JP2014120290A - Touch switch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はタッチ操作検出を行うタッチスイッチ装置に関する。 The present invention relates to a touch switch device that performs touch operation detection.
上記特許文献１に開示されるように各種機器の操作部として、例えば静電容量型などのタッチスイッチが用いられている。
これらのタッチスイッチにおいては、その操作面となる表面に文字、記号、絵、模様等を表示させ、操作状態をユーザに認識させたり、操作内容を提示することは従来より行われている。
As disclosed in
In these touch switches, it has been conventionally performed to display characters, symbols, pictures, patterns, and the like on the operation surface, to allow the user to recognize the operation state and to present the operation content.
タッチ操作面に形成する表示パターンは、背面からの照光（バックライト）の透過パターンで形成することが多い。
その場合、表示パターンの色は基本的にはバックライトの色となる。つまり表示の色表現や明暗表現はバックライトにより限られ、多様な色表現を行うことができない。
一方で、複数のバックライトを使用したり、あるいは白色光バックライトとカラーフィルタ等を用いて、所望の色で表示パターンを形成することもできるが、その場合、多数のバックライトや、カラーフィルタ構造などを必要とし、構成は複雑となる。
そこで本発明では、簡易な構成で、多様な明暗表現を可能とするタッチスイッチ装置の提供を目的とする。
In many cases, the display pattern formed on the touch operation surface is a transmission pattern of illumination (backlight) from the back surface.
In that case, the color of the display pattern is basically the color of the backlight. That is, display color expression and light / dark expression are limited by the backlight, and various color expressions cannot be performed.
On the other hand, a display pattern can be formed in a desired color by using a plurality of backlights or using a white light backlight and a color filter. In that case, a large number of backlights and color filters can be formed. A structure etc. are required and a structure becomes complicated.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a touch switch device that enables various bright and dark expressions with a simple configuration.
本発明のタッチスイッチ装置は、基板と、タッチ操作を検出するためのセンサー電極と、上記センサー電極上に形成された透光性の保護層とを有するとともに、単色光源からの照光によりタッチ操作面に表出する表示パターン内で明度変化を生じさせるように、上記照光の透過光量を調整する透過調整部が設けられている。
また、上記透過調整部は上記タッチ操作面と平行な平面領域上で段階的もしくは連続的に透過率が変化する部位として設けられている。
上記透過調整部は、上記保護層の一部として形成されている。例えば上記保護層における半透過膜の厚みの差により透過率の異なる領域が形成されて上記透過調整部とされている。
或いは上記透過調整部は、上記センサー電極の一部として形成されている。例えば上記センサー電極において導電パターン形成密度の差により透過率の異なる領域が形成されて上記透過調整部とされている。
The touch switch device of the present invention includes a substrate, a sensor electrode for detecting a touch operation, and a translucent protective layer formed on the sensor electrode, and a touch operation surface by illumination from a monochromatic light source. A transmission adjustment unit is provided for adjusting the amount of transmitted light so that the brightness changes in the display pattern shown in FIG.
Further, the transmission adjusting unit is provided as a portion where the transmittance changes stepwise or continuously on a plane region parallel to the touch operation surface.
The transmission adjusting portion is formed as a part of the protective layer. For example, regions having different transmittances are formed by the difference in thickness of the semipermeable membrane in the protective layer to form the transmission adjusting unit.
Alternatively, the transmission adjusting unit is formed as a part of the sensor electrode. For example, in the sensor electrode, regions having different transmittances are formed by the difference in the conductive pattern formation density to form the transmission adjusting unit.
このような本発明によれば、透過調整部により単色光源による照光（バックライト）について表示パターンを表出させる光量を調整することで、表示パターン内で、段階的もしくは連続的に明度変化を生じさせるようにし、例えばグラデーション表示などを実現できるようになる。 According to the present invention as described above, by adjusting the amount of light that causes the display pattern to be displayed with respect to the illumination (backlight) from the monochromatic light source by the transmission adjusting unit, the brightness change occurs stepwise or continuously in the display pattern. For example, gradation display can be realized.
本発明によれば、タッチスイッチ装置において、バックライトとして単色光源を用い、またカラーフィルタ等を用いない簡易な構成において、タッチ操作面の表示上で多様な明暗による表示パターンを表現できる。これにより表示品位を向上させることができる。 According to the present invention, in a touch switch device, a simple light source using a monochromatic light source as a backlight and not using a color filter or the like can express various bright and dark display patterns on the display of the touch operation surface. Thereby, display quality can be improved.
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．実施の形態のタッチスイッチの構造＞
＜２．第１の実施の形態（絶縁層による透過率調整）＞
＜３．第２の実施の形態（センサー電極による透過率調整）＞
＜４．変形例＞
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
<1. Structure of Touch Switch of Embodiment>
<2. First Embodiment (Transmittance Adjustment by Insulating Layer)>
<3. Second Embodiment (Transmittance Adjustment by Sensor Electrode)>
<4. Modification>
＜１．実施の形態のタッチスイッチの構造＞
図１により本発明の実施の形態のタッチスイッチ装置の構造を説明する。図１Ａはタッチスイッチ装置の模式的な斜視図、図１Ｂは断面図である。
なお本実施の形態及び特許請求の範囲でいう「タッチスイッチ装置」とは、厳密に接触を要するスイッチに限定されるものではなく、いわゆる近接スイッチも含むものである。
実施の形態のタッチスイッチは、保護フィルム１、基板２、センサー電極３、保護層４、遮光層５、外部接続リード７を有する。
<1. Structure of Touch Switch of Embodiment>
The structure of the touch switch device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A is a schematic perspective view of the touch switch device, and FIG. 1B is a cross-sectional view.
