JP2019121353A - Touch panel and touch panel device - Google Patents

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Abstract

To realize a reduction in thickness and a multi-touch in a touch panel of a projection-type capacitance system.SOLUTION: A touch panel includes: a supporting substrate; a plurality of X-electrodes arranged on the supporting substrate; a plurality of Y-electrodes on the supporting substrate, which intersect with the X-electrodes and are separated from the X-electrodes; a plurality of X-floating electrodes, facing the X-electrodes and laminated with a first insulating layer in between; a plurality of Y-floating electrode, facing the Y-electrodes with a first insulating layer in between; and a second insulating layer covering the X-floating electrodes and the Y-floating electrodes. An area of each X-electrodes is smaller than that of each X-floating electrodes and an area of each Y-electrodes is smaller than an area of each Y-floating electrodes in a unit lattice region of a lattice formed of the X-electrodes and the Y-electrodes. When a surface of the second insulating layer is touched by an indicator, a relative capacity formed of the X-electrodes and the Y-electrodes is reduced.SELECTED DRAWING: Figure 1B

Description

本開示は、タッチパネル及びタッチパネル装置に関する。   The present disclosure relates to a touch panel and a touch panel device.

近年、スマートフォンやタブレット端末の普及にともなって、タッチパネルが操作性の良いユーザーインターフェースとして広く認知されてきている。タッチパネルは、様々な電子機器の表示部に搭載されるようになっている。   In recent years, with the spread of smartphones and tablet terminals, touch panels have been widely recognized as user interfaces with good operability. The touch panel is mounted on display units of various electronic devices.

例えば、特許文献1は、タッチパネルの配線設計を変更することなく検出感度をアップすることのできる、タッチパネル及び表示装置を開示する。具体的には、静電容量結合方式のタッチパネルは、透明な基板の面上において、第1の方向に平行して延在する複数のX電極と、X電極と絶縁材を介して第1の方向と交差する第2の方向に平行に延在する複数のY電極と、基板の他方の面上において、X電極とY電極との交差するそれぞれの領域を覆うように分離して配設される透明な導電性材料で形成されるそれぞれのフローティング電極とを備える。   For example, Patent Document 1 discloses a touch panel and a display device that can increase detection sensitivity without changing the wiring design of the touch panel. Specifically, in a capacitive touch panel, a plurality of X electrodes extending in parallel to a first direction, a first X electrode, and an insulating material are formed on the surface of a transparent substrate. A plurality of Y electrodes extending in parallel to a second direction intersecting the direction, and separately disposed on the other surface of the substrate so as to cover respective regions where the X electrodes and the Y electrodes intersect And respective floating electrodes formed of a transparent conductive material.

また、タッチパネルの表面に静電気力によりテクスチャ感を提示する技術が開発されている。例えば、特許文献2は、タッチパネルの表面にテクスチャ感を提示する触覚提示装置を開示している。特許文献2に記載の触覚提示装置では、平面状に複数の電極を配置しており、ある期間には、接触位置を検出するための電圧を複数の電極へ供給し、他の期間には、テクスチャ感を提示するための電圧を複数の電極へ供給する。   In addition, a technology has been developed which presents a texture on the surface of a touch panel by electrostatic force. For example, Patent Document 2 discloses a tactile presentation device that presents a texture on the surface of a touch panel. In the tactile sense presentation device described in Patent Document 2, a plurality of electrodes are arranged in a plane, and in a certain period, voltages for detecting a contact position are supplied to the plurality of electrodes, and in other periods, Supply voltage to multiple electrodes to present texture.

特開2013−167953号公報JP, 2013-167953, A 国際公開第2014/002405号International Publication No. 2014/002405

表示装置の薄型化の要求に伴い、タッチパネルもより薄型化することが要求されている。しかし、発明者の研究から、投影型静電容量方式のタッチパネルの薄型化を進めると、マルチタッチにおいて、真のタッチポイントとゴーストポイントとを区別することができない問題が発生することが分かった。したがって、投影型静電容量方式のタッチパネルにおいて、薄型化とマルチタッチを同時に実現可能な技術が望まれる。   Along with the demand for thinner display devices, it is also required to further reduce the thickness of touch panels. However, it has been found from the research of the inventor that when thinning of the projected capacitive touch panel is promoted, a problem occurs in which it is not possible to distinguish between a true touch point and a ghost point in multi-touch. Therefore, a technology capable of simultaneously achieving thinning and multi-touch in a projected capacitive touch panel is desired.

本開示の一態様のタッチパネルは、支持基板と、前記支持基板上に配列された複数のX電極と、前記支持基板上で、前記複数のX電極と交差するように配列され、前記複数のX電極から絶縁されている、複数のY電極と、前記複数のX電極に対向する位置に、第1絶縁層を介して積層された、複数のX浮遊電極と、前記複数のY電極に対向する位置に、前記第1絶縁層を介して積層された、複数のY浮遊電極と、前記複数のX浮遊電極と前記複数のY浮遊電極とを覆う第2絶縁層と、を含み、前記複数のX電極と前記複数のY電極で形成される格子の単位格子領域内において、X電極面積はX浮遊電極面積より小さく、Y電極面積はY浮遊電極面積より小さく、前記第2絶縁層の表面が指示体でタッチされたときにX電極とY電極で形成される相互容量は減少する。   The touch panel according to one aspect of the present disclosure is arranged to intersect the support substrate, the plurality of X electrodes arranged on the support substrate, and the plurality of X electrodes on the support substrate, and the plurality of X A plurality of Y floating electrodes insulated from the electrodes, a plurality of X floating electrodes stacked via a first insulating layer at a position facing the plurality of X electrodes, and a plurality of Y electrodes opposed to the plurality of X electrodes The plurality of Y floating electrodes stacked in the first insulating layer and the second insulating layer covering the plurality of X floating electrodes and the plurality of Y floating electrodes; In the unit lattice region of the lattice formed by the X electrode and the plurality of Y electrodes, the X electrode area is smaller than the X floating electrode area, the Y electrode area is smaller than the Y floating electrode area, and the surface of the second insulating layer is It is formed by X electrode and Y electrode when it is touched by the indicator The mutual capacitance is reduced.

本開示の一態様によれば、投影型静電容量方式のタッチパネルにおいて、薄型化とマルチタッチを実現可能である。   According to one aspect of the present disclosure, thinning and multi-touch can be realized in a projected capacitive touch panel.

タッチパネルを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows a touch panel typically. 図1AにおけるBB切断線における断面構造を模式的に示す。The cross-section in the BB cutting line in FIG. 1A is shown typically. タッチパネルを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows a touch panel typically. 図1AにおけるBB切断線における断面構造を模式的に示す。The cross-section in the BB cutting line in FIG. 1A is shown typically. タッチパネルを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows a touch panel typically. X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYを含むタッチパネルの回路モデルを模式的に示す。The circuit model of the touch panel containing X floating electrode FX and Y floating electrode FY is shown typically. X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYを含まない、比較例のタッチパネルの回路モデルを示す。The circuit model of the touch panel of a comparative example which does not contain X floating electrode FX and Y floating electrode FY is shown. 図2Bに示す比較例の無タッチ時の等価回路を模式的に示す。The equivalent circuit at the time of the non-touch of the comparative example shown to FIG. 2B is shown typically. 図2Bに示す比較例のタッチ時の等価回路を模式的に示す。The equivalent circuit at the time of the touch of the comparative example shown to FIG. 2B is shown typically. は、図3A及び図3Bに示すモデルにおける、絶縁膜厚と受信電極における信号電流との関係の計算結果を示す。These show the calculation result of the relationship between the insulation film thickness and the signal current in a receiving electrode in the model shown to FIG. 3A and 3B. 一点タッチによるタッチポイントでの電荷量変化、二点タッチにおける一つの実際のタッチポイントでの電荷量変化、及び、二点タッチにおけるゴーストポイントでの電荷量変化を示す。The charge amount change at the touch point by one point touch, the charge amount change at one actual touch point in the two point touch, and the charge amount change at the ghost point in the two point touch are shown. 無タッチ時、一点タッチにおけるタッチポイント、及び、ゴーストポイントにおける電荷量を示す。Indicates the amount of charge at a touch point at a single point touch and at a ghost point when no touch is performed. 図2Bに示す比較例の同様のシミュレーション結果を示す。The similar simulation result of the comparative example shown to FIG. 2B is shown. 図2Bに示す比較例の絶縁層の膜厚を薄くした構造における、電荷量変化の実験結果を示す。The experimental result of charge amount change in the structure which made the film thickness of the insulating layer of the comparative example shown to FIG. 2B thin is shown. 図2Aに示す構成例において、指がタッチしているときの、回路モデルを模式的に示す。In the structural example shown to FIG. 2A, a circuit model when a finger is touching is shown typically. 図6Aのモデルの等価回路を模式的に示す。The equivalent circuit of the model of FIG. 6A is shown typically. 表示装置の構成例を模式的に示す。An example of composition of a display is shown typically. 表示装置に含まれる触覚提示タッチパネル装置の論理構成を模式的に示す。1 schematically shows a logical configuration of a tactile sense touch panel device included in a display device.

以下、添付図面を参照して実施形態を説明する。実施形態は本開示を実現するための一例に過ぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。説明をわかりやすくするため、図示した物の寸法、形状については、誇張して記載している場合もある。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the attached drawings. The embodiments are merely examples for realizing the present disclosure, and do not limit the technical scope of the present disclosure. The same reference numerals are given to the same configuration in each drawing. In order to make the description easy to understand, the dimensions and shapes of the illustrated objects may be exaggerated.

図1A、1B、1Cを参照して、タッチパネル(タッチパネル基板)100の構成を説明する。図1A及び1Cは、タッチパネル100を模式的に示す平面図である。図1Bは、図1AにおけるBB切断線における断面構造を模式的に示す。   The configuration of the touch panel (touch panel substrate) 100 will be described with reference to FIGS. 1A, 1B, and 1C. 1A and 1C are plan views schematically showing the touch panel 100. FIG. FIG. 1B schematically shows a cross-sectional structure taken along the line BB in FIG. 1A.

タッチパネル100は、支持基板101、支持基板101上に配置されている、複数のX電極X0〜X4及び複数のY電極Y0〜Y4を含む。図1Aの例は、5つのX電極及び5つのY電極を示すが、X電極及びY電極それぞれの数は、タッチパネル100の設計に依存する。X電極及びY電極は、典型的には透明導体で形成されており、例えば、ITO又はIZOで形成されている。   The touch panel 100 includes a support substrate 101, a plurality of X electrodes X0 to X4 and a plurality of Y electrodes Y0 to Y4 disposed on the support substrate 101. The example of FIG. 1A shows five X electrodes and five Y electrodes, but the number of each of the X electrodes and the Y electrodes depends on the design of the touch panel 100. The X electrode and the Y electrode are typically formed of a transparent conductor, for example, formed of ITO or IZO.

複数のX電極X0〜X4は、矩形状の支持基板101の一辺に平行に延在し、互いに離間して並列に配置されている。複数のY電極Y0〜Y4は、支持基板101の他辺に平行に延在し、互いに離間して並列に配置されている。X電極X0〜X4と複数のY電極Y0〜Y4とは、互いに交差している。Y電極Y0〜Y4は、X電極X0〜X4と交差部で絶縁膜を介して絶縁されている。   The plurality of X electrodes X <b> 0 to X <b> 4 extend in parallel to one side of the rectangular support substrate 101 and are arranged in parallel separately from each other. The plurality of Y electrodes Y <b> 0 to Y <b> 4 extend in parallel to the other side of the support substrate 101 and are arranged in parallel separately from each other. The X electrodes X0 to X4 and the plurality of Y electrodes Y0 to Y4 cross each other. The Y electrodes Y0 to Y4 are insulated from the X electrodes X0 to X4 via insulating films at the intersections.

