JP2018169673A - Touch panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用者からのタッチ操作を受け付けるタッチパネルに関し、特にタッチ操作により形状変形する領域を有するタッチパネルに関する。 The present invention relates to a touch panel that accepts a touch operation from a user, and more particularly to a touch panel having a region whose shape is deformed by a touch operation.
近年、タッチパネルは直感的な操作が可能になるという利点により、使用者が機器を操作する際のインターフェースとして幅広い分野に採用されている。タッチパネルは、使用者に露出する側にカバーガラスが配置されており、アイコン等が表示されているタッチ操作領域を使用者が視認しながら行うタッチ操作を受け付けるように構成されている。カバーガラスの平坦性や高い透明度によるデザイン性の向上により、従来から物理的なボタンやキーボードが用いられていた機器にも、タッチパネルへ置き換える動きが広がっている。例えば、自動車等に搭載される空調設備やオーディオ等のコントロールをするためのセンターコンソールや家電製品の搭載されている操作パネルにおいてもタッチパネルによって操作するものが存在し、スマートフォン等の携帯用電子端末では、ほとんどの操作をタッチパネルによって行うことができる。 In recent years, a touch panel has been adopted in a wide range of fields as an interface when a user operates a device because of an advantage that an intuitive operation is possible. The touch panel has a cover glass disposed on the side exposed to the user, and is configured to accept a touch operation performed while the user visually recognizes a touch operation area in which an icon or the like is displayed. Due to the improved design due to the flatness of the cover glass and high transparency, there has been a movement to replace the touch panel with devices that have traditionally used physical buttons and keyboards. For example, there are air conditioners installed in automobiles, center consoles for controlling audio, etc., and operation panels equipped with home appliances, which are operated by touch panels. In portable electronic terminals such as smartphones, Most operations can be performed with the touch panel.
しかしながら、カバーガラスはフラットな形状のものが使用されることが多く、デザイン面での差別化が難しかった。さらに、視覚障害者が操作する場合や、タッチ操作領域を正確に視認できないシチュエーションで操作する場合は、誤動作が発生することがあった。 However, a cover glass having a flat shape is often used, and it is difficult to differentiate in terms of design. Furthermore, when a visually handicapped person operates, or when operating in a situation where the touch operation area cannot be viewed accurately, a malfunction may occur.
そこで、従来技術のなかには、タッチパネルの表面に配置されるカバーガラスに凹部を形成することで、触覚によってタッチすべき領域を認識し易くする技術が存在する(例えば特許文献1)。このような凹部が形成されることで、使用者は指の感触によってタッチすべき領域を容易に認識できるため、画面を見なくても正確なタッチ操作が可能になるとされている。 Therefore, among conventional techniques, there is a technique for easily recognizing a region to be touched by touch by forming a recess in a cover glass disposed on the surface of a touch panel (for example, Patent Document 1). By forming such a recess, the user can easily recognize the area to be touched by the touch of a finger, so that it is possible to perform an accurate touch operation without looking at the screen.
しかし、上記のようなガラス基板は、タッチすべき領域を判断することはできるが、使用者がタッチパネルにタッチした際に、機器がタッチ操作を認識しているのか否かが分からない場合があった。タッチパネルは物理スイッチと比較すると、タッチ操作時に使用者の指に伝わる触感の変化がない。そのため、実際にタッチ操作が機器に認識されているのか否かが分からなかったり、誤作動のおそれがあったりした。 However, the glass substrate as described above can determine the area to be touched, but when the user touches the touch panel, it may not be known whether the device recognizes the touch operation. It was. Compared with a physical switch, the touch panel does not change the tactile sensation transmitted to the user's finger during a touch operation. For this reason, it is not known whether the touch operation is actually recognized by the device, or there is a risk of malfunction.
また、カバーガラスに静電容量方式のタッチパネル用電極を直接形成する場合、カバーガラスの裏面に凹部が形成されると、凹部内に通常のタッチパネルに使用されるマトリクス状の電極を形成することが困難である。また、タッチセンサを別途設けた場合も、使用者がタッチするカバーガラスとセンサ電極との間に凹部のような空気層が介在すると、タッチパネルの感度が悪化してしまうという問題があった。 In addition, when a capacitive touch panel electrode is directly formed on the cover glass, when a recess is formed on the back surface of the cover glass, a matrix electrode used for a normal touch panel may be formed in the recess. Have difficulty. Further, even when a touch sensor is provided separately, there is a problem that the sensitivity of the touch panel deteriorates when an air layer such as a concave portion is interposed between the cover glass touched by the user and the sensor electrode.