The “touch switch device” in the present embodiment and claims is not limited to a switch that strictly requires contact, but includes a so-called proximity switch.
The touch switch according to the embodiment includes a
基板２は例えばソーダライム硝子等で形成された透光性の誘電体層となる。この基板２の表面側は保護フィルム１が貼付されたタッチ操作面ＳＦとなる。
基板２の他方の面には、導電材料として例えばアルミニウム材料等の金属を用いたエッチングによってセンサパターンや引き出し配線が設けられたセンサー電極３が形成される。このセンサー電極３としての導電材料パターンに対して保護層４を形成することで、平板状の静電容量方式のタッチスイッチ装置が形成される。
The
On the other surface of the
センサー電極３における配線は、図示しないが外部接続リード７上の配線に電気的に接続されており、外部接続リード７によって、センサー電極３によるタッチ検出信号が図示しない検出回路に導かれる。即ちタッチ操作面ＳＦ側をユーザが指で触れたときの容量変化が、検出信号として出力される。
なお、外部接続リード７の基板２に対する接続部分は、例えばシリコン樹脂８によって覆われ、接続の機械的信頼性が確保されている。
The wiring in the
In addition, the connection part with respect to the board |
保護層４は、透光性の材料による絶縁層であるとともに、センサー電極３を覆うように形成されており、センサー電極３の保護膜として機能する。
このタッチスイッチ装置に対しては、実際の使用形態では、図１Ｂに示すように、背面側（タッチ操作面ＳＦから見た奥側）に例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によるバックライトとなる発光部１０が配置される。
また遮光層５（シルク印刷意匠層）として、例えばシルクインクペーストにより形成される印刷膜（シルク印刷膜）が形成され、その抜きパターンにより、タッチ操作面ＳＦ上に表われる表示を実現する。
発光部１０からの照光は、透光性の保護層４、センサー電極３、基板２、保護フィルム１を透過してユーザに視認されるが、当該照光は、上記のシルク印刷層における抜きパターン（シルクインクペースト非存在部分）による意匠の表示パターンとして視認されることとなる。発光部１０からの照光が視認される範囲が遮光層５によって制限される。
The
For this touch switch device, in an actual usage pattern, as shown in FIG. 1B, for example, an LED (Light Emitting Diode) on the back side (back side as viewed from the touch operation surface SF) is used as a backlight.
Further, as the light shielding layer 5 (silk printing design layer), for example, a printing film (silk printing film) formed of a silk ink paste is formed, and a display appearing on the touch operation surface SF is realized by the removal pattern.
Illumination from the
＜２．第１の実施の形態（絶縁層による透過率調整）＞
以上の基本構成を備えた上での第１の実施の形態としてのタッチスイッチ装置を図２で説明する。
図２Ａは、タッチ操作面ＳＦ上に表現される表示パターンＰを示している。表示パターンＰは、タッチスイッチ装置の操作機能やタッチ操作位置を示すためにユーザに提示する文字、記号、模様、図柄等であるが、この例では直角三角形の意匠としての表示パターンＰとしている。そして表示パターンＰは、単色光源としてのバックライトからの照光によりタッチ操作面ＳＦに表出してユーザに視認されるのであるが、この場合、表示パターンＰ内で左端（図中の横方向の位置ｘ０）から右端（位置ｘ４）に向かって徐々に明度が高くなっていくようなグラデーション表示として視認される。
例えば赤色のバックライトを使用するとした場合、表示パターンＰは右側ほど濃い（明るい）赤色、左側ほど淡い（暗い）赤色となっているような表示となる。なお、その意味では単に明度だけでなく色合いが徐々に変化している表示ともいえる。
<2. First Embodiment (Transmittance Adjustment by Insulating Layer)>
The touch switch device according to the first embodiment having the above basic configuration will be described with reference to FIG.
FIG. 2A shows a display pattern P expressed on the touch operation surface SF. The display pattern P is a character, symbol, pattern, pattern, or the like presented to the user to indicate the operation function or touch operation position of the touch switch device. In this example, the display pattern P is a display pattern P as a right triangle design. The display pattern P is displayed on the touch operation surface SF by the illumination from the backlight as a monochromatic light source and is visually recognized by the user. In this case, the left end (the position in the horizontal direction in the figure) is displayed in the display pattern P. It is visually recognized as a gradation display in which the brightness gradually increases from x0) toward the right end (position x4).
For example, when a red backlight is used, the display pattern P displays darker (brighter) red toward the right side and lighter (darker) red toward the left side. In this sense, it can be said that the display changes not only in lightness but also in hue.
このような表示を実現するための構成を図２Ｂに示す。
基本的な構造は図１Ｂと同様であるが、図２Ｂでは第１の実施の形態の構造として、保護層４を詳しく示している。
基板２の、タッチ操作面ＳＦからみた背面側にセンサー電極３が形成され、そのセンサー電極３を覆うように保護層４が形成される。
この例では、保護層４は、透過保護膜２０及びシルク印刷膜２１，２２，２３，２４で形成される例としている。
遮光層５はシルクインク印刷により、図２Ａのような表示パターンＰの意匠を形成する抜きパターンを有するように形成される。つまり表示パターンＰの形状となるシルクインクペースト非存在部分を有する。
A configuration for realizing such display is shown in FIG. 2B.
