JP3871991B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動板を押圧した際に、押圧されている可動板又は可動板を支持する支持基板を振動させ、操作者に入力操作感を発生させるタッチパネル入力装置に用いられるタッチパネルの配線構造に関し、特に圧電基板を用いて可動板又は支持基板を振動させるタッチパネルの場合における配線構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
タッチパネルは、タッチパネル入力装置に用いられる。
タッチパネル入力装置とは、可動板と支持基板とがその対向面にそれぞれ形成された導電体層間がわずかな絶縁間隔を隔てて積層配置され、可動板が押圧された際に、その押圧位置で対向する導電体層間が接触することを電気的に検出して、その押圧位置データを各種処理装置へ出力するものである。
【０００３】
この種のタッチパネル入力装置においては、可動板と支持基板とが、わずかな絶縁間隔を隔てて配置された積層構造となっているので、可動板の押圧ストロークが数十〜数百ミクロンと極めて小さく、操作者は入力操作感を感じることが困難であるため、可動板を押圧した際に、可動板又は支持基板等を振動させることで、押圧した指先から感触せしめるフォースフィードバック型タッチパネルが採用されている。
【０００４】
本願出願人は、先に単純な駆動回路で操作者が検知できる振動を、可動板又は支持基板に発生させるタッチパネルとして、次のような発明に関して特許出願をしている（特願２００１−３１２３９９号）。
それは、対向する両面に一対の駆動電極が固着された圧電基板を、直接もしくは、駆動電極を介して、可動板又は支持基板に固着し、入力操作面への押圧を検出した際に、一対の駆動電極に駆動電圧を印加して伸縮する圧電基板により可動板又は支持基板を振動させるタッチパネル入力装置である。
【０００５】
本願は、先にした上記特許出願におけるタッチパネルの配線構造の改良に係るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
裏面に導電体層を形成した可動板と、上面に導電体層を形成した支持基板とをわずかの配線間隔を隔てて積層し、この可動板又は支持基板に圧電基板を固着した構造のタッチパネルにおいては、可動板及び支持基板への配線と、圧電基板の駆動用配線とを引き出す必要がある。
これらの配線を別々に引き出し、コネクタに接続すると、例えば圧電基板を支持基板の両端２ヶ所に設けた場合に、３つのコネクタが必要となり、配線も複雑になる。
従って、充分にタッチパネルの軽量化、小型化を図ることが出来ないことになる。
また、圧電基板を可動板と支持基板との間に単に挟み込む構造や、支持基板の裏側に固着する方法ではタッチパネルの薄型化が充分に図れなかった。
【０００７】
そこで本願は、圧電基板を、可動板又は支持基板に固着したタッチパネルの配線の単純化を図り、軽量化及び小型化、更には薄型化を図るのに効果的なタッチパネル構造の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面に入力操作面を有する可動板と、可動板とわずかな絶縁間隔を隔てて可動板を背面から支持する支持基板と、支持基板に固着した圧電基板とを有するタッチパネルの配線構造であって、
可動板の支持基板側面には、可動導電体層及び可動導電体層に形成した可動導電体層電極を有し、
支持基板の可動板側面には、固定導電体層及び固定導電体層に形成した固定導電体層電極を有し、
支持基板の裏面には圧電基板接続用配線パターン電極を形成してその一端に圧電基板を接続してあり、
一つのコネクタテール基材は、切り込みを入れて導電体層電極に接続する部分と圧電基板接続用配線パターン電極に接続する部分に分離してあるとともに、導電体層電極接続部分を可動基板と支持基板とで挟持することで可動導電体層電極及び固定導電体層電極に接続し、且つ圧電基板接続用配線パターン電極接続部分を圧電基板接続用配線パターン電極の他端に接続してあることを特徴とする。
【０００９】
コネクタテールとは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁性のテール基材に銅箔状のメッキ配線パターンを形成し、その上をテール保護シート材で覆ったものをいう。
【００１１】
このように、コネクタテールのテール基材の接続部に切り込みを入れることにより、可動板や支持基板と圧電基板の厚み方向の段差を吸収することができる。
【００１５】
このように、支持基板の裏面に導電性印刷による配線パターンを形成すると、この配線パターンを利用してコネクタテールを熱圧着できるので薄くて小型化に寄与できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係るタッチパネル１の外観図を示す。
タッチパネルから一つのコネクタテール７にて引き出し配線されている。
図２に、コネクタテール部の配線構造を示し、図３にＡ−Ａ線断面の詳細模式図を示し、図４にＢ−Ｂ線断面詳細模式図を示す。
