JP2012026800A - Capacitance type sensor sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電容量式センサシート、より詳しくは、透明電極を備える静電容量式センサシートに関する。 The present invention relates to a capacitive sensor sheet, and more particularly to a capacitive sensor sheet provided with a transparent electrode.
透明電極を備える静電容量式センサシートは、液晶画面等におけるタッチ入力検知等の用途に広く使用されている。
このようなセンサシートは、透明基板の表面に所定の厚さおよび所定の面積の透明電極が形成され、この透明電極が保護フィルムなどで保護される。透明電極には信号印加部が設けられており、制御部等から信号印加部に所定の周期で検出信号としての所定の電圧が印加される。
人の指のように一端が接地電位とされている導電体が、保護フィルムのうち透明電極の上部に位置する領域内に触れると、透明電極と接地電位との間の静電容量が変化し、検出信号の波形が変化する。制御部は、当該変化を検出することにより、透明電極が形成されている領域に導電体が接触したことを検出することができる。
Capacitance type sensor sheets having transparent electrodes are widely used for applications such as touch input detection on liquid crystal screens and the like.
In such a sensor sheet, a transparent electrode having a predetermined thickness and a predetermined area is formed on the surface of a transparent substrate, and the transparent electrode is protected by a protective film or the like. The transparent electrode is provided with a signal applying unit, and a predetermined voltage as a detection signal is applied to the signal applying unit from the control unit or the like at a predetermined cycle.
When a conductor whose one end is at ground potential, such as a human finger, touches the area of the protective film located above the transparent electrode, the capacitance between the transparent electrode and the ground potential changes. The waveform of the detection signal changes. The control unit can detect that the conductor has contacted the region where the transparent electrode is formed by detecting the change.
上述のセンサシートでは、透明電極の電気抵抗値が高くなると、透明電極が形成されている領域のうち信号印加部に近い位置に指を触れたときの検出感度は比較的良好であるが、信号印加部から離れた位置に指を触れた場合には、信号印加部から指を触れた位置までの直流抵抗値が高くなるため、静電容量の変化に基づく前記検出信号の波形の変化率が低くなり、検出感度が鈍くなる。このため、導電体が接触した位置により検出感度がばらつくという問題がある。 In the sensor sheet described above, when the electrical resistance value of the transparent electrode increases, the detection sensitivity when the finger is touched at a position close to the signal applying portion in the region where the transparent electrode is formed is relatively good. When a finger is touched at a position away from the application unit, the DC resistance value from the signal application unit to the position where the finger is touched increases, so the rate of change in the waveform of the detection signal based on the change in capacitance is It becomes low and detection sensitivity becomes dull. For this reason, there exists a problem that detection sensitivity varies with the position which the conductor contacted.
この問題を解決するため、特許文献1に記載のセンサでは、透明電極の外周に透明電極よりも電気抵抗の低い補助電極を設け、この補助電極に検出信号を印加することにより、検出感度のばらつきを抑えることを提案している。
In order to solve this problem, in the sensor described in
しかしながら、発明者らは、特許文献1に記載のセンサには以下の課題があることを見出した。すなわち、補助電極形成時の不具合等により、補助電極の一部が欠損して断線等を起こすと、補助電極の効果が断線を起こした部位までしか及ばず、検出感度のばらつきを抑える効果が充分に得られない場合がある。
However, the inventors have found that the sensor described in
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、より確実に検出感度のばらつきを抑えることができる静電容量式センサシートを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a capacitive sensor sheet that can more reliably suppress variations in detection sensitivity.
本発明は、透明基板と、前記透明基板上に設けられた透明電極と、前記透明電極よりも低い電気抵抗を有し、前記透明電極に検出信号を印加する信号ラインとを備え、前記信号ラインは、複数の電極接続部を有し、前記電極接続部が、前記透明電極の外周部のうち、互いに離間した複数箇所において、前記透明電極と電気的に接続されていることを特徴とする静電容量式センサシートである。 The present invention comprises a transparent substrate, a transparent electrode provided on the transparent substrate, and a signal line that has a lower electrical resistance than the transparent electrode and applies a detection signal to the transparent electrode. Has a plurality of electrode connection portions, and the electrode connection portions are electrically connected to the transparent electrode at a plurality of positions separated from each other in the outer peripheral portion of the transparent electrode. It is a capacitance type sensor sheet.
前記複数の電極接続部間の距離は、前記信号ラインにおける前記検出信号の印加点から離れるにつれて徐々に短くなるように設定されてもよい。 The distance between the plurality of electrode connection portions may be set so as to gradually decrease as the distance from the detection signal application point in the signal line increases.