Although the basic structure is the same as that of FIG. 1B, FIG. 2B shows the
A
In this example, the
The
保護層４としてシルク印刷膜２１，２２，２３，２４が、それぞれシルクインクペーストの印刷により形成される。つまりセンサー電極３の面上にシルク印刷工程を繰り返し行う（図の例のように４膜の場合は通常４回行う）ことで形成される。
センサー電極３に接する１層目のシルク印刷膜２１は、透明ベタパターンとして図中の表示パターンＰの形状となる。つまり遮光層５の抜きパターン部分に充填形成される。
２層目のシルク印刷膜２２は、１層目のシルク印刷膜２１の全面ではなく、図中の位置ｘ０から位置ｘ３の範囲に印刷形成される。
３層目のシルク印刷膜２３は、図中の位置ｘ０から位置ｘ２の範囲に印刷形成される。
４層目のシルク印刷膜２４は、図中の位置ｘ０から位置ｘ１の範囲に印刷形成される。
シルク印刷膜２２，２３，２４を形成するシルクインクペーストは、半透過材料であり、シルク印刷膜２２，２３，２４は半透過膜となる。これらの膜は膜厚を調整することで光の透過率を調整できる。
透過保護膜２０は、例えば透明樹脂材料などで形成される透過率が１００％もしくはそれに近い、高い透過率の膜であり、背面側のほぼ全域に形成される。
なお、透過保護膜２０、シルク印刷膜２１は必ずしも設けなくても良い。
ただし透過保護膜２０を設けない場合は、センサー電極３を保護するためにシルク印刷膜２１を設けるほうがよい。またシルク印刷膜２１をを設けない場合は、センサー電極３を保護するために透過保護膜２０を設けるほうがよい。
The first silk-printed
The second-layer
The
The silk printed
The silk ink paste for forming the
The permeation
Note that the permeation
However, when the permeation
このタッチスイッチ装置の背面側には、図示の様に発光部１０として例えばＬＥＤが配置される。このＬＥＤは例えば赤色発光ダイオードなどの単色光源である。もちろん赤色というのは一例である。
なお、図２Ｂの例では、発光部１０の前面に拡散板１１が配置され、拡散板１１によって発光部１０からの光がタッチスイッチ背面に略均等に入射するようにしているが、拡散板１１を配置するのは一例である。拡散板１１は必ずしも設けなくてもよい。
また図示は省略するが、拡散板１１に代えて導光板を設け、導光板側面に発光部１０を配置し、発光部１０からの光が導光板を介してタッチスイッチ背面に入射する構成も考えられる。
On the back side of the touch switch device, for example, an LED is disposed as the
In the example of FIG. 2B, the
Although not shown, a configuration in which a light guide plate is provided in place of the
このような第１の実施の形態のタッチスイッチ装置の構成の場合、シルク印刷膜２２、２３、２４が透過調整部として機能する。この透過調整部によって発光部１０からの照光の透過光量が制御され、図２Ａに示したようなグラデーション表示（実際には段階的な明度変化）が可能となる。
図３Ａで説明する。
図３Ａでは、シルク印刷膜２１，２２，２３，２４を示している。これは表示パターンＰに対応する部分の断面構成（図２ＡのＫ−Ｋ断面）におけるシルク印刷膜２１，２２，２３，２４を模式的に示したものである。
図３Ａの領域ＡＲ１は、図２Ａ，図２Ｂの位置ｘ０〜ｘ１の範囲の領域であり、領域ＡＲ２は位置ｘ１〜ｘ２の範囲の領域、領域ＡＲ３は位置ｘ２〜ｘ３の範囲の領域、領域ＡＲ４は位置ｘ３〜ｘ４の範囲の領域とする。
In the case of the configuration of the touch switch device according to the first embodiment, the
This will be described with reference to FIG. 3A.
In FIG. 3A,
An area AR1 in FIG. 3A is an area in the range of positions x0 to x1 in FIGS. 2A and 2B, an area AR2 is an area in the range of positions x1 to x2, an area AR3 is an area in the range of positions x2 to x3, and an area AR4 Is a region in the range of positions x3 to x4.