図1Aの例において、X電極X0〜X4は、図の左右方向に延在している。Y電極Y0〜Y4は、図の上下方向に延在している。各X電極と各Y電極とは直交している。X電極X0〜X4は、互いに平行でなくてもよく、支持基板101の一辺に平行でなくてもよい。Y電極Y0〜Y4は互いに平行でなくてもよく、支持基板101の一辺に平行でなくてもよい。各X電極と各Y電極とは直交していなくてもよい。   In the example of FIG. 1A, the X electrodes X0 to X4 extend in the left-right direction of the figure. The Y electrodes Y0 to Y4 extend in the vertical direction in the drawing. Each X electrode and each Y electrode are orthogonal to each other. The X electrodes X0 to X4 may not be parallel to each other, and may not be parallel to one side of the support substrate 101. The Y electrodes Y0 to Y4 may not be parallel to each other, and may not be parallel to one side of the support substrate 101. Each X electrode and each Y electrode may not be orthogonal to each other.

図1Aに示す例において、X電極X0〜X4は、複数の菱形の部分が接続部を介して数珠状に連結された形状を有する。即ち、一つのX電極は、左右に隣り合う菱形の部分を、接続部を介して電気的に接続し形成され、左右方向に延在する。Y電極Y0〜Y4も、同様に、複数の菱形の部分が接続部を介して数珠状に連結された形状を有する。一つのY電極は、上下に隣り合う菱形の部分を接続部を介して電気的に接続し形成され、上下方向に延在する。図1Aの例においては、各X電極及び各Y電極の両端は、三角形部分である。   In the example illustrated in FIG. 1A, the X electrodes X0 to X4 have a shape in which a plurality of rhombus-shaped portions are connected in a beaded manner via connection portions. That is, one X electrode is formed by electrically connecting the rhombic portions adjacent on the left and right via the connection portion, and extends in the left-right direction. Similarly, the Y electrodes Y0 to Y4 also have a shape in which a plurality of rhombus-shaped portions are connected in a beaded manner via connection portions. One Y electrode is formed by electrically connecting vertically adjacent rhombic portions via the connection portion, and extends in the vertical direction. In the example of FIG. 1A, both ends of each X electrode and each Y electrode are triangular portions.

X電極X0〜X4及びY電極Y0〜Y4は、支持基板101の主面に対して垂直に見た時に(平面視において)、菱形部分の接続部同士が絶縁膜を介して重なりあうように形成されている。X電極X0〜X4の菱形部分とY電極Y0〜Y4の菱形部分とは重ならないように形成されている。つまりX電極X0〜X4の菱形部分とY電極Y0〜Y4の菱形部分とは、同一面上に配置される。   When viewed perpendicularly to the main surface of the support substrate 101 (in plan view), the X electrodes X0 to X4 and the Y electrodes Y0 to Y4 are formed such that the connection portions of the rhombus portions overlap with each other via the insulating film. It is done. The rhombic portions of the X electrodes X0 to X4 and the rhombic portions of the Y electrodes Y0 to Y4 are formed so as not to overlap with each other. That is, the rhombus portions of the X electrodes X0 to X4 and the rhombus portions of the Y electrodes Y0 to Y4 are arranged on the same plane.

各X電極の菱形部分は、隣接する二つのY電極の間に存在し、各X電極の菱型部分のピッチPXDは、Y電極Y0〜Y4のピッチPYEに一致している。各Y電極の菱形部分は、隣接する二つのX電極の間に存在し、各Y電極の菱型部分のピッチPYDは、X電極X0〜X4のピッチPXEに一致している。 The rhombic portion of each X electrode exists between two adjacent Y electrodes, and the pitch P XD of the rhombic portion of each X electrode coincides with the pitch P YE of the Y electrodes Y0 to Y4. The rhombic portion of each Y electrode exists between two adjacent X electrodes, and the pitch P YD of the rhombic portion of each Y electrode corresponds to the pitch P XE of the X electrodes X0 to X4.

支持基板101の形状は設計により決定され、矩形でなくてもよく、例えば、5角以上の多角形でもよく、曲線の辺を有していてもよい。X電極、Y電極の形状は設計により決定される。図1Aの例において、例えば、帯状(矩形状)であってもよく、又は、複数の所定形状(図1Aの例で菱形)の幅広の部分を幅狭の接続部により数珠状に連結して構成されてもよい。   The shape of the support substrate 101 is determined by design, and may not be rectangular, and may be, for example, a polygon with five or more corners, or may have sides of a curve. The shapes of the X and Y electrodes are determined by design. In the example of FIG. 1A, for example, it may be strip-like (rectangular), or wide portions of a plurality of predetermined shapes (in the example of FIG. 1A, rhombus) may be connected in a beaded manner by narrow connection portions. It may be configured.

それぞれがX電極に対向する複数のX浮遊電極FX、及び、それぞれがY電極に対向する複数のY浮遊電極FYが、支持基板101上に配列されている。浮遊電極は、特定の電位を与えられておらず、電気的に浮いている電極である。図1Aにおいて、一つのX浮遊電極のみが、符号FXで指示されており、一つのY浮遊電極のみが、符号FYで指示されている。X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYは、典型的には透明導体で形成されており、例えば、ITO又はIZOで形成されている。   A plurality of X floating electrodes FX each facing an X electrode and a plurality of Y floating electrodes FY each facing a Y electrode are arranged on the support substrate 101. The floating electrode is an electrode that is not given a specific potential and is electrically floating. In FIG. 1A, only one X floating electrode is indicated by the symbol FX, and only one Y floating electrode is indicated by the symbol FY. The X floating electrode FX and the Y floating electrode FY are typically formed of a transparent conductor, and are formed of, for example, ITO or IZO.

図1Aの例において、各X浮遊電極FX及び各Y浮遊電極FYは島状であって、周囲を絶縁層で囲まれており、他の電極(ここでは、X電極、Y電極、他のX浮遊電極FX及び他のY浮遊電極FYを含む)から離間し絶縁されている。図1Aの例において、周縁に配列されているX浮遊電極FX及びY浮遊電極FYの形状は共通であって、三角形状である。内側領域におけるX浮遊電極FX及びY浮遊電極FYの形状は共通であり、矩形である。X浮遊電極FXとY浮遊電極FYの形状は設計に依存し、これらの形状は異なっていてもよい。   In the example of FIG. 1A, each X floating electrode FX and each Y floating electrode FY are island-like and surrounded by an insulating layer, and other electrodes (here, X electrode, Y electrode, other X And isolated from the floating electrode FX and the other Y floating electrode FY). In the example of FIG. 1A, the shapes of the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY arranged at the periphery are common and triangular. The shapes of the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY in the inner region are common and rectangular. The shapes of the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY depend on the design, and these shapes may be different.

X浮遊電極FXは、平面視において、絶縁層を介して、主にX電極と重なっている。つまり、平面視において、X浮遊電極FXが1又は複数のX電極と重なる領域の面積は、1又は複数のY電極と重なる領域よりも多い。図1Aの例において、各X浮遊電極FXは、X電極の一つの菱型部分全体とその両端の接続部分の一部に重なっている。図1Aの例において、各X浮遊電極FXは、Y電極で挟まれる一つのX電極の部分と対向し、他のX電極とは対向していない。   The X floating electrode FX mainly overlaps the X electrode through the insulating layer in plan view. That is, in plan view, the area of the region in which the X floating electrode FX overlaps with one or more X electrodes is larger than the area in which it overlaps with one or more Y electrodes. In the example of FIG. 1A, each X floating electrode FX overlaps with one whole of the rhombus portion of the X electrode and a part of the connecting portions at both ends thereof. In the example of FIG. 1A, each X floating electrode FX faces the portion of one X electrode sandwiched by the Y electrodes, and does not face the other X electrodes.

図1Aの例において、X浮遊電極FXとY電極とが重なる領域は存在しないが、X浮遊電極FXの一部がY電極と重なってもよい。X浮遊電極FXは、X電極及びY電極よりも上層に配置されており、それらの間に絶縁層が存在する。   In the example of FIG. 1A, a region where the X floating electrode FX and the Y electrode overlap does not exist, but a part of the X floating electrode FX may overlap the Y electrode. The X floating electrode FX is disposed above the X electrode and the Y electrode, and an insulating layer exists between them.

Y浮遊電極FYは、平面視において、絶縁層を介して、主にY電極と重なっている。つまり、平面視において、Y浮遊電極FYが1又は複数のY電極と重なる領域の面積は、1又は複数のX電極と重なる領域よりも多い。図1Aの例において、各Y浮遊電極FYは、Y電極の一つの菱型部分全体とその両端の接続部分の一部に重なっている。図1Aの例において、各Y浮遊電極FYは、X電極で挟まれる一つのY電極の部分と対向し、他のY電極とは対向していない。   The Y floating electrode FY mainly overlaps the Y electrode via the insulating layer in plan view. That is, in plan view, the area of the area where the Y floating electrode FY overlaps with the one or more Y electrodes is larger than the area where it overlaps with the one or more X electrodes. In the example of FIG. 1A, each Y floating electrode FY overlaps one whole of a rhombic portion of the Y electrode and a part of the connecting portion at both ends thereof. In the example of FIG. 1A, each Y floating electrode FY faces the portion of one Y electrode sandwiched by the X electrodes, and does not face the other Y electrodes.

図1Aの例において、Y浮遊電極FYとX電極とが重なる領域は存在しないが、Y浮遊電極FYの一部がX電極と重なってもよい。Y浮遊電極FYは、X電極及びY電極よりも上層に配置されており、それらの間に絶縁層が存在する。   In the example of FIG. 1A, a region where the Y floating electrode FY and the X electrode overlap does not exist, but a part of the Y floating electrode FY may overlap the X electrode. The Y floating electrode FY is disposed above the X electrode and the Y electrode, and an insulating layer exists between them.

図1Aの例において、左右方向に配列された1行のX浮遊電極FXは、一つのX電極と平面視において重なるように同一方向に配列されており、各X浮遊電極FXの中心は、X電極の菱型部分の中心と一致している。上下方向に配列された1列のY浮遊電極FYは、一つのY電極と平面視において重なるように同一方向に配列されており、各Y浮遊電極FYの中心は、Y電極の菱型部分の中心と一致している。   In the example of FIG. 1A, one row of X floating electrodes FX arranged in the lateral direction is arranged in the same direction so as to overlap with one X electrode in plan view, and the center of each X floating electrode FX is X It coincides with the center of the rhombus portion of the electrode. One row of Y floating electrodes FY arranged in the vertical direction is arranged in the same direction so as to overlap with one Y electrode in plan view, and the center of each Y floating electrode FY is a rhombic portion of the Y electrode It matches the center.

