專利名稱：觸摸面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機等所使用的輸入裝置的觸摸面板，尤其涉及五線 式的觸摸面板。
背景技術(shù)：
作為主要的觸摸面板，存在電阻膜方式、表面聲波方式、電容方式 以及紅外線方式等。其中的電阻膜方式包括被稱為四線式或五線式的方 式。例如，在專利文獻(xiàn)1等中公開了五線式觸摸面板。
圖16所示的五線式觸摸面板在兩個基板12a、 12b的面對的面上層 疊有透明的矩型電阻膜14。雖未圖示，但兩個基板12a、 12b是通過隔離 器(spacer)而隔開一定間隔地對置。在某一方的電阻膜14的四個邊上 形成有電極56a、 56b、 56c、 56d (圖17)。設(shè)形成有電極56a、 56b、 56c、 56d的基板為12a、與其面對的基板為12b。
圖17示出了基板12a及其周邊的電路。對第1電極56a的兩端施加 "+"電壓，對第2電極56b的兩端施加"-"電壓，在第1電極56a與第2電 極56b之間形成電位梯度。然后進(jìn)行切換，與上面同樣，在第3電極56c 與第4電極56d之間施加電壓，形成電位梯度。當(dāng)利用開關(guān)S1、 S2、 S3、 S4短時間地反復(fù)切換這兩個電位梯度時，在基板12a上，交替地在水平/ 垂直方向上形成電位梯度。當(dāng)觸摸撓性基板12b時，電阻膜14互相接觸， 基板12b能夠測定基板12a上形成的電位。通過檢測此時的電位來求出 觸摸位置。 '
眾所周知，為了防止流向電極56a、 56b、 56c、 56d的漏電流，通常 各電極56a、 56b、 56c、 56d具有適當(dāng)?shù)碾娮琛Ｒ虼?，在各電極附近，等 勢線發(fā)生畸變。因此，以往為了防止這種畸變，利用試錯法來求取并確 定不易發(fā)生畸變的電極形狀。例如曾提出過專利文獻(xiàn)1那樣的電極58形成為T字形的方案(圖18)。
但是，對于專利文獻(xiàn)1所示的T字形的電極58，由于其T字形狀的 大小等各異，因此難于設(shè)計。尤其是，當(dāng)利用試錯法來確定電極58的形
狀時，需要大量的工作。另外，所能使用的區(qū)域受到向電阻膜14的內(nèi)側(cè) 最突出的電極58的限制。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平4-137026號公報

發(fā)明內(nèi)容
' 因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種電極的設(shè)計及制造容易、且在 電阻膜上形成具有充分必要的均勻性的水平/垂直的等勢線的觸摸面板。
本發(fā)明的觸摸面板包括以一定間隔面對的兩個矩形基板；形成在 各個所述基板的面對的面上的電阻膜；.以及沿任意一方的所述基板的電 阻膜的四個邊而形成的電極，其中，各個所述電極由排列成直線狀的多 個分割電極和分割電極之間的間隙(gap)構(gòu)成，關(guān)于各分割電極的向電 阻膜施加電位的部分的長度，兩端的分割電極的長度與其他分割電極的 長度之比為0.1:1 0.5:1。
利用多個間隙將電極分割成分割電極，由此能夠使電極具有希望的 電阻。在本發(fā)明中，將兩端的分割電極的長度與其他分割電極的長度之 比設(shè)計為0.1:1 0.5:1。從各分割電極向電阻膜以產(chǎn)生電位梯度的方式施 加電壓。此時，如果等勢線發(fā)生畸變，則不使用畸變超過要求的部分， 而是使用等勢線為充分必要的直線狀的部分，作為觸摸面板。
相鄰的所述分割電極彼此隔著間隙而面對，所述分割電極之間的電 阻的電阻值由間隙的形狀和電阻膜的方塊電阻決定。在本發(fā)明中，通過 將分割電極彼此面對的所有位置的間隙寬度以及面對長度全部形成為大 致相同，由此使所有電阻的電阻值大致相同。
另外，可以在間隙中去除電阻膜的一部分而形成絕緣部。
在本發(fā)明中，所有分割電極之間的間隙均為相向形狀，通過調(diào)節(jié)兩 端的分割電極與其他分割電極的長度之比，能夠最大限度地抑制等勢線 的畸變。與引用文獻(xiàn)1中單獨調(diào)節(jié)T字形的大小的情況相比，能夠容易地抑制等勢線的彎曲。