今、シルク印刷膜２２，２３，２４の膜厚をそれぞれ「ｔ１」とする。
領域ＡＲ４はシルク印刷膜２１のみのため透過率１００％近辺となる。
領域ＡＲ３は膜厚ｔ１のシルク印刷膜２２の存在により透過率がやや低下する。
領域ＡＲ２はシルク印刷膜２２、２３により膜厚ｔ１×２となり、透過率がさらに低下する。
領域ＡＲ１はシルク印刷膜２２、２３、２４により膜厚ｔ１×３となり、透過率がさらに大きく低下する。
結果として透過光量は、領域ＡＲ４、領域ＡＲ３、領域ＡＲ２、領域ＡＲ１の順に徐々に少なくなる。このため視認される表示パターンＰにおいて、図２Ａのように位置ｘ４側（領域ＡＲ４側）ほど明るく、位置ｘ０側（領域ＡＲ０側）ほど暗くなる。発光部１０として赤色ＬＥＤを使用した場合、赤色の明暗が表現される。実際には視覚上は赤の色合いの変化として感じられるものとなる。
Now, the film thicknesses of the
Since the area AR4 is only the
In the area AR3, the transmittance slightly decreases due to the presence of the
The area AR2 has a film thickness t1 × 2 due to the
The area AR1 has a film thickness t1 × 3 due to the
As a result, the amount of transmitted light gradually decreases in the order of area AR4, area AR3, area AR2, and area AR1. Therefore, in the visually recognizable display pattern P, the position x4 side (area AR4 side) is brighter and the position x0 side (area AR0 side) is darker as shown in FIG. 2A. When a red LED is used as the
つまり以上の構成により、単色光源を用いた場合でも、表示パターンＰを表出させる照光の光量を、透過調整部（シルク印刷膜２２、２３，２４）で領域毎に調整することで、段階的に明度が変化する表示を実現することができる。
またこの構成の場合、透過調整部は保護層４（絶縁層）を利用して実現することから、構成の複雑化を招かない。カラーフィルタ等の構成部品も不要である。従って簡易に多彩な表示を実現できる。
また、操作内容を明暗で直感的にユーザに提示するなどで操作性向上も実現できる。例えば照明器具の調光スイッチ、エアコン等の風量・温度等の操作スイッチ、工作機械のレベル調整のスイッチなど、量的、レベル的な操作を行うための操作に関して本例のタッチスイッチ装置を採用するような場合、表示パターンＰの明度によって、タッチ操作位置をユーザに直感的に理解させることもできる。
That is, with the above-described configuration, even when a monochromatic light source is used, the amount of illumination light that displays the display pattern P is adjusted for each region by the transmission adjustment unit (
In the case of this configuration, since the transmission adjusting unit is realized by using the protective layer 4 (insulating layer), the configuration is not complicated. Components such as a color filter are also unnecessary. Therefore, various displays can be easily realized.
In addition, operability can be improved by presenting the operation content to the user intuitively in light and dark. For example, the touch switch device of this example is used for operations for performing quantitative and level operations, such as dimming switches for lighting fixtures, operation switches for airflow and temperature of air conditioners, etc., switches for level adjustment of machine tools, etc. In such a case, the touch operation position can be intuitively understood by the user depending on the brightness of the display pattern P.
なお、上記の説明ではシルク印刷膜２１，２２，２３，２４の４膜の例としたが、これはあくまで説明のための例である。２層目以降のシルク印刷膜の数を増やしたり、膜厚を適切に設定することで、実際には段階的な透過率調整であっても、視覚上はスムースなグラデーション、つまり連続的に色合いが変化するようなグラデーションを実現することができる。
もちろん逆に視覚上、明確に明度変化の段階がわかるような表示であっても、タッチスイッチ装置の機能、使用形態にとっては、その方が適していることもあり、また美観効果が得られる場合もある。その意味で、明度、色合いの段階的な変化、連続的な変化というのは実際の製品に即して考慮されればよい。
In the above description, four examples of
On the contrary, even if it is a display that clearly shows the stage of lightness change visually, it may be more suitable for the function and usage of the touch switch device, and an aesthetic effect can be obtained There is also. In that sense, brightness, gradual change in hue, and continuous change may be taken into account according to the actual product.
保護層４を用いて透過調整部を形成する例は他にも各種考えられる。
図３Ｂは、図３Ａと同様に断面構造を模式的に示しているが、これはシルク印刷膜の積層ではなく、各種異なる材料を用いる例である。
例えばセンサー電極３に対して１層目として透明なシルク印刷膜２１を形成する。
そしてさらに、第２の材料による半透過膜３２、第３の材料による半透過膜３３、第４の材料による半透過膜３４を形成する。半透過膜３２，３３，３４はそれぞれ膜厚ｔ１とする。
半透過膜３２は透過率Ｘ％、半透過膜３３は透過率Ｙ％、半透過膜３４は透過率Ｚ％であったとする。
この場合、この４つの膜のみで考えれば、領域ＡＲ４についての照光は透過率１００％、領域ＡＲ３についての照光は半透過膜３２により透過率Ｘ％となる。
領域ＡＲ２についての照光は、半透過膜３３（透過率Ｙ％）で光量調整され、さらに半透過膜３２（透過率Ｘ％）で光量調整される。
領域ＡＲ１についての照光は、半透過膜３４（透過率Ｚ％）で光量調整され、さらに半透過膜３３（透過率Ｙ％）で光量調整され、さらに半透過膜３２（透過率Ｘ％）で光量調整される。
結果として透過光量は、領域ＡＲ４、領域ＡＲ３、領域ＡＲ２、領域ＡＲ１の順に徐々に少なくなる。このため視認される表示パターンＰにおいて、明度変化表示が実現される。またこのように異なる材料で異なる透過率の半透過膜を形成することで、各領域での透過率の変化度合い、つまり視覚上の表示パターンＰの色の変化具合を多様に調整できることにもなる。
図３Ｃは半透過膜３２，３３，３４のそれぞれの膜厚を、ｔ１０，ｔ１１，ｔ１２として示すように異なる膜厚にした例である。このように各半透過膜３２，３３，３４の材料及び膜厚を調整することも考えられる。
Various other examples of forming the transmission adjusting portion using the
FIG. 3B schematically shows a cross-sectional structure similarly to FIG. 3A, but this is an example in which various different materials are used instead of the lamination of silk print films.
For example, a transparent
Further, a
It is assumed that the
In this case, if only these four films are considered, the illumination for the area AR4 has a transmittance of 100%, and the illumination for the area AR3 has a transmittance of X% by the
The light amount of the area AR2 is adjusted by the semi-transmissive film 33 (transmittance Y%) and further by the semi-transmissive film 32 (transmittance X%).
