JP3153971U

JP3153971U - タッチパッド

Info

Publication number: JP3153971U
Application number: JP2009004919U
Authority: JP
Inventors: 徳錚林
Original assignee: 洋華光電股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2019-07-15

Abstract

【課題】タッチパッド構造の組み合わせ層数量が簡略化され、材料コストを削減し、粘着工程が少なくなり、不良率は低下し、光学特性が向上し、軽薄特性の要望を達成するタッチパッドを提供する。【解決手段】タッチパッドに備える本体が透明な基板１０は、表面周囲エッジ箇所にカラーフレーム２０を形成し、基板上に絶縁状態で最低一つのタッチセンサー３０を設け、タッチセンサーエッジの信号導線部分は前記カラーフレーム下方に対応して設置される。また、カラーフレームは厚さが約５μｍ以下の薄膜である。さらに、前記タッチセンサーの主表面外側に最低一つの透明な隔離層または透明接地層を設置することも可能であり、前記基板の主表面に最低一つの光調節層または機能薄膜を設置することも可能である。【選択図】図１

Description

本考案は、タッチパッド構造に関するもので、透明特性を有し、電気製品のディスプレイ前に配置して使用し、ユーザーによる相互作用式入力操作を可能にするタッチパッドである。

タッチパッド製作における科学技術の急速な進歩に伴い、タッチパッドの機能品質は大幅に向上し、それに対して価格は大幅に低下している。タッチパッドは、携帯電話、デジタルカメラ、エムピースリー（ＭＰ３）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）等デジタル電気製品の如き一般の消費性電子商品上に幅広く応用されており、これらの電子商品上のタッチパッドは、電気製品のディスプレイ上に配置され使用される為、これによりユーザーは相互作用式入力操作を行うことが可能となり、大幅に人と機械間のコミュニケーションインターフェースの親密性を大幅に改善し、入力操作の効率を高めることができる。

図１３乃至図１５に示す通り、現在一般に使用されているタッチパッドの多くは、透明平面状のタッチセンサー板５００上方に飾り板６００を貼り合わせた後、更にディスプレイ上に被覆し貼設したものである。通常、タッチセンサー板５００はタッチセンサー５０１を有し、絶縁された状態で上基板５０２と下基板５０３の間に挟み込まれる。飾り板６００は透明の板層で、その表面周囲縁には色の着いた装飾フレーム６０１を形成し、タッチセンサーエッジに設けた信号導線部分５０１ａを隠して外観を美しくしている。前記タッチパッドの構成要素は透明材料である為、電子商品のディスプレイ前に配置して信号入力装置としての使用に適しており、ユーザーはモニター画面上の指示に従いタッチパッド上の特定位置に軽く触れて押すことにより信号入力を行う。

前述した通り、公知の飾り板６００及びタッチセンサー板５００等の構成要素は全て、先にそれぞれを製作した後、更に透明の接合層７００（光学接着剤）によって二者を重ねて一体に貼り合わせる。このような構造は、組み立て操作のプロセスが煩雑であり、光学接着剤の価格も高く、貼り合わせた時に不良品を出し易く、材料浪費及び生産コストの倍増を生じさせ、また、タッチセンサー板５００上に接合層７００で飾り板６００を貼り合わせると、組み立て後の板体の厚みも倍増し、要求される軽薄特性に符合せず、タッチパッドの光学特性を減少させることにもなる。

本考案はタッチパッド構造を提供する。それは、タッチパッドの基板上に直接設置し、且つ、カラーフレーム及びタッチセンサーを有する故、飾り板の透明板層及び接合層を設置する必要がなく、材料コストを節約し、同時に接合工程を減らし、不良率を低下させ、光学特性を高め、要求される軽薄特性を達成するものである。