本発明の目的は、使用者からのタッチ操作を受け付けるタッチパネルにおいて、タッチ操作により形状変形する領域を有するカバーガラスを備えたタッチパネルを提供することである。 The objective of this invention is providing the touch panel provided with the cover glass which has the area | region which deform | transforms by touch operation in the touch panel which receives the touch operation from a user.
本発明に係るタッチパネルは、少なくともカバーガラスとセンサ部を備えている。カバーガラスは、使用者からのタッチ操作を受け付ける第1の主面と、透明電極が形成された第2の主面とを有しており、第1の主面および第2の主面には圧縮応力層が形成されている。さらに、カバーガラスは、使用者が何らかのタッチ操作を行うタッチ操作領域に対応する位置に少なくとも1つ設けられた可撓性操作部を有する。可撓性操作部は、第2の主面側に凹部が形成されることによって他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成される。また、第2の主面に形成された透明電極は、凹部の輪郭部に沿って形成された電極パターンを少なくとも有する。センサ部は、透明電極の静電容量の変化を検出し、カバーガラス上の使用者のタッチ操作を検出するように構成される。 The touch panel according to the present invention includes at least a cover glass and a sensor unit. The cover glass has a first main surface that receives a touch operation from a user and a second main surface on which a transparent electrode is formed. The first main surface and the second main surface include A compressive stress layer is formed. Furthermore, the cover glass has at least one flexible operation unit provided at a position corresponding to a touch operation area where the user performs some touch operation. The flexible operation unit is configured to be thinner than other portions by forming a recess on the second main surface side. Further, the transparent electrode formed on the second main surface has at least an electrode pattern formed along the contour of the recess. The sensor unit is configured to detect a change in the capacitance of the transparent electrode and detect a user's touch operation on the cover glass.
可撓性操作部は他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成されており、使用者のタッチ操作等により荷重が加わると、撓み変形しやすい。また、可撓性操作部に加えられた荷重が取り除かれると、再び元の形状に戻りやすい。このため、単一のガラス基板で構成されるカバーガラスにおいても、使用者はメンブレンスイッチ等の押ボタンスイッチのような触感によるフィードバック(クリック感)を得ることが可能になる。クリック感を得ることによって、使用者はタッチパネルがタッチ操作を認識したことを確認することができるので、操作ミス等を軽減することができる。また、カバーガラスは両主面に圧縮応力層が形成されているため、繰り返し変形しても可撓性操作部から破損するおそれは少ない。 The flexible operation unit is configured to be thinner than other portions, and is easily deformed when a load is applied by a user's touch operation or the like. In addition, when the load applied to the flexible operation unit is removed, the shape easily returns to the original shape. For this reason, even in a cover glass composed of a single glass substrate, the user can obtain feedback (click feeling) by tactile sensation like a push button switch such as a membrane switch. By obtaining a click feeling, the user can confirm that the touch panel has recognized the touch operation, so that operation mistakes can be reduced. Moreover, since the compressive stress layer is formed in both main surfaces, the cover glass is less likely to be damaged from the flexible operation portion even if it is repeatedly deformed.
また、透明電極を凹部の輪郭部に沿って形成することにより、タッチ操作の検出精度を向上させることが可能になる。可撓性操作部は、第2の主面に凹部が形成されているため、通常のタッチパネルに使用されるマトリクス状の電極を形成することが困難である。また、透明電極として主に使用されるITOは脆い材質のため、操作の度に変形する可撓性操作部への形成は非常に難しい。凹部の輪郭部は、可撓性操作部の操作時も変形しないため、透明電極を塗布することができる。また、輪郭部は使用者からも視認しにくい領域であるため、透明電極を厚く形成したり、電極幅を太く形成したりしてもほとんど目立たず、タッチパネルの感度を向上させることができる。 Moreover, it becomes possible to improve the detection accuracy of a touch operation by forming the transparent electrode along the contour of the recess. Since the flexible operation portion has a recess formed on the second main surface, it is difficult to form a matrix-like electrode used for a normal touch panel. In addition, ITO, which is mainly used as a transparent electrode, is a brittle material, so it is very difficult to form a flexible operation part that deforms with each operation. Since the contour portion of the recess does not deform even when the flexible operation portion is operated, a transparent electrode can be applied. In addition, since the contour portion is a region that is difficult for the user to visually recognize, even if the transparent electrode is formed thick or the electrode width is thick, it is hardly noticeable and the sensitivity of the touch panel can be improved.