Illumination of the area AR1 is adjusted by the semi-transmissive film 34 (transmittance Z%), further adjusted by the semi-transmissive film 33 (transmittance Y%), and further by the semi-transmissive film 32 (transmittance X%). The light intensity is adjusted.
As a result, the amount of transmitted light gradually decreases in the order of area AR4, area AR3, area AR2, and area AR1. For this reason, the brightness change display is realized in the visually recognized display pattern P. In addition, by forming a semi-transmissive film with different transmittances using different materials in this way, the degree of change in transmittance in each region, that is, the degree of color change of the visual display pattern P can be variously adjusted. .
FIG. 3C shows an example in which the thicknesses of the
以上の例は、視覚上はともかく、構造的にみて厳密な意味では、段階的な明度変化を実現するものとなるが、構造的に、連続的な明度変化を実現する手法も考えられる。
図２Ｃに示すように、保護層４を、透明なシルク印刷膜２１、半透過部材３０、透過保護膜２０により構成する。半透過部材３０は、位置ｘ０からｘ４に向かって厚みが連続的に小さくなっていく部材としている。
例えば樹脂成形部材などとして、このような厚みが変化する半透過部材３０を形成し、シルク印刷膜２１上に添付する。そして透過保護膜２０を成膜する。
このような構造とすると、発光部１０からの照光の光量は、表示パターンＰ上で位置ｘ０側ほど少なく、位置ｘ４側ほど多くなる。従って滑らかなグラデーション表示が実現できる。
In the above example, a visual gradual change in lightness in a strict sense in terms of structure is realized, but a method for realizing a continuous change in lightness can be considered structurally.
As shown in FIG. 2C, the
For example, such a
With such a structure, the amount of light emitted from the
＜３．第２の実施の形態（センサー電極による透過率調整）＞
続いて第２の実施の形態のタッチスイッチ装置の構成を図４で説明する。
図４Ａは図２Ａと同じく表示パターンＰが、徐々に明度が変化する表示となることを示している。
第２の実施の形態は、センサー電極３を透過調整部として機能させる例である。
図４Ｂで構造を説明する。
基板２の、タッチ操作面ＳＦからみた背面側にセンサー電極３が形成され、そのセンサー電極３を覆うように保護層４が形成される。
保護層４は透過保護膜として形成される。遮光層５は、図４Ａのような表示パターンＰの意匠を抜きパターンとして形成している。
また、このタッチスイッチ装置の背面側には、図示の様に発光部１０として例えば単色ＬＥＤが配置される。発光部１０からの光は拡散板１１によりタッチスイッチ背面に略均等に入射する。なお拡散板１１を設けない例や、拡散板１１に代えて導光板を設ける例も考えられる。
<3. Second Embodiment (Transmittance Adjustment by Sensor Electrode)>
Next, the configuration of the touch switch device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4A shows that the display pattern P becomes a display in which the brightness gradually changes as in FIG. 2A.
The second embodiment is an example in which the
The structure is illustrated in FIG. 4B.
A
The
In addition, on the back side of the touch switch device, for example, a single color LED is disposed as the
ここでセンサー電極３は、図２と異なり、図４Ｃに模式的に示すように導電材料パターンが領域毎に異なる密度で形成されている。なお図４Ｃは、センサー電極３におけるシルク印刷膜２１の抜きパターンに相当する部分（つまり表示パターンＰ相当部分）のみ示している。また領域ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４は、図３で示したように段階的な明度変化を生じさせる領域を表している。
Here, unlike FIG. 2, the
公知の通り、静電容量型のタッチスイッチ装置の場合、アルミ等の導電材料による細線を網目状やストライプ状に基板２上に形成して、センサー電極３としている。
網目状やストライプ状とするのは、導電材料が形成されない面積を確保して光透過性を得つつ、ユーザのタッチ操作を効率的に検出するためである。
図４Ｃはあくまで模式的に示したものであり、具体例は図５で後述するが、領域ＡＲ１では、センサー電極３の導電材料パターンＳＰ１は、最も細かい網目状とされる。領域ＡＲ２の導電材料パターンＳＰ２は、多少粗い網目のパターンである。領域ＡＲ３の導電材料パターンＳＰ３は、さらに粗い網目のパターンとされ、領域ＡＲ４の導電材料パターンＳＰ４は最も粗い網目のパターンとされている。
つまりセンサー電極３の導電材料パターンは、領域ＡＲ１、領域ＡＲ２、領域ＡＲ３、領域ＡＲ４と、順に粗くなっていく網目のパターンになっている。換言すれば、領域ＡＲ１、領域ＡＲ２、領域ＡＲ３、領域ＡＲ４の順に、単位面積当たりの導電材料の密度が低くなっている。導電材料の密度が低いということは、逆に開口面積が多く、透過光量が多くなる（透明性が高い）ということである。
結果として透過光量は、領域ＡＲ４、領域ＡＲ３、領域ＡＲ２、領域ＡＲ１の順に少なくなる。このため視認される表示パターンＰにおいて、図４Ａのように位置ｘ４側（領域ＡＲ４側）ほど明るく、位置ｘ０側（領域ＡＲ０側）ほど暗くなる。発光部１０として赤色ＬＥＤを使用した場合、赤色の明暗が表現される。実際には視覚上は赤の色合いの変化として感じられるものとなる。
As is well known, in the case of a capacitive touch switch device, a thin wire made of a conductive material such as aluminum is formed on the
The reason for using a mesh or stripe is to efficiently detect a user's touch operation while ensuring light transmission by securing an area where no conductive material is formed.
