特許 6246584 タッチパネル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6246584

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】タッチパネル装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20171204BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 460

   G02F1/1333

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-267431(P2013-267431)

(22)【出願日】2013年12月25日

(65)【公開番号】特開2015-125471(P2015-125471A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年11月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】501398606

【氏名又は名称】富士通コンポーネント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】上野 豊

(72)【発明者】

【氏名】桜井 聡

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１９３９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０７０３９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−１２３１５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチパネル本体の上部シート上に貼り付けられる導電膜付きの除電シートと、
前記除電シートとグランドとの間の接続又は非接続を切り替えるスイッチと、
前記タッチパネル本体の操作時に、前記除電シートが前記グランドと接続するように前記スイッチを制御すると共に前記タッチパネル本体の非操作時に、前記除電シートが前記グランドと非接続になるように前記スイッチを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。

【請求項2】

前記除電シートの一端に設けられ、且つ前記スイッチと接続される第１ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）と、
前記タッチパネル本体の下部シートに設けられた第２ＦＰＣとをさらに備え、
前記制御手段は、前記第２ＦＰＣからの出力信号の値に応じて、前記第１ＦＰＣが前記グランドと接続するように又は接続しないように、前記スイッチを制御することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。

【請求項3】

前記導電膜付きの除電シートの抵抗値は、１０の７乗Ω／スクエア未満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装置。

【請求項4】

タッチパネル本体の上部シートの上面に形成される導電膜と、
前記導電膜付きの上部シートの一端に設けられる第１ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）と、
前記第１ＦＰＣとグランドとの間の接続又は非接続を切り替えるスイッチと、
前記タッチパネル本体の操作時に、前記第１ＦＰＣが前記グランドと接続するように前記スイッチを制御すると共に前記タッチパネル本体の非操作時に、前記第１ＦＰＣが前記グランドと非接続になるように前記スイッチを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。

【請求項5】

前記タッチパネル本体の下部シートに設けられた第２ＦＰＣをさらに備え、
前記制御手段は、前記第２ＦＰＣからの出力信号の値に応じて、前記第１ＦＰＣが前記グランドと接続するように又は接続しないように、前記スイッチを制御することを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル装置。

【請求項6】

前記導電膜付きの上部シートの抵抗値は、１０の７乗Ω／スクエア未満であることを特徴とする請求項４又は５に記載のタッチパネル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチパネル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ユーザが保護シート上からタッチパネルに触れたときに静電気が発生しても、誤動作及び表示の乱れの発生を防止することができる液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この液晶表示装置では、メッセージ表示画面の上方にタッチパネルが配設され、このタッチパネルの上方を覆うようにして透明の保護シートが設けられている。保護シートは、ユーザが接触する上面側が絶縁層とされ、タッチパネルに対向する下面側が導電層として形成され、当該導電層が接地されている。

【0003】

図１は、従来の抵抗膜式タッチパネルに除電シートを貼り付けたタッチパネル装置を示す断面図である。

【0004】

図１のタッチパネル装置１は、筐体２、液晶表示装置（ＬＣＤ）３、両面テープ４、タッチパネル５、接着剤６、除電シート７及び導電性バネ８を備えている。ＬＣＤ３、両面テープ４、タッチパネル５、接着剤６、除電シート７及び導電性バネ８は、この順番に従って下から積層されている。また、筐体２の上部には、枠部２ａが設けられている。枠部２ａの下面に、導電性バネ８が固定されており、導電性バネ８はグランド（ＧＮＤ）に接続されている。除電シート７は、１０の７乗Ω／スクエア以上の高い抵抗値を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−２７９９３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、タッチパネル装置１の除電シート７は、１０の７乗Ω／スクエア以上の高い抵抗値を有している。仮に、１０の７乗Ω／スクエア未満の低い抵抗値の除電シートが使用された状態で、除電シートに指が触れると、静電気による衝撃が操作者に発生し、操作者に不快感を与えてしまうという問題がある。一方で、除電シートの抵抗値が高い場合には（例えば１０の７乗Ω／スクエア以上）、操作者に溜まった静電気の除電に時間がかかるという問題がある。