また、可撓性操作部は第1の主面側に形成された凸状の湾曲部をさらに備えることが好ましい。湾曲部を形成することにより、使用者がタッチ操作領域を視覚的または触覚的に認識することができる。湾曲部側から荷重を加えて可撓性操作部を変形させる際は、可撓性操作部が凹部により形成されたスペースに撓み変形する。湾曲部は、第1の主面と第2の主面の圧縮応力層の形成面積の差によって形成することができる。 Moreover, it is preferable that a flexible operation part is further provided with the convex curved part formed in the 1st main surface side. By forming the curved portion, the user can visually or tactilely recognize the touch operation area. When deforming the flexible operation part by applying a load from the bending part side, the flexible operation part is bent and deformed into a space formed by the recess. The curved portion can be formed by a difference in the formation area of the compressive stress layer between the first main surface and the second main surface.
また、センサ部は、電極パターンの静電容量の変化量に応じて、複数の操作モードを制御することが好ましい。可撓性操作部は、タッチ操作と撓むまで押し込む操作では指と電極の位置が異なるため、静電容量の変化量が異なる。このため、センサ部で静電容量の変化からタッチ操作と押し込む操作を判断することによって、タッチパネルの操作性を向上させることができる。例えば、静電容量の変化量に応じた第1の操作モードおよび第2の操作モードを備えることにより、可撓性操作部を利用した多様な操作パターンを実行することが可能になる。 Moreover, it is preferable that a sensor part controls several operation modes according to the variation | change_quantity of the electrostatic capacitance of an electrode pattern. Since the positions of the finger and the electrode are different between the touch operation and the operation to be pushed in until the flexible operation unit is bent, the amount of change in capacitance is different. For this reason, it is possible to improve the operability of the touch panel by determining the touch operation and the push-in operation from the change in capacitance in the sensor unit. For example, by providing the first operation mode and the second operation mode corresponding to the amount of change in capacitance, it is possible to execute various operation patterns using the flexible operation unit.
本発明によれば、使用者からのタッチ操作を受け付けるタッチパネルにおいて、タッチ操作により形状変形する領域を有するカバーガラスを備えたタッチパネルを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the touch panel which receives the touch operation from a user, it becomes possible to provide the touch panel provided with the cover glass which has the area | region which deform | transforms by touch operation.
ここから、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。図1(A)は、携帯用電子端末10の外観を示す図であり、図1(B)は携帯用電子端末10の概略側面図である。携帯用電子端末10は、カバーガラス12、液晶パネル14および制御部44を少なくとも備えている。携帯用電子端末10は、操作領域16上に表示される操作画面を視認しながらタッチすることによって所望の操作が行われる。
From here, one Embodiment of this invention is described using drawing. FIG. 1A is a diagram illustrating an appearance of the portable
