に合わせた位相差板５６や、上基板５１の上面には上基板５１の形状に合わせた偏光板５８が設けられる。
【００３９】
上基板５１は、可撓性を有して丸い形状をした上透明基板５２と、この上透明基板５２の下面に形成した丸い形状の上透明電極５３と、この上透明電極５３の面上で外周領域に沿って形成した１本の基準導電電極５４及び複数（図中では１１本）のサーチ導電電極５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ、５５ｆ、５５ｇ、５５ｈ、５５ｉ、５５ｊ、５５ｋ）とから成っている。そして、１本の基準導電電極５４及び複数のサーチ導電電極５５は、何れも、外部と導通を図る引き回し配線パターンを持っており、その引き回し配線パターンのそれぞれの先端部は図中Ｃで示す部分に集合している。そして、この先端部は後述する下基板に設けた接続電極と接続するようになっている。ここで、１本の基準導電電極５４はカソード側の電極になっており、上透明電極５３の外周領域の一部分に外周辺と対向する形で所定の長さで直線状に形成される。一方、複数のサーチ導電電極５５はアノード側の電極になっており、それぞれ、基準導電電極５４と同じ長さでもって基準導電電極５４と平行に外周に沿って外周領域に形成される。
【００４０】
図５は上記の基準導電電極５４とサーチ導電電極５５の配置状況を示したもので、説明に必要な部分には細線、斜線などを施してある。図より、丸い形状の上透明電極５３の中央左端側、外周領域の一部分に外周辺５３ａと対向する形で、所定の長さの基準導電電極５４が設けられている。また、外周領域に沿ってサーチ導電電極５５が複数、即ち、サーチ導電電極５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅ、５５ｆ、５５ｇ、５５ｈ、５５ｉ、５５ｊ、５５ｋが基準導電電極５４と平行に設けられている。この複数のサーチ導電電極５５の長さは基準導電電極５４と同じ長さになっている。従って、各々のサーチ導電電極５５は基準導電電極５４と向き合って平行四辺形を構成することができる。一例として、相い隣り合うサーチ導電電極５５ｈと５５ｉを取り上げて見ると、サーチ導電電極５５ｈは基準導電電極５４とで平行四辺形Ｍを構成する。また、サーチ導電電極５５ｉは基準導電電極５４とで平行四辺形Ｎを構成する。この平行四辺形ＭとＮは、一部の領域を共有して、双方隙間なくつながっている。また、平行四辺形Ｍの領域の中にサーチ導電電極５５ｉが入り込むこともない。このように、各々のサーチ導電電極５５は、基準導電電極５４とで構成する平行四辺形が相い隣り合うサーチ導電電極が構成する平行四辺形と隙間を持つことなく、また、その平行四辺形の領域内に電極が入り込むことなく形成する。ここで、一部領域を共有して隣り合って構成された平行四辺形ＭとＮに隙間があると、その隙間部分は正常な電圧値が検出されない。従って、その隙間部分を押圧しても位置座標の算出ができないか、もしくは、異常な位置座標が算出されてくる。また、隣の平行四辺形の領域にサーチ導電電極が入り込むと、それが元で、隣のサーチ導電電極と基準導電電極との間に発生する正常な電位差に影響を及ぼす。これは、検出する電圧値の精度に影響を及ぼす。
【００４１】
ここで、基準導電電極５４と複数のサーチ導電電極５５とは同じ長さを取るが、長さを長く取るとサーチ導電電極の数を少なくすることができるが、反面、アクティブエリヤの面積が狭くなる。また、長さを短く取るとアクティブエリヤの面積を広くすることができるが、サーチ導電電極の数が増える。必要とされるアクティブエリヤの面積、タッチパネルの大きさなどを考慮して適宜に電極の長さを設定するのが望ましい。
【００４２】
