JP2010191504A - Touch switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、指やペンなどでタッチされた位置を検出するタッチスイッチに関するものである。 The present invention relates to a touch switch that detects a position touched with a finger or a pen.
従来より種々のタッチスイッチが開発・開示されている。タッチスイッチはディスプレイの前面に配置されるため、透明にされる。そのため、タッチスイッチに使用される電極はITOなどの透明電極が使用される。 Various touch switches have been developed and disclosed. Since the touch switch is arranged on the front surface of the display, it is made transparent. Therefore, a transparent electrode such as ITO is used as an electrode used for the touch switch.
しかし、金属に比べてITOの抵抗率は高い。タッチスイッチのサイズが大型化すると、抵抗値の増加に伴い静電容量検出の感度が低下し、タッチスイッチとして動作させるのが困難になる。また、ITOに含まれるインジウムは希少金属であるため、ITOの使用を避けることが好ましい。 However, the resistivity of ITO is higher than that of metal. As the size of the touch switch increases, the sensitivity of capacitance detection decreases as the resistance value increases, making it difficult to operate as a touch switch. Further, since indium contained in ITO is a rare metal, it is preferable to avoid the use of ITO.
そこで、金属線で電極を形成したタッチスイッチが下記特許文献1〜3に開示されている。金属線が極細線であるため、タッチスイッチの光透過率を落としにくい。金属線はITOよりも抵抗が低く、タッチスイッチの大型化が可能である。 Thus, touch switches in which electrodes are formed with metal wires are disclosed in Patent Documents 1 to 3 below. Since the metal wire is a very thin wire, it is difficult to reduce the light transmittance of the touch switch. The metal wire has a lower resistance than ITO, and the touch switch can be enlarged.
透明基板の上に複数のタッチ電極部を縦横に並べたタッチスイッチがある(特許文献4など)。タッチ電極部から引き出し配線部が透明基板の端部に延びている。特許文献4の図7に示されるタッチスイッチはITOが使用されているが、特許文献1〜3の金属線を適用することが可能である。この場合、図9、図10のように、透明基板52の上にタッチ電極部54と引き出し配線部56が形成されたタッチスイッチ50となる。タッチ電極部54と引き出し配線部56は金属線58を網目状にしたものである。タッチ電極部54同士の間、引き出し配線部56同士の間、タッチ電極部54と引き出し配線部56との間は、金属線58を形成せず、絶縁部60となる。
There is a touch switch in which a plurality of touch electrode portions are arranged vertically and horizontally on a transparent substrate (for example, Patent Document 4). A lead-out wiring portion extends from the touch electrode portion to an end portion of the transparent substrate. Although the touch switch shown in FIG. 7 of Patent Document 4 uses ITO, the metal wires of Patent Documents 1 to 3 can be applied. In this case, as shown in FIGS. 9 and 10, the
しかし、タッチスイッチ50の中央部から端部にいくにしたがって、引き出し配線部56が増加する。そのため、タッチスイッチ50の端部にいくにしたがって、図10(a)から図10(b)のように金属線58のない絶縁部60が増加し、金属線58の密度が低くなる。タッチスイッチ50の位置によってタッチスイッチ50の光の透過率が異なる。このため、ディスプレイの前面にタッチスイッチ50を配置し、特にディスプレイで均一な色彩の表示がおこなわれると、タッチ電極部54や引き出し配線部56が視認され、ディスプレイの表示品位が低下する。
However, as the
本発明の目的は、ディスプレイの表示品位低下を防止できるタッチスイッチを提供することにある。 The objective of this invention is providing the touch switch which can prevent the display quality fall of a display.
本発明のタッチスイッチは、基板と、前記基板の一面に金属線を網目状にして形成された複数のタッチ電極部と、前記基板の一面に金属線を網目状にして形成され、それぞれのタッチ電極部から基板の端部に引き出された引き出し配線部とを備える。タッチ電極部と引き出し配線部とで金属線の幅、金属線同士のピッチ、またはその両方が異なる。タッチ電極部と引き出し配線部とで金属線の幅、金属線同士のピッチ、またはその両方が異なることにより、タッチ電極部と引き出し配線部とで光の透過率が異なる。 The touch switch of the present invention includes a substrate, a plurality of touch electrode portions formed on one surface of the substrate with a metal wire mesh, and a metal wire formed on the surface of the substrate. And a lead-out wiring portion that is led out from the electrode portion to the end portion of the substrate. The touch electrode portion and the lead-out wiring portion have different metal line widths, pitches between metal lines, or both. The touch electrode portion and the lead-out wiring portion are different in the width of the metal line, the pitch between the metal lines, or both, so that the light transmittance is different between the touch electrode portion and the lead-out wiring portion.