カバーガラス12は、携帯用電子端末10の使用者側に露出する表面に配置されたガラス基板である。カバーガラス12は、携帯用電子端末10を衝撃等から保護するように構成された単一のガラス基板であり、使用者が携帯用電子端末10を操作する際は、カバーガラス12をタッチする。本実施形態では、カバーガラス12としてアルミノシリケートガラスを使用しているが、ガラス基板の種類に特に制限はない。また、カバーガラス12の板厚は0.3〜1.5mmが好ましい。
The
また、カバーガラス12の外周部は、操作領域16を囲むように額縁領域18が形成されている。額縁領域18は、カバーガラス12の外周部に形成されており、液晶パネル14からの光漏れを防止するために黒色印刷層が形成される。
A
カバーガラス12は、第1の主面20および第2の主面22を有している。第1の主面20は使用者に対して露出する主面であり、第2の主面22は第1の主面20と対向する主面である。第1の主面20および第2の主面22はともに圧縮応力層24が形成されている。圧縮応力層24は、イオン交換法等の公知の方法によって形成されたカバーガラス12の内部領域よりも圧縮応力の大きい層である。なお、第1の主面20と第2の主面22に形成された圧縮応力層24は同一の条件下で形成されており、圧縮応力の強さや深さに実質的な差はない。
The
液晶パネル14は、カバーガラス12の下部に配置されており、操作領域16上に操作画面を表示するように構成される。なお、本実施形態は、操作画面を表示するために液晶パネルを使用しているが、有機ELパネル等のフラットパネルディスプレイや操作位置を示すためのアイコンが印刷された印刷パネルが配置されても良い。
The
カバーガラス12は、操作領域16上に可撓性操作部30を有している。可撓性操作部30は、使用者からのタッチ操作により指等で押し込まれると撓み変形し、指を離すと再び元の形状に戻るように構成される領域である。
The
可撓性操作部30は、第1の主面20側において、凸状の曲面形状を呈する湾曲部32を有している。湾曲部32が形成されることにより、使用者は視覚的または触覚的に可撓性操作部30の位置を認識することが可能である。
The
可撓性操作部30の第2の主面22側には、円形状の凹部34が形成されている。凹部34は、第1の主面20側に向かって凹状に窪んだ領域である。凹部34の形状は、所望の形状を形成することが可能である。また、可撓性操作部30にアイコン等を表示する場合は、アイコンに対応する形状に凹部34を形成しても良い。凹部34は、後述するエッチング処理により形成することで、テーパ形状を含むように形成することが可能である。テーパ形状とは、凹部34の側面が所定角度以上に傾斜するように形成された状態を示す。テーパ角度としては、10〜60度が好ましい。
A
凹部34を形成することにより、可撓性操作部30において、第2の主面22側における圧縮応力層形成領域の面積が第1の主面20側よりも大きくなる。この結果、第2の主面22側の方が第1の主面20側よりも圧縮応力層の総体積が大きくなり、第2の主面22側で発生する圧縮応力が第1の主面20側で発生する圧縮応力よりも大きくなる。出願人の研究によると、このように第1の主面20と第2の主面22の圧縮応力の釣り合いがとれなくなることによって、凹部34の底面が第1の主面側に凸状に湾曲し、湾曲部32が形成される蓋然性が高いことが分かっている。この際、可撓性操作部30における第1の主面20と第2の主面22の圧縮応力の差は、10〜1000MPaであることが好ましく、圧縮応力の差によって湾曲部32の曲率半径を調整することが可能である。また、凹部34側面がテーパ形状を呈するように形成することで、凹部34の表面積がより大きくなるので、第2の主面22の圧縮応力と第1の主面20の圧縮応力の差をつけやすくなる。
By forming the
可撓性操作部30は、凹部34によって周辺領域よりも板厚が薄くなっているため、使用者のタッチ操作により第1の主面20側から可撓性操作部30に荷重が加わると、図2(A)に示すように、湾曲部32が変形する。この際、凹部34によって下部にスペースが形成されるため、可撓性操作部30は第2の主面22側に凹状に撓み変形する。可撓性操作部30が好適に変形するためには、可撓性操作部30の板厚が50〜200μmになるように凹部34が形成されることが好ましい。可撓性操作部30の板厚が200μmより大きくなると、カバーガラス12の剛性により可撓性操作部30が変形しにくい。また、可撓性操作部30が50μm未満になると、カバーガラス12の強度が低下するため、タッチ操作時に破損してしまうおそれが高くなる。また、可撓性操作部30は、周辺領域よりも板厚が薄くなってしまうが、圧縮応力層24が形成されているため、変形により破損するおそれは低い。さらに、凹部34は、第2の主面22との境界部や凹部34の側面と底面の接続部が曲面形状を呈することにより、可撓性操作部30の変形時に応力が局所的に集中することが防止される。
Since the thickness of the
使用者が可撓性操作部30から指を離すと、可撓性操作部30は変形状態から元の形状に自発的に戻る(図2(B)参照。)。このため、単一のガラス基板で構成されているカバーガラス12においても、使用者は、メンブレンスイッチ等の押ボタンスイッチのようなクリック感を得ることができる。使用者は、可撓性操作部30の形状変形によりタッチ操作が認識されたのか確認しやすくなり、携帯用電子端末10の誤操作を防止することが可能になる。可撓性操作部30は、使用者が指を離すと元の形状に自動的に復元するため、繰り返しタッチ操作を行うことができる。
When the user removes his / her finger from the