下基板４１は、図中下方の突出部にＦＰＣ取付部Ｓを設けた略丸形状の下透明基板４２と、この下透明基板４２の上面に形成した丸い形状の下透明電極４３と、この下透明電極４３の面上で外周領域に沿って形成した１本の基準導電電極４４及び複数（図中では１１本）のサーチ導電電極４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆ、４５ｇ、４５ｈ、４５ｉ、４５ｊ、４５ｋ）と、上透明電極４３の面上にマトリックス状に形成したドットスペーサ４８と、ＦＰＣ取付部ＳのＨで示す部分に設けた複数の接続電極４６とから成っている。ここで、１本の基準導電電極４４及び複数のサーチ導電電極４５は、何れも、電圧を印加するための外部との導通を図る引き回し配線パターンを持っており、その引き回し配線パターンのそれぞれの先端部は図中ＦＰＣ取付部ＳのIで示す部分に集合している。このＦＰＣ取付部Ｓの所に図示しないＦＰＣが取れ付かれるようになっている。また、１本の基準導電電極４４はカソード側の電極になっており、丸い外周辺と対向する形で所定の長さで直線状に形成される。一方、アノード側の電極として複数のサーチ導電電極４５が、それぞれ、基準導電電極４４と同じ長さでもって基準導電電極４４と平行に外周領域の外周に沿って形成される。
【００４３】
ここで、１本の基準導電電極４４と複数（図中では１１本）のサーチ導電電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆ、４５ｇ、４５ｈ、４５ｉ、４５ｊ、４５ｋは、同じ長さで、且つ、平行になっている。この配置方法は前述した上基板５１の基準導電電極５４と複数のサーチ導電電極５５と全く同じ方法を取る。
【００４４】
複数の接続電極４６は、前述した上基板５１の基準導電電極５４、及び複数のサーチ導電電極５５に接続を取るために設けるもので、それらの電極の数だけ設けられる。そして、上基板５１と下基板４１とが一定の隙間を持って接合される時に、導電性接着剤などを介して接続電極４６と上基板５１の基準導電電極５４、及びサーチ導電電極５５とがそれぞれ接合されて導通が図られる。
【００４５】
ここで、本実施の形態では、下基板４１の下透明電極４３と上基板５１の上透明電極５３は全く同じ大きさで形成している。従って、図に示すように、下基板４１と上基板５１とを対面して組み付けたときには上基板５１の基準導電電極５４やサーチ導電電極５５と下基板４１の基準導電電極４４やサーチ導電電極４５とが一部分で重畳する部分がでてくる。また、本実施の形態では、丸い形状の上基板５１と下基板４１とを同じ大きさに形成している。従って、上基板５１の基準導電電極５４やサーチ導電電極５５の引き回しパターンと下基板４１の基準導電電極４４やサーチ導電電極４５の引き回しパターンとが一部分において重畳する部分がでてくる。この重畳した部分でお互いの電極が短絡しないようにするために、その重畳した隙間部分に絶縁スペーサ５９を挟設している。この絶縁スペーサ５９はシート状のものを挟んでも良いし、絶縁塗料を塗布したものでも良い。このように、下基板の導電電極と上基板の導電電極を重畳するような構造を取れば、狭額縁化の効果を得る。また、下透明電極４３と上透明電極５３を同じ大きさに形成し、それに合わせて下基板４１と上基板５１とを丸形状で同じ大きさに形成することによって、無駄のない、面積良好率の良い大きさのタッチパネルを作ることができ、小型化への効果も得られる。尚、本発明においては、下透明電極４３と上透明電極５３とが必ずしも同じ大きさである必要はなく、相似形であっても良いものである。
【００４６】
上記の上基板５１と下基板４１とを、上基板５１の基準導電電極５４と下基板４１の基準導電電極４４とが丁度９０度ずれた位置で対面して配置し、一定の隙間を設けてシール材５７でその外周部を接合する。このときに、上記で述べた重畳する部分の隙間にき絶縁スペーサ５９を挟設する。また、下基板４１に設けた接続電極４６と上基板５１の各電極のパターンとをその先端部において導電性接着剤を介して接合する。上基板５１の基準導電電極５４と下基板４１の基準導電電極４４とが丁度９０度ずれた位置で上基板５１と下基板４１とを対面して一定の隙間を設けて貼合せたとき、上基板５１の丸い上透明電極５３の外周領域に設けた基準導電電極５４とサーチ導電電極５５の中心と、下基板４１の丸い下透明電極４３の外周領域に設けた基準導電電極４４とサーチ導電電極４５の中心とが同じ位置にくるようになっていることが必要である。ずれていると位置座標精度が悪く現れると共に、アクティブエリヤを狭くする。
【００４７】