図1Bを参照して、X電極X1〜X3、Y電極Y1〜Y3、X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYが、支持基板101上に配列されている。X電極X1〜X3、Y電極Y1〜Y3は、第1絶縁層102で覆われ、X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYは、第2絶縁層103で覆われている。第2絶縁層103の表面105が、指示体(例えば指又は指に保持されている導体)によりタッチされるタッチ面である。以下において、支持基板101に対してタッチ面105の側を前側又は上側と呼ぶ。支持体は指以外にも例えばスタイラス(ペン)でもよい。パッシブ方式と呼ばれるスタイラスは、導電性の材料で構成されており、指と電気的に結合し指でタッチしたときと同様のはたらきをする。   Referring to FIG. 1B, X electrodes X1 to X3, Y electrodes Y1 to Y3, an X floating electrode FX, and a Y floating electrode FY are arranged on a support substrate 101. The X electrodes X1 to X3 and the Y electrodes Y1 to Y3 are covered with the first insulating layer 102, and the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY are covered with the second insulating layer 103. The surface 105 of the second insulating layer 103 is a touch surface touched by an indicator (for example, a finger or a conductor held by the finger). Hereinafter, the side of the touch surface 105 with respect to the support substrate 101 is referred to as the front side or the upper side. The support may be, for example, a stylus (pen) in addition to a finger. A stylus, called a passive type, is made of a conductive material, is electrically coupled to a finger, and works the same as when it is touched with a finger.

支持基板101は絶縁性の基板であって、典型的には、樹脂、ガラス等の透明絶縁材料で形成されている。支持基板101は可撓性の基板であっても不撓性の基板であってもよい。   The support substrate 101 is an insulating substrate, and is typically formed of a transparent insulating material such as resin or glass. The support substrate 101 may be a flexible substrate or an inflexible substrate.

X電極X1〜X3、Y電極Y1〜Y3は、図面の左右方向に等しいピッチで配列されている。X電極とY電極が、交互に配列されている。図1Bの例において、X電極X1〜X3及びY電極Y1〜Y3は、支持基板101に上に直接(接触して)形成されているが、支持基板101とX電極X1〜X3及びY電極Y1〜Y3との間に絶縁層が存在してもよい。   The X electrodes X1 to X3 and the Y electrodes Y1 to Y3 are arranged at an equal pitch in the horizontal direction of the drawing. The X electrodes and the Y electrodes are alternately arranged. In the example of FIG. 1B, the X electrodes X1 to X3 and the Y electrodes Y1 to Y3 are formed directly on (in contact with) the support substrate 101, but the support substrate 101 and the X electrodes X1 to X3 and the Y electrode Y1 are formed. An insulating layer may be present between ~ Y3.

図1Bに示すように、本例において、X電極X1〜X3及びY電極Y1〜Y3は、X電極X1〜X3とY電極Y1〜Y3との交差部以外の領域において、同一面上に配列されている。X電極X1〜X3及びY電極Y1〜Y3は、第1絶縁層102で覆われている。第1絶縁層102は、1又は複数の絶縁層で構成されている。第1絶縁層102は、例えば、アクリル樹脂層である。   As shown in FIG. 1B, in this example, the X electrodes X1 to X3 and the Y electrodes Y1 to Y3 are arranged on the same plane in a region other than the intersections of the X electrodes X1 to X3 and the Y electrodes Y1 to Y3. ing. The X electrodes X1 to X3 and the Y electrodes Y1 to Y3 are covered with the first insulating layer 102. The first insulating layer 102 is composed of one or more insulating layers. The first insulating layer 102 is, for example, an acrylic resin layer.

X浮遊電極FXが、それぞれ、X電極X1〜X3を覆うように、X電極X1〜X3の上に配置されている。X浮遊電極FXとX電極X1〜X3との間には、第1絶縁層102が存在している。X浮遊電極FXとX電極X1〜X3との間の距離は同一である。   The X floating electrodes FX are disposed on the X electrodes X1 to X3 so as to cover the X electrodes X1 to X3, respectively. A first insulating layer 102 is present between the X floating electrode FX and the X electrodes X1 to X3. The distance between the X floating electrode FX and the X electrodes X1 to X3 is the same.

Y浮遊電極FYが、それぞれ、Y電極Y1〜Y3を覆うように、Y電極Y1〜Y3の上に配置されている。Y浮遊電極FYとY電極Y1〜Y3との間には、第1絶縁層102が存在している。Y浮遊電極FYとY電極Y1〜Y3との間の距離は同一である。図1Bの例において、X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYは、同一面上に配列されている。   The Y floating electrodes FY are disposed on the Y electrodes Y1 to Y3 so as to cover the Y electrodes Y1 to Y3, respectively. A first insulating layer 102 is present between the Y floating electrode FY and the Y electrodes Y1 to Y3. The distance between the Y floating electrode FY and the Y electrodes Y1 to Y3 is the same. In the example of FIG. 1B, the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY are arranged on the same plane.

X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYは、第2絶縁層103で覆われている。第2絶縁層103は、1又は複数の絶縁層で構成されている。第2絶縁層103は、例えば、下層のアクリル樹脂層と上層のカバーガラスで構成される、下層のシリコン酸化膜と上層のハードコート層で構成される、又は下層のアクリル樹脂層と上層のハードコート層で構成される。上述のように、第2絶縁層103の上面105が、指示体にタッチされるタッチ面である。   The X floating electrode FX and the Y floating electrode FY are covered with the second insulating layer 103. The second insulating layer 103 is composed of one or more insulating layers. The second insulating layer 103 is composed of, for example, a lower acrylic resin layer and an upper cover glass, a lower silicon oxide film and an upper hard coat layer, or a lower acrylic resin layer and an upper hard layer. Composed of a coat layer. As described above, the upper surface 105 of the second insulating layer 103 is a touch surface to be touched by the indicator.

図1A、1Bの例において、X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYは、それぞれ、島状であって、他の導体から絶縁されている。他の例において、複数のX浮遊電極FXは、導体接続部によって連結されていてもよい。例えば、一つのX電極に対向する1行のX浮遊電極が、数珠状に連結されていてもよい。接続部で連結された複数のX浮遊電極も、一つのX浮遊電極と見ることができる。   In the example of FIGS. 1A and 1B, each of the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY is island-shaped and is insulated from other conductors. In another example, the plurality of X floating electrodes FX may be connected by a conductor connection. For example, one row of X floating electrodes facing one X electrode may be connected in a beaded manner. A plurality of X floating electrodes connected by the connection part can also be seen as one X floating electrode.

同様に、複数のY浮遊電極FYは、導体接続部によって連結されていてもよい。例えば、一つのY電極に対向する1列のY浮遊電極が、数珠状に連結されていてもよい。接続部で連結された複数のY浮遊電極も、一つのY浮遊電極と見ることができる。X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYを島状の他の導体から絶縁された導体で形成することで、より容易なプロセスでX浮遊電極FX及びY浮遊電極FYを形成できる。   Similarly, the plurality of Y floating electrodes FY may be connected by a conductor connection. For example, one row of Y floating electrodes facing one Y electrode may be connected in a beaded manner. A plurality of Y floating electrodes connected by the connection part can also be seen as one Y floating electrode. By forming the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY with a conductor insulated from another conductor in the form of an island, the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY can be formed by an easier process.

X電極X1〜X3及びY電極Y1〜Y3は、面状の格子を構成している。図1B及び1Cに示すように、この面状格子は、複数の単位格子110で構成されている。単位格子110は、格子の繰り返し単位である。なお、単位格子110は、複数の異なる構成を取り得、図1B及び1Cは、一つの単位格子構成例を示す。平面視において、単位格子110を囲む線で画定される領域111を、単位格子領域と呼ぶ。   The X electrodes X1 to X3 and the Y electrodes Y1 to Y3 constitute a planar grid. As shown in FIGS. 1B and 1C, this planar lattice is composed of a plurality of unit lattices 110. The unit cell 110 is a repeating unit of a lattice. The unit cell 110 may have a plurality of different configurations, and FIGS. 1B and 1C show one example of the unit cell configuration. In a plan view, a region 111 defined by a line surrounding the unit cell 110 is referred to as a unit cell region.

図1B、1Cの例において、単位格子110(単位格子領域111)は、平面視において矩形形状を有し、一つのX電極X1の一部及び一つのY電極Y1の一部を含む。単位格子110を画定する単位格子領域111は、平面視において、さらに、X電極X1に対向する一つのX浮遊電極FX及びY電極Y1に対向する一つのY浮遊電極FYを含む。各X浮遊電極FX及び各Y浮遊電極FYは、一つの単位格子領域111内に収容されている。単位格子領域111内のX電極、Y電極、X浮遊電極、Y浮遊電極のパターンは、共通である。   In the example of FIGS. 1B and 1C, the unit lattice 110 (unit lattice region 111) has a rectangular shape in plan view, and includes a part of one X electrode X1 and a part of one Y electrode Y1. The unit lattice region 111 that defines the unit lattice 110 further includes one X floating electrode FX facing the X electrode X1 and one Y floating electrode FY facing the Y electrode Y1 in plan view. Each X floating electrode FX and each Y floating electrode FY are accommodated in one unit cell area 111. The patterns of the X electrode, the Y electrode, the X floating electrode, and the Y floating electrode in the unit lattice region 111 are common.

図1Cに示された単位格子110は基本単位格子である。つまり、この基本単位格子110は、単位格子のうち面積が最小となる単位格子である。また、単位格子領域111は基本単位格子領域である。つまり、図1Cに示されたタッチパネルは、基本単位格子領域に、X電極X1に対向する一つのX浮遊電極FXと、前記X浮遊電極FXとは異なるY電極Y1に対向する一つのY浮遊電極FYを含む。   The unit cell 110 shown in FIG. 1C is a basic unit cell. That is, this basic unit lattice 110 is a unit lattice with the smallest area among the unit lattices. The unit cell area 111 is a basic unit cell area. That is, in the touch panel shown in FIG. 1C, one X floating electrode FX facing the X electrode X1 and one Y floating electrode facing the Y electrode Y1 different from the X floating electrode FX in the basic unit lattice region Includes FY.

単位格子領域111内において、X電極X1の面積は、X浮遊電極FXの面積よりも小さい。Y電極Y1の面積は、Y浮遊電極FYの面積よりも小さい。各単位格子領域111において、X電極面積はX浮遊電極面積よりも小さく、Y電極面積はY浮遊電極面積よりも小さい。なお、一つの単位格子領域が含むX電極及びY電極の数、並びに、X浮遊電極及びY浮遊電極の数は、単位格子の構成により変化する。   In the unit lattice region 111, the area of the X electrode X1 is smaller than the area of the X floating electrode FX. The area of the Y electrode Y1 is smaller than the area of the Y floating electrode FY. In each unit lattice region 111, the X electrode area is smaller than the X floating electrode area, and the Y electrode area is smaller than the Y floating electrode area. The number of X electrodes and Y electrodes included in one unit cell region, and the number of X floating electrodes and Y floating electrodes vary depending on the configuration of the unit cell.

図1D及び1Eは、他の単位格子構成例を示す。図1Dは、図1AにおけるBB切断線における断面構造を模式的に示す。図1Eは、タッチパネル100を模式的に示す平面図である。図1D、1Eの例において、単位格子110(単位格子領域111)は、平面視において正方形状を有し、二つのX電極X2、X3それぞれの一部、及び、二つのY電極Y2、Y3それぞれ一部を含む。   Figures 1D and 1E show other example unit cell configurations. FIG. 1D schematically shows a cross-sectional structure taken along the line BB in FIG. 1A. FIG. 1E is a plan view schematically showing the touch panel 100. FIG. In the example of FIGS. 1D and 1E, the unit lattice 110 (unit lattice region 111) has a square shape in a plan view, a part of each of the two X electrodes X2 and X3, and each of the two Y electrodes Y2 and Y3. Including some.