可動板３は、透明な合成樹脂、ここではＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いて、可撓性の矩形シート状に成形されている。
可動板３の材質としては、後述する支持基板４側に僅かに撓むものであれば、任意の材質を用いることができるが、本実施の形態のように、支持基板４の内方に配設した表示部（図示せず）を目視可能とする場合には、透明材料を用い、ある程度の剛性が必要であれば、ガラス基板、アクリル板、可撓性を有するものであれば、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＩ（ポリイミド）等を用いることができる。
【００１８】
可動板３の表面には、透明なハードコート剤（図示せず）が塗布され、入力操作面となる上面を保護している。
【００１９】
また、支持基板４は透明な基板で、ソーダライムガラスを用いて、可動板３と同じ輪郭の矩形薄板状に成形されている。
支持基板４は、押圧される可動板３をその背面側から支持する基板であり、このため、ある程度の剛性が必要であるが、その内方に表示部を配置しない場合には、必ずしも透明材料で形成する必要はない。
支持基板４は、ある程度の剛性があれば、ガラス板に限らず、アクリル基板等のプラスチック板やアルミ、鉄等の金属板でもよい。
【００２０】
可動板３と支持基板４は、これらの各周囲に介在させるスペーサー部材５（粘着剤層）によって、互いにわずかな間隙を隔て積層配置される。
可動板３と支持基板４との対向面には、透明導電膜である可動導電体層３１と固定導電体層４１が、均一な膜厚で固着されている。
【００２１】
（可動）導電体層３１の上には、この可動導電体層用の電極３２が形成されている。
この電極３２は、銀を成分とする細長帯状の導電薄板であり、印刷により形成される。
【００２２】
支持基板４の（固定）導電体層４１の上には、電極４２が形成されている。
この電極４２も銀を成分とする細長帯状の導電薄板であり、印刷により形成されている。
支持基板の裏面には、後述する圧電基板２の駆動電極とコネクタテールとを繋ぐ電極４３ａ、４４ａ、４３ｂ、４４ｂが銀を成分とする細長帯状の導電薄板であり、印刷により形成されている。
【００２３】
固定導電体層上には、絶縁性の合成樹脂からなるドットスペーサ（図示せず）が、所定の間隔で固着されている。
このドットスペーサは、入力操作面の一部が意図せずに手元などで触れた場合に、可動導電体層３１と固定導電体層４１が誤接触することを防止するものであり、スペーサー部材（粘着剤層）５によって隔てられる可動導電体層と固定導電体層の間隙に比べて低い高さとなっている。
【００２４】
圧電基板２は、圧電単結晶、ＰＺＴ（チタンジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電材料で形成した単層の基板で、ここでは、機械的な耐久性があり、最も広く利用されているＰＺＴ系の圧電材料からなる圧電セラミックス板を用い、固定導電体層４１の側辺に沿うように細長帯状の薄板に形成されている。
圧電基板２は、薄板なので歪み量を大きく、また、低い電圧で動作するようになっている。
【００２５】
圧電基板２に駆動電圧を印加する一対の駆動電極２１、２２は、導電性金属材料を蒸着、スクリーン印刷等で圧電基板２の対向する表裏両面に付着させた後、焼成等で固着させている。
圧電基板２の背面を覆う一方の駆動電極２２は、圧電基板２の長手方向一側で表面に折り返され、表面を覆う他方の駆動電極２１と接触しないように間隙を隔てて表面側に露出している。
【００２６】
コネクタテール７は、図５に示すようにＰＥＴ等のテール基材７１に引き出し用配線７２を銅箔メッキ等で形成し、その表面を保護シート材７３で覆ったものである。
このコネクタテールの接続部には、異方導電性膜が形成されており、可動導電体層側電極または固定導電体層側電極と熱圧着することにより、電気的に接続させることができる。
【００２７】
次に、配線構造例を図２にて説明する。
例えば、８線からなるコネクタテール７の接続部に切り込み部７６を入れ、圧電基板用接続部７６ａを支持基板の裏面の電極４３ａ、４４ａ、４３ｂ、４４ｂに熱圧着し、可動板及び支持基板用接続部７６ｂを可動板と支持基板で挟み込むようにし、電極３２及び４２に熱圧着する（図４参照）。
【００２８】
その圧電基板部の断面（図２のＡ−Ａ線断面図）を図３に示す。
支持基板の裏面に印刷にて形成した電極４３ａ、４３ｂに導電性接着剤６を用いて圧電基板２の駆動電極２１、２２に接着されている。
また、コネクタテールの接続部は、支持基板の裏面に形成した電極（４３ｂ、４４ｂ）（４３ａ、４４ａ）の一端が圧電基板に接続され、その他端が図４に示すようにコネクタテール７の圧電基板用接続部７６ａに熱圧着されている。
なお、可動板３と支持基板４の間の電極には、図４で２点鎖線で示したようにコネクタテールの可動板及び支持基板用接続部７６ｂがこれらの間に挟み込まれるように接続されている。
【００２９】