FIG. 4C is a schematic illustration only, and a specific example will be described later with reference to FIG. 5. In the area AR1, the conductive material pattern SP1 of the
That is, the conductive material pattern of the
As a result, the amount of transmitted light decreases in the order of the area AR4, the area AR3, the area AR2, and the area AR1. Therefore, in the visually recognizable display pattern P, the position x4 side (area AR4 side) is brighter and the position x0 side (area AR0 side) is darker as shown in FIG. 4A. When a red LED is used as the
従ってこのようにセンサー電極３を透過調整部として用いる構成により、単色光源を用いた場合でも、表示パターンＰを表出させる照光の光量を、透過調整部（センサー電極３）で領域毎に調整することで、段階的に明度が変化する表示を実現することができる。
またこの構成の場合、透過調整部はセンサー電極３を利用して実現することから、構成の複雑化を招かない。カラーフィルタ等の構成部品も不要である。従って簡易に多彩な表示を実現できる。またユーザに操作内容を理解させるような直感的な表示により操作性向上も実現できる。
Therefore, with the configuration in which the
In the case of this configuration, since the transmission adjustment unit is realized by using the
センサー電極３の導電材料パターンによって透過調整を行う場合の各種具体例を図５で説明する。
センサー電極３において領域毎に透過率を変化させるためには、導電材料形成部分の密度を調整すればよい。その手法として、パターンのピッチを変化させること、線幅を変化させること、或いは異なるサイズのドットパターン等を重ね合わせることなどが考えられる。
Various specific examples in the case where the transmission adjustment is performed by the conductive material pattern of the
In order to change the transmittance of each region in the
図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃは、パターンピッチを調整する例である。
図５Ａは、導電材料による細線で多数の垂直線と水平線を形成し、網目状のセンサー電極３が構成される例である。
図５Ｂは、導電材料による細線で多数の右斜め４５度線と左斜め４５度線を形成し、網目状のセンサー電極３が構成される例である。
図５Ｃは、導電材料による線分を６角形が連続するように形成することで網目状のセンサー電極３が構成される例である。
これらのいずれの場合も、左側の図のように導電材料の線のピッチを狭くすれば、単位面積当たりの導電材料密度が高くなり、透過率は小さくなる。逆に右側の図のように導電材料の線のピッチを広くすれば、単位面積当たりの導電材料密度が低くなり、透過率は大きくなる。
従って、上述の領域ＡＲ１〜ＡＲ４にかけて、順次、導電材料の線ピッチを広げていくようにすれば、領域毎に透過率調整が可能となる。
5A, 5B, and 5C are examples of adjusting the pattern pitch.
FIG. 5A is an example in which a large number of vertical lines and horizontal lines are formed by fine lines made of a conductive material to form a mesh-
FIG. 5B shows an example in which a mesh-
FIG. 5C is an example in which a mesh-shaped
In any of these cases, if the conductive material line pitch is narrowed as shown in the left figure, the density of the conductive material per unit area increases and the transmittance decreases. On the contrary, if the pitch of the conductive material line is increased as shown in the right figure, the density of the conductive material per unit area is lowered and the transmittance is increased.
Therefore, if the line pitch of the conductive material is sequentially increased over the above-described regions AR1 to AR4, the transmittance can be adjusted for each region.
図５Ｄは、導電材料パターンの線幅を調整する例である。
例えば導電材料パターンとして多数の垂直線と水平線を形成する場合に、線のピッチを変えなくても、線幅を変えることで、単位面積当たりの導電材料密度を調整できる。図５Ｄの左側の図のように線幅が太ければ単位面積当たりの導電材料密度が高くなり、透過率は小さくなる。逆に右側の図のように導電材料の線幅を細くすれば、単位面積当たりの導電材料密度が低くなり、透過率は大きくなる。
従って、上述の領域ＡＲ１〜ＡＲ４にかけて、順次、導電材料の線幅を細くしていくようにすれば、領域毎に透過率調整が可能となる。
FIG. 5D is an example of adjusting the line width of the conductive material pattern.
For example, when a large number of vertical lines and horizontal lines are formed as the conductive material pattern, the conductive material density per unit area can be adjusted by changing the line width without changing the line pitch. As shown on the left side of FIG. 5D, if the line width is large, the density of the conductive material per unit area increases and the transmittance decreases. Conversely, if the line width of the conductive material is reduced as shown in the right figure, the density of the conductive material per unit area is lowered and the transmittance is increased.
Therefore, if the line width of the conductive material is successively reduced over the above-described regions AR1 to AR4, the transmittance can be adjusted for each region.