単位格子110を画定する単位格子領域111は、平面視において、さらに、X電極X2に対向する一つのX浮遊電極FXの一部、X電極X3に対向する一つのX浮遊電極FXの一部、Y電極Y2に対向する一つのY浮遊電極FYの一部、及び、Y電極Y3に対向する一つのY浮遊電極FYの一部を含む。単位格子領域111内のX電極、Y電極、X浮遊電極、Y浮遊電極のパターンは、共通である。   The unit lattice region 111 defining the unit lattice 110 is, in a plan view, a part of one X floating electrode FX facing the X electrode X2, a part of one X floating electrode FX facing the X electrode X3, It includes a part of one Y floating electrode FY facing the Y electrode Y2 and a part of one Y floating electrode FY facing the Y electrode Y3. The patterns of the X electrode, the Y electrode, the X floating electrode, and the Y floating electrode in the unit lattice region 111 are common.

図1Eに示された単位格子110は基本単位格子である。つまり、この基本単位格子110は、単位格子のうち面積が最小となる単位格子である。また、単位格子領域111は基本単位格子領域である。図1Eに示されたタッチパネルは、基本単位格子領域に、半分の面積のX浮遊電極を2個と半分の面積のY浮遊電極を2個含む。つまり、図1Eに示されたタッチパネルは、基本単位格子領域に、一つのX浮遊電極FXの面積と等しい面積のX浮遊電極と一つのY浮遊電極FYの面積と等しい面積のY浮遊電極とを含む。   The unit cell 110 shown in FIG. 1E is a basic unit cell. That is, this basic unit lattice 110 is a unit lattice with the smallest area among the unit lattices. The unit cell area 111 is a basic unit cell area. The touch panel shown in FIG. 1E includes two half X floating electrodes and two half Y floating electrodes in the basic unit cell region. That is, the touch panel shown in FIG. 1E has, in the basic unit lattice region, an X floating electrode equal in area to one X floating electrode FX and a Y floating electrode equal in area to one Y floating electrode FY. Including.

タッチパネル100は、相互容量型の投影型静電容量方式タッチパネルとして使用される。指示体がタッチパネル100のタッチ面105をタッチすると、指示体に対向する(指示体の下側に位置する)X電極とY電極で形成される相互容量は減少する。後述するように、これにより、2か所が同時にタッチされている場合に、正確に実際のタッチ位置を検出することができる。   The touch panel 100 is used as a mutual-capacitance projected capacitive touch panel. When the indicator touches the touch surface 105 of the touch panel 100, the mutual capacitance formed by the X electrode and the Y electrode facing the indicator (located below the indicator) decreases. As described later, this makes it possible to accurately detect the actual touch position when two places are touched simultaneously.

本構成のX浮遊電極FX、Y浮遊電極FYによって、X電極とY電極で形成される相互容量を、指示体のタッチに応じて減少させると共に、絶縁層102、103の厚みを薄くすることができる。以下において、本構成のX浮遊電極FX、Y浮遊電極FYの作用について比較例と比較して説明する。   While reducing the mutual capacitance formed by the X electrode and the Y electrode according to the touch of the indicator by the X floating electrode FX and Y floating electrode FY of this configuration, the thicknesses of the insulating layers 102 and 103 can be reduced. it can. Hereinafter, the operation of the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY according to the present configuration will be described in comparison with a comparative example.

図2Aは、本実施形態のX浮遊電極FX及びY浮遊電極FYを含むタッチパネル100の回路モデルを模式的に示す。浮遊電極は、特定の電位が与えられておらず、電気的に浮いた状態にある電極である。図2Bは、X浮遊電極FX及びY浮遊電極FYを含まない、比較例のタッチパネルの回路モデルを示す。以下においては、指示体は、指と仮定される。   FIG. 2A schematically shows a circuit model of the touch panel 100 including the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY of this embodiment. The floating electrode is an electrode which is not given a specific potential and is in an electrically floating state. FIG. 2B shows a circuit model of a touch panel of a comparative example which does not include the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY. In the following, the indicator is assumed to be a finger.

図2Aに示す本実施形態の構成例において、X電極X2とX浮遊電極FXとの間に、容量Cx−fxが存在する。X浮遊電極FXと指との間に、容量Cfx−fが存在する。Y電極Y3とY浮遊電極FYとの間に、容量Cy−fyが存在する。Y浮遊電極FYと指との間に、容量Cfy−fが存在する。 In the configuration example of the present embodiment shown in FIG. 2A, a capacitance C x -fx exists between the X electrode X2 and the X floating electrode FX. There is a capacitance C fx-f between the X floating electrode FX and the finger. A capacitance Cy-fy exists between the Y electrode Y3 and the Y floating electrode FY. A capacitance C fy-f exists between the Y floating electrode FY and the finger.

X浮遊電極FX(の上面)及びY浮遊電極FY(の上面)と指との間に存在する絶縁層103の厚みDは、例えば、10μmである。X浮遊電極FX(の下面)及びY浮遊電極FY(の下面)と、X電極X2(の上面)及びY電極Y3(の上面)との間の絶縁層102の厚みも、例えば、10μmである。   The thickness D of the insulating layer 103 existing between (the upper surface of) the X floating electrode FX and (the upper surface of the Y floating electrode FY) and the finger is, for example, 10 μm. The thickness of the insulating layer 102 between (the lower surface of) the X floating electrode FX and (the lower surface of) the Y floating electrode FY, and (the upper surface of) the X electrode X2 and (the upper surface of) the Y electrode Y3 is also 10 μm, for example. .

図2Bに示す比較例において、X電極X2Rと指との間に、容量Cx−fが存在する。Y電極Y3Rと指との間に、容量Cy−fが存在する。X電極X2R及びY電極Y3Rと指との間の絶縁層の厚みDは、例えば、500μmである。 In the comparative example shown in FIG. 2B, a capacitance C x -f exists between the X electrode X2R and the finger. A capacitance C y-f exists between the Y electrode Y3R and the finger. The thickness D of the insulating layer between the X electrode X2R and the Y electrode Y3R and the finger is, for example, 500 μm.

図2A及び図2Bの構成例において、例えば、X電極が駆動電極であり、Y電極が受信電極である。図2A及び図2Bに示す双方の構成において、指示体のタッチによって、X電極とY電極で形成される相互容量は減少する。   In the configuration example of FIGS. 2A and 2B, for example, the X electrode is a drive electrode and the Y electrode is a reception electrode. In both configurations shown in FIGS. 2A and 2B, the touch of the indicator reduces the mutual capacitance formed by the X and Y electrodes.

図2Aに示す本実施形態の構成例の絶縁膜厚Dは、図2Bに示す比較例の絶縁膜厚よりもずっと薄い。比較例における絶縁膜厚Dを薄くすると、タッチ時のX電極とY電極との間の容量が増加するようになる。タッチに応じてX電極とY電極との間の相互容量が増加する場合、2点タッチにおいて、実際のタッチ位置と異なる位置で相互容量が増加するゴーストが発生する。比較例のこの問題について、図3A、3B、4を参照して説明する。   The insulating film thickness D of the configuration example of the present embodiment shown in FIG. 2A is much smaller than the insulating film thickness of the comparative example shown in FIG. 2B. When the insulating film thickness D in the comparative example is reduced, the capacitance between the X electrode and the Y electrode at the time of touch is increased. When the mutual capacitance between the X electrode and the Y electrode increases according to the touch, a ghost occurs in which the mutual capacitance increases at a position different from the actual touch position in the two-point touch. This problem of the comparative example will be described with reference to FIGS. 3A, 3B, 4.

図3A及び図3Bは、図2Bに示す比較例の等価回路を模式的に示す。図3Aは、タッチパネルが指にタッチされていない場合の回路を示し、図3Bは、タッチパネルが指にタッチされている場合の回路を示す。図3Aを参照して、電極e1及びe2は、X電極X2R及びY電極Y3Rである。電極e1及びe2の間に、容量Cntが存在している。駆動電極e1に駆動電圧VTxを与えられている。受信電極e2で測定される信号電流がIRxである。 3A and 3B schematically show equivalent circuits of the comparative example shown in FIG. 2B. FIG. 3A shows a circuit when the touch panel is not touched by a finger, and FIG. 3B shows a circuit when the touch panel is touched by a finger. Referring to FIG. 3A, electrodes e1 and e2 are an X electrode X2R and a Y electrode Y3R. There is a capacitance Cnt between the electrodes e1 and e2. The drive voltage V Tx is applied to the drive electrode e1. The signal current measured at the receiving electrode e2 is I Rx .

図3Bを参照して、指は、電極e3、e4、抵抗Rf1、Rf2からなる回路で表わされる。人体は、抵抗Rb及び容量Cを有する。駆動電極e1と指の電極e3との間に、容量Cf1が存在し、受信電極e2と指の電極e4との間に、容量Cf2が存在する。容量Cf1、Cf2の値は、例えば同一である。 Referring to FIG. 3B, the finger is represented by a circuit consisting of electrodes e3 and e4 and resistors R f1 and R f2 . The human body has a resistance Rb and the capacitance C b. A capacitance C f1 is present between the drive electrode e1 and the electrode e3 of the finger, and a capacitance C f2 is present between the reception electrode e2 and the electrode e4 of the finger. The values of the capacitances C f1 and C f2 are, for example, the same.

図4は、図3A及び図3Bに示すモデルにおける、絶縁膜厚Dと受信電極e2における信号電流IRxとの関係の計算結果を示す。当該計算において、駆動電圧VTxが1V、100kHzの正弦波、電極e1、e2、e3、e4は、3mm四方の導体であって、電極e1、e2の回路上の電極間距離は3mmを仮定している。また、ボディ容量Cは100pF、ボディ抵抗Rbは1.5kΩ、そして、指先の抵抗Rf1、Rf2は、それぞれ25Ωを仮定している。 FIG. 4 shows the calculation results of the relationship between the insulating film thickness D and the signal current I Rx at the receiving electrode e2 in the models shown in FIG. 3A and FIG. 3B. In the calculation, assuming that the drive voltage V Tx is a sine wave of 1 V and 100 kHz, the electrodes e1, e2, e3 and e4 are 3 mm square conductors, and the distance between the electrodes e1 and e2 on the circuit is 3 mm. ing. The body capacitance C b is 100 pF, the body resistance Rb is 1.5kΩ And, the fingertip of the resistance R f1, R f2 assumes a 25Ω respectively.

図4に示すように、電極と指との間の絶縁膜厚Dが50μm未満である場合、検出される信号電流が、タッチにより増加する、つまり、X電極とY電極との間の相互容量が増加する。図2Bに示す浮遊電極を含まない比較例において、正確な2点のタッチ位置を検出するために、絶縁膜厚Dが50μm以上であることが必要である。   As shown in FIG. 4, when the insulating film thickness D between the electrode and the finger is less than 50 μm, the signal current to be detected increases due to touch, that is, the mutual capacitance between the X electrode and the Y electrode Will increase. In the comparative example which does not include the floating electrode shown in FIG. 2B, the insulating film thickness D needs to be 50 μm or more in order to detect two accurate touch positions.