本発明の静電容量式センサシートは、前記透明電極と、前記信号ラインのうち、外部の検出回路と接続される部位を除く部分とを被覆する絶縁性の保護層をさらに備え、前記保護層のうち、前記透明電極に対応する部位の少なくとも一部が透明であってもよい。 The capacitive sensor sheet of the present invention further includes an insulating protective layer that covers the transparent electrode and a portion of the signal line excluding a portion connected to an external detection circuit, and the protective layer Among these, at least a part of the portion corresponding to the transparent electrode may be transparent.
本発明の静電容量式センサシートにおいて、前記透明基板および前記保護層の少なくとも一方は、紫外線吸収材を含有してもよい。 In the capacitive sensor sheet of the present invention, at least one of the transparent substrate and the protective layer may contain an ultraviolet absorber.
本発明の静電容量式センサシートによれば、より確実に検出感度のばらつきを抑えることができる。 According to the capacitive sensor sheet of the present invention, it is possible to more reliably suppress variations in detection sensitivity.
本発明の第1実施形態について、図1および図2を参照して説明する。図1は、本実施形態の静電容量式センサシート(以下、単に「センサシート」と称する。)1を模式的に示す平面図であり、図2は、図1のA−A線における断面図である。センサシート1は、例えば液晶ディスプレイのタッチ型入力装置として使用されるものであり、透明基板10と、透明基板10上に設けられた透明電極20と、透明電極20に電気的に接続された信号ライン30とを備えている。なお、透明電極20および信号ライン30等の上面は光透過性を有する絶縁性の保護層で被覆されているが、図1および図2においては、図面を見やすくするため当該保護層を省略している。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a plan view schematically showing a capacitive sensor sheet (hereinafter simply referred to as “sensor sheet”) 1 of the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. The
透明基板10は、光透過性を有する絶縁性材料で形成されたフィルム状、シート状もしくは板状の部材である。透明基板10の材料としては、ポリカーボネート、アクリル系樹脂等の硬質材料や、熱可塑性ポリウレタン、熱硬化性ポリウレタン、シリコーンゴム等の弾性材料からなるものを好適に用いることができる。
The
透明電極20は、ITO(酸化インジウムスズ)やポリチオフェン、ポリアニリン等の透明性を有する導電性ポリマー等の光透過性を有する導電性材料を用いて、印刷や塗布等により透明基板10上に矩形状に形成されている。
具体的な材料としては、例えば、ポリチオフェン系の導電性インク(例えば、信越ポリマー(株)製、製品名SEPLEGYDA(登録商標)、型番OC−SC101)等を好適に用いることができる。このほか、若干透明性は劣るが、金、銀、銅、ITO等の金属材料や金属酸化物を含む薄膜、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブを含有したインク等を使用して透明電極20が形成されてもよい。
The
As a specific material, for example, polythiophene-based conductive ink (for example, manufactured by Shin-Etsu Polymer Co., Ltd., product name SEPLEGYDA (registered trademark), model number OC-SC101) can be preferably used. In addition, although the transparency is slightly inferior, the
信号ライン30は、透明電極20よりも低い電気抵抗を有する。信号ライン30の一部は、透明基板10の周縁部まで延びており、端部に金等からなる接続パッド34が設けられている。接続パッド34は、上述の保護層に覆われておらず、図示しない検出回路との接続に使用される。信号ライン30は、透明電極20と接続される電極接続部31と、各々の電極接続部31が接続された相互接続部32と、相互接続部32と接続パッド34とを接続された引出し部33とを有する。電極接続部31は、平面視矩形状の透明電極20の4辺(外周部)のうち、隣接する2辺上に、所定の間隔をおいて互いに離間するように複数形成され、それぞれ透明電極20と電気的に接続されている。信号ライン30は、銀インク、カーボンインク、金属膜等の導電性の高い材料を用いた印刷、塗布、成膜等の方法により形成することができる。本実施形態の信号ライン30は、銀インクを用いた印刷により、上述の2辺のそれぞれに5つずつ設けられている。
The
上記のように構成されたセンサシート1が上述の検出回路に接続された状態における動作について説明する。
検出回路からは、信号ライン30を介して検出信号としての所定の電圧が所定の周期で透明電極20に印加される。使用者の指等が、保護層のうち透明電極20の上部に位置する部位に触れると、透明電極20と使用者の体との間に生じる静電容量が変化し、検出信号の波形が変化する。検出回路は、当該変化を検出することにより、透明電極20が形成されている領域に導電体が接触したことを検出する。
なお、本実施形態のセンサシート1では、透明基板11のうち、厚さ方向において透明電極20と重なる部位に導電体が接触した場合も、同様の原理により接触が検出される。
An operation in a state where the
From the detection circuit, a predetermined voltage as a detection signal is applied to the
In the