由于所有伺隙的形狀形成為大致相同，因此設(shè)計容易。另外，當(dāng)電 極為梳狀時，能夠防止最內(nèi)側(cè)以外的電極影響等勢線的形成。


圖1是示意性示出本發(fā)明的觸摸面板的電極的圖。 圖2是示出電極的具體形狀的圖。 圖3是示出電極的均勻分割的圖。
圖4是示出圖2的電極的電阻調(diào)節(jié)的圖。
圖5是示出內(nèi)側(cè)電極24a與24b的長度之比為0.5:1時電阻膜上形成 的等勢線的圖。
圖6是盡量降低了間隙中不作為間隙電阻的部分后的電極的圖。 圖7是示出圖2的電極左右對稱的電極的圖。 圖8是示出圖4的電極左右對稱的電極的圖。
圖9是示出內(nèi)側(cè)電極24a與24b的長度之比為0.1:1時電阻膜上形成 的等勢線的圖。
圖10是示出內(nèi)側(cè)電極24a與24b的長度之比為0.2:1時電阻膜上形 成的等勢線的圖。
圖11是示出內(nèi)側(cè)電極24a與24b的長度之比為0.25:1時電阻膜上形 成的等勢線的圖。
圖12是示出內(nèi)側(cè)電極24a與24b的長度之比為0.3:1時電阻膜上形 成的等勢線的圖。
圖13是示出與電極垂直的等勢線在電極附近發(fā)生畸變且疏密不均 的狀態(tài)的圖。
圖14是縮短了內(nèi)側(cè)電極時的圖。
圖15是在間隙中設(shè)有絕緣區(qū)域的圖。
圖16是示出現(xiàn)有的五線式觸摸面板的剖面的一例的圖。
圖17是示出形成有圖16的電極的基板及其周邊電路的一例的圖。
圖18是示出使用了引用文獻(xiàn)1所示的T字形電極的觸摸面板的圖。
5標(biāo)號說明
10、 50、 50b:觸摸面板
12:基板 14:電阻膜 16:電極 18:供電端子 20:間隙 22:分割電極
24a、 24b:內(nèi)側(cè)電極 26:外側(cè)電極
28:內(nèi)側(cè)電極彼此的面對部分 30:絕緣區(qū)域
具體實施例方式
對本發(fā)明的觸摸面板的實施方式進(jìn)行說明。觸摸面板是電阻膜方式 中的五線式觸摸面板。眾所周知，對于五線式的觸摸面板而言，兩個基 板以一定間隔而對置，在各個基板的面對的面上形成有矩形狀的電阻膜。 在基板之間設(shè)有隔離器，通過用手指按壓一個基板而使其撓曲，可使兩
個基板的電阻膜接觸。作為基板，可使用聚酯等塑料基板或鈉玻璃(soda glass)等玻璃基板。電阻膜例如可使用ITO (Indium Tin Oxide:氧化銦 錫)等?；搴碗娮枘ざ际峭该鞯摹２⑶?，在任意一方的電阻膜的四個 邊上均形成有電極。本發(fā)明所具有的特征在于電極。電極以外的周邊電 路等可以與現(xiàn)有技術(shù)相同。
如圖1所示，對于觸摸面板10，在基板12上形成有矩形的電阻膜 14，并且沿著該電阻膜14的四個邊設(shè)有直線狀的電極16。為了增大電阻 膜14的使用面積，將電極16設(shè)置在盡量靠近電阻膜14周圍的位置處。 從安裝在電阻膜14的四個角的供電端子18向這些電極16施加電壓。另 外，各個電極16分別被多個間隙20分割成多個電極(以下稱為分割電 極22)。分割電極22沿著電阻膜14的邊排列成直線狀，位于兩端的分割電極22與端子18連接。
如現(xiàn)有技術(shù)中說明的那樣，在電極16上設(shè)置間隙20是為了使電極 16具有適當(dāng)?shù)碾娮琛＠纾绻娮枘?4為ITO且電極16為銀膏，則 當(dāng)沒有間隙20時，電極16的電阻遠(yuǎn)小于電阻膜14的電阻，在未被驅(qū)動 的電極16上有漏電流流過。因此利用間隙20來使電極16具有適當(dāng)?shù)碾?阻。另外，電極16的電阻被確定為能夠防止漏電流且盡量不使電阻膜14 的等勢線發(fā)生畸變的程度。例如，電阻膜14的方塊電阻大約為一百 幾 千Q/口，供電端子18之間的電極16的電阻總和為幾十 幾百Q(mào)。電阻值 的總和可以根據(jù)電阻膜14的方塊電阻值來計算，具體而言，優(yōu)選為大約
五i---"百q 。