本実施形態の携帯用電子端末10は静電容量方式が採用されており、図3に示す通り、カバーガラス12の第2の主面22側にタッチパネル操作を検出するための電極40が形成されている。電極40は、マトリクス状に形成された透明電極である。透明電極としては、ITO等の透明金属材料、銀ナノワイヤ等の金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、ポリチオフェン等の有機導電材料を使用することが可能である。電極40は、操作領域16上に形成されており、操作画面上の静電容量が一定に維持されるように構成される。
The portable
可撓性操作部30に対応する位置には、リング状電極42が形成されている。リング状電極42は、凹部34の輪郭部に沿って形成されており、可撓性操作部30へのタッチ操作により静電容量が変化するように構成される。ここでの輪郭部とは、第2の主面22から凹部34への湾曲開始点よりも外側の領域を示す。輪郭部は、可撓性操作部30を撓ませた際も形状変形せず、安定して電極を形成することができる。
A ring-shaped
また、リング状電極42は、マトリクス状の電極40よりも厚みを厚くしたり電極の幅を広くしたりすることが好ましい。リング状電極42を厚く形成したり、電極幅を広く形成したりすることによって、可撓性操作部30におけるタッチ操作の検出精度が向上する。なお、リング状電極42は、湾曲部32により屈折率が変化するため、使用者に視認されやすくなってしまうといったデメリットもない。
Further, the ring-shaped
電極40およびリング状電極42は、引出配線400によって制御部44に接続されている。制御部44は、検出部46およびCPU48を備えている。制御部44は、電極40またはリング状電極42の静電容量の変化からタッチ位置を検出したり静電容量の変化量を計算したりすることによって、所定のプログラムを起動するように構成される。
The
検出部46は、電極40またはリング状電極42の静電容量が変化することによって生成される信号を取得するように構成される。検出部46によって受信された信号は、A/D変換された後にCPU48に送信される。
The
CPU48は、検出部46から送信された信号に基づき、携帯用電子端末10の制御を行う。CPU48は静電容量の変化量に応じて、複数の操作モードの中から所定の操作モード選択し、液晶パネル14や携帯用電子端末10に指示を送信するように構成される。携帯用電子端末10は、操作モード1および操作モード2を有している。ここから、リング状電極42の静電容量が変化した場合における、制御部44の制御機構について図4を用いて説明する。
The
図4は、使用者が可撓性操作部30をタッチ操作した際の制御部44が実行する処理を示すフローチャートである。使用者が可撓性操作部30でタッチ操作を行うと、検出部46にてリング状電極42の静電容量の変化が検出される。検出部46からCPU48に信号が送られると、CPU48で静電容量の変化量を計算する。計算された静電容量の変化量があらかじめ設定された第1の閾値を超えた場合は、CPU48から操作モード2を実行するための指示が送信される。また、静電容量の変化量が第1の閾値以下の場合も、あらかじめ設定された第2の閾値を超えた場合は、CPU48から操作モード1を実行するための指示が送信される。
FIG. 4 is a flowchart illustrating processing executed by the
可撓性操作部30においてタッチ操作を行う場合、使用者の指やスタイラスペン等の操作補助具とリング状電極42との間隔が広くなるため、静電容量の変化量は少ない。しかし、湾曲部32が第1の主面20よりも内側に撓み変形するまで押し込んだ場合、リング状電極42と使用者の指との位置が近づくため、タッチした状態よりも静電容量の変化量が大きくなる。CPU48は、静電容量の変化量に基づいて、使用者が可撓性操作部30をタッチしているのか、押し込んでいるのかを判断し、携帯用電子端末10に指示を送信する。
When a touch operation is performed on the
可撓性操作部30のタッチ方法によって複数の操作モードを備えることによりデザイン性を維持したまま、多様な操作を行うことが可能になる。例えば、操作モード2は、その他の操作領域16と同様にタッチ操作を行うように設定し、操作モード1では、指紋認証機構等を別機能が起動するように構成される。指紋認証機構を採用する際は、可撓性操作部30の下部に指紋認証部を組み込んでも良い。静電容量の差によって使用者のタッチ操作の違いを認識することによって、複数の操作モードを採用することが可能になる。また、本実施形態では、2つの操作モードがある場合を説明したが、静電容量の差によって3つ以上の操作モードを実行することも可能である。
By providing a plurality of operation modes according to the touch method of the
ここから、図5を用いてカバーガラスの別の実施形態について説明する。図5は、本発明の別の実施形態に係るカバーガラス121を示す図である。カバーガラス121は、第1の主面20および第2の主面22に圧縮応力層24が形成されている。カバーガラス121は、使用者がタッチ操作を行うタッチ操作領域に可撓性操作部30を有している。可撓性操作部30は、第1の主面20側に形成された操作用凹部50と、第2の主面22側に形成された凹部34を有している。
From here, another embodiment of the cover glass will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view showing a