図3A、3Bに示すモデルから、タッチによって相互容量の変化(又はΔQ)が、正になるか負になるかは、指と電極e1、e2との間のインピーダンスCとボディのインピーダンスとの関係できまることが分かる。 Figure 3A, the model shown in 3B, the change in mutual capacitance by the touch (or Delta] Q) is, in either a negative or positive going, the impedance C f and the impedance of the body between the finger and the electrode e1, e2 It turns out that the relationship can be done.

絶縁膜厚Dを大きくすることで、指と電極e1、e2との間の静電容量Cf1、Cf2を小さくし、これらのそれぞれのインピーダンスをボディのインピーダンスより大きくすることができる。極端な例を考えると、静電容量Cf1、Cf2のインピーダンスがボディのインピーダンスより十分大きい場合、ボディのインピーダンスをゼロとみなすことができる。この場合、指の抵抗Rf1、Rf2の中間点の電位はグラウンドに固定され、IRxは流れない。そのため、タッチによって信号電流IRxが減少する、つまり、X電極とY電極の相互容量が減少する。 By increasing the insulating film thickness D, the capacitances C f1 and C f2 between the finger and the electrodes e1 and e2 can be reduced, and their respective impedances can be made larger than the impedance of the body. Considering an extreme example, when the impedance of the capacitances C f1 and C f2 is sufficiently larger than the impedance of the body, the impedance of the body can be regarded as zero. In this case, the potential at the midpoint of the finger resistances R f1 and R f2 is fixed to ground, and I Rx does not flow. Therefore, the touch reduces the signal current I Rx , that is, the mutual capacitance of the X electrode and the Y electrode decreases.

一方、絶縁膜厚Dが小さくなると、指と電極e1、e2との間の静電容量Cf1,Cf2が大きく成り、これらインピーダンスが、ボディのインピーダンスより小さくなる。極端な例において、ボディのインピーダンスを無限とみなすことができる。指の電極e3、e4が挿入されることにより、電極e1、e2間の容量が増加し、受信電極e2での信号電流IRxが増加する。このように、タッチによって信号電流IRxが増加する、つまり、X電極とY電極の相互容量が増加する。 On the other hand, when the insulating film thickness D decreases, the capacitances C f1 and C f2 between the finger and the electrodes e1 and e2 increase, and these impedances become smaller than the impedance of the body. In extreme cases, the impedance of the body can be regarded as infinite. By inserting the electrodes e3 and e4 of the finger, the capacitance between the electrodes e1 and e2 increases, and the signal current I Rx at the reception electrode e2 increases. Thus, the touch causes the signal current I Rx to increase, that is, the mutual capacitance of the X electrode and the Y electrode increases.

ゴーストが生じる原因を考える。ボディのインピーダンスを無限とみなした場合、図3Bに示すFINGERの電位はVTxの電位の1/2となる。VTxは交流電圧またはパルス電圧またはステップ電圧を出力するため、FINGERの電位はVTxの出力する電圧の振幅の1/2の振幅で振動する。ボディのインピーダンスが無限大なので、タッチしている手の電位もVTxの電位の1/2に近い電位となる。 Consider the cause of ghosting. Assuming that the impedance of the body is infinite, the potential of FINGER shown in FIG. 3B is 1/2 of the potential of V Tx . Since V Tx outputs an AC voltage or a pulse voltage or a step voltage, the potential of FINGER oscillates at half the amplitude of the voltage output from V Tx . Since the impedance of the body is infinite, the potential of the hand being touched is also a potential close to 1/2 of the potential of V Tx .

してみれば電極e1にタッチしている指以外の指の電位もVTxの電位の1/2に近い電位となる。2点タッチした場合、e1にタッチしている指でない側の指の電位がVTxの電位の1/2に近い電位となるため、e1にタッチしている指でない側の指に対向する位置にある受信電極に電流が流れて該受信電極に接続された電流計で観測される電流IRxが増加する。 In this case, the potential of the finger other than the finger touching the electrode e1 is also a potential close to 1/2 of the potential of V Tx . When two points are touched, the electric potential of the finger on the side not touching e1 is close to 1/2 of the electric potential of V Tx , so the position facing the finger on the side not touching e1 The current flows in the receiving electrode at the point of the current, and the current I Rx observed by the ammeter connected to the receiving electrode increases.

一方絶縁膜厚Dが大きい場合、ボディのインピーダンスのゼロとみなすことができるのでタッチしている指とタッチしていない指の電位はゼロである。このためe1にタッチしている指でない側の指に対向する位置にある受信電極に電流が流れず、該受信電極に接続された電流計で観測される電流IRxは変化しない。 On the other hand, when the insulating film thickness D is large, it can be considered that the impedance of the body is zero, so the potentials of the finger touching and the finger not touching are zero. Therefore, no current flows in the receiving electrode at a position facing the non-finger finger touching e1, and the current I Rx observed by the ammeter connected to the receiving electrode does not change.

上述のように、X電極及びY電極と指との間のインピーダンスを大きくすることで、タッチによる相互容量が減少し、二点タッチにおけるタッチ位置を正確に検出することができる。X電極及びY電極と指との間のインピーダンスを大きい値に維持しつつ、絶縁膜厚Dを薄くするためには、X電極及びY電極を小さくすればよい。これにより、絶縁膜厚Dが薄くても、X電極及びY電極と指との間の容量を小さくし、インピーダンスを大きくすることができる。   As described above, by increasing the impedance between the X and Y electrodes and the finger, the mutual capacitance due to the touch is reduced, and the touch position in the two-point touch can be accurately detected. In order to reduce the insulating film thickness D while maintaining the impedance between the X electrode and the Y electrode and the finger at a large value, the X electrode and the Y electrode may be reduced. Thereby, even if the insulating film thickness D is thin, the capacitance between the X electrode and the Y electrode and the finger can be reduced, and the impedance can be increased.

しかし、X電極及びY電極を小さくすると、タッチ位置の検出精度が低下し得る。本開示のタッチパネル100は、X浮遊電極FXとY浮遊電極FYを含み、さらに、単位格子領域内でのX浮遊電極面積がX電極面積より大きく、Y浮遊電極面積がY電極面積よりも大きい。   However, if the X and Y electrodes are made smaller, the detection accuracy of the touch position may be reduced. The touch panel 100 of the present disclosure includes an X floating electrode FX and a Y floating electrode FY, and further, the X floating electrode area in the unit lattice region is larger than the X electrode area, and the Y floating electrode area is larger than the Y electrode area.

このため、タッチによる信号電流の変化(感度)が増加する、つまり、X電極とY電極との間の相互容量のタッチによる変化(感度)が増加し、正確なタッチ位置を検出できる。特に、X電極及びY電極と指との間の絶縁膜厚Dが50μm未満である構成において、正確なタッチ位置を検出できる。   Therefore, the change (sensitivity) of the signal current due to the touch increases, that is, the change (sensitivity) due to the touch of the mutual capacitance between the X electrode and the Y electrode increases, and the accurate touch position can be detected. In particular, in a configuration in which the insulating film thickness D between the X and Y electrodes and the finger is less than 50 μm, accurate touch position can be detected.

図5A及び5Bは、浮遊電極を含む本開示のタッチパネル100のシミュレーション結果を示す。X浮遊電極及びY浮遊電極は、1辺が略1200μmの正方形であり、浮遊電極間のギャップが、略10μmである。X電極及びY電極それぞれのピッチは、1700μmである。第1絶縁層102はアクリル層であり、その厚みが略10μmである。第2絶縁層103は、下層のアクリル層と上層のハードコート層で構成され、アクリル層が略2μm、ハードコート層が略10μmである。駆動信号は、振幅10V、周波数100kHzを有する。   5A and 5B show simulation results of the touch panel 100 of the present disclosure including floating electrodes. The X floating electrode and the Y floating electrode are squares each having a side of about 1200 μm, and the gap between the floating electrodes is about 10 μm. The pitch of each of the X electrode and the Y electrode is 1700 μm. The first insulating layer 102 is an acrylic layer, and its thickness is approximately 10 μm. The second insulating layer 103 is composed of a lower acrylic layer and an upper hard coat layer, and the acrylic layer is about 2 μm and the hard coat layer is about 10 μm. The drive signal has an amplitude of 10 V and a frequency of 100 kHz.

図5Aは、一点タッチによるタッチポイントでの電荷量変化、二点タッチにおける一つの実際のタッチポイントでの電荷量変化、及び、二点タッチにおけるゴーストポイントでの電荷量変化を示す。ゴーストポイントは、一方の実際のタッチポイントのX電極と、他方の実際のタッチポイントのY電極とか交差するポイントである。   FIG. 5A shows charge amount change at a touch point by one point touch, charge amount change at one actual touch point in a two point touch, and charge amount change at a ghost point in a two point touch. A ghost point is a point at which an X electrode of one actual touch point intersects with a Y electrode of the other actual touch point.

図5Aに示すように、一点タッチにより、タッチポイントでの電荷量(信号電流)が減少する。同様に、二点タッチにより、二つのタッチポイントそれぞれでの電荷量(信号電流)が減少する。一点タッチと二点タッチにより電荷量(信号電流)の変化は略同様である。二点タッチにおけるゴーストポイントでの電荷量(信号電流)は増加している。図5Aに示すように、浮遊電極を含む本開示のタッチパネルによって、表面絶縁膜を薄くしても、正確に二点タッチのタッチポイントを検出することができる。   As shown in FIG. 5A, one point touch reduces the amount of charge (signal current) at the touch point. Similarly, the two-point touch reduces the amount of charge (signal current) at each of the two touch points. The change in the amount of charge (signal current) is substantially similar between the one-point touch and the two-point touch. The charge amount (signal current) at the ghost point in the two-point touch is increasing. As shown to FIG. 5A, even if it thins a surface insulation film, the touch point of a two-point touch can be detected correctly by the touch panel of this indication containing a floating electrode.

図5Bは、無タッチ時、一点タッチにおけるタッチポイント、及び、ゴーストポイントにおける電荷量Qを示す。図5Bは、さらに、一点タッチによる無タッチ時からの容量の変化量ΔQを示す。図5Cは、図2Bに示す比較例の同様のシミュレーション結果を示す。   FIG. 5B shows the amount of charge Q at a touch point at a single point touch and at a ghost point when no touch is performed. FIG. 5B further shows the amount of change in capacitance ΔQ from the time of non-touch due to one-point touch. FIG. 5C shows similar simulation results of the comparative example shown in FIG. 2B.

図5B、5Cに示すように、一点タッチによって電荷量Qは減少し、ゴーストタッチポイントにおける電荷量は増加する。図5B、5Cを比較して理解されるように、本開示のタッチパネル100における無タッチ時の電荷量Qに対するタッチによる電荷変化量ΔQの割合は、比較例における無タッチ時の電荷量Qに対するタッチによる電荷変化量ΔQの割合よりも大きい。信号電流の測定回路のダイナミックレンジのうち、ΔQが占める割合が増すこのため、SN比が向上する。   As shown in FIGS. 5B and 5C, the charge amount Q decreases with one point touch, and the charge amount at the ghost touch point increases. As can be understood by comparing FIGS. 5B and 5C, the ratio of the charge change amount ΔQ by the touch to the charge amount Q at no touch in the touch panel 100 of the present disclosure is the touch to the charge amount Q at no touch in the comparative example. Larger than the ratio of the charge change amount .DELTA.Q due to. The ratio occupied by ΔQ in the dynamic range of the circuit for measuring the signal current is increased, so that the SN ratio is improved.