圖2中示出了具體的分割電極22的一例。圖中上側(cè)為電阻膜14的 外周側(cè)，下側(cè)為電阻膜14的內(nèi)側(cè)。利用分割電極22中設(shè)置在電阻膜14 的最內(nèi)側(cè)的、影響等勢線形成的直線狀部分(以下稱為內(nèi)側(cè)電極24a、 24b)，向電阻膜14施加電壓。通過從內(nèi)側(cè)電極24a、 24b向電阻膜14施 加電壓，在電阻膜14上產(chǎn)生電位梯度。內(nèi)側(cè)電極24a、 24b與電阻膜14 的邊平行，且排列成直線狀。并且，梳形部分中除內(nèi)側(cè)電極24a、 24b以 外的部分為外側(cè)電極26。通過使內(nèi)側(cè)電極24a、 24b與外側(cè)電極26相面 對來形成間隙20，且所有間隙20均為相同形狀。另外，該相同形狀還包 含后面如圖7所示的左右對稱的情況。
對于電極16，由于排列著相同形狀的分割電極22，因此重復(fù)形成相 同形狀。關(guān)于內(nèi)側(cè)電極24a、 24b，設(shè)位于兩端的內(nèi)側(cè)電極24a的長度與 其他內(nèi)側(cè)電極24b的長度之比為0.1:l 0.5:l。在圖2的情況下，內(nèi)側(cè)電 極24a、 24b的長度為橫向長度。
首先，圖3示出了兩端的內(nèi)側(cè)電極24a與其他內(nèi)側(cè)電極24b之比為 0.5:1的情況，即，兩端的內(nèi)側(cè)電極24a的長度為其他內(nèi)側(cè)電極24b的長 度的一半或大致一半。如圖3所示，在具有3個間隙20的情況下，內(nèi)側(cè) 電極24a、 24b為4個。兩端的兩個內(nèi)側(cè)電極24a的長度為其他兩個內(nèi)側(cè) 電極24b的長度的一半。由間隙20產(chǎn)生的電阻在任何位置均為相同或大 致相同的值。例如，當(dāng)一個電極16具有100Q的電阻時，形成10個具有10Q的電阻值的間隙20。 '
與專利文獻(xiàn)l的形狀相比，分割電極22的形狀簡單，設(shè)計容易。電
阻膜14的使用面積也較大，而不會像專利文獻(xiàn)1那樣，電極向電阻膜14
的中心方向延伸。
接著，對間隙20中產(chǎn)生的電阻進(jìn)行說明。在間隙20中，作為電阻發(fā)揮作用的是，分割電極22彼此面對的圖2中符號A的區(qū)域。設(shè)電阻膜14的方塊電阻為Rs、間隙20的寬度為g、分割電極22彼此面對的部分的長度為La，用下式來表示間隙20中產(chǎn)生的電阻R: R=Rsxg/La。根據(jù)該式可知，間隙20中產(chǎn)生的電阻R是由電阻膜14的方塊電阻及間隙20的形狀決定的。由于電阻膜14的方塊電阻是確定的，因此可利用間隙的寬度g或長度La來調(diào)節(jié)電阻R。例如，如果間隙的寬度g是固定的，則如圖4的電極16b所示，形成梳狀的分割電極22，分割電極22的梳狀部分被設(shè)置成彼此交錯?？梢酝ㄟ^利用梳狀部分調(diào)節(jié)長度La，來對電阻R進(jìn)行調(diào)節(jié)。
另外，即使在符號A的區(qū)域中存在間隙寬度g不同的部分，但上述電阻R的式子為一般式，只要求出各部分電阻的和即可得到準(zhǔn)確的電阻。另外，當(dāng)電極16的寬度變窄而不能再忽略電極本身的電阻時，要將其加在一起。
實際的電極16是通過下述步驟來形成的(1)準(zhǔn)備所希望的形狀的基板12; (2)通過濺射或印刷等層疊技術(shù)，在基板12上層疊矩形狀的電阻膜14; (3)在電阻膜14的四個邊上，進(jìn)行銀膏等導(dǎo)電膏體的絲網(wǎng)(Screen)印刷。由此能夠非常簡單地形成電極16。由于電極16的厚度及寬度并不是使電極16具有所希望的阻抗的因素，因此電極16的厚度并不一定是均勻的。無需考慮電極16的厚度變化也可提高成品率。構(gòu)成電極16的材料不限于銀膏，而且其制作方法也不限于絲網(wǎng)印刷。