上基板５１に設ける基準導電電極５４、サーチ導電電極５５及びそれらの引き回しパターン、並びに、下基板４１に設ける基準導電電極４４、サーチ導電電極４５及びそれらの引き回しパターンや接続電極４６は、銀粉や銅粉などの高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂などに混ぜ合わせてインク化し、それをスクリーン印刷などの印刷方法で形成する。厚みは略２〜４μｍの厚みで形成する。また、上下の透明基板５２、４２、上下の透明電極５３、４３、シール材５７などは前述の背景技術で説明した従来のものと同じ仕様のものを使用する。従って、これらの構成部品の詳細説明はここでは省略する。
【００４８】
次に、上記の構成を取るタッチパネルの上基板を押圧して入力指示を行ったときの押圧入力点の位置座標を求める求め方について図６、図７を用いて説明する。図６は押圧入力点のＸ軸側の位置座標を求める説明図で、図７は押圧入力点のＹ軸側の位置座標を求める説明図を示している。背景技術の中で説明したように、入力点のＸ軸側の位置座標は上基板側での検出電圧値から求めることから、図６は上基板５１の基準導電電極５４と複数のサーチ導電電極５５の配置した図を用いている。同様に、入力点のＹ軸側の位置座標は下基板側での検出電圧値から求めるので、図７は下基板４１の基準導電電極４４と複数のサーチ導電電極４５の配置した図を用いている。
【００４９】
最初に、入力点のＸ軸側の位置座標の求め方について説明する。図６において、ｌ１、ｌ２、ｌ３は基準導電電極５４とサーチ導電電極５５ｉ、５５ｈ、５５ｇとのＸ軸側のそれぞれの距離を表している。サーチ導電電極５５ｉ、５５ｈ、５５ｇは基準導電電極５４から順次遠くなる位置に配置されているので、距離ｌ１、ｌ２、ｌ３はｌ１＜ｌ２＜ｌ３の関係にある。Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｘ３、Ｐｘ４は入力点を表していて、即ち、下基板４１の下透明電極４３と接触する上基板５１の上透明電極５３の接触点を示している。以降入力点と呼称して説明する。ここで、Ｐｘ１は、サーチ導電電極５５ｉと基準導電電極５４とで構成する平行四辺形の領域内にあって、尚かつ、サーチ導電電極５５ｈと基準導電電極５４とで構成する平行四辺形の領域内やサーチ導電電極５５ｇと基準導電電極５４とで構成する平行四辺形の領域内にも入っている。即ち、Ｐｘ１の入力点は３つの平行四辺形にまたがって入る入力位置になっている。
【００５０】
また、基準導電電極５４はカソード側の電極になっており、複数のサーチ導電電極５５ａ〜５５ｋはアノード側の電極になっている。この複数のサーチ導電電極５５ａ〜５５ｋには、スイッチによって順次切り替わって一定の電圧が印加されるようになっている。例えば、基準導電電極５４には常時０Ｖの電圧が印加され、一方、サーチ導電電極には５Ｖの電圧が、５５ａ→５５ｂ→５５ｃ→・・・→５５ｇ→５５ｈ→５５ｉ→５５ｋと云うように順次切り替わって印加されるようになっている。上記３つの平行四辺形にまたがって入っている入力点Ｐｘ１は、サーチ導電電極５５ｉに電圧が印加されたとき、基準導電電極５４と向き合っていることからある電圧値が検出される。この検出された電圧値をＶiと表示すると、同様に、サーチ導電電極５５ｈに電圧が印加されたとき、基準導電電極５４と向き合っていることから電圧値Ｖh が検出される。また、サーチ導電電極５５ｇに電圧が印加されたとき、基準導電電極５４と向き合っていることから電圧値Ｖg が検出される。このようにして、入力点Ｐｘ１においてはＶi、Ｖh、Ｖg の３つの電圧値が検出されることになる。このように複数の電圧値が検出された場合は、その電圧値の一番大きい方を選択し、一番大きい電圧値が示された所のサーチ導電電極と基準導電電極との間における位置座標を求めるようにする。この場合、サーチ導電電極５５ｉ、５５ｈ、５５ｇと基準導電電極５４との距離関係はｌ１＜ｌ２＜ｌ３の関係にあるから、３つの検出電圧値はＶi＞Ｖh＞Ｖg の関係になる。従って、基準導電電極５４に一番近いサーチ導電電極５５ｉと基準導電電極５４との関係で検出される電圧値Ｖi を基にして、Ａ／Ｄ変換などによりＸ軸側の位置座標を算出する。
【００５１】