前記タッチ電極部と引き出し配線部とで金属線の幅、金属線同士のピッチ、またはその両方が異なることによりタッチスイッチ全域の光透過率が均一である。タッチ電極部と引き出し配線部とで光の透過率が異なることを利用して、タッチスイッチ全域で光透過率を均一にする。なお、光透過率の均一は、厳密な均一ではなく、肉眼で見たときに光透過率の差が分からない程度を含む。 The light transmittance of the entire touch switch is uniform because the width of the metal lines, the pitch between the metal lines, or both are different between the touch electrode section and the lead-out wiring section. Utilizing the fact that the light transmittance is different between the touch electrode portion and the lead-out wiring portion, the light transmittance is made uniform throughout the touch switch. Note that the uniformity of the light transmittance is not strictly uniform, and includes such a degree that the difference in light transmittance is not known when viewed with the naked eye.
前記引き出し配線部同士の間に絶縁部が形成されており、絶縁部の幅と引き出し配線部の幅の比率に応じて、タッチ電極部と引き出し配線部とは、金属線の幅、金属線同士のピッチ、またはその両方が異なる。タッチスイッチ全域での光透過率を均一にするために、絶縁部の幅と引き出し配線部の幅の比率を利用する。 An insulating part is formed between the lead-out wiring parts, and the touch electrode part and the lead-out wiring part have a width of the metal line and a metal line according to the ratio of the width of the insulating part and the width of the lead-out wiring part. The pitch or both are different. In order to make the light transmittance uniform throughout the touch switch, the ratio of the width of the insulating portion to the width of the lead-out wiring portion is used.
前記金属線の幅は、引き出し配線部よりもタッチ電極部の方が細い。タッチ電極部の金属線の幅を細くすることにより、タッチ電極部の光透過率が高くなる。 The width of the metal line is narrower in the touch electrode part than in the lead-out wiring part. By reducing the width of the metal line of the touch electrode portion, the light transmittance of the touch electrode portion is increased.
前記金属線同士のピッチは、引き出し配線部よりもタッチ電極部の方が広い。タッチ電極部の金属線のピッチを広めることにより、タッチ電極部の光透過率が高くなる。 The pitch between the metal wires is wider in the touch electrode portion than in the lead-out wiring portion. Increasing the pitch of the metal lines of the touch electrode portion increases the light transmittance of the touch electrode portion.
前記引き出し配線部の金属線の幅は、基板の端部から基板の中央にいくにしたがって連続的にもしくは段階的に幅が細くなる。引き出し配線部の金属線の幅を連続的にもしくは段階的に細くすることにより、引き出し配線部の基板の端部側よりも基板中央部側の光透過率を高める。 The width of the metal line of the lead-out wiring portion becomes narrower continuously or stepwise as it goes from the end of the substrate to the center of the substrate. By reducing the width of the metal line of the lead-out wiring part continuously or stepwise, the light transmittance on the substrate central part side is higher than the end part side of the board of the lead-out wiring part.
前記絶縁部の幅は、基板の端部にいくにしたがって連続的にもしくは段階的に幅が狭くなる。基板の端部から中央に向かうにしたがって絶縁部の密度が減少するが、基板の中央部ほど絶縁部の幅を広げて、光透過率を均一にする。 The width of the insulating portion becomes narrower continuously or stepwise as it goes to the end of the substrate. The density of the insulating portion decreases from the end of the substrate toward the center, but the width of the insulating portion is increased toward the center of the substrate to make the light transmittance uniform.
本発明は、上記構成によりタッチスイッチ全域で光の透過率を均一化することができる。ディスプレイの前面にタッチスイッチを配置しても、表示品位を下げにくい。従来と比べて、特にディスプレイで均一な色彩を表示したときに、タッチスイッチのタッチ電極部や引き出し配線が視認されにくい。 According to the present invention, the light transmittance can be made uniform throughout the touch switch with the above-described configuration. Even if a touch switch is placed on the front of the display, it is difficult to lower the display quality. Compared with the prior art, especially when a uniform color is displayed on the display, the touch electrode portion of the touch switch and the lead-out wiring are less visible.
本発明のタッチスイッチについて図面を使用して説明する。図面は模式的に示しており、実物とは異なる場合がある。説明するタッチスイッチは静電容量式のタッチスイッチである。 The touch switch of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings are shown schematically and may differ from the actual product. The touch switch to be described is a capacitive touch switch.