図5Dは、図2Bに示す比較例において、絶縁層の厚みDを薄くした構造(10μm)における、電荷量変化の実験結果を示す。具体的には、一点タッチによるタッチポイントでの電荷量変化、及び、二点タッチにおけるゴーストポイントでの電荷量変化を示す。一点タッチにより、そのタッチ位置の相互容量が増加し、信号電荷量が増加する。一方、ゴーストの位置の信号電荷量も増加する。   FIG. 5D shows experimental results of charge amount change in a structure (10 μm) in which the thickness D of the insulating layer is reduced in the comparative example shown in FIG. 2B. Specifically, the charge amount change at the touch point due to the one-point touch and the charge amount change at the ghost point in the two-point touch are shown. By one-point touch, the mutual capacitance of the touch position is increased, and the signal charge amount is increased. On the other hand, the signal charge amount at the position of the ghost also increases.

このように、比較例における絶縁膜厚Dを薄くすると、タッチ時のX電極とY電極との間の容量が増加するようになる。タッチに応じてX電極とY電極との間の相互容量が増加する場合、2点タッチにおいて、実際のタッチ位置と異なる位置で相互容量が増加するゴーストが発生する。実際のタッチ及びゴーストタッチによる信号電荷量が同程度であり、実際のタッチとゴーストタッチとを閾値を用いて識別することができない。   Thus, when the insulating film thickness D in the comparative example is reduced, the capacitance between the X electrode and the Y electrode at the time of touch is increased. When the mutual capacitance between the X electrode and the Y electrode increases according to the touch, a ghost occurs in which the mutual capacitance increases at a position different from the actual touch position in the two-point touch. The amount of signal charge due to the actual touch and the ghost touch is comparable, and the actual touch and the ghost touch can not be identified using the threshold.

以下において、本開示のタッチパネル100の構成を、数式を使用して説明する。以下においては、図2Aに示す構成例を使用する。図6Aは、図2Aに示す構成例において、指がタッチしているときの、回路モデルを模式的に示す。図6Bは、図6Aのモデルの等価回路を模式的に示す。   Hereinafter, the configuration of the touch panel 100 of the present disclosure will be described using formulas. In the following, the configuration example shown in FIG. 2A is used. FIG. 6A schematically shows a circuit model when a finger is touching in the configuration example shown in FIG. 2A. FIG. 6B schematically shows an equivalent circuit of the model of FIG. 6A.

図6A、6Bに示すように、電源VTxの振幅はVであり、角周波数はωである。X電極X2と指との間の合成容量、及び、Y電極Y3と指との間の合成容量を、共にCf2と示す。これらの値は同一である。X電極X2と指とのインピーダンスZ及びY電極Y3と指とのインピーダンスZは同一の値であり、以下の数式で表わされる。なお、jは虚数を表す。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the amplitude of the power supply V Tx is V, and the angular frequency is ω. The combined capacitance between the X electrode X2 and the finger and the combined capacitance between the Y electrode Y3 and the finger are both denoted as C f2 . These values are identical. Impedance Z 1 and the Y electrode Y3 and the impedance Z 1 of the finger and the X electrode X2 and the fingers are the same value, it is expressed by the following equation. Here, j represents an imaginary number.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

図3A、3Bを参照して説明したように、指及びボディは、特定の回路で表わすことができる。ここで、指の抵抗Rf1、Rf2のインピーダンスをゼロとする。すると、指及びボディのインピーダンスZは、以下の数式で表わされる。 As described with reference to FIGS. 3A, 3B, the finger and the body can be represented by a specific circuit. Here, the impedance of the finger resistances R f1 and R f2 is set to zero. Then, the impedance Z 2 of the fingers and the body is represented by the following formula.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

図6Bに示す回路において電源VTxから見た回路の合成インピーダンスZは、次の数式で表わされる。 In the circuit shown in FIG. 6B, the combined impedance Z t of the circuit viewed from the power supply V Tx is expressed by the following equation.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

図6Bに示す回路の全電流Iは、次の数式で表わされる。 Total current I t of the circuit shown in FIG. 6B is expressed by the following equation.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

したがって、信号電流IRxは、次の数式で表わされる。 Therefore, the signal current I Rx is expressed by the following equation.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

ここで、無タッチ時のX電極X2とY電極Y3の間の容量をCntとする。無タッチ時の信号電流Intは、次の数式で表わされる。 Here, the capacitance between the X electrode X2 and the Y electrode Y3 at the time of no touch is C nt . The signal current Int at the time of no touch is expressed by the following equation.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

タッチによって相互容量が減少することは、次の数式で示される条件が満たされることを意味する。   The decrease in mutual capacity by touch means that the condition represented by the following equation is satisfied.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

つまり、次の数式が成立する。   That is, the following formula is established.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

数式8から、次の数式が成立する。   From Equation 8, the following equation is established.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

さらに、数式1及び数式2から、次の数式が成立する。   Furthermore, the following equation is established from Equation 1 and Equation 2.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

ここで、JISの人体モデルに従えば、R=1.5kΩ、C=100pFである。典型的なタッチパネルの駆動周波数は100kHzであり、角周波数ωは2π×100×10ラジアン/秒である。したがって、インピーダンスZは、以下のように計算できる。 Here, according to the human body model of JIS, R b = 1.5 kΩ and C b = 100 pF. The driving frequency of a typical touch panel is 100 kHz, and the angular frequency ω is 2π × 100 × 10 3 radians / second. Therefore, the impedance Z 2 may be calculated as follows.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

したがって、Zは−j16kΩと近似できる、つまり、Rは0に近似できる。ここで、Z=1/jωCとして、数式(8)におけるZをZに置き換える。 Thus, Z 2 can be approximated to −j 16 kΩ, that is, R b can be approximated to 0. Here, Z 2 in equation (8) is replaced with Z 3 as Z 3 = 1 / jωC b .

Figure 2019121353
Figure 2019121353

数式(12)におけるZとZを、それぞれ、1/(jωCf2)と1/jωCに書き換えて、以下の数式が得られる。 Rewriting Z 1 and Z 3 in Equation (12) into 1 / (jωC f2 ) and 1 / jωC b , respectively, the following equation is obtained.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

数式(13)から、以下の数式が得られる。   The following equation is obtained from equation (13).

Figure 2019121353
Figure 2019121353

数式(14)において、(Cnt−(Cnt1/2(C+Cnt1/2)は負である。したがって、次の数式が得られる。 In Equation (14), (C nt - (C nt) 1/2 (C b + C nt) 1/2) is negative. Therefore, the following formula is obtained.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

上記数式で記述された変数の値の一例を実施例に基づき説明する。本実施例のタッチパネルの概形は図1A、1Bと同じである。本実施例では当該タッチパネルを平面視した際、X浮遊電極FXおよびY浮遊電極FYは1辺が1180μmの正方形であり、隣り合うX浮遊電極FXとY浮遊電極FYの間のギャップが9μmである。X電極のピッチPXE及びY電極のピッチPYEは共に1680μmである。 An example of the value of the variable described by the above equation will be described based on the embodiment. The outline of the touch panel in the present embodiment is the same as in FIGS. 1A and 1B. In this embodiment, when the touch panel is viewed in plan, the X floating electrode FX and the Y floating electrode FY have a square shape of 1180 μm on one side, and the gap between the adjacent X floating electrode FX and the Y floating electrode FY is 9 μm. . Both the pitch P XE of the X electrode and the pitch P YE of the Y electrode are 1680 μm.

X電極は菱形の部分が帯状の接続部を介して数珠状に連結された形状で,当該菱形の部分は一辺の長さが230μmの正方形であり、帯状の接続部の帯の幅は50μmである。Y電極は菱形の部分が帯状の接続部を介して数珠状に連結された形状で、当該菱形の部分は一辺の長さが230μmの正方形であり、帯状の接続部の帯の幅は50μmである。   The X electrode has a shape in which rhombus parts are connected in a beaded connection via a band-like connection part, the rhombus part is a square with a side length of 230 μm, and the band width of the band-like connection part is 50 μm is there. The Y electrode has a shape in which a rhombus portion is connected in a beaded connection via a band-like connection portion, the rhombus portion is a square having a side length of 230 μm, and the band width of the band-like connection portion is 50 μm. is there.

第1絶縁層102は比誘電率が3のアクリル層であり、その厚みが略10μmである。第2絶縁層103は、下層のアクリル層と上層のハードコート層で構成され、アクリル層は比誘電率が3で厚みが1.5μm、ハードコート層は比誘電率が5.3で厚みが略10μmである。駆動信号は周波数100kHzである。   The first insulating layer 102 is an acrylic layer having a relative dielectric constant of 3 and has a thickness of about 10 μm. The second insulating layer 103 is composed of a lower acrylic layer and an upper hard coat layer. The acrylic layer has a dielectric constant of 3 and a thickness of 1.5 μm, and the hard coat layer has a dielectric constant of 5.3 and a thickness It is approximately 10 μm. The drive signal is at a frequency of 100 kHz.

本構成例の場合、図2Aを参照すると、X電極と一つのX浮遊電極FXとの間に存在する容量Cx−fxの値は0.5pFであり、一つのX浮遊電極FXと指との間に存在する容量Cfx−fの値は5.2pFである。またY電極と一つのY浮遊電極FYとの間に存在する容量Cy−fyの値は0.5pFであり、一つのY浮遊電極FYと指との間に存在する容量Cfy−fの値は5.2pFである。 In the case of this configuration example, referring to FIG. 2A, the value of the capacitance C x −fx existing between the X electrode and one X floating electrode FX is 0.5 pF, and one X floating electrode FX and one finger The value of the capacitance C fx −f existing between is 5.2 pF. The value of the capacitance C y-fy existing between the Y electrode and one Y floating electrode FY is 0.5 pF, and the capacitance C fy-f existing between one Y floating electrode FY and the finger is The value is 5.2 pF.

図6Aを参照すると、一つのX浮遊電極を介して指とX電極との間に形成される容量Cf2は容量Cx−fxと容量Cfx−fとを直列接続した容量であり、その値は0.456pFである。一つのY浮遊電極を介して指とY電極との間に形成される容量は同じ値の0.456pFであり、同じ記号Cf2であらわす。タッチパネルが指にタッチされていない場合、X電極とY電極との間にはX浮遊電極、Y浮遊電極を介して相互容量が形成されるが、X電極とY電極の交差部1か所あたりの相互容量はCntで表され、その値は0.288pFである。この値は測定または3次元形状に基づく容量シミュレータによって求めることができる。 Referring to FIG. 6A, a capacitance C f2 formed between a finger and an X electrode via one X floating electrode is a capacitance obtained by connecting a capacitance C x -fx and a capacitance C fx -f in series, The value is 0.456 pF. The capacitance formed between the finger and the Y electrode through one Y floating electrode has the same value of 0.456 pF and is denoted by the same symbol C f 2 . When the touch panel is not touched by a finger, a mutual capacitance is formed between the X electrode and the Y electrode via the X floating electrode and the Y floating electrode, but the cross portion of the X electrode and the Y electrode is located at one place. The mutual capacitance of is represented by C nt and its value is 0.288 pF. This value can be determined by measurement or by means of a capacity simulator based on a three-dimensional shape.

