JP2016151985A - Capacitance touch panel - Google Patents
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本発明は、静電容量タッチパネルに関する。 The present invention relates to a capacitive touch panel.
タッチパネルは、画面に表示された図や文字などのパターンを指やペンでタッチすることによって、装置の操作が出来るものである。近年特にモバイル装置を主とした表示装置の表示画面上に設け、用いられるようになった。さらに、表示装置の大型化に伴い、タッチパネルも大型のものが開発されている。 The touch panel can operate the apparatus by touching a pattern such as a figure or a character displayed on the screen with a finger or a pen. In recent years, it has been provided and used on a display screen of a display device mainly including a mobile device. Furthermore, with the increase in the size of display devices, large touch panels have been developed.
図5は、従来の静電容量式のタッチパネルの一例を示した説明図で、(a)は上方から見た説明図、(b)は、図(a)のAA’部分の一部を断面で見た説明図である。 5A and 5B are explanatory views showing an example of a conventional capacitive touch panel, where FIG. 5A is an explanatory view seen from above, and FIG. 5B is a cross-sectional view of a part of AA ′ portion of FIG. It is explanatory drawing seen by.
静電容量タッチパネル100は、横方向に平行に配置された複数の導電線と、縦方向に平行に配置された複数の導電線とを、マトリクス状にガラス基板に設けた構成をしている。それぞれの導電線は、タッチされたときの、導電間の静電容量の変化を受ける電極となっている。図5では、横方向の導電線をドライブライン、縦方向の導電線をセンシングラインとしている。図6は、ドライブ基板112とセンシング基板111とを上面で見た説明図である。 The capacitive touch panel 100 has a configuration in which a plurality of conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction and a plurality of conductive lines arranged in parallel in the vertical direction are provided on a glass substrate in a matrix. Each conductive line is an electrode that receives a change in capacitance between the conductive when touched. In FIG. 5, the horizontal conductive lines are drive lines and the vertical conductive lines are sensing lines. FIG. 6 is an explanatory view of the drive substrate 112 and the sensing substrate 111 as viewed from above.
ガラス基板にドライブライン電極114を設けたドライブ基板112(図6(b))のドライブライン電極面側に、光学粘着シートOCA(Optically Clear Adhesive)115を介して、ガラス基板にセンシングラインを設けたセンシング基板111(図6(a))をガラス基板側で、積層している(図5(b))。センシング基板の表面は、OCA115を介してフロントガラス117で覆われている。フロントガラス117は、静電容量タッチパネル100の表面を形成し、保護する役目をしている。フロントガラス117の裏面は、表示部分を除く周辺に、黒色の枠116が設けられている。各ライン電極は、黒枠116の部分でセンシング電極、ドライブ電極としてまとめられ、制御回路などを経由して表示装置と電気接続される。また、従来、導電線は、透明導電膜を用いた透明導電線としている。 A sensing line is provided on the glass substrate via an optical adhesive sheet OCA (Optically Clear Adhesive) 115 on the drive line electrode surface side of the drive substrate 112 (FIG. 6B) provided with the drive line electrode 114 on the glass substrate. The sensing substrate 111 (FIG. 6A) is laminated on the glass substrate side (FIG. 5B). The surface of the sensing substrate is covered with the windshield 117 through the OCA 115. The windshield 117 serves to form and protect the surface of the capacitive touch panel 100. A black frame 116 is provided on the back surface of the windshield 117 around the display portion. Each line electrode is gathered as a sensing electrode and a drive electrode in the black frame 116, and is electrically connected to the display device via a control circuit or the like. Conventionally, the conductive wire is a transparent conductive wire using a transparent conductive film.
このような構成で、フロントガラス117上で、たとえば指で触れた場合、接触した位置のセンシング電極とドライブ電極との間の静電容量が変化し、その変化量からその座標値を知ることが出来る。これにより、表示装置にその操作内容が表示される。 With such a configuration, when the finger touches the windshield 117, for example, the capacitance between the sensing electrode and the drive electrode at the contact position changes, and the coordinate value can be known from the change amount. I can do it. Thereby, the operation content is displayed on the display device.