【0007】

本発明は、短時間で静電気を除電し、操作者に静電気による不快感を与えないタッチパネル装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書に記載のタッチパネル装置は、タッチパネル本体の上部シート上に貼り付けられる導電膜付きの除電シートと、前記除電シートとグランドとの間の接続又は非接続を切り替えるスイッチと、前記タッチパネル本体の操作時に、前記除電シートが前記グランドと接続するように前記スイッチを制御すると共に前記タッチパネル本体の非操作時に、前記除電シートが前記グランドと非接続になるように前記スイッチを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

【0009】

本明細書に記載のタッチパネル装置は、タッチパネル本体の上部シートの上面に形成される導電膜と、前記導電膜付きの上部シートの一端に設けられる第１ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）と、前記第１ＦＰＣとグランドとの間の接続又は非接続を切り替えるスイッチと、前記タッチパネル本体の操作時に、前記第１ＦＰＣが前記グランドと接続するように前記スイッチを制御すると共に前記タッチパネル本体の非操作時に、前記第１ＦＰＣが前記グランドと非接続になるように前記スイッチを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、短時間で静電気を除電し、操作者に静電気による不快感を与えることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】従来の抵抗膜式タッチパネルに除電シートを貼り付けたタッチパネル装置を示す断面図である。

【図2】本実施の形態にかかるタッチパネル装置の概略構成図である。

【図3】タッチパネル装置のタッチパネル本体の断面図である。

【図4】タッチパネル装置のタッチパネル本体の変形例の断面図である。

【図5】タッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。

【図6】タッチパネル装置の変形例を示す図である。

【図7】図６のタッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。

【0015】

図２は、本実施の形態にかかるタッチパネル装置の概略構成図である。図３は、タッチパネル装置のタッチパネル本体の断面図である。図２のタッチパネル装置１００は、タッチパネル本体１５０及び制御回路１６０を含む。タッチパネル本体１５０は、図３に示すように積層構造であり、ガラス１０２、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）フィルム１１６及び除電シート１２０を備えている。尚、ガラス１０２の代わりにＰＥＴフィルムが使用されてもよい。

【0016】

ガラス１０２の上面に透明な導電材料が塗布され、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜１０４が形成される（図３参照）。ＩＴＯ膜１０４上には、絶縁層１０６が形成されている。さらに、絶縁層１０６上には、銀電極１０８が印刷されている。また、銀電極１０８は、座標検出用のＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）１２４（第２ＦＰＣ）に接続されている。座標検出用のＦＰＣ１２４は、ガラス１０２の一端で且つ絶縁層１０６上に固定されている。

【0017】

ＰＥＴフィルム１１６の下面に透明な導電材料が塗布され、ＩＴＯ膜１１４が形成される（図３参照）。そして、ＩＴＯ膜１１４上に、即ちＰＥＴフィルム１１６の下面に、銀電極１１２が印刷されている。この銀電極１１２が印刷されているＰＥＴフィルム１１６は両面テープ１１０を介して銀電極１０８が印刷されているガラス１０２に固定されている。

【0018】

除電シート１２０は、例えば、１０の７乗Ω／スクエア未満の低い抵抗値を有するＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）で形成される。除電シート１２０の上面には、導電ポリマー又はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）による導電膜１２２が形成されている。除電シート１２０の下面は、接着剤１１８によりＰＥＴフィルム１１６の上面に貼り付けられている。また、除電シート１２０の一端には、除電用のＦＰＣ１２６（第１ＦＰＣ）が固定されている。

【0019】

制御回路１６０は、例えば、マイコンなどのコントローラ１６２（制御手段）と、スイッチとしてのトランジスタ１６５とを備えている。コントローラ１６２は、座標検出用のＦＰＣ１２４に接続される第１ポート１６３と、トランジスタ１６５に接続される第２ポート１６４とを備えている。コントローラ１６２は、第１ポート１６３を介して座標検出用のＦＰＣ１２４からの出力信号を受信し、受信した出力信号に基づいて、押下位置の座標を検出すると共に、第２ポート１６４を介して、トランジスタ１６５に制御信号を出力し、トランジスタ１６５のオン／オフを制御する。

【0020】

また、トランジスタ１６５は、除電用のＦＰＣ１２６、第２ポート１６４及びグランド（ＧＮＤ）に接続されており、除電用のＦＰＣ１２６とグランドとの間の接続又は非接続を切り替える。トランジスタ１６５は、コントローラ１６２の第２ポート１６４からＨｉｇｈ信号（Ｈ）が入力されると、除電用のＦＰＣ１２６をグランドに接続する。これにより、操作者の体内の静電気が除電シート１２０、導電膜１２２及び除電用のＦＰＣ１２６を介して放電される。一方、トランジスタ１６５は、コントローラ１６２の第２ポート１６４からＬｏｗ信号が入力されると、除電用のＦＰＣ１２６とグランドとの接続を遮断する、即ち除電用のＦＰＣ１２６は開放される。