圧電基板２の支持基板４への固着方法は、図２に示すように支持基板の裏面に固着する場合の他、例えば、図６〜図８に示すように支持基板の辺部に切り欠き部４ａ、４ｂ又は、側部に凹部４ｃを形成し、この部分に圧電基板を収納するように固着すると、タッチパネルがその分薄くなる。
【００３０】
圧電基板とコネクタテールの接続方法は、図３に示したような印刷による銀の導電性薄板を介さずに図９に示すように、圧電基板２の駆動電極２１、２２にコネクタテールの接続部を直接ハンダ付けや導電性接着剤にて接着してもよい。
この場合に、図１０に示すようにコネクタテールに切り込みを入れると、圧電基板の電極に折り返し部を設けなくても直接表裏に接続できる。
【００３１】
図１１に示すように、圧電基板の駆動電極２１、２２と可動板の電極とを接続板７ａにて接続し、可動板及び支持基板に１つのコネクタテールで接続してもよい。
【００３２】
支持基板に切り欠け部を設けたタイプの場合には、図１２に示すように、支持基板の上に薄いフィルム状の基板３ａを形成し、これとの間にスペーサー部材５を介して可動板３を形成する構造にしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明においては、可動板の導電体層電極と支持基板の導電体層電極及び圧電基板の一対駆動電極とを一つのコネクタテールを用いて一体的に引き出したことにより、それまでは可動板及び支持基板の導電体層電極からの引き出し線と、圧電基板の駆動電極に印加するための引き出し線が別々になり、それぞれにコネクタが接続されていたのに対して、部品点数が削減出来、構造が簡単になり、その分だけ軽量化、小型化が図れる。
【００３４】
一つのコネクタテール基材に切り込みを入れることにより、一つのテール基材に、例えば８本線を配線した規準化されたコネクタテールを用いて一体的に引き出すことができる。
【００３７】
支持基板の裏面に導電性印刷による一対の引き出し配線パターンを形成し、この配線パターンの一方に圧電基板を接続でき、他方にコネクタテールを熱圧着できるようにしたことにより、それぞれの電極からの引き回し構造が単純化出来、製品の小型化が図れる。
なお、このように支持基板の裏面に圧電基板を固着する構造にすると、可動板と支持基板の間に圧電基板を配設する場合に比較して、スペーサー部材（粘着剤層）の幅を狭く出来、タッチパネルの有効エリアを大きくとることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】タッチパネルの外観図を示す。
【図２】タッチパネル等のコネクタテールの接続構造例を示す。
【図３】圧電基板接続部の断面図（図２のＡ−Ａ線断面図）を示す。
【図４】コネクタテール接続部の断面図（図２のＢ−Ｂ線断面図）を示す。
【図５】コネクタテールの接続部の詳細構造例を示す。
【図６】支持基板の裏面に切り欠き部を形成した例を示す。
【図７】支持基板の表面に切り欠き部を形成した例を示す。
【図８】支持基板の側部に凹部を形成した例を示す。
【図９】圧電基板へのコネクタテール接続例を示す。
【図１０】圧電基板へのコネクタテール接続の他の例を示す。
【図１１】圧電基板の駆動電極と可動板の電極を接続する例を示す。
【図１２】二重フィルム構造のタッチパネル構造例を示す。
【符号の説明】
１ タッチパネル
２ 圧電基板
２１、２２ 圧電基板の駆動電極
３ 可動板
３１ 可動導電体層
３２ 可動導電体層の電極
４ 支持基板
４１ 固定導電体層
４２ 支持基板の導電体層の電極（固定導電体層電極）
４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ 圧電基板接続用電極
５ スペーサー部材（粘着剤層）
６ 導電性接着剤
７ コネクタテール
７１ テール基材
７２ 銅箔メッキパターン
７３ 保護シート材
７４ 異方導電性膜
７５ 銀の導電性印刷薄板
７６ コネクタテールの切り込み部

Claims (1)

1. 表面に入力操作面を有する可動板と、可動板とわずかな絶縁間隔を隔てて可動板を背面から支持する支持基板と、支持基板に固着した圧電基板とを有するタッチパネルの配線構造であって、
   可動板の支持基板側面には、可動導電体層及び可動導電体層に形成した可動導電体層電極を有し、
   支持基板の可動板側面には、固定導電体層及び固定導電体層に形成した固定導電体層電極を有し、
   支持基板の裏面には圧電基板接続用配線パターン電極を形成してその一端に圧電基板を接続してあり、
   一つのコネクタテール基材は、切り込みを入れて導電体層電極に接続する部分と圧電基板接続用配線パターン電極に接続する部分に分離してあるとともに、導電体層電極接続部分を可動基板と支持基板とで挟持することで可動導電体層電極及び固定導電体層電極に接続し、且つ圧電基板接続用配線パターン電極接続部分を圧電基板接続用配線パターン電極の他端に接続してあることを特徴とするタッチパネルの配線構造。

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