操作用凹部50は、第2の主面22側に凹状に窪んだ領域であり、その底部に湾曲部32が形成されている。湾曲部32の構成は、上記実施形態と実質的に同じであるため、詳細な説明は省略する。操作用凹部50は曲面形状を含んでいることが好ましく、その側面がテーパ形状であることがさらに好ましい。また、操作用凹部50の表面積は、凹部34の表面積よりも小さくなるように形成される。操作用凹部50と凹部34が異なる表面積になるように形成されることで、第1の主面20および第2の主面22の圧縮応力の釣り合いがとれなくなる。このため、操作用凹部50の底面が凸状に湾曲し、湾曲部32が形成される。なお、本実施形態では、操作用凹部50の深さを凹部34の深さよりも浅くすることで圧縮応力の釣り合いを崩しているが、凹部34を操作用凹部50より浅く形成したり、操作用凹部50と凹部34を異なる形状に形成したりしてもよい。
The
また、凹部34内に弾性部材52が配置されている。弾性部材52は、可撓性操作部30の弾性変形に応じて変形するように構成される。弾性部材52は、透明材料で構成されることが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレンやシリコン系樹脂を使用することができる。弾性部材52の弾性を調整することにより、可撓性操作部30の撓み量や変形するために必要な荷重を調整することができる。さらに、可撓性操作部30から指を離した際に、弾性部材52の復元力を利用することで可撓性操作部30が元の形状に戻りやすくなるという効果を奏する。また、弾性部材52を配置することにより、万が一可撓性操作部30が破損した際にも、ガラス基板の飛散を防止することが可能になる。
An
さらに本実施形態は、操作用凹部50が形成されているため、触覚的にタッチ操作領域がより分かりやすくなる。また、操作用凹部50は、第1の主面20との交点が曲面形状であり、さらに側面部がテーパ形状であるため、使用者がタッチ操作を行った際にも指が傷つくおそれはない。
Further, in the present embodiment, since the operation
なお、上記2つの実施形態では、可撓性操作部30に凹凸形状が形成されている形状を用いて説明したが、本願発明はこれに限定されない。例えば、可撓性操作部が撓み変形するためのスペースをカバーガラスの下部に形成することで、可撓性操作部は変形することができる。撓み変形するためのスペースは、例えば可撓性操作部30の周辺にスペーサーを配置することで形成される。この際、圧縮応力層は、カバーガラスが変形可能な程度に両主面に形成されている。この構成では、スペーサーによってカバーガラスの撓み量をコントロールすることができる。さらに、両主面に圧縮応力層が形成されているので、可撓性操作部が変形してもカバーガラスが破損するおそれも少ない。
In the above-described two embodiments, the
また、ここまではタッチセンサとカバーガラスが一体化した構成を説明したが、タッチセンサを別途配置しても良い。図6(A)および図6(B)は、タッチセンサ54を別途配置したタッチパネルの構成を示す図である。タッチセンサ54は、カバーガラス12および液晶パネル14によって挟持されるように構成される。タッチセンサ54は、光学粘着シート(OCA)等によってカバーガラス12および液晶パネル14と接合される。
Further, the configuration in which the touch sensor and the cover glass are integrated has been described so far, but the touch sensor may be separately arranged. 6A and 6B are diagrams illustrating a configuration of a touch panel in which the
タッチセンサ54は、フィルム状の基材の主面に電極40およびリング状電極42が形成される。リング状電極42は、カバーガラス12に形成された凹部34の輪郭部に対応する形状に形成される。センサ電極を別途設けた場合であっても、凹部34の輪郭部に対応する形状に電極を形成することによって、可撓性操作部30のタッチ操作を正確に検出することが可能になる。
In the
ここから、図7(A)〜図7(D)を用いてカバーガラス12の製造方法を説明する。本実施形態におけるカバーガラス12の製造方法は、保護部材形成工程、パターニング工程、エッチング工程および化学強化処理工程を含んでいる。
From here, the manufacturing method of the
保護部材形成工程では、図7(A)に示すように、ガラス基板70の主面に耐酸性を有する保護フィルム72を被覆する。ガラス基板70はアルミノシリケートガラスであり、板厚は0.3〜1.5mmであることが好ましい。保護フィルム72は、後述のエッチング処理において、ガラス基板70の主表面を保護するように構成されており、少なくともフッ酸に対する耐性を有している。また、保護フィルム以外にも感光性レジスト材等の保護材料を使用することも可能である。
In the protective member forming step, as shown in FIG. 7A, the main surface of the
パターニング工程では、図7(B)に示すように凹部を形成すべき領域に対応する一方の主面から保護フィルム72を除去し、開口部を形成する。パターニング手段は、エッチングすべき領域から耐酸性部材を除去することができれば、どのような手段を用いても構わない。本実施形態では、レーザ装置を利用してパターニングを行っており、ガラス基板70にダメージを与えずに保護フィルム72のみを除去するためにパルスレーザを使用した。耐酸性部材として感光性レジストを使用する場合は、フォトリソグラフィを利用して、パターニングを行うことも可能である。