前記の目的を達成する為に、本考案の提供するタッチパッドは、基板を含み、その基板の表面周囲エッジにはカラーフレームを形成する。並びに、基板上には、絶縁を備えるタッチセンサーを最低設け、タッチセンサーの周辺エッジの信号導線部分は前記カラーフレーム下方に対応させる。前記基板は透明材質であり、平面式または非平面式の薄板で、その材料はガラス薄板またはその他各種の可撓式薄膜から選択する。例えば、ポリカーボン（ＰＣ）、ポリエチレンタレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等である。しかし、実施する材料の範囲は前記素材に限らず、各種軟性または硬性、透明または半透明の基板でもよい。カラーフレームの成分は、プリンティングインク、着色フォトレジスト、有機材料または無機材料とするが、実施材料の範囲はこれに制限されない。また、前述材料は、印刷、塗布、金属蒸着メッキ等の技術手段により、前記基板の表面周囲エッジ箇所に設置されるが、実施範囲は前記技術手段に制限されない。カラーフレームは厚さ５μｍ以下の不透明またはほぼ不透明の薄膜とする。前記タッチセンサーは、静電容量方式のタッチセンサー、抵抗式のタッチセンサー、電磁誘導方式タッチセンサーの内の何れか一つまたは二つ以上の複合とする。また、前記タッチセンサーの主表面の外側には透明の隔離層を設け、隔離層は、窒化ケイ素、二酸化シリコン、感光等物質の透明保護層または電気絶縁層とするが、実施する材料の範囲は、前記材料に制限されないものとする。また、隔離層の主表面外側に、透明接地層を設け、前記接地層材料は、酸化インジウムスズ(ＩＴＯ)、酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）等材質により選択する。しかし、実施材料の範囲は、前記材料に制限されないものとする。この他、基板の主表面には光調節層を設けることも可能である。前記光調節層は、偏光薄膜、位相差薄膜、光学的等方性薄膜等光学薄膜の内の何れか一種もしくは二種以上の薄膜を重ね合わせた層で構成される。また、前記基板の主表面の最も外側には機能薄膜を設け、前記機能薄膜は霧化膜または硬塗膜の何れか一つとするが、実施範囲は、前記機能薄膜に制限されないものとする。

前記特徴を組み合わせたタッチパッドは、直接ディスプレイ前方に配置して使用するもので、ユーザーはディスプレイ画面上の指示に従って、軽くタッチするかパッド上の特定位置をプッシュすることにより、信号入力を行い、入力時、ユーザーの指や導体で透明基板上に接触すると、タッチセンサーが瞬間的にセンサー信号を生み、並びに、エッジの信号導線でセンサー信号を出力し、その後、センサー信号値の変化を測定して指や導体の位置を確認し、信号入力の目的を達成する。本考案と公知のタッチパッド構造を比較すると、本考案は、パッド上方に配置した飾り板の透明板層、接合層、パッド下方の底基板を省略することができる故、生産材料コストを削減し、公知のパッド間の貼り合わせ工程を簡略化し、製品の歩留まりを高め、製品の光学特性を増強することが可能となり、また、同時に、製品の薄型化に有利な設計となる。

本考案の第一実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第一実施例に関する単層の静電容量方式タッチセンサーの平面図である。図２Ａ部分の拡大図である。本考案の第一実施例に関する他の単層静電容量方式タッチセンサーの平面図である。本考案の第二実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第三実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第四実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第五実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第六実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第七実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第八実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。本考案の第九実施例に関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。公知のタッチパッドに関する構成要素図である。公知のタッチパッドに関する構成要素組み合わせ構造の平面図である。公知のタッチパッドに関する構成要素組み合わせ構造の断面図である。

図１の本考案の第一実施例に示す通り、以下に、静電容量方式タッチパッドを実施例として説明するが、本考案の実施範囲は静電容量方式タッチパッドに制限されず、抵抗方式タッチパッドや電磁誘導方式タッチパッドもまた適用可能であることを、ここに記す。

第一実施例において、タッチパッドの構造は、透明基板１０、カラーフレーム２０、及びタッチセンサー３０を備える。前記透明基板１０は、本体が透明な材質であり、その材料は、ガラス薄板またはその他各種の可撓式薄膜から選択する。例えば、ポリカーボン（ＰＣ）、ポリエチレンタレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等である。しかし、実施する材料の範囲は前記素材に限らず、各種軟性または硬性、透明または半透明基板を適用することも可能である。

カラーフレーム２０の成分は、プリンティングインク、着色フォトレジスト、有機材料または無機材料とするが、実施材料の範囲はこれに制限されないものとする。また、前記材料は、印刷、塗布、金属蒸着メッキ等の技術手段により、前記透明基板１０の表面周囲エッジ箇所に設置されるが、技術手段の実施範囲は前記に制限されないものとする。カラーフレーム２０は厚さ１μｍ前後の不透明薄膜を形成する。