次に、入力点Ｐｘ２の所では、サーチ導電電極５５ｉと基準導電電極５４とで構成する平行四辺形の領域内とサーチ導電電極５５ｈと基準導電電極５４とで構成する平行四辺形の領域内の２つの平行四辺形にまたがって入っている。従って、サーチ導電電極５５ｉに電圧が印加されたとき、基準導電電極５４と向き合っていることから電圧値が検出され、また、サーチ導電電極５５ｈに電圧が印加されたとき、基準導電電極５４と向き合っていることから電圧値が検出される。この場合２つの電圧値が得られる。この場合も大きい方の電圧値を選択する。即ち、基準導電電極５４に一番近いサーチ導電電極５５ｉと基準導電電極５４との関係で検出される電圧値の方が距離との関係から大きく現れるので、基準導電電極５４に一番近いサーチ導電電極５５ｉと基準導電電極５４との関係で検出される電圧値の方を選択してＡ／Ｄ変換などによりＸ軸側の位置座標を算出する。
【００５２】
ここで、複数あるサーチ導電電極に順次切り替えて所定の電圧を印加したとき、入力点の位置によって複数の電圧値が得られる。この場合、一番大きい電圧値の方を選択する。基準導電電極に一番近いサーチ導電電極から得られる電圧値が一番大きく現れるが、その電圧値はサーチ導電電極と基準導電電極との距離が一番短い故に信頼性が非常に高いものが得られる。従って、算出した位置座標も信頼性が高くなる。
【００５３】
次に、入力点Ｐｘ３の所では、入力点Ｐｘ３はサーチ導電電極５５ｉと基準導電電極５４とで構成する平行四辺形の領域内にのみ位置している。従って、サーチ導電電極５５ｉに電圧が印加されたときにのみ電圧が検出されるので、その電圧値を基にしてＡ／Ｄ変換などによりＸ軸側の位置座標を算出する。入力点Ｐｘ４の所も、入力点Ｐｘ３と同様に、サーチ導電電極５５ｈと基準導電電極５４とで構成する平行四辺形の領域内にのみ位置している。従って、サーチ導電電極５５ｈに電圧が印加されたときにのみ電圧が検出されるので、その電圧値を基にしてＡ／Ｄ変換などによりＸ軸側の位置座標を算出する。
【００５４】
次に、入力点のＹ軸側の位置座標の求め方について図７を用いて説明する。図７に示すＰｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３は、前述の図６で示した入力点Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｘ３と全く同じ位置における入力点を示していて、上基板５１の上透明電極５３と接触する下基板４１の下透明電極４３の接触点を表している。従って、図７におけるＰｙ１は図６における入力点Ｐｘ１と全く同じ位置における入力点を示している。同様に、Ｐｙ２は入力点Ｐｘ２と同位置の入力点、Ｐｙ３は入力点Ｐｘ３と同位置の入力点、Ｐｙ４は入力点Ｐｘ４と同位置の入力点を示している。また、ｈ１、ｈ２、ｈ３はサーチ導電電極４５ｈ、４５ｇ、４５ｆと基準導電電極４４とのＹ軸側におけるそれぞれの距離を表している。
【００５５】
ここで、基準導電電極４４はカソード側の電極になっており、複数のサーチ導電電極４５ａ〜４５ｋはアノード側の電極になっている。この複数のサーチ導電電極４５ａ〜４５ｋには、前述の上基板５１のサーチ導電電極５５と同様に、スイッチによって順次切り替わって一定の電圧が印加されるようになっている。例えば、基準導電電極４４には常時０Ｖの電圧が印加され、一方、サーチ導電電極には５Ｖの電圧が、４５ａ→４５ｂ→４５ｃ→・・・→４５ｇ→４５ｈ→４５ｉ→４５ｋと云うように順次切り替わって印加されるようになっている。ここでの入力点Ｐｙ１は、サーチ導電電極４５ｈと基準導電電極４４とで構成する平行四辺形の領域内にのみ入っているので、サーチ導電電極４５ｈに電圧を印可したしたときにのみ入力点Ｐｙ１の位置における電圧が検出される。従って、距離ｈ１離れたサーチ導電電極４５ｈと基準導電電極４４との関係から検出された電圧値を基にしてＡ／Ｄ変換などによりＹ軸側の位置座標が算出される。
【００５６】
入力点Ｐｙ２、Ｐｙ３、Ｐｙ４は、入力点Ｐｙ１と同じように、入力点Ｐｙ２はサーチ導電電極４５ｇと基準導電電極４４とで構成する平行四辺形の領域内にのみ入っている。また、入力点Ｐｙ３はサーチ導電電極４５ｆと基準導電電極４４とで構成する平行四辺形の領域内にのみ入っており、入力点Ｐｙ４はサーチ導電電極４５ｅと基準導電電極４４とで構成する平行四辺形の領域内にのみ入っている。従って、入力点Ｐｙ２のＹ軸側の位置座標は、距離ｈ２離れたサーチ導電電極４５ｇと基準導電電極４４との関係から検出された電圧値を基にして算出する。同様にして、入力点Ｐｙ３のＹ軸側の位置座標は距離ｈ３離れたサーチ導電電極４５ｆと基準導電電極４４との関係から検出された電圧値を基にして算出し、入力点Ｐｙ４のＹ軸側の位置座標は距離ｈ２離れたサーチ導電電極４５ｅと基準導電電極４４との関係から検出された電圧値を基にして算出する。