実際のタッチパネルの構成としては、このようなドライブ基板やセンシング基板はフィルム状基材にパターンを形成しタッチパネルセンサーとし、ガラス基板に貼り付けた構成としているものが多い。また、フィルム状基材にパターン形成したものを基板とし、タッチパネルとして利用している。その場合、フィルム面にそれぞれ、センシングラインとドライブラインを設け、センシング面、ドライブ面としている。 As a configuration of an actual touch panel, such a drive substrate or a sensing substrate often has a configuration in which a pattern is formed on a film-like base material to form a touch panel sensor and is attached to a glass substrate. Moreover, what formed the pattern in the film-form base material is made into a board | substrate, and is utilized as a touch panel. In that case, a sensing line and a drive line are provided on the film surface, respectively, to serve as a sensing surface and a drive surface.
近年、このようなタッチパネルの大型化が進み、メタルメッシュを用いたタッチパネルが、開発、実用化されている。これは、透明導電線として使用していた従来のITO(indium-tin-oxide)を用いたパネルから、網目状の金属の、メタルメッシュに置き換えたものである。メタルメッシュはITOよりもシート抵抗が低く、タッチパネルの大型化対応に適している。 In recent years, such touch panels have been increased in size, and touch panels using metal mesh have been developed and put into practical use. This is a replacement of a conventional ITO (indium-tin-oxide) panel used as a transparent conductive wire with a metal mesh made of a mesh-like metal. Metal mesh has a lower sheet resistance than ITO and is suitable for increasing the size of touch panels.
また、各導電線(電極線)は、図5、6では1本の線で記載しているが、通常複数の平行な導電線(ワイヤ線)で構成されている。 Each conductive line (electrode line) is shown as a single line in FIGS. 5 and 6, but is usually composed of a plurality of parallel conductive lines (wire lines).
近年の表示装置では、表示装置の多用性から、パネルが歪曲しているものが要求されるようになった。これに対し、パネルのセンサー間のバラつきからその感度がバラつくようになった。 In recent display devices, due to the versatility of display devices, a panel having a distorted shape has been required. On the other hand, the sensitivity varies due to the variation between the sensors on the panel.
金属メッシュセンサを形成している静電容量タッチパネルのセンサーは、ドライブ面とセンシング面にある金属ワイヤーが配置されたフィルム(以下、センサーフィルム)が、絶縁体を挟んだ状態で向かい合い一つのセンサーを構成している。センサーフィルム上に配置された金属ワイヤーの間隔(ワイヤーピッチL)は等間隔に並んでおり、ドライブ面とセンシング面が重なる事で均一な格子を形成している(図7)。 The capacitive touch panel sensor that forms the metal mesh sensor has a film with metal wires on the drive surface and sensing surface (hereinafter referred to as sensor film) facing each other with an insulator in between. It is composed. The intervals between the metal wires arranged on the sensor film (wire pitch L) are arranged at equal intervals, and the drive surface and the sensing surface are overlapped to form a uniform lattice (FIG. 7).