在本發(fā)明中，電極16的均勻分割的部分所產(chǎn)生的電阻在任何位置均為相同的值。因此，分割電極22彼此面對的所有部位的間隙寬度以及面對長度均相同或大致相同。這樣，由于所有間隙20產(chǎn)生的電阻均為相同值，因此設(shè)計/制造變得容易。圖5示出了表示內(nèi)側(cè)電極24a的長度與內(nèi)側(cè)電極24b的長度之比為0.5:1時的等勢線的模擬結(jié)果。在圖中，等勢線由虛線表示。雖然在角部，等勢線發(fā)生了畸變，但在除角部以外的部位形成了與縱橫方向大致平行的等勢線。
電極形狀可以是圖6所示的比圖2和圖4的結(jié)構(gòu)更簡單的電極16c。與圖2等相比，間隙20中不作為電阻的部分變小。
也可以如圖7或圖8的電極16d、 16e所示，以電極16d、 16e的長軸中心線而對稱。該電極16d、 16e是通過左右對稱地形成圖2或圖6的電極16、 16c而成的。在該情況下，分割電極22的數(shù)量為偶數(shù)個。雖然是以中心線對稱，但不變的是，內(nèi)側(cè)電極24與圖2或圖6的情況相同地向電阻膜14施加電壓。關(guān)于設(shè)計/制造，也與圖2或圖6的情況沒有太大變化，十分容易。
如果能夠減小上述圖5所示的角部的等勢線的畸變，則所能使用的電阻膜14的面積增大。等位線的畸變可以認(rèn)為是基于以下原因而產(chǎn)生的，即在角部，在兩個方向上具有內(nèi)側(cè)電極24a，兩個方向的內(nèi)側(cè)電極24a經(jīng)由供電端子18而連接，不能完全斷開。因此，通過縮短端部的內(nèi)側(cè)電極24a的長度，可減小內(nèi)側(cè)電極24a對等勢線形成的影響。圖9 圖12示出了端部的內(nèi)側(cè)電極24a與其他內(nèi)側(cè)電極24b的長度之比為0.1:1 0.3:1時的等勢線。等勢線由虛線來表示，并省略了電極16。
當(dāng)上述長度之比為0.1:1時(圖9)，等勢線的角部具有圓凸，當(dāng)長度之比為0.2:1時(圖10)，等勢線的角部也具有圓凸。在為0.25:1的情況下(圖11)，確認(rèn)到消除了等勢線角部的圓凸及尖凸，緩解了等勢線角部的畸變。在為0.3:1的情況下(圖12)，角部的等勢線變得尖凸。由此可知，當(dāng)上述長度之比為0.25:1時，等勢線形成得最為均勻。如果可以略微減小電阻膜14的使用面積，則也可以釆用圖9、圖10、圖12的情況。另外，間隙20的形狀全部相同。此外，等勢線在電阻膜14的邊緣部分發(fā)生起伏是由于受到了電極16被分割成多個內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的影響。
另夕卜，在內(nèi)側(cè)電極24a、 24b為最大設(shè)計長度的情況下，在與內(nèi)側(cè)電極24a、 24b垂直的方向上形成的等勢線有時在內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的附
9近發(fā)生畸變且疏密不均(圖13中的虛線)。由于疏密不均的部分不能用作觸摸面板，因此必須縮小使用面積。優(yōu)選盡量減小等勢線疏密不均的
部分。作為其對策，可以將內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的長度設(shè)計得比最大設(shè)計長度短。例如，對于圖7的內(nèi)側(cè)電極24b，可以縮短至圖14所示的斜線部分處。例如，將內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的長度設(shè)為最大設(shè)計長度的1.0 0.1倍。內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的長度比外側(cè)電極短。另外，包含了最大設(shè)計長度的1.0倍，即，如果等勢線的疏密不均的部分處于實際應(yīng)用上沒有問題的范圍內(nèi)、或者使用面積略小也無妨，則也可以為1.0倍。
另外，最大設(shè)計長度是指利用絲網(wǎng)印刷形成分割電極22和間隙20時分割電極22的最大長度，是分別從左右(或上下)將分割電極22延伸至其前端形成具有希望的寬度的間隙20的長度。不包含進(jìn)行絲網(wǎng)印刷時分割電極22彼此接觸或無法形成希望的電阻的情況。