人体モデルに従い、R=1.5kΩ、C=100pFとし、上記で述べた数値を用いると、数式8の左辺の値は1.31x10−9ジーメンスとなり、数式8の右辺の値は1.81×10−7ジーメンスとなり、本実施例は数式8を満たす。またR=1.5kΩ、C=100pFを用いると数式8は次の通り表わされる。 Assuming that R b = 1.5 kΩ and C b = 100 pF according to the human body model and using the values described above, the value on the left side of Equation 8 is 1.31 × 10 −9 Siemens, and the value on the right side of Equation 8 is 1. 81 × 10 −7 Siemens, and the present embodiment satisfies Equation 8. Further, using R b = 1.5 kΩ and C b = 100 pF, Expression 8 is expressed as follows.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

また数式10の左辺の値は4.28×10−30[F]となり、数式10の右辺の値は8.32×10−26[F]となり、本実施例は数式10を満たす。またR=1.5kΩ、C=100pFを用いると数式10は次の通り表わされる。 The value on the left side of Formula 10 is 4.28 × 10 −30 [F 2 ], the value on the right side of Formula 10 is 8.32 × 10 −26 [F 2 ], and this example satisfies Formula 10. Further, using R b = 1.5 kΩ and C b = 100 pF, Expression 10 is expressed as follows.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

また数式15のCf2の値は4.56×10−13Fであり,数式15の右辺の値は5.66×10−12Fとなり,本実施例は数式15を満たす.またR=1.5kΩ、C=100pFを用いると数式15は次の通り表わされる。 Further, the value of C f2 of Formula 15 is 4.56 × 10 −13 F, the value of the right side of Formula 15 is 5.66 × 10 −12 F, and this example satisfies Formula 15. Further, using R b = 1.5 kΩ and C b = 100 pF, Expression 15 is expressed as follows.

Figure 2019121353
Figure 2019121353

以下において、タッチパネル100の制御方法を説明する。以下に説明する例において、タッチパネル100は、触覚提示パネルとしても機能する。触覚提示パネルは、X電極とY電極との間で生成される所定周波数で振動する静電気力によって、指にテクスチャ感を与える。   The control method of the touch panel 100 will be described below. In the example described below, the touch panel 100 also functions as a tactile sense presentation panel. The tactile presentation panel imparts a feeling of texture to the finger by the electrostatic force oscillating at a predetermined frequency generated between the X electrode and the Y electrode.

つまり、X電極及びY電極には、タッチポイントの検出と共に、テクスチャ感を与えるためにも使用される。タッチパネル100の制御方法は、ユーザが、タッチ面105をタッチするときに、タッチ面105上のタッチ位置を特定すると共に、指にテクスチャ感を与える。以下において、触覚提示パネルとしても機能するタッチパネル100を、触覚提示タッチパネルとも呼ぶ。なお、タッチパネル100は、タッチ位置検出のみに使用されてもよい。   That is, the X electrode and the Y electrode are also used to give a sense of texture together with the detection of the touch point. When the user touches the touch surface 105, the control method of the touch panel 100 specifies the touch position on the touch surface 105 and gives the finger a feeling of texture. Hereinafter, the touch panel 100 which also functions as a tactile sense presentation panel is also referred to as a tactile sense presentation touch panel. The touch panel 100 may be used only for touch position detection.

タッチパネル100は、X電極及びY電極に加え、X浮遊電極及びY浮遊電極を含む。上述のように、単位格子領域内で、X浮遊電極面積はX電極面積より大きく、Y浮遊電極面積はY電極面積より大きい。また、上述のように、本実施形態のタッチパネル100は、X浮遊電極及びY浮遊電極を覆う絶縁層102を薄くしても、二点タッチにおける実際のタッチポイントとゴーストポイントとを区別し、正確な二点のタッチ位置を特定することできる。   The touch panel 100 includes an X floating electrode and a Y floating electrode in addition to the X electrode and the Y electrode. As described above, in the unit lattice region, the X floating electrode area is larger than the X electrode area, and the Y floating electrode area is larger than the Y electrode area. Further, as described above, the touch panel 100 according to the present embodiment distinguishes the actual touch point and the ghost point in the two-point touch even if the insulating layer 102 covering the X floating electrode and the Y floating electrode is thinned, and is accurate Can identify two touch points.

本実施形態のタッチパネル100は、X浮遊電極及びY浮遊電極と指との距離が近く、かつ指と対向するX浮遊電極及びY浮遊電極の面積がX電極及びY電極より大きいため、指とX浮遊電極及びY浮遊電極との間に強い静電気力を生み、大きなテクスチャ感を提示することができる。   In the touch panel 100 according to the present embodiment, the distance between the X floating electrode and the Y floating electrode and the finger is short, and the area of the X floating electrode and the Y floating electrode facing the finger is larger than the X electrode and the Y electrode. A strong electrostatic force can be generated between the floating electrode and the Y floating electrode, and a large texture can be presented.

図7は、表示装置10の構成例を模式的に示す。表示装置10は、画像を表示する表示パネル200と、表示パネル200の前側(ユーザ側)に配置されているタッチパネル100と、表示パネル200及びタッチパネル100に接続され、それらを制御する表示装置制御部300と、を含む。   FIG. 7 schematically shows a configuration example of the display device 10. The display device 10 is connected to the display panel 200 for displaying an image, the touch panel 100 disposed on the front side (user side) of the display panel 200, the display panel 200 and the touch panel 100, and a display device control unit for controlling them. And 300.

表示パネル200は、例えば、液晶表示パネル又はOLED(Organic Light Emitting Diode)表示パネルである。表示装置制御部300は、外部から入力された画像データに基づいて、表示パネル200に画像を表示させる。表示装置制御部300は、タッチパネル100を制御して、タッチパネル100における指のタッチ面でのタッチ位置を検出する。表示装置制御部300は、タッチパネル100を制御して、表示パネル200に表示させたボタン等の領域に対応する領域にテクスチャ感を提示させる。   The display panel 200 is, for example, a liquid crystal display panel or an OLED (Organic Light Emitting Diode) display panel. The display device control unit 300 causes the display panel 200 to display an image based on image data input from the outside. The display device control unit 300 controls the touch panel 100 to detect the touch position on the touch surface of the finger on the touch panel 100. The display device control unit 300 controls the touch panel 100 to present a texture feeling in the area corresponding to the area such as the button displayed on the display panel 200.

表示装置制御部300は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、及び外部とのインタフェースを含む。これら構成要素は、内部配線によって相互接続される。プロセッサは、メモリ格納されているプログラムに従って動作することによって所定の機能を実現する。プロセッサが実行するプログラム及び参照するデータは、例えば、ストレージからメモリにロードされる。表示装置制御部300は、プロセッサに加え又は代えて、所定機能を実現する論理回路を含む。   The display device control unit 300 includes, for example, a processor, a memory, a storage, and an interface with the outside. These components are interconnected by internal wiring. The processor realizes a predetermined function by operating according to a program stored in the memory. The program executed by the processor and the data to be referred to are, for example, loaded from storage into memory. The display control unit 300 includes, in addition to or in place of the processor, a logic circuit that implements a predetermined function.

図8は、表示装置10に含まれる触覚提示タッチパネル装置15の論理構成例を模式的に示す。触覚提示タッチパネル装置15は、触覚提示タッチパネル100及び触覚提示タッチパネル100を制御する、触覚提示タッチパネル制御部350を含む。触覚提示タッチパネル制御部350は、表示装置制御部300の一部である。   FIG. 8 schematically shows an example of the logical configuration of the tactile sense touch panel device 15 included in the display device 10. As shown in FIG. The tactile sense presentation touch panel device 15 includes a tactile sense presentation touch panel control unit 350 that controls the tactile sense presentation touch panel 100 and the tactile sense presentation touch panel 100. The tactile sense presentation touch panel control unit 350 is a part of the display device control unit 300.

触覚提示タッチパネル制御部350は、タッチパネル駆動部351を含む。タッチパネル駆動部351は、タッチ面105への物体の接触を検出すべくX電極(図1Aの例においてX電極X0〜X4)、及び、Y電極(図1Aの例においてY電極Y0〜Y4)の動作を制御する。タッチパネル駆動部351は、X電極及びY電極を利用してタッチ面105への指示体のタッチを検出するタッチパネルの機能を実現するための回路である。   The tactile sense touch panel control unit 350 includes a touch panel drive unit 351. The touch panel drive unit 351 detects the contact of an object on the touch surface 105 with X electrodes (X electrodes X0 to X4 in the example of FIG. 1A) and Y electrodes (Y electrodes Y0 to Y4 in the example of FIG. 1A). Control the operation. The touch panel drive unit 351 is a circuit for realizing the function of a touch panel that detects a touch of a pointer on the touch surface 105 using an X electrode and a Y electrode.

触覚提示タッチパネル制御部350は、タッチ面105にテクスチャ感を提示させるべくX電極の動作を制御するためのX電極駆動部352と、タッチ面105上にテクスチャ感を提示させるべくY電極の動作を制御するためのY電極駆動部353とを含む。X電極駆動部352及びY電極駆動部353は、X電極及びY電極を利用してタッチ面105上にテクスチャ感を提示するための回路である。   The tactile sense presentation touch panel control unit 350 operates the X electrode drive unit 352 for controlling the operation of the X electrode so as to cause the touch surface 105 to present a texture feeling, and the operation of the Y electrode to present the texture feeling on the touch surface 105. And Y electrode driver 353 for control. The X electrode drive unit 352 and the Y electrode drive unit 353 are circuits for presenting texture feeling on the touch surface 105 using the X electrode and the Y electrode.

触覚提示タッチパネル制御部350は、複数のX電極に接続されたスイッチ(SW)354と、複数のY電極に接続されたスイッチ355とを含む。スイッチ354は、一部のX電極をタッチパネル駆動部351へ接続し、他のX電極をX電極駆動部352へ接続し、各X電極の接続を一方から他方へ切り替えることができるように構成されている。スイッチ355は、一部のY電極をタッチパネル駆動部351へ接続し、他のY電極をY電極駆動部353へ接続し、各Y電極の接続を一方から他方へ切り替えることができるように構成されている。   The tactile sense presentation touch panel control unit 350 includes a switch (SW) 354 connected to a plurality of X electrodes and a switch 355 connected to a plurality of Y electrodes. The switch 354 is configured to connect a part of X electrodes to the touch panel drive unit 351, connect other X electrodes to the X electrode drive unit 352, and switch the connection of each X electrode from one to the other. ing. The switch 355 is configured to connect a part of the Y electrodes to the touch panel drive unit 351, connect the other Y electrodes to the Y electrode drive unit 353, and switch the connection of each Y electrode from one to the other. ing.

触覚提示タッチパネル制御部350は、主制御部356を含む。主制御部356は、タッチパネル駆動部351、X電極駆動部352、Y電極駆動部353、スイッチ354及びスイッチ355に接続されている。主制御部356は、触覚提示タッチパネル制御部350の外部からの制御信号を受信し、触覚提示タッチパネル制御部350内の他の構成要素を制御する。   The tactile sense touch panel control unit 350 includes a main control unit 356. The main control unit 356 is connected to the touch panel drive unit 351, the X electrode drive unit 352, the Y electrode drive unit 353, the switch 354, and the switch 355. The main control unit 356 receives a control signal from the outside of the tactile sense touch panel control unit 350, and controls other components in the tactile sense touch panel control unit 350.