図7は、メタルメッシュ静電容量タッチパネルの中央部分を平面で見た部分説明図である。センシングのワイヤー123が縦方向に、ドライブのワイヤー124が横方向に配置されている。このような配置に対し、1本の電極線は、定められた複数のワイヤー(図では4本のワイヤー)から成り、このセンサーで得られた電気信号から、パネルの座標値は、センシングとドライブの電極線の交点を、一つの座標値(ノード・・・node)に対応させている。図では、ドライブ面とセンシング面ともに、4本のワイヤーで一つの座標に対応させている。また、ドライブ面のワイヤピッチ126とセンシング面のワイヤピッチ125とは、同じ値Lで、ドライブ面のノードピッチ128とセンシング面のノードピッチ127とは、同じ値Nとしている。
FIG. 7 is a partial explanatory view of the central portion of the metal mesh capacitive touch panel as viewed in plan. The
このワイヤーピッチLは感度Pと関係しており、Lが広くなると数式1で定義される感度Pは高くなる(図3)。図3は、静電容量と感度Pとの特性を模式的に示した説明図で、図(a)は、ワイヤーピッチLに対する特性、図(b)はドライブ−センシング間隔Rに対する特性の説明図である。
The wire pitch L is related to the sensitivity P, and as L increases, the sensitivity P defined by
感度P=(C−C’)/C ・・・・・・・・・・ (数式1)
C:タッチ無し時の静電容量
C’:タッチ時の静電容量
指でのタッチ時の静電容量は、9mmφの導体棒でタッチしたことを想定している。
また、ドライブ‐センシング間隙Rは一律であり、パネルにタッチした際の感度Pは均一である。
Sensitivity P = (C−C ′) / C (Equation 1)
C: Capacitance when there is no touch C ′: Capacitance when touching Capacitance when touching with a finger is assumed to be touched by a 9 mmφ conductor rod.
The drive-sensing gap R is uniform, and the sensitivity P when touching the panel is uniform.
しかし、静電容量タッチパネルのドライブ面、センシング面のいずれか(または両方)が曲面の場合(図4)、ドライブ‐センシング間隙Rはタッチ位置により異なる。図4は、ドライブ面とセンシング面が曲面の例を模式的に示した説明図である。図(a)、(b)はセンシング面が曲面、図(c)、(d)はドライブ面が曲面、図(e)、(f)はドライブ面とセンシング面が曲面の例を示した。ドライブ‐センシング間隙Rも感度Pに影響を及ぼすため(図3(b))、平面の場合と金属メッシュパターンが同じであれば、感度Pがタッチ位置により変化し、タッチパネルとしての操作性が損なわれる。 However, when either (or both) of the drive surface and the sensing surface of the capacitive touch panel are curved surfaces (FIG. 4), the drive-sensing gap R varies depending on the touch position. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing an example in which the drive surface and the sensing surface are curved surfaces. Figures (a) and (b) show examples where the sensing surface is a curved surface, Figures (c) and (d) show examples where the drive surface is a curved surface, and Figures (e) and (f) show examples where the drive surface and the sensing surface are curved. Since the drive-sensing gap R also affects the sensitivity P (FIG. 3B), if the metal mesh pattern is the same as that of the flat surface, the sensitivity P changes depending on the touch position, and the operability as a touch panel is impaired. It is.
本発明は、このような問題を解決するもので、曲面状のタッチパネル基板に対し、タッチパネルの操作性が損なわれない静電容量タッチパネルを提供することを課題とする。 This invention solves such a problem, and makes it a subject to provide the electrostatic capacitance touch panel with which the operativity of a touch panel is not impaired with respect to a curved-surface-shaped touch panel board | substrate.
本発明は係る課題に鑑みなされたものであり、請求項1の発明は、
横方向に平行に配置された複数の導電線よりなる横方向配線群と、縦方向に平行に配置された複数の導電線よりなる縦方向配線群とを、マトリクス状に透明基板の両面にそれぞれ設けた静電容量タッチパネルであって、
配線群を設けた面が歪曲され、横方向配線群と、縦方向配線群との垂直距離に比例して、配線間隔を変化させたことを特徴とする静電容量タッチパネルとしたものである。
The present invention has been made in view of the problems, and the invention of
A horizontal wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction and a vertical wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the vertical direction are arranged on both surfaces of the transparent substrate in a matrix form, respectively. A capacitive touch panel provided,
The capacitive touch panel is characterized in that the surface on which the wiring group is provided is distorted and the wiring interval is changed in proportion to the vertical distance between the horizontal wiring group and the vertical wiring group.