In the patterning step, as shown in FIG. 7B, the
エッチング工程では、ガラス基板70をエッチング液と接触させることによって開口部が形成された領域をエッチングする。ガラス基板70をエッチングする場合は、所望の搬送機構によって搬送されているガラス基板70に対してエッチング液を噴射する枚葉方式のエッチング装置やガラス基板70をエッチング液が収容されたエッチング槽に浸漬するディップ方式のエッチング装置等を使用することができる。エッチング液としては、少なくともフッ酸が含まれたエッチング液を使用することが好ましく、フッ酸の他にも塩酸等の無機酸や界面活性剤を添加しても良い。エッチング処理によって、保護フィルム72で保護されていない領域がエッチングされ、凹部34が形成される。エッチング処理は、凹部34の板厚が200μm以下になるまでエッチングすることが好ましい。
In the etching step, the
エッチング処理によって形成される凹部34は、エッチング処理の特性により凹部34の側面がテーパ形状を呈する。テーパ形状を有する凹部は、前述のように圧縮応力層が形成される表面積が増えるため、湾曲部32が形成されやすい。また、エッチング処理によって、ガラス基板70の主面と凹部34の境界部や凹部34の側面と底面の接続部に曲面形状を形成することができる。凹部34が曲面形状を有することにより、可撓性操作部30の変形時に応力が局所的に集中することが緩和される。
The
エッチングにより凹部34を形成した後に、ガラス基板70から保護フィルム72を除去する。保護フィルム72を除去する際は、物理的な力を保護フィルム72に与えることで剥離することが可能である。また、レジスト材を使用した場合は、剥離液にガラス基板70を浸漬することによって、除去することも可能である。
After forming the
化学強化処理工程は、ガラス基板70に圧縮応力層24を形成する工程である。化学強化処理は、アルカリイオンを含む溶融塩にガラス基板を浸漬することによる公知の方法によって行われる。本実施形態では、400℃に加熱した硝酸カリウム溶液にガラス基板を4時間浸漬することによって化学強化処理を行った。なお、硝酸カリウムの加熱温度は、350〜450℃に調整されることが好ましく、ガラス基板の浸漬時間は、2〜20時間程度が好ましい。圧縮応力層24の深さとしては、5〜50μmに調整されることが好ましい。また、第1の主面20と第2の主面22は同条件で化学強化処理が行われており、圧縮応力層24の深さは実質的に同一である。
The chemical strengthening process is a process of forming the
圧縮応力層24が形成されることによって、両主面における圧縮応力の総体積差によって凹部34と対向する領域が凸状に湾曲し、湾曲部32が形成される。なお、電極40およびリング状電極42は、化学強化処理工程が完了した後の任意のタイミングで形成することができる。また、大判のガラス基板70に複数のカバーガラスを面取りした状態で製造する場合は、電極を形成した後に所望の形状に分断すれば良い。
By forming the
また、第1の主面20に操作用凹部50を形成する際には、第2の主面22に凹部34を形成した後に、ガラス基板70を再び保護フィルム72で保護する(図8(A)参照。)。さらに、図8(B)に示すように、第1の主面20側の保護フィルム72をパターニングすることで操作用凹部50を形成する領域に開口部を形成する。その後、エッチング処理で操作用凹部50を形成した後に化学強化処理を行うことによって、両主面に凹部が形成されたカバーガラスを製造することができる。なお、本実施形態では、操作用凹部50の深さを凹部34の深さよりも浅く形成することで、操作用凹部50の底面に湾曲部32が形成されている。
Moreover, when forming the operation recessed
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above description of the embodiment is to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
10‐携帯用電子端末
12‐カバーガラス
14‐液晶パネル
16‐操作領域
18‐額縁領域
20‐第1の主面
22‐第2の主面
24‐圧縮応力層
30‐可撓性操作部
32‐湾曲部
34‐凹部
40‐電極
42‐リング状電極
44‐制御部
46‐検出部
48‐CPU
50‐操作用凹部
52‐弾性部材
10-portable electronic terminal 12-cover glass 14-liquid crystal panel 16-operation region 18-frame region 20-first main surface 22-second main surface 24-compressive stress layer 30-flexible operation unit 32- Curved part 34-Recess 40-Electrode 42-Ring electrode 44-Control part 46-Detection part 48-CPU
50-recess for operation 52-elastic member
Claims (4)
使用者からのタッチ操作を受け付ける第1の主面と、透明電極が形成された第2の主面と、を有するカバーガラスと、