前記タッチセンサー３０は、前記透明基板１０とカラーフレーム２０の表面下方に直接配置するが、その周辺エッジの信号導線部分は前記カラーフレーム下方に対応させて設置する。カラーフレーム２０によってタッチセンサーエッジに設けた信号導線部分が隠されてパッド外観を美しくする目的を達成する。また、本考案の実施例において、前記タッチセンサー３０は、単層の静電容量方式タッチセンサーを選択し、これは図２及び図３に示す通りである。前記単層の静電容量方式タッチセンサー３０は、静電容量センサー層１２、拒絶層１３、及びパッチ導電層１４を備える。前記静電容量センサー層１２は、酸化インジウムスズ(ＩＴＯ)材質の透明導電薄膜であり、それは、Ｘ軸方向に等間隔配置しそれぞれを平行配列した複数の透明Ｘ軸トレース１２１及びＹ軸方向に等間隔配置しそれぞれを平行配列した複数のＹ軸トレース１２２を備え、透明Ｘ軸トレース１２１とＹ軸トレース１２２はマトリックス式交差設置を成す。また、前記個別の透明Ｘ軸トレース１２１上の各Ｘ軸センサーユニット１２１ａはそれぞれ連結しており、個別のＹ軸トレース１２２上の各Ｙ軸センサーユニット１２２ａは連結しておらず間隔を空けて配列されており、前記の各Ｘ軸トレース１２１及びＹ軸トレース１２２の一端縁は透明基板１０周囲エッジに設けた金属誘導路１５ａ、金属誘導路１５ｂに電気接続し、並びに、信号出力端子（未図示）に接続する。これにより、静電容量センサー層１２上のＸ軸トレース１２１とＹ軸トレース１２２のセンサー信号は、信号出力端子を経由して後続の信号処理回路に伝送される。拒絶層１３は、複数の絶縁遮断面を備え、絶縁遮断面は、高い光透過率で、誘電係数が約3、厚さが約1.5μｍのポリエチレンタレフタレート（ＰＥＴ）の薄膜材料を使用し、前記の絶縁遮断面の被覆面積は、Ｙ軸トレース上を通過する二つの隣り合って配列されたＹ軸センサーユニット１２２ａ間のＸ軸トレース部分１２１ｂを十分に被覆する面積である。パッチ導電層１４にはＹ軸線方向に沿って設置した複数の導電線を設け、これらの導電線は口径が15μｍ以下の不透明金属導体を使用し、導電線の二端縁には導電線本体より更に大きな接触面積の電気接続部１４１を備える。導電線は前記拒絶層１３の絶縁遮断面の上表面に設置され、導電線二端の電気接続部１４１は絶縁遮断面の外に延伸される。静電容量センサー層１２、拒絶層１３、及びパッチ導電層１４を組み合わせる時、前記拒絶層１３の絶縁遮断面は、Ｙ軸トレース上の二つの隣接配列するＹ軸センサーユニット１２２ａ間に対応して設置され、二つの隣接配列するＹ軸センサーユニット間のＸ軸トレース部分１２１ｂによって絶縁被覆され、パッチ導電層１４の導電線二端縁の電気接続部１４１はＹ軸トレース上の二つの隣接するＹ軸センサーユニット１２２ａにそれぞれ電気接続し、これにより、個別のＹ軸トレース１２２上の各センサーユニットはそれぞれ電気接続される。また、前記静電容量センサー層１２上のＸ軸センサーユニット１２１ａとＹ軸センサーユニット１２２ａの設置隙間内に模倣装飾ライン１２９を設け、並びに、模倣装飾ライン１２９はＸ軸センサーユニット１２１ａ及びＹ軸センサーユニット１２２ａのエッジにそれぞれ間隔１２９ａを保たせ、相互に接続させない。通常の間隔１２９ａは約２０〜５０μｍである。前記模倣装飾ライン１２９の素材をＸ軸センサーユニット１２１ａ及びＹ軸センサーユニット１２２ａと同等であるのが理想的である。即ち、酸化インジウムスズ(ＩＴＯ)素材の透明導電薄膜であるが、これにより、静電容量センサー層１２の光透過率は比較的均一となる。図４に、選択可能である他種の単層の静電容量方式タッチセンサー３０を示す。それに備えるセンサーユニット４２ａは、酸化インジウムスズ(ＩＴＯ)素材の透明導電薄膜であり、ほぼ三角形面積をした複数のセンサーユニット４２ａを備え、並びに、センサーユニット４２ａ間はそれぞれ等間隔の交差状態に配置し、その後、各センサーユニット４２ａの一端縁をそれぞれ透明基板１０エッジに設けた金属誘導路４２ｂに電気接続し、並びに、信号出力端子（未図示）に接続する。これにより、各センサーユニット４２ａのセンサー信号は信号出力端子を経由して後続する信号処理回路に伝送される。また、前記センサーユニット４２ａの設置隙間内には模倣装飾ライン４９を設け、並びに、模倣装飾ライン４９は二つの隣接するセンサーユニット４２ａのエッジにそれぞれ間隔４９ａを保たせ、相互に接続させない。通常、間隔４９ａは約２０〜５０μｍとする。模倣装飾ライン４９がセンサーユニット４２ａと同等材質であることを理想とする。