透明電極20における実際の抵抗値は、指等の導電体が接触した部位と、相互接続部32と引出し部33との接続点であり、検出信号が印加される印加点Pとの距離に応じて変化する。抵抗値が大きくなるにつれて、検出信号の変化を検出しにくくなるため、検出感度が低下する。
本実施形態のセンサシート1では、透明電極20の外周部に複数設けられた電極接続部31の電位は、いずれも印加点Pにおける電位とほぼ同一であるため、透明電極20内で導電体の接触部位が変化しても、抵抗値が大きく変化することが抑制される。その結果、導電体が接触した部位により検出感度が変化することが好適に抑制される。その結果、検出感度のばらつきが抑えられ、検出感度を良好に保持することができる。
The actual resistance value in the
In the
また、電極接続部31は、互いに離間して複数設けられているため、印刷や成膜等の形成工程の不具合等により一つの電極接続部に断線等が生じた場合も、他の電極接続部は正常に機能を発揮する。したがって、検出感度のばらつきを抑える効果がより確実に発揮されるとともに、製造においては不良品の発生頻度を低下させて歩留まりを向上させることができる。
In addition, since a plurality of
さらに、電極接続部31が互いに離間して複数形成されていることにより、個々の電極接続部は比較的小さく、目立ちにくくなっている。
静電容量式センサシートは、組み込まれる電子機器等によっては、保護層上に、あるいは保護層を兼ねて誘電体からなる化粧パネルが取り付けられて使用されることがある。このとき、有色部分と透明部分とを有する化粧パネルを使用し、当該有色部分で信号ラインと透明電極との接続部位(電極接続部およびその周辺)を覆うことにより当該接続部位を視認できないように隠して製品としての美観を向上させることがよく行われるが、量産過程における化粧パネルとセンサシートとの位置決め精度によっては、接続部位の一部が覆われずに化粧パネルを通して視認可能になってしまう個体が発生してしまうことがある。
このような場合でも、本発明の電極接続部は目立ちにくいため、視認可能ではあっても容易には視認できないものとなりやすい。その結果、組み込まれる最終製品における不良品の発生頻度を低減することができる。
Furthermore, since a plurality of
The electrostatic capacity sensor sheet may be used with a decorative panel made of a dielectric attached to the protective layer or also serving as the protective layer depending on an electronic device to be incorporated. At this time, using a decorative panel having a colored portion and a transparent portion, and covering the connecting portion (electrode connecting portion and its periphery) between the signal line and the transparent electrode with the colored portion so that the connecting portion cannot be visually recognized. It is often performed to improve the appearance as a product, but depending on the positioning accuracy of the decorative panel and the sensor sheet in the mass production process, a part of the connection part is not covered and can be visually recognized through the decorative panel. Individuals may occur.
Even in such a case, since the electrode connecting portion of the present invention is not conspicuous, the electrode connecting portion is likely to be invisible even though it is visible. As a result, the occurrence frequency of defective products in the final product to be incorporated can be reduced.
なお、電極接続部を目立ちにくくする効果は、個々の電極接続部をより小さくするほど、また電極接続部間の間隔を大きくするほど高くなるが、電極接続部が小さくなるにつれて電気抵抗値は大きくなるため、大きさや間隔等の具体的な値は、電極接続部が検出感度のばらつきを抑える効果を発揮する範囲内において、適宜設定されればよい。例えば、電極接続部が形成された透明電極の一辺において、電極接続部と接続される部位の長さが、当該一辺の1/2以下に設定されるのが好ましい。 The effect of making the electrode connection portions less noticeable increases as the individual electrode connection portions become smaller and the interval between the electrode connection portions increases, but the electrical resistance value increases as the electrode connection portions become smaller. Therefore, specific values such as size and interval may be appropriately set within a range in which the electrode connecting portion exhibits an effect of suppressing variation in detection sensitivity. For example, in one side of the transparent electrode on which the electrode connection part is formed, it is preferable that the length of the part connected to the electrode connection part is set to ½ or less of the one side.