本発明の請求項2の発明は、
配線間隔は、タッチされない状態での各マトリクス交点での静電容量が均一となるように配線されたことを特徴とする請求項1に記載の静電容量タッチパネルとしたものである。
The invention of
The capacitive touch panel according to
本発明の請求項3の発明は、
配線間隔は、各マトリクス交点での感度が均一となるように配線されたことを特徴とする請求項1または2に記載の静電容量タッチパネルとしたものである。
The invention of
The capacitive touch panel according to
本発明の請求項4の発明は、
導電線が金属導体であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の静電容量タッチパネルとしたものである。
The invention of
4. The capacitive touch panel according to
本発明の請求項5の発明は、
マトリクスの座標を表すノードが複数本の導電線よりなり、横方向配線群と縦方向配線群との垂直距離によりノードピッチ幅が異なり、同じノードに属する導電線同士のピッチは同じであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の静電容量タッチパネルとしたものである。
The invention of
The node representing the coordinates of the matrix is composed of a plurality of conductive lines, the node pitch width varies depending on the vertical distance between the horizontal wiring group and the vertical wiring group, and the pitch of the conductive lines belonging to the same node is the same. The capacitive touch panel according to any one of
本発明の静電容量タッチパネルは以上のような構成であるので、曲面状のタッチパネル基板に対し、タッチパネルの操作性が損なわれない静電容量タッチパネルとすることができる。 Since the capacitive touch panel of the present invention is configured as described above, it can be a capacitive touch panel that does not impair the operability of the touch panel with respect to a curved touch panel substrate.
以下本発明を実施するための形態につき説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
本実施形態では、横方向に平行に配置された複数の導電線よりなる横方向配線群と、縦方向に平行に配置された複数の導電線よりなる縦方向配線群とを、マトリクス状に透明基板の両面にそれぞれ設けた静電容量タッチパネルであって、とくに配線群がワイヤーを用いた金属メッシュ静電容量タッチパネルに本発明は好ましく適用できる。そして、透明基材が歪曲しており、横方向配線群と、縦方向配線群との垂直距離に比例して、配線間隔を変化させた配線の配置がなされている。 In this embodiment, a horizontal wiring group composed of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction and a vertical wiring group composed of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the vertical direction are transparent in a matrix form The present invention can be preferably applied to a capacitive touch panel provided on both sides of a substrate, particularly a metal mesh capacitive touch panel in which a wiring group uses wires. The transparent base material is distorted, and the wiring is arranged with the wiring interval changed in proportion to the vertical distance between the horizontal wiring group and the vertical wiring group.
さらに、配線間隔は、タッチされない状態での各マトリクス交点での静電容量が均一となるように配線され、感度が均一になるように配置されている。 Further, the wiring intervals are arranged so that the capacitance at each matrix intersection when not touched is uniform and the sensitivity is uniform.
具体的に本発明の実施形態の例を示す。図1は、本発明の金属メッシュ静電容量タッチパネルの実施形態例を斜視で見た模式的な説明図である。図2は、実施形態の金属メッシュタッチパネルセンサーを平面で見た模式的な部分説明図である。図1で示した例では、センシング面11が凹形状で、ドライブ面12が平面形状としているタッチパネル10である。図2では、このような形状で、感度を均一としたワイヤーを配置したタッチパネルの例で、ワイヤーをノードごとに本数を定めて導電線としている。この例では、ドライブ面12とセンシング面11の金属メッシュワイヤーパターンを、センサー外周から中心に向けてノードピッチ、及びワイヤーピッチ間隔を変化させ、その二つを組み合わせたものとしている。ドライバーワイヤー14、センシングワイヤー13のノード毎の本数は、タッチパネルの中心のnode2ではM1、周辺のnode1ではM2としているが、ここでは具体的にM1=M2=3で配置している。
The example of embodiment of this invention is shown concretely. FIG. 1 is a schematic explanatory view of an embodiment of a metal mesh capacitive touch panel according to the present invention as seen in perspective. Drawing 2 is a typical fragmentary explanatory view which looked at the metal mesh touch panel sensor of an embodiment in the plane. In the example illustrated in FIG. 1, the