【００５７】
本実施形態でのＹ軸側の入力点はそれぞれ１つの平行四辺形の領域内にのみ位置している。従って、得られる電圧値はその平行四辺形を構成するサーチ導電電極と基準導電電極との関係から得られる電圧値のみである。しかしながら、入力点の位置によっては、複数のサーチ導電電極に順次切り替えて電圧を印加したとき、複数の電圧値が検出されることが現れる。この場合、前述のＸ軸側の位置座標の求め方で説明したように、基準導電電極に一番近い所のサーチ導電電極と基準導電電極との間で得られる電圧値を選択して位置座標を算出する。
【００５８】
上下の透明電極を丸形状にし、以上述べた構成を取ることによって入力点の位置座標が容易に算出できる。そして、透明電極の丸形状に合わせて上下基板を丸形状にすれば丸型のタッチパネルが得られる。本実施形態では円形状のもので説明したが、楕円形状のものでも同じように適用できる。
【００５９】
タッチパネルは液晶表示装置などの表示装置の上面側に配設して、画面入力型表示装置に用いられる。丸形状のタッチパネルに合わせて液晶表示装置を丸形状に形成することは容易で、丸形状の液晶表示装置と合わせて用いれば入力画面が丸形状の画面入力型表示装置を製作することができる。従来の画面入力型表示装置の大半は入力画面が矩形形状を成しているが、丸形状の入力画面が製作できるようになればデザインバリエーションが増え、その用途も大いに広げることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図２】図１におけるＧ−Ｇ断面図断面図である。
【図３】図１における上基板の平面図である。
【図４】図１における下基板の平面図である。
【図５】図３における基準導電電極とサーチ導電電極の配置状況を説明する説明図である。
【図６】押圧入力点のＸ軸側の位置座標を求める説明図である。
【図７】押圧入力点のＹ軸側の位置座標を求める説明図である。
【図８】従来技術におけるタッチパネルの平面図である。
【図９】図８おけるＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】図８における下基板の平面図である。
【図１１】図８における上基板の平面図である。
【図１２】ペンで上基板を押圧したときの押圧状態を示した模式図である。
【図１３】座標入力の原理を説明する模式的回路図を示していて、（ａ）図はＸ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示しており、（ｂ）図はＹ軸側の座標読取りパネルに電圧を印加した状態を示している。
【符号の説明】
【００６１】
４０    タッチパネル
４１    下基板  
４２    下透明基板  
４３    下透明電極  
４４、５４    基準導電電極  
４５、５５    サーチ導電電極
４６    接続電極  
４８    ドットスペーサ  
５１    上基板
５２    上透明基板
５３    上透明電極
５６    位相差板
５７    シール材
５８    偏光板
５９    絶縁スペーサ
【図１】
2005182339.tif 000003
【図２】
2005182339.tif 000004
【図３】
2005182339.tif 000005
【図４】
2005182339.tif 000006
【図５】
2005182339.tif 000007
【図６】
2005182339.tif 000008
【図７】
2005182339.tif 000009
【図８】
2005182339.tif 000010
【図９】
2005182339.tif 000011
【図１０】
2005182339.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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