前記構成要素を組み合わせたタッチパッドは直接接合層９１を利用してディスプレイ９２前方に粘着配置して使用するものであり、ユーザーはディスプレイ９２画面上の指示に従って、軽くタッチするかパッド上の特定位置をプッシュすることにより、信号入力を行う。入力操作時、ユーザーの指や導体で透明基板１０上に接触すると、静電容量方式タッチセンサー３０が瞬間的に感知した静電容量信号を生じさせ、その後、感知した信号値の変化を測定して指や導体の位置を確認し、信号入力の目的を達成する。

本考案と公知のタッチパッド構造を比較すると、本考案は、パッド上方に配置した飾り板の透明板層、接合層、公知タッチパッド下方の底基板等の構成要素を既に省略していることが分かり、これにより、材料コストを大幅に削減する。しかも、本考案のカラーフレーム２０は直接透明基板１０上に形成することから、公知のタッチパッドの基板と飾り板の全面粘着工程を簡略化する故、加工コストを低下し、製品の歩留まりを高め、同時に、製品の光学特性を増強し、製品の薄型化に有利な設計となることを特徴とする。

更に、考案人は前記の第一実施例の基本構造に基づき、異なる使用条件に対応し調整を加えたタッチパッドを図５の第二実施例に示す。それは、タッチセンサー３０の主表面外側（即ち底表面）に透明絶縁層４０を設置し、絶縁層素材は窒化ケイ素、二酸化シリコン、感光等物質より選択するが、実施する材料の範囲は前記素材に制限されないものとする。透明絶縁層４０はタッチセンサー３０の底表面が傷つくのを防ぐ為のものである。また、図６の第三実施例では、タッチセンサー３０の透明電極層３０ａと金属誘導路３０ｂ間に透明絶縁層４０を設け、金属誘導路３０ｂの底表面に保護層５０を設置する。これにより、透明電極層３０ａと金属誘導路３０ｂは絶縁独立してタッチパッド上に設置される。前記透明電極層３０ａの素材は酸化インジウムスズ(ＩＴＯ)、酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）等とし、透明絶縁層４０及び保護層５０の素材は窒化ケイ素、二酸化シリコン、感光等物質から選択するが、実施する材料の範囲は前記素材に制限されないものとする。また、図７に示した第四実施例は、前記第三実施例の構造に基づきその最下方の透明保護層５０下表面に更に接地層（Shielding layer）６０を設けたものである。前記接地層６０は、例えば酸化インジウムスズ(ＩＴＯ)や酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電材料により製作され、接地層６０が接地電位を保つことにより、タッチセンサー３０に対する電磁波ノイズの障害を阻止する。また、図８に示す第五実施例は、前記第四実施例の構造に基づき、透明基板１０とカラーフレーム２０の重ね合わせた層の底表面とタッチセンサー３０の透明電極層３０ａ上間に透明保護層７０を設置し、重ね合わせて粘着した層のフラット性を高め、カラーフレーム２０エッジの気泡残留発生問題を防ぐ。透明保護層７０素材は窒化ケイ素、二酸化シリコン、感光等物質より選択されるが、実施する材料の範囲は前記素材に制限されないものとする。また、図９に示した第六実施例は、前記第五実施例の構造に基づき透明基板１０の上表面に光調節層８０を設けたものである。光調節層８０により、ディスプレイ上の表示内容の視度が改善され、光調節層８０は偏光薄膜、位相差薄膜、光学的等方性薄膜等光学薄膜の内の何れか一種もしくは二種以上の薄膜を重ね合わせた層で構成される。また、図１０に示した第七実施例は、前記第六実施例に基づく構造で、前記透明基板１０または前記光調節層８０の最も外側表面に機能薄膜９０を設けたものであり、前記機能薄膜は、霧化膜または硬塗膜の何れか一つとするが、その実施範囲は、前記機能薄膜に制限されず、機能薄膜９０の設置により、パッド表面の光反射率を低下させ、パッド表面の硬度及び耐磨耗性を向上させる。図１１に示した第八実施例は、前記第七実施例に基づく構造で、透明電極層３０ａを二層式電極構造に変化させたものであり、上透明電極層３０ａ１、下透明電極層３０ａ２、及び上透明電極層３０ａ１と下透明電極層３０ａ２間に設置した透明絶縁層３０ａ３により構成される。前記上透明電極層３０ａ１及び下透明電極層３０ａ２の素材は、酸化インジウムスズ(ＩＴＯ)、酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）の何れかより選択し、透明絶縁層３０ａ３の素材は、窒化ケイ素、二酸化シリコン、感光等物質より選択されるが、実施する材料範囲は前記素材に制限されないものとする。