図1のタッチスイッチ10は、絶縁性の透明基板12、透明基板12の一面に形成されたタッチ電極部14、および透明基板12の一面に形成された引き出し配線部16を備える。
The
透明基板12は誘電体基板である。透明基板12の材料は、ガラス、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンナフタレートなどの透明材料が挙げられる。ガラスであれば厚みは約0.1〜2mmであり、プラスチックフィルムであれば厚みは約10〜2000μmである。また、これらの材料を多層に積層してもよい。
The
透明基板12の一面にタッチ電極部14と引き出し配線部16が形成され、他面がディスプレイと接する。透明基板12の一面側には、タッチ電極部14と引き出し配線部16を覆うように、透明接着剤を使用して透明のカバーフィルムが取り付けられる。カバーフィルム以外に透明の樹脂を積層して保護膜としても良い。ディスプレイに透明基板12を取り付けるとき、他面とディスプレイの間に透明接着剤を使用する。
接着剤としては、アクリル系の接着剤、アクリルウレタン系の接着剤、ポリエステルアクリレート系の接着剤、エポキシアクリレート系の接着剤などの透明接着剤を挙げることができる。またタッチ電極部14を、ディスプレイに接する面に設けることも可能である。
Examples of the adhesive include transparent adhesives such as acrylic adhesives, acrylic urethane adhesives, polyester acrylate adhesives, and epoxy acrylate adhesives. It is also possible to provide the
タッチ電極部14は、図2などに示すように、金属線18を網目状にしたものである。網目状の具体例としては、金属線18を格子状にした形状が挙げられる。金属線18は極細線である。金属線18同士は等間隔に並べられる。タッチ電極部14は方形であり、その方形は網目状となった金属線18で形成される。タッチ電極部14は、透明基板12の一面に縦横に並べられる。指などが近接またはタッチされた位置にあるタッチ電極部14の静電容量が変化し、その変化を検出することによって、タッチスイッチとして動作する。静電容量を検出できるのであれば、タッチ電極部14は方形に限定されない。
As shown in FIG. 2 and the like, the
引き出し配線部16は、タッチ電極部14と同様に金属線18を網目状にしたものである。金属線18は極細線である。金属線18同士は等間隔に並べられる。引き出し配線部16は線状であり、その線状は、網目状となった金属線18で形成される。引き出し配線部16は、タッチ電極部14から透明基板12の端部に延びるようにして形成される。透明基板12の端部でタッチ電極部14の静電容量の変化を検出する検出回路に接続される。
Similar to the
なお、図1においては、引き出し配線部16は透明基板12の端部から延びているが、特許文献4の図7のように、対向する両端部から延びる場合もある。したがって、説明中、透明基板12の端部から中央部に向かうことは、検出回路に接続される部分から離れることである。
In FIG. 1, the lead-out
タッチ電極部14および引き出し配線部16は、全ての金属線18が網目状になってつながっている。タッチ電極部14および引き出し配線部16はその領域全体として導電性を有する。
The
ディスプレイには縦横にブラックマトリクスが形成されている。金属線18の方向は、ブラックマトリクスの方向に対して斜方向になるようにする。ブラックマトリクスと金属線18が同方向に並ぶとモアレが発現するため、それを避けるためである。
A black matrix is formed vertically and horizontally on the display. The direction of the
金属線18の形成方法は、(i)極微細な導電性粒子を含む導電性ペーストを透明基板12の上にスクリーン印刷する方法(特開2007−142334等参照)、(ii)銅などの金属箔を透明基板12の上に積層し、金属箔の上にレジストパターンを形成し、金属箔をエッチングする方法(特開2008−32884等参照)が挙げられる。
The
また、金属線18の形成方法は、上記(i)、(ii)の形成方法に限定されることはない。上記(i)以外のグラビア印刷などの印刷法や上記(ii)以外のフォトリソグラフィを使用してもよい。
Moreover, the formation method of the
タッチ電極部14同士および引き出し配線部16同士は絶縁する必要がある。また、タッチ電極部14とそのタッチ電極部14から延びていない引き出し配線部16も絶縁する必要がある。したがって、それらの間には金属線18を設けずに絶縁部20にする(図2)。絶縁部20は金属線18がないため、タッチ電極部14や引き出し配線部16よりも光の透過率が高い。図2などの絶縁部20は、いずれも一定幅になっている。
It is necessary to insulate the
図1に示すように、一列に並んだ複数のタッチ電極部14から同方向に引き出し配線部16が設けられる。透明基板12の端部にいくにしたがって、引き出し配線部16および絶縁部20が増加する。また、引き出し配線部16を並べて配置するため、透明基板12の端部では引き出し配線部16と絶縁部20が交互に配置される。そのため、透明基板12の端部にいくにしたがって、タッチ電極部14の面積が狭くなる。