次に、本発明の第2実施形態について、図3を参照して説明する。本実施形態のセンサシート51と、第1実施形態のセンサシート1との異なるところは、複数の電極接続部の配置態様である。なお、以降の説明において、既に説明したものと同様の構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the
図3は、センサシート51を模式的に示す平面図であり、図1と同様に保護層を除いて示している。複数の電極接続部31は、概ね検出信号の印加点Pから離れるにしたがって互いに離間する距離が短くなるように配置されている。すなわち、印加点Pに近い部位では複数の電極接続部31が疎に配置され、印加点Pから離れるにしたがって、徐々に密となるように配置されている。
FIG. 3 is a plan view schematically showing the
本実施形態のセンサシート51においても、第1実施形態のセンサシート1と同様に、導電体の接触部位による検出感度のばらつきを抑えて、検出感度を良好に保持することができる。
また、複数の電極接続部31は、印加点Pから離れるにしたがってその配置間隔が狭くなるように配置されているため、抵抗値が大きくなりやすい印加点Pから遠い位置において、より検出感度のばらつきを抑える効果が高くなる。したがって、さらに確実に検出感度のばらつきを抑えることができる。
Also in the
In addition, since the plurality of
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態の構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and combinations of components in the embodiments may be changed without departing from the spirit of the present invention. Various changes can be added to or deleted from each component.
例えば、上述の各実施形態では、電極接続部が矩形状の透明電極20の2辺上に設けられる例を説明したが、透明電極の面積が小さい等により抵抗値のばらつきがそれほど大きくない場合は、図4に示す変形例のセンサシート61のように、1辺上にのみ電極接続部31が形成されてもよい。
また、透明電極の形状は、矩形には限定されず、例えば円や楕円等のような辺の概念がない形状であってもよい。このような場合は、接触部位による検出感度のばらつきを考慮しつつ、透明電極の外周部のうち一定の割合の領域に電極接続部を形成すればよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the electrode connecting portion is provided on the two sides of the rectangular
The shape of the transparent electrode is not limited to a rectangle, and may be a shape without a concept of a side such as a circle or an ellipse. In such a case, the electrode connection portion may be formed in a certain proportion of the outer peripheral portion of the transparent electrode while taking into account variations in detection sensitivity depending on the contact site.
また、本発明のセンサシートに設けられる保護層は、図5に示すように、透明電極20の少なくとも一部を被覆する透明部41と、接続パッド34を残して信号ライン30を視認できないように被覆する有色部42とを有するような保護層40であってもよい。このようにすると、信号ライン30を隠して美観を向上させつつ、透明部41に被覆された透明電極20の部分を照光したり、当該部分を通して画像を表示したりすることができる。なお、保護層の上に有色部分を有する化粧パネル等が取り付けられる等の場合は、透明電極20に対応する部位の少なくとも一部が透明であれば、必ずしも有色部を有さなくてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the protective layer provided on the sensor sheet of the present invention prevents the
さらに、保護層や透明基板として、紫外線吸収剤を含有するものを用いることにより、センサシートの耐候性を高めてもよい。このような材料としては、例えば帝人デュポンフィルム(株)製のテトロン(登録商標)フィルムHBシリーズ等の各種UVカットフィルムを用いることができる。 Furthermore, you may improve the weather resistance of a sensor sheet by using what contains a ultraviolet absorber as a protective layer or a transparent substrate. As such a material, for example, various UV cut films such as Tetron (registered trademark) film HB series manufactured by Teijin DuPont Films Ltd. can be used.
1、51、61 静電容量式センサシート
10 透明基板
20 透明電極
30 信号ライン
31 電極接続部
40 保護層
41 透明部
42 有色部
P 印加点
1, 51, 61
Claims (4)
前記透明基板上に設けられた透明電極と、
前記透明電極よりも低い電気抵抗を有し、前記透明電極に検出信号を印加する信号ラインと、
を備え、
前記信号ラインは、複数の電極接続部を有し、前記電極接続部が、前記透明電極の外周部のうち、互いに離間した複数箇所において、前記透明電極と電気的に接続されていることを特徴とする静電容量式センサシート。 A transparent substrate;
A transparent electrode provided on the transparent substrate;
A signal line having a lower electrical resistance than the transparent electrode and applying a detection signal to the transparent electrode;
With
The signal line has a plurality of electrode connection portions, and the electrode connection portions are electrically connected to the transparent electrode at a plurality of positions separated from each other in the outer peripheral portion of the transparent electrode. Capacitance type sensor sheet.
前記保護層のうち、前記透明電極に対応する部位の少なくとも一部が透明であることを特徴とする請求項1または2に記載の静電容量式センサシート。 An insulating protective layer covering the transparent electrode and a portion of the signal line excluding a portion connected to an external detection circuit;
3. The capacitive sensor sheet according to claim 1, wherein at least a part of the protective layer corresponding to the transparent electrode is transparent. 4.
4. The capacitive sensor sheet according to claim 1, wherein at least one of the transparent substrate and the protective layer contains an ultraviolet absorber. 5.
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