図５Ｅ、図５Ｆは重ね合わせパターンを用いる例である。
図５Ｅは、導電材料パターンとして多数の垂直線と水平線を形成する場合に、ドットパターンを重ね合わせたパターンとする例である。
図５Ｆは、導電材料パターンとして多数の垂直線と水平線を形成する場合に、方形パターンを重ね合わせたパターンとする例である。
いずれの場合も、左側の図のように重ね合わせるドットや方形のサイズを大きくすれば、単位面積当たりの導電材料密度が高くなり、透過率は小さくなる。逆に右側の図のようにドットや方形のサイズを小さくすれば、単位面積当たりの導電材料密度が低くなり、透過率は大きくなる。
従って、上述の領域ＡＲ１〜ＡＲ４にかけて、順次、ドットや方形のサイズを小さくしていくようにすれば、領域毎に透過率調整が可能となる。
なお、重ね合わせるドットや方形のパターンのピッチは、線ピッチと一致させることがこのましい。センサー電極３は、表示品質向上のために非視認性が求められるが、異なるパターンを重ね合わせる場合、各パターンのピッチ（例えば図５Ｅでは線ピッチとドットピッチ）が異なると、干渉縞が生じ、ムラが視認されやすくなるためである。
FIG. 5E and FIG. 5F are examples using a superposition pattern.
FIG. 5E shows an example in which dot patterns are superimposed when a large number of vertical lines and horizontal lines are formed as conductive material patterns.
FIG. 5F is an example in which a rectangular pattern is overlaid when a large number of vertical lines and horizontal lines are formed as the conductive material pattern.
In either case, increasing the size of the dots or squares to be superimposed as shown in the left figure increases the conductive material density per unit area and decreases the transmittance. Conversely, if the size of the dots and squares is reduced as shown in the right figure, the density of the conductive material per unit area is lowered and the transmittance is increased.
Therefore, the transmittance can be adjusted for each region by sequentially reducing the size of dots and squares over the above-mentioned regions AR1 to AR4.
In addition, it is preferable that the pitch of the dot to be overlapped or the square pattern matches the line pitch. The
センサー電極３において導電材料形成部分の密度を調整する方式は、他にも各種考えられる。例えば上記のピッチ、線幅、重ね合わせ手法を複合的に用いても良い。或いはパターン形状自体を異なるようにしてもよい。
なお、図４の例では、４つの領域ＡＲ１〜ＡＲ４で導電材料密度を調整するものとしたが、領域数は一例である。より多数の領域に分割して導電材料の密度を調整することで、実際には段階的な透過率調整であっても、視覚上は滑らかなグラデーション、つまり連続的に色合いが変化するようなグラデーションを実現することができる。
一方で、第１の実施の形態でも述べたが、視覚上、明確に明度変化の段階がわかるような表示が好ましい場合もある。従って導電材料の密度を異ならせる領域数、つまり明度、色合いの段階的な変化、連続的な変化というのは実際の製品に即して考慮されればよい。
Various other methods of adjusting the density of the conductive material forming portion in the
In the example of FIG. 4, the conductive material density is adjusted in the four regions AR1 to AR4, but the number of regions is an example. By adjusting the density of the conductive material by dividing it into a larger number of areas, even if it is actually a stepwise transmittance adjustment, a visually smooth gradation, that is, a gradation in which the hue changes continuously Can be realized.
On the other hand, as described in the first embodiment, there is a case where a display that clearly shows the stage of the brightness change visually is preferable. Therefore, the number of regions in which the density of the conductive material differs, that is, the brightness, the stepwise change in color, and the continuous change may be considered in accordance with the actual product.
ところで、以上の例は、領域ＡＲ１〜ＡＲ４毎で、導電材料の密度を異なるようにするものであるが、構造的に、連続的な明度変化を実現する手法も考えられる。
例えば図５Ｇに示すように、導電材料パターンの線として、横方向に放射状に広がる線を形成し、垂直線は徐々にピッチが広がるようにする。このようなパターンでセンサー電極３を構成する。このような構造とすると、発光部１０からの照光の光量は、図４Ａの表示パターンＰ上で位置ｘ０側ほど少なく、位置ｘ４側ほど多くなる。従って滑らかなグラデーション表示が実現できる。
By the way, although the above example makes the density of a conductive material different for every area | region AR1-AR4, the method of implement | achieving a continuous brightness change structurally is also considered.
For example, as shown in FIG. 5G, lines that spread radially in the lateral direction are formed as the lines of the conductive material pattern, and the pitch of the vertical lines gradually increases. The
以上の説明では言及しなかったが、センサ電極パターンは、タッチ操作面ＳＦの各種表示（アイコンやキー画像など）に対応する位置に形成される。これにより、ユーザが表示を頼りにタッチ操作を行った際に、センサ電極パターンにより操作が検出できる。しかし、そのような操作画像は、パネル面の全体に設けられるわけではなく、センサ電極パターンを設ける必要は無い部分も生ずる。
しかしその部分に導電材料パターンを何も形成しなければ、当該部分とセンサ電極パターン部分とで透過率の差が大きくなり、表示品質を阻害する。そこでセンサ電極パターンが不要な領域にはダミー電極パターンを形成することが一般に行われている。
例えばグラデーション表示の領域に、センサー電極パターンを設ける場合もあれば、ダミー電極パターンを設ける場合もある。従って上述のように透過調整部として機能させるのは、センサー電極３におけるセンサー電極パターンでもよいし、ダミー電極パターンでもよい。或いはその両方でもよい。
Although not mentioned in the above description, the sensor electrode pattern is formed at a position corresponding to various displays (such as icons and key images) on the touch operation surface SF. Thereby, when the user performs a touch operation relying on the display, the operation can be detected by the sensor electrode pattern. However, such an operation image is not provided on the entire panel surface, and there is a portion where it is not necessary to provide a sensor electrode pattern.