【0021】

ここで、除電シート１２０及び除電用のＦＰＣ１２６を直接グランドに接続する場合、操作者が除電シート１２０に触れた瞬間に放電されてしまい、静電気による衝撃が操作者に生じる。従って、本実施の形態では、操作者が除電シート１２０に触れた後に、トランジスタ１６５は除電用のＦＰＣ１２６をグランドに接続する。

【0022】

図４は、タッチパネル装置のタッチパネル本体の変形例の断面図である。図３のタッチパネル本体１５０では、ＰＥＴフィルム１１６の上に接着剤１１８、除電シート１２０及び導電膜１２２が形成されている。図４のタッチパネル本体１５０Ａでは、接着剤１１８、除電シート１２０及び導電膜１２２の代わりに、ＰＥＴフィルム１１６の上面にＩＴＯ膜１１７が形成されている。ＩＴＯ膜１１７付きのＰＥＴフィルム１１６の抵抗値は、例えば、１０の７乗Ω／スクエア未満である。この場合、除電用のＦＰＣ１２６は、ＰＥＴフィルム１１６の一端に固定される。

【0023】

図４では、除電シート１２０及び導電膜１２２が使用されないので、装置構成を単純化できるとともに製造コストを減らすことができる。

【0024】

図５は、タッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。

【0025】

まず、未操作時には、コントローラ１６２は、タッチパネル本体１５０又は１５０Ａのタッチ入力を待つ（ステップＳ１）。このとき、タッチ入力がされていないので、第１ポート１６３には、タッチ入力がされていないことを示す低電圧の出力信号（Ｌｏｗ）が入力されており、押下位置の座標を示す高電圧の出力信号（Ｈｉｇｈ）が入力されない。また、コントローラ１６２は第２ポート１６４を介してトランジスタ１６５へＬｏｗ信号を出力する（ステップＳ１）。従って、除電シート１２０は閉状態である。

【0026】

次に、タッチ開始時には、コントローラ１６２は、第１ポート１６３を介してタッチパネル本体１５０又は１５０Ａからの出力信号を受信する（ステップＳ２）。

【0027】

コントローラ１６２は、タッチパネル本体１５０又は１５０Ａからの出力信号を受信すると、第２ポート１６４からトランジスタ１６５へＨｉｇｈ信号を出力し、トランジスタ１６５は、除電用のＦＰＣ１２６をグランド（ＧＮＤ）に接続する（ステップＳ３）。これにより、操作者の体内の静電気が除電シート１２０、導電膜１２２及び除電用のＦＰＣ１２６を介して放電される。同時に、コントローラ１６２は、タッチパネル本体１５０又は１５０Ａから受信した出力信号に基づいて、押下位置の座標を検出する（ステップＳ３）。

【0028】

次いで、操作終了時（つまり、操作者がタッチパネル本体１５０又は１５０Ａの操作面から指又は操作ペンを離した時）には、コントローラ１６２は、第１ポート１６３を介して座標検出用のＦＰＣ１２４から低電圧を示す出力信号（Ｌｏｗ）を入力する（ステップＳ４）。その後、コントローラ１６２は、第２ポート１６４を介してトランジスタ１６５へＬｏｗ信号を出力する（ステップＳ５）。これにより、トランジスタ１６５は、除電用のＦＰＣ１２６とグランドとの接続を遮断する。手順はステップＳ１に戻る。

【0029】

つまり、本実施の形態のタッチパネル装置１００では、操作者の指又は操作ペンが除電シート１２０に触れると、トランジスタ１６５は除電用のＦＰＣ１２６をグランドに接続し、操作者の静電気が放電され、操作者が除電シート１２０から指又は操作ペンを離すと、トランジスタ１６５は、除電用のＦＰＣ１２６とグランドとの接続を遮断する。このような処理が電源投入中は繰り返し実行される。

【0030】

また、本実施の形態のコントローラ１６２は、座標検出用のＦＰＣ１２４からの出力信号の値（即ち低電圧の出力信号（Ｌｏｗ）又は高電圧の出力信号（Ｈｉｇｈ））に応じて、除電用のＦＰＣ１２６がグランドと接続するように又は接続しないようにトランジスタ１６５の動作を制御している。