由于內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的長度比最大設(shè)計長度短，因此在間隙20中，內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的端部彼此面對的部分28變大(圖14)。因此，梳狀的外側(cè)電極26中位于電阻膜14的最內(nèi)側(cè)的外偵j電極26的電位有時通過上述間隙部分而影響等勢線的形成。例如，如圖14所示，由于縮短了內(nèi)側(cè)電極24a、 24b，因此x和y部分會影響等勢線的形成，內(nèi)側(cè)電極24b等價于z的長度。由于該影響，最大設(shè)計長度時位于間隙20的中央m的等勢線會偏離至n的位置，設(shè)計變得復(fù)雜。并且，n的位置隨內(nèi)側(cè)電極24a、 24b的長度而變化。因此，如圖15所示，切去外側(cè)電極26與上述部分28之間的電阻膜14，形成絕緣區(qū)域30。根據(jù)實際的等勢線的排列，通過延長或縮短絕緣區(qū)域30來進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得等勢線均勻排列。通過利用濕蝕刻或干蝕刻去除電阻膜14來形成絕緣區(qū)域30。
如上所述，利用簡單的設(shè)計減小了等勢線的畸變。由于等勢線的畸變小，因此容易準(zhǔn)確地求出所觸摸的坐標(biāo)。另外，由于等勢線均勻排列至電極24a、 24b的附近，因此能夠擴(kuò)大電阻膜14的使用范圍。
另外，本發(fā)明可以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識而在添加了各種改進(jìn)、修改、變更的方式下進(jìn)行實施。
權(quán)利要求
1.一種觸摸面板，其具有以一定間隔面對的兩個基板；形成在各個所述基板的面對的面上的電阻膜；以及沿任意一方的所述電阻膜的四個邊而形成的電極，其中，各個所述電極由排列成直線狀的多個分割電極和分割電極之間的電阻串聯(lián)連接構(gòu)成，除了兩端的分割電極以外，各分割電極的向電阻膜施加電壓的部分的長度全部大致相同，并且兩端的分割電極的長度與其他分割電極的長度之比為0.1∶1～0.5∶1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其中，相鄰的所述分割電極彼此隔著間隙而面對，所述分割電極之間的電 阻的電阻值由間隙形狀和電阻膜的方塊電阻決定，通過將所述分割電極彼此面對的所有部位的間隙寬度以及面對長度 全部形成為大致相同，由此使所有電阻的電阻值大致相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸面板，其中， 在所述間隙中，去除電阻膜的一部分而形成絕緣部。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種觸摸面板，其電極的設(shè)計及制造容易，且在電阻膜上形成具有充分必要的均勻性的水平/垂直的等勢線。觸摸面板(10)在基板(12)上形成有矩形的電阻膜(14)，沿著其四個邊設(shè)置電極(16)。各個電極(16)為多個間隙(20)和多個分割電極(22)。分割電極(22)沿著電阻膜(14)的邊排列成直線狀，位于兩端的分割電極(22)與端子(18)連接。電極(16)形成為排列有相同形狀的分割電極(22)，并重復(fù)相同形狀。關(guān)于分割電極(22)的長度(分割電極(22)的內(nèi)側(cè)電極的長度)，位于兩端的分割電極(22)的長度與其他分割電極(22)的長度之比為0.1∶1～0.5∶1。
文檔編號G06F3/041GK101681224SQ200880017288
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者山田勉, 板谷尚雄, 細(xì)江正洋 申請人:郡是株式會社