触覚提示タッチパネル装置15は、X電極駆動部352及びY電極駆動部353の動作により、タッチ面105にテクスチャ感を提示する。ユーザがタッチ面105に指を接触させた場合、この指は、絶縁体を挟んでX電極又はY電極と対向してグラウンドに接続された電極と等価である。X電極又はY電極に電圧が印加された場合は、X電極又はY電極と指との間に静電気による引力(静電気力)が発生する。   The tactile sense presentation touch panel device 15 presents a feeling of texture on the touch surface 105 by the operations of the X electrode drive unit 352 and the Y electrode drive unit 353. When the user brings a finger into contact with the touch surface 105, this finger is equivalent to an electrode connected to the ground with the X electrode or the Y electrode facing the insulator. When a voltage is applied to the X electrode or the Y electrode, an electrostatic attraction (electrostatic force) is generated between the X electrode or the Y electrode and the finger.

交流電圧が印加された場合は、静電気力が周期的に変化する。静電気力が変化することにより、タッチ面105と指との間の摩擦力が周期的に変化する。ユーザが指でタッチ面105をなぞったとき、指で感じられる摩擦力が周期的に変化し、ユーザはテクスチャ感を知覚する。交流電圧の周波数が5Hzを超過し500Hz未満である場合に、触覚が知覚され、周波数がこの範囲内にない場合には触覚が知覚されない。   When an alternating voltage is applied, the electrostatic force periodically changes. Due to the change in electrostatic force, the frictional force between the touch surface 105 and the finger changes periodically. When the user traces the touch surface 105 with a finger, the frictional force felt by the finger changes periodically, and the user perceives a feeling of texture. A touch is perceived if the frequency of the alternating voltage is greater than 5 Hz and less than 500 Hz, and no touch is perceived if the frequency is not in this range.

また、X電極に第1周波数f1の交流電圧が印加され、Y電極に第2周波数f2の交流電圧が印加された場合は、静電気力は第1周波数f1及び第2周波数f2で変化する。更に、第1周波数f1と第2周波数f2との差の周波数で静電気力が変化するうなりが発生する。うなりの周波数が10Hzを超過し1000Hz未満である場合にうなりによるテクスチャ感が知覚され、うなりの周波数がこの範囲内にない場合にはうなりによるテクスチャ感が知覚されない。   When an alternating voltage of the first frequency f1 is applied to the X electrode and an alternating voltage of the second frequency f2 is applied to the Y electrode, the electrostatic force changes at the first frequency f1 and the second frequency f2. Furthermore, a beat occurs in which the electrostatic force changes at the frequency of the difference between the first frequency f1 and the second frequency f2. The texture feeling due to the beat is perceived when the beat frequency exceeds 10 Hz and is less than 1000 Hz, and the texture feeling due to the beat is not perceived when the beat frequency is not within this range.

一例において、第1周波数f1及び第2周波数f2が共に500Hz以上であり、第1周波数f1と第2周波数f2との差の絶対値が10Hzを超過し1000Hz未満となるように、第1周波数f1及び第2周波数f2が定められている。例えば、第1周波数f1=1000Hz、第2周波数f2=1240Hzである。   In one example, the first frequency f1 is set so that the first frequency f1 and the second frequency f2 are both 500 Hz or more, and the absolute value of the difference between the first frequency f1 and the second frequency f2 exceeds 10 Hz and is less than 1000 Hz. And a second frequency f2 is determined. For example, the first frequency f1 = 1000 Hz and the second frequency f2 = 1240 Hz.

X電極駆動部352は、主制御部356の制御により、X電極駆動部352に接続されたX電極の内、一部のX電極に第1交流電圧を与え、他のX電極をグラウンドに接続する。Y電極駆動部353は、Y電極駆動部353に接続されたY電極の内、主制御部356の制御により、一部のY電極に第2交流電圧を与え、他のY電極14をグラウンドに接続する。   Under control of the main control unit 356, the X electrode drive unit 352 applies a first AC voltage to some of the X electrodes connected to the X electrode drive unit 352, and connects the other X electrodes to the ground. Do. Of the Y electrodes connected to the Y electrode drive unit 353, the Y electrode drive unit 353 applies a second AC voltage to some of the Y electrodes under control of the main control unit 356, and sets the other Y electrodes 14 to ground. Connecting.

例えば、タッチパネル100が5本のX電極X0〜X4及び6本のY電極Y0〜Y5を備え、X電極X1に第1交流電圧が与えられ、Y電極Y1に第2交流電圧が与えられ、X電極X2〜X4及びY電極Y2〜Y5がグラウンドに接続されるとする。このとき、タッチ面105のX電極X1及びY電極Y1が交差している部分では、240Hzのうなりが発生し、ユーザは指でテクスチャ感を知覚することができる。X電極X1及びY電極Y2〜Y5が交差している部分では、1000Hzで静電気力が変化するものの、テクスチャ感は知覚されない。   For example, the touch panel 100 includes five X electrodes X0 to X4 and six Y electrodes Y0 to Y5, the first AC voltage is applied to the X electrode X1, the second AC voltage is applied to the Y electrode Y1, and It is assumed that the electrodes X2 to X4 and the Y electrodes Y2 to Y5 are connected to the ground. At this time, a beat of 240 Hz occurs at a portion where the X electrode X1 and the Y electrode Y1 of the touch surface 105 intersect, and the user can perceive a texture feeling with a finger. At the intersection of the X electrode X1 and the Y electrodes Y2 to Y5, although the electrostatic force changes at 1000 Hz, no texture is perceived.

Y電極Y1及びX電極X2〜X4が交差している部分では、1240Hzで静電気力が変化するものの、テクスチャ感は知覚されない。他の部分では、静電気力は変化せず、テクスチャ感は知覚されない。このようにして、触覚提示タッチパネル装置15は、タッチ面105の任意の位置にテクスチャ感を提示することができる。なお、X電極駆動部352及びY電極駆動部353は、X電極及びY電極をグラウンドではなく所定の直流電源に接続してもよい。   In the portion where the Y electrode Y1 and the X electrodes X2 to X4 intersect, although the electrostatic force changes at 1240 Hz, no texture is perceived. In the other part, the electrostatic force does not change, and no sense of texture is perceived. In this manner, the touch sense touch panel device 15 can present a feeling of texture at any position on the touch surface 105. The X electrode driving unit 352 and the Y electrode driving unit 353 may connect the X electrode and the Y electrode to a predetermined DC power supply instead of the ground.

タッチパネル駆動部351は、X電極に順次駆動信号を与え、各X電極に駆動信号を与えている間に、順次又は同時にY電極の信号電流を測定する。なお、連続する複数のX電極からなるグループ単位で駆動信号を与え、又、連続する複数のY電極からなるグループ単位で信号電流を測定してもよい。   The touch panel drive unit 351 sequentially supplies drive signals to the X electrodes, and measures signal current of the Y electrodes sequentially or simultaneously while supplying drive signals to the X electrodes. The drive signal may be given in a group unit of a plurality of continuous X electrodes, and the signal current may be measured in a group unit of a plurality of continuous Y electrodes.

X電極及びY電極が交差している部分では、X電極及びY電極の間に静電容量が発生する。タッチパネル駆動部351が一つのX電極へ交流信号を入力した場合、当該X電極と選択したY電極との間に交流電流が流れ、タッチパネル駆動部351は、交流電流を検出する。   In the portion where the X electrode and the Y electrode intersect, a capacitance is generated between the X electrode and the Y electrode. When the touch panel drive unit 351 inputs an alternating current signal to one X electrode, an alternating current flows between the X electrode and the selected Y electrode, and the touch panel drive unit 351 detects the alternating current.

タッチ面105上で、X電極及びY電極が交差している部分に対向する部分に、ユーザの指が接触した場合、X電極又はY電極と指との間に静電容量が発生し、X電極及びY電極の間の静電容量が減少する。これに伴い、Y電極の信号電流(交流電流)が減少する。   When the user's finger comes in contact with a portion on the touch surface 105 facing the portion where the X electrode and the Y electrode intersect, a capacitance is generated between the X electrode or the Y electrode and the finger, X The capacitance between the electrode and the Y electrode is reduced. Along with this, the signal current (AC current) of the Y electrode decreases.

主制御部356は、タッチパネル駆動部351に、駆動信号を与えるX電極及び信号電流を測定するY電極を指定する。主制御部356は、タッチパネル駆動部351が測定する信号電流と所定の閾値とを比較して、タッチパネル駆動部351に接続しているX電極及びY電極の間の静電容量が減少したことを検出する。   The main control unit 356 specifies, to the touch panel drive unit 351, an X electrode to which a drive signal is to be supplied and a Y electrode to measure a signal current. The main control unit 356 compares the signal current measured by the touch panel drive unit 351 with a predetermined threshold value, and determines that the capacitance between the X electrode and the Y electrode connected to the touch panel drive unit 351 is reduced. To detect.

主制御部356は、静電容量が減少した場合にタッチパネル駆動部351に接続しているX電極及びY電極を特定することにより、ユーザの指が接触している位置を特定する。接触位置は、タッチ面105上で、タッチパネル駆動部351に接続されているX電極及びY電極が交差している部分に対向する位置である。   The main control unit 356 specifies the position where the user's finger is in contact by specifying the X electrode and the Y electrode connected to the touch panel drive unit 351 when the capacitance decreases. The contact position is a position on the touch surface 105 facing a portion where the X electrode and the Y electrode connected to the touch panel drive unit 351 intersect.

次に、触覚提示タッチパネル装置15がタッチポイントの検出とテクスチャ感の提示とを両立させる処理を説明する。主制御部356は、スイッチ354が各X電極をタッチパネル駆動部351及びX電極駆動部352のどちらへ接続するのかを制御する。同様に、主制御部356は、スイッチ355が各Y電極をタッチパネル駆動部351及びY電極駆動部353のどちらへ接続するのかを制御する。   Next, processing in which the tactile sense presentation touch panel device 15 makes detection of the touch point and presentation of the feeling of texture compatible with each other will be described. The main control unit 356 controls which of the touch panel drive unit 351 and the X electrode drive unit 352 the switch 354 connects the X electrode to. Similarly, the main control unit 356 controls which of the touch panel drive unit 351 and the Y electrode drive unit 353 the switch 355 connects to each of the Y electrodes.

主制御部356は、スイッチ354に、一部のX電極をタッチパネル駆動部351へ接続させ、他のX電極をX電極駆動部352へ接続させる。また、主制御部356は、スイッチ354に、タッチパネル駆動部351へ接続するX電極を順次変更させる。   The main control unit 356 causes the switch 354 to connect a part of the X electrodes to the touch panel drive unit 351, and causes the other X electrodes to be connected to the X electrode drive unit 352. Further, the main control unit 356 causes the switch 354 to sequentially change the X electrode connected to the touch panel drive unit 351.

タッチパネル駆動部351へ接続するX電極を変更する際には、スイッチ354は、これまでタッチパネル駆動部351へ接続していたX電極をX電極駆動部352へ接続し、これまでX電極駆動部352へ接続していた複数のX電極13の内の一部のX電極をタッチパネル駆動部351へ接続する。   When changing the X electrode connected to the touch panel drive unit 351, the switch 354 connects the X electrode which has been connected to the touch panel drive unit 351 to the X electrode drive unit 352, and the X electrode drive unit 352 The touch panel drive unit 351 is connected to a part of the X electrodes of the plurality of X electrodes 13 connected to the touch panel drive unit 351.

例えば、X電極X0〜X4の内、X電極X0がタッチパネル駆動部351へ接続され、X電極X1〜X4がX電極駆動部352へ接続された状態から、X電極X1がタッチパネル駆動部351へ接続され、X電極X0、X2〜X4がX電極駆動部352へ接続された状態へ変更される。同様に、タッチパネル駆動部351へ