【0031】

図６は、タッチパネル装置の変形例を示す図である。

【0032】

図６のタッチパネル装置１００Ａでは、除電用のＦＰＣ１２６が抵抗１２７を備えている。抵抗１２７は、除電シート１２０の抵抗値よりも高い抵抗値（例えば、１０の７乗Ω／スクエア以上）を有している。また、制御回路１６０はトランジスタ１６５を含んでいない。その他の構成は、図２のタッチパネル装置１００と同様である。

【0033】

この構成では、操作者が除電シート１２０に触れると、静電気が抵抗１２７に流れ、電気エネルギーとして消費されるので、静電気による衝撃が操作者に生じない。トランジスタ１６５を使用する場合に比べて、放電に時間がかかるが、タッチパネル装置の構成を簡易化でき、製造コストを低減できる。

【0034】

尚、図６では、除電シート１２０が使用されているが、図４に示すように、除電シートを使用せずに、ＰＥＴフィルム１１６の上面にＩＴＯ膜１１７が形成されてもよい。この場合、除電用のＦＰＣ１２６は、ＰＥＴフィルム１１６の一端に固定される。ＩＴＯ膜１１７付きのＰＥＴフィルム１１６の抵抗値は、例えば、１０の７乗Ω／スクエア未満であり、抵抗１２７は、ＩＴＯ膜１１７付きのＰＥＴフィルム１１６の抵抗値よりも高い抵抗値（例えば、１０の７乗Ω／スクエア以上）を有している。

【0035】

図７は、図６のタッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。

【0036】

まず、未操作時には、コントローラ１６２は、タッチパネル本体１５０又は１５０Ａのタッチ入力を待つ（ステップＳ１１）。このとき、タッチ入力がされていないので、第１ポート１６３には、タッチ入力がされていないことを示す低電圧の出力信号（Ｌｏｗ）が入力されており、押下位置の座標を示す高電圧の出力信号（Ｈｉｇｈ）が入力されない。

【0037】

次に、タッチ開始時には、コントローラ１６２は、第１ポート１６３を介してタッチパネル本体１５０又は１５０Ａからの出力信号を受信する（ステップＳ１２）。このとき、操作者の静電気は抵抗１２７に流れ、放電されると共に、コントローラ１６２は、タッチパネル本体１５０又は１５０Ａから受信した出力信号に基づいて、押下位置の座標を検出する（ステップＳ１３）。

【0038】

操作終了時（つまり、操作者がタッチパネル本体１５０又は１５０Ａの操作面から指を離した時）に（ステップＳ１４でＹＥＳ）、手順はステップＳ１１に戻る。操作が終了していない場合には、ステップＳ１３の手順を繰り返す。以上の処理が電源投入中は繰り返し実行される。

【0039】

本実施の形態によれば、タッチパネル装置１００は、タッチパネル本体１５０のＰＥＴフィルム１１６上に貼り付けられる導電膜１２２付きの除電シート１２０と、除電シート１２０とグランドとの間の接続又は非接続を切り替えるトランジスタ１６５と、タッチパネル本体１５０の操作時に、除電シート１２０がグランドと接続するようにトランジスタ１６５を制御すると共にタッチパネル本体１５０の非操作時に、除電シート１２０がグランドと非接続になるようにトランジスタ１６５を制御するコントローラ１６２とを備えている。従って、短時間で静電気を除電し、操作者に静電気による不快感を与えないタッチパネル装置を提供することができる。

【0040】

本実施の形態では、スイッチング素子としてトランジスタ１６５が使用されているが、スイッチング素子はこれに限定されるものではなく、例えば、トライアックやサイリスタなどが使用されてもよい。

【0041】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0042】

１００，１００Ａ タッチパネル装置
１５０，１５０Ａ タッチパネル本体
１６０ 制御回路
１０２ ガラス
１０４，１１４ ＩＴＯ膜
１０６ 絶縁層
１０８，１１２ 銀電極
１１０ 両面テープ
１１６ ＰＥＴフィルム
１２０ 除電シート
１２２ 導電膜
１２４ 座標検出用のＦＰＣ
１２６ 除電用のＦＰＣ
１６２ コントローラ
１６５ トランジスタ
１６３ 第１ポート
１６４ 第２ポート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】