前記透明電極の静電容量の変化から前記カバーガラス上の使用者のタッチ操作を検出するセンサ部と、を備え、
前記カバーガラスは、使用者が何らかのタッチ操作を行うタッチ操作領域に対応する位置に少なくとも1つ設けられた可撓性操作部であって、第2の主面側に凹部が形成されることによって他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成された可撓性操作部を有するとともに、第1の主面および第2の主面に圧縮応力層が形成され、
前記透明電極は、前記凹部の輪郭部に沿って形成された電極パターンを少なくとも有することを特徴とするタッチパネル。 A touch panel for detecting a touch operation by a user,
A cover glass having a first main surface that receives a touch operation from a user, and a second main surface on which a transparent electrode is formed;
A sensor unit that detects a user's touch operation on the cover glass from a change in capacitance of the transparent electrode; and
The cover glass is a flexible operation unit provided at a position corresponding to a touch operation region where a user performs some touch operation, and a concave portion is formed on the second main surface side. While having a flexible operation portion configured to be thinner than other portions, a compressive stress layer is formed on the first main surface and the second main surface,
The transparent electrode has at least an electrode pattern formed along the contour of the recess.
使用者からのタッチ操作を第1の主面側で受け付けるカバーガラスと、
前記カバーガラスの第2の主面側に配置されたタッチセンサと、
前記タッチセンサの静電容量の変化から前記カバーガラス上の使用者のタッチ操作を検出するセンサ部と、を備え、
前記カバーガラスは、使用者が何らかのタッチ操作を行うタッチ操作領域に対応する位置に少なくとも1つ設けられた可撓性操作部であって、第2の主面側に凹部が形成されることによって他の箇所よりも厚みが薄くなるように構成された可撓性操作部を有するとともに、第1の主面および第2の主面に圧縮応力層が形成され、
前記タッチセンサは、前記凹部の輪郭部に沿って透明電極が形成された電極パターンを少なくとも有することを特徴とするタッチパネル。 A touch panel for detecting a touch operation from a user,
A cover glass that accepts a touch operation from the user on the first main surface side;
A touch sensor disposed on the second main surface side of the cover glass;
A sensor unit that detects a user's touch operation on the cover glass from a change in capacitance of the touch sensor; and
The cover glass is a flexible operation unit provided at a position corresponding to a touch operation region where a user performs some touch operation, and a concave portion is formed on the second main surface side. While having a flexible operation portion configured to be thinner than other portions, a compressive stress layer is formed on the first main surface and the second main surface,
The touch sensor has at least an electrode pattern in which a transparent electrode is formed along an outline of the recess.
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2017
- 2017-03-29 JP JP2017064663A patent/JP2018169673A/en active Pending
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