However, if no conductive material pattern is formed on the portion, the difference in transmittance between the portion and the sensor electrode pattern portion becomes large, and the display quality is hindered. Therefore, a dummy electrode pattern is generally formed in a region where a sensor electrode pattern is not required.
For example, a sensor electrode pattern may be provided in a gradation display region, or a dummy electrode pattern may be provided. Therefore, the sensor electrode pattern in the
＜４．変形例＞
以上、実施の形態について説明してきたが、本発明は第１，第２の実施の形態の具体的構成に限らず、多様な変形例が考えられる。
<4. Modification>
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the specific configurations of the first and second embodiments, and various modifications can be considered.
タッチスイッチ装置としては、ＬＥＤ１０等の発光部までも一体化したユニットとしても良いし、図１のようにＬＥＤ１０等は設けない（機器製造時に配置される）ユニットとしてもよい。
The touch switch device may be a unit in which even the light emitting unit such as the
また基板２のタッチ操作面ＳＦ側にセンサー電極３が形成される構成も考えられる。その場合、第２の実施の形態のようにセンサー電極３に透過調整部としての機能を持たせることで、グラデーション等の明度変化表示が可能となる。
或いはタッチ操作面ＳＦ側のセンサー電極３の表面に形成する保護層において、領域毎に膜厚を変え、第１の実施の形態の考え方の透過調整部を実現するようにしてもよい。
A configuration in which the
Alternatively, in the protective layer formed on the surface of the
第１，第２の実施の形態では、主にグラデーション的な視認を得るために段階的又は連続的に透過率が変化する透過調整部を設けたが、必ずしも透過率を上昇又は下降する一方向に変化させるばかりでなく、多様な透過率変化設定が考えられる。
各種の透過率変化設定に応じた表示例を図６に示す。
図６Ａは、表示パターンＰにおいて、中央部分は明度が高く、両端側ほど明度が低くなるような例である。この場合、第１又は第２の実施の形態の手法で、中央部分に対応して高い透過率となり、両端にいくほど低い透過率となるような透過調整部が設けられば良い。
図６Ｂは、表示パターンＰ１〜Ｐ４がある場合に、各表示パターンＰ１〜Ｐ４が、異なる明度（色合い）となるようにしている例である。各表示パターンＰ１〜Ｐ４に対応する領域毎に透過率が異なる透過調整部が設けられれば良い。
図６Ｃは、表示パターンＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２において、それぞれ、パターン内で明度（色合い）が変化している例である。各表示パターンＰ１０、Ｐ１１、Ｐ１２のそれぞれに対する領域内において部分毎に透過率が異なるようにした透過調整部が設けられれば良い。
図６Ｄは、細長い表示パターンＰにおいて明暗が繰り返し生ずるような例である。この場合も部分毎に透過率が上下する透過調整部が設けられていれば良い。
以上はあくまでも例示に過ぎないが、これらのように、明暗の変化をつける表示は多様に考えられるが、いずれの場合も本発明の採用により実現できる。つまり単色光源の照光で多様な明暗や色合いを表現できる。
このためタッチスイッチ装置としての表示品位や操作性向上に寄与できる。
In the first and second embodiments, the transmission adjustment unit in which the transmittance changes stepwise or continuously in order to obtain mainly gradation-like visual recognition is provided, but one direction in which the transmittance is necessarily increased or decreased. In addition to changing the setting, various transmittance change settings are possible.
An example of display corresponding to various transmittance change settings is shown in FIG.
FIG. 6A is an example in which, in the display pattern P, the central portion has a high brightness and the brightness decreases at both ends. In this case, according to the method of the first or second embodiment, it is only necessary to provide a transmission adjusting unit that has a high transmittance corresponding to the central portion and a lower transmittance toward both ends.
FIG. 6B is an example in which, when there are display patterns P1 to P4, the display patterns P1 to P4 have different brightness (color shades). It is only necessary to provide a transmission adjustment unit having a different transmittance for each region corresponding to each display pattern P1 to P4.
FIG. 6C is an example in which the brightness (color shade) is changed in each of the display patterns P10, P11, and P12. It is only necessary to provide a transmission adjusting unit in which the transmittance is different for each portion in the region for each of the display patterns P10, P11, and P12.
FIG. 6D is an example in which light and dark are repeatedly generated in the elongated display pattern P. In this case as well, it is only necessary to provide a transmission adjusting unit that increases or decreases the transmittance for each part.
Although the above is merely an example, there are various displays that change the brightness as described above, but in any case, the display can be realized by adopting the present invention. In other words, various brightness and shades can be expressed by illumination of a monochromatic light source.
For this reason, it can contribute to the display quality and operability improvement as a touch switch device.
１…保護フィルム
２…基板
３…センサー電極
４…保護層
１０…発光部
２０…透過保護膜
２１，２２，２３，２４…シルク印刷膜
DESCRIPTION OF
Claims (6)
タッチ操作を検出するためのセンサー電極と、
上記センサー電極上に形成された透光性の保護層と、
を有するとともに、
単色光源からの照光によりタッチ操作面に表出する表示パターン内で明度変化を生じさせるように、上記照光の透過光量を調整する透過調整部が設けられているタッチスイッチ装置。 A substrate,
A sensor electrode for detecting a touch operation;
A translucent protective layer formed on the sensor electrode;
And having
A touch switch device provided with a transmission adjustment unit that adjusts the amount of transmitted light of the illumination so as to cause a change in brightness in a display pattern that appears on the touch operation surface by illumination from a monochromatic light source.
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