As shown in FIG. 1, lead-out
透明基板12の各領域で、タッチ電極部14、引き出し配線部16、および絶縁部20の割合が異なる。透明基板12の端部にいくにしたがって引き出し配線部16が増加し、そのため絶縁部20も増加する。絶縁部20が増加することによって、光の透過率が高くなるため、タッチスイッチ全域で光の透過率が均一になるようにする。その具体的構成について以下に説明する。
The ratios of the
図2、図3に示すように、タッチ電極部14と引き出し配線部16とで金属線18の幅を異ならせる。具体的には、引き出し配線部16の金属線18の幅d2よりもタッチ電極部14の金属線の幅d1を細くする。透明基板12の端部にいくほど絶縁部20が増加して光透過率が高くなるが、タッチ電極部14の光透過率を高めることによって、タッチスイッチ全域の光透過率を均一になるようにする。
As shown in FIGS. 2 and 3, the widths of the
タッチ電極部14の金属線幅d1と引き出し配線部16の金属線幅d2の比は、引き出し配線部の幅d3と絶縁部20の幅d4との比で決定する。これは、透明基板12の端部で引き出し配線部16と絶縁部20とが交互に並ぶためである。絶縁部20によって光透過率が高まる分、タッチ電極部14で光透過率を上げる。例えば、引き出し配線部16の幅d3に対する絶縁部20の幅d4が20%であるとする。この場合、タッチ電極部14の金属線幅d1に対して引き出し配線部16の金属線幅d2を20%広げる。引き出し配線部16の幅d3と絶縁部20の幅d4との比と同じ分だけタッチ電極部14に対する引き出し配線部16の金属線幅d2が広がる。
The ratio between the metal line width d1 of the
金属線幅d1,d2を決定するに当たって、タッチ電極部14または引き出し配線部16のいずれかが所望の光透過率になるように金属線幅d1,d2を決定し、他方の金属線幅d1,d2をそれに合わせて変化させる。例えば、タッチ電極部14の金属線幅d1は約5〜50μmである。
In determining the metal line widths d1 and d2, the metal line widths d1 and d2 are determined so that either the
金属線18の幅d1,d2を異ならせる以外に、図4、図5に示すように、タッチ電極部14の金属線同士のピッチd5と引き出し配線部16とで金属線同士のピッチd6を異ならせても良い。そのピッチd5,d6が異なることにより、タッチ電極部14と引き出し配線部16とで光の透過率が異なる。実施例1と同様に、タッチ電極部14の光透過率が引き出し配線部16よりも高くなるようにする。
In addition to making the widths d1 and d2 of the
実施例1と同様に、ピッチd5とピッチd6の比は、引き出し配線部16の幅d3と絶縁部20の幅d4との比で決定する。例えば、引き出し配線部16の幅d3に対する絶縁部20の幅d4が20%であるとする。この場合、タッチ電極部14の金属線同士のピッチd5に対して引き出し配線部16の金属線同士のピッチd6を20%狭める。タッチ電極部14の金属線18が引き出し配線部16の金属線18よりも粗になる分、引き出し配線部16よりも光透過率が高くなる。引き出し配線部16の幅d3と絶縁部20の幅d4の比と同じ分だけピッチd5に対するピッチd6が狭まる。
As in the first embodiment, the ratio between the pitch d5 and the pitch d6 is determined by the ratio between the width d3 of the lead-out
タッチ電極部14と引き出し配線部16との接続箇所では、金属線18同士のピッチd5,d6が異なることによりタッチ電極部14と引き出し配線部16とが電気的に接続されないおそれがある。したがって、少なくとも一方の金属線18を他方の金属線18のある箇所まで延長し、互いの金属線18を接続させる。
There is a possibility that the
ピッチd5,d6の決定は実施例1の金属線幅d1,d2の決定方法と同様である。タッチ電極部14または引き出し配線部16のいずれかが所望の光透過率になるようにピッチd5,d6を決定し、他方のピッチd5,d6をそれに合わせて変化させる。例えば、タッチ電極部14の金属線同士のピッチd5は約100〜1000μmである。
The determination of the pitches d5 and d6 is the same as the method for determining the metal line widths d1 and d2 in the first embodiment. The pitches d5 and d6 are determined so that either the
タッチ電極部14と引き出し配線部16とで金属線18の幅d1,d2と金属線同士のピッチd5,d6の両方を異ならせても良い。すなわち、実施例1と実施例2を組み合わせた構成であっても良い。引き出し配線部16はタッチ電極部14よりも金属線18の幅d2が細く、金属線同士のピッチd6も狭くなる。
Both the widths d1 and d2 of the