このような形状の配置を形成する方法としては、ワイヤーの配置を仮のピッチの値でシミュレーションのデータ用として配置し、電磁界シミュレーションを実施し、再配置する手法が有効である。以下手法を例示すれば、センシング面11の中心線15上でのドライブ‐センシング間隙Rから、図3に示したデータや以前のデータをもとに、感度Pが一定の値となるように、ワイヤーピッチLの仮の値を決めていく。すなわち、感度Pおよび静電容量が、間隙Rに反比例しワイヤーピッチLに比例することに基づき、仮の値をきめる。このとき本例では、センサー外周から中心に向けて間隙Rを選び、1つの間隙Rの値に対し、ノードごとのワイヤーの本数分M1、M2ごとにワイヤーピッチLの値をきめる。同様にしてドライブ面中心線18に対してピッチLを決める。これをマトリックス状に配置する。そしてシミュレーションを実施し、感度Pのずれが生じたら、随時ワイヤーピッチLの値を修正していき、感度Pずれが許容範囲になるまでに繰り返す。シミュレーションは、市販の電磁界シミュレーションソフトを利用できる。
As a method of forming such an arrangement of shapes, it is effective to arrange the arrangement of wires for simulation data at a temporary pitch value, perform an electromagnetic field simulation, and rearrange the arrangement. To illustrate the method below, from the drive-sensing gap R on the
本例では、ノード(導電線)ごとのワイヤー本数を同じとしているが、それにこだわらない。
ワイヤー本数とノード(導電線)との対応は、タッチパネルセンサーより出力される信号を、ソフトウエアで処理することができる。
In this example, the number of wires for each node (conductive wire) is the same, but this is not particular.
The correspondence between the number of wires and the node (conductive line) can be processed by software in the signal output from the touch panel sensor.
また、ノードごとにワイヤー本数を限定せず、ワイヤーピッチLをすべて間隙Rの値に対応して値を決めてもよい。この場合、たとえば上記の例と同様に、タッチパネルセンサーより出力される各ワイヤーからの信号と導電線との対応を、ソフトウエアで座標処理すればよい。 Further, the number of wires is not limited for each node, and the wire pitch L may be determined in accordance with the value of the gap R. In this case, for example, as in the above example, the correspondence between the signal from each wire output from the touch panel sensor and the conductive line may be coordinate-processed by software.
10・・・静電容量タッチパネル
11・・・センシング面
12・・・ドライブ面
13・・・センシングワイヤー
14・・・ドライブワイヤー
15・・・センシング面の中心線
16・・・ノードワイヤー(ドライブ側)
17・・・ノードワイヤー(センシング側)
18・・・ドライブ面中心線
100・・・静電容量タッチパネル
111・・・センシングライン基板
112・・・ドライブライン基板
113・・・センシングライン電極
114・・・ドライブライン電極
115・・・OCA
116・・・黒枠
117・・・フロントガラス
123・・・センシングワイヤー
124・・・ドライブワイヤー
125・・・センシングワイヤーピッチ
126・・・ドライブワイヤーピッチ
127・・・センシングノードピッチ
128・・・ドライブノードピッチ
DESCRIPTION OF
17 ... Node wire (sensing side)
18 ... Drive surface center line 100 ... Capacitive touch panel 111 ... Sensing line substrate 112 ... Drive line substrate 113 ... Sensing line electrode 114 ... Drive line electrode 115 ... OCA
116 ... black frame 117 ...
Claims (5)
配線群を設けた面が歪曲され、横方向配線群と、縦方向配線群との垂直距離に比例して、配線間隔を変化させたことを特徴とする静電容量タッチパネル。 A horizontal wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the horizontal direction and a vertical wiring group consisting of a plurality of conductive lines arranged in parallel in the vertical direction are arranged on both surfaces of the transparent substrate in a matrix form, respectively. A capacitive touch panel provided,
A capacitive touch panel, wherein a surface provided with a wiring group is distorted, and a wiring interval is changed in proportion to a vertical distance between a horizontal wiring group and a vertical wiring group.
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