本考案は前記形式に制限されず、前記説明を参考として、技術上に更に多くの改良と変化の可能性の存在することが顕著である。例えば、任意の一実施例構造に基づき、透明基板１０は平面式板体を使用できる他、タッチパッドの装着使用の異なる要求に応じて、孤形表面の板体やその他各種の非平面式板体（図１２参照）に変えることも可能である。これらの変更によって齎される効果は、前記実施例と同等もしくは類似性のあるものである故、本考案の前記技術に実質的に同様と見做される。よって、同様の創作精神に基づいて為された本考案に関する如何なる修飾または変更は全て、本考案の意図する保護範囲に含まれるものとする。

本考案は実用新案の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。

１０透明基板
１２静電容量センサー層
１２１透明Ｘ軸トレース
１２１ａＸ軸センサーユニット
１２１ｂＸ軸トレース部分
１２２Ｙ軸トレース
１２２ａＹ軸センサーユニット
１２９模倣装飾ライン
１２９ａ間隔
１３拒絶層
１４パッチ導電層
１４１電気接続部
１５ａ金属誘導路
１５ｂ金属誘導路
２０カラーフレーム
３０タッチセンサー
３０ａ透明電極層
３０ｂ金属誘導路
３０ａ１上透明電極層
３０ａ２下透明電極層
３０ａ３透明絶縁層
４０透明絶縁層
４２ａセンサーユニット
４２ｂ金属誘導路
４９模倣装飾ライン
４９ａ間隔
５０透明保護層
５００タッチセンサー板
５０１タッチセンサー
５０１ａ信号導線部分
５０２上基板
５０３下基板
６０接地層
６００飾り板
６０１装飾フレーム
７０透明保護層
７００接合層
８０光調節層
９０機能薄膜
９１接合層
９２ディスプレイ

Claims

基板、カラーフレーム、及び最低一つのタッチセンサーを備えるタッチパッドにおいて、前記基板は、本体が透明な材質であり、
前記カラーフレームは、前記基板の主表面周囲エッジ箇所に形成する不透明または不透明に近い薄膜であり、
前記タッチセンサーは、前記基板の主表面に配置し、エッジの信号導線部分は前記カラーフレーム下方に対応して設置し、タッチセンサーは接触することにより感知信号を生じさせて、エッジに設置した信号導線を経由して感知信号を出力することを特徴とするタッチパッド。
前記基板は、ガラス、ポリカーボン（ＰＣ）、ポリエチレンタレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）の何れか一種の材料によって製作される薄膜であることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記基板は平面式または非平面式の薄膜であることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記カラーフレームは、プリンティングインク、着色フォトレジスト、有機材料または無機材料の何れか一種の素材より選択することを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記カラーフレームは厚さが５μｍ以下の薄膜とすることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記タッチセンサーは、静電容量方式のタッチセンサー、抵抗式のタッチセンサー、電磁誘導方式タッチセンサーの内の何れか一種または二種以上の複合とすることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記基板の主表面に設けた光調節層は、偏光薄膜、位相差薄膜、光学的等方性薄膜等光学薄膜の内の何れか一種もしくは二種以上の薄膜を重ね合わせた層で構成されることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記基板の主表面の最も外側には機能薄膜を設け、前記機能薄膜は霧化膜または硬塗膜の何れか一つとすることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記タッチセンサーの主表面の外側には透明の隔離層を設けることを特徴とする請求項１記載のタッチパッド。
前記隔離層は、電気絶縁層とすることを特徴とする請求項９記載のタッチパッド。
前記隔離層の主表面の外側にはノイズを防ぐ透明接地層を設けることを特徴とする請求項９記載のタッチパッド。