タッチスイッチ10の設計によっては、タッチ電極部14同士、引き出し配線部16同士、タッチ電極部14と引き出し配線部16の間隔が広くなる場合がある。例えば、図6(a)、(b)のような構成である。間隔が広くなりすぎると、絶縁部20が広くなりすぎ、タッチ電極部14や引き出し配線部16が視認され、ディスプレイの表示品位が低下する。この場合、タッチ電極部14同士、タッチ電極部14と引き出し配線部16との間に中間部22を設ける。中間部22のアースへの接続の有無は問わない。中間部22は、電気的にタッチ電極部14や引き出し配線部16のいずれにも接続されない。
Depending on the design of the
中間部22は図7や図8のように、金属線18によって形成された網目状の領域である。図7や図8では、タッチ電極部14と同じ線幅やピッチになっているが、引き出し配線部16に合わせてもよいし、タッチ電極部14と引き出し配線部16の中間的な値であってもよいが、タッチ電極部14の線幅やピッチに合わせることが好ましい。
The
図7と図8は図2と同じようにタッチ電極部14の電極線18の幅を細くしたが、図4と同じようにタッチ電極部14の電極線18同士のピッチを広げてもよい。
7 and 8 reduce the width of the
図2などに示すように、引き出し配線部16の幅が一定であったが、引き出し配線部16の幅を位置によって変えてもよい。透明基板12の中央部から端部にいくにしたがって、連続的にもしくは段階的に引き出し配線部16の幅を細くする。引き出し配線部16が密集される箇所において、引き出し配線部16の密度を下げ、また透明基板12の中央部ほど絶縁部20の幅を太くし、光透過率を均一にする。本実施例を上記の実施例1〜4と適宜組み合わせることによって、タッチスイッチ10の光透過率を均一にし易くなる。
As shown in FIG. 2 and the like, the width of the lead-out
また、引き出し配線部16の金属線の幅を変更する以外に、絶縁部20の幅を変更するようにしてもよい。透明基板12の中央部に向かうにしたがって、絶縁部20の幅を広げる。透明基板12の端部ほど絶縁部20が多いため、透明基板12の中央部において絶縁部20の幅を広げて光透過率を均一にする。
In addition to changing the width of the metal line of the lead-out
上述した引き出し配線部16の幅の変化と絶縁部20の幅の変化は、一方のみを実施するのではなく、適宜両方を組み合わせてもよい。
The above-described change in the width of the lead-out
以上のように、タッチ電極部14と引き出し配線部16とで金属線18の幅d1,d2、金属線同士のピッチd5,d6、またはその両方を異ならせることによって、タッチスイッチ10の全域で光の透過率を均一化することができる。ディスプレイの前面にタッチスイッチ10を配置しても、表示品位を下げにくい。従来と比べて、特にディスプレイで均一な色彩を表示したときに、タッチスイッチ10のタッチ電極部14や引き出し配線部16が視認されにくい。
As described above, by changing the widths d1 and d2 of the
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist thereof.
10:タッチスイッチ
12:透明基板
14:タッチ電極部
16:引き出し配線部
18:金属線
20:絶縁部
22:中間部
10: Touch switch 12: Transparent substrate 14: Touch electrode portion 16: Lead-out wiring portion 18: Metal wire 20: Insulating portion 22: Intermediate portion
Claims (7)
前記基板の一面に金属線を網目状にして形成された複数のタッチ電極部と、
前記基板の一面に金属線を網目状にして形成され、それぞれのタッチ電極部から基板の端部に引き出された引き出し配線部と、
を備え、
前記タッチ電極部と引き出し配線部とで金属線の幅、金属線同士のピッチ、またはその両方を異ならせたタッチスイッチ。 A substrate,
A plurality of touch electrode portions formed on one surface of the substrate with a metal wire mesh;
A metal wire is formed on one surface of the substrate in a mesh shape, and a lead-out wiring portion led out from each touch electrode portion to the end of the substrate;
With
A touch switch in which a width of a metal wire, a pitch between metal wires, or both are different between the touch electrode portion and the lead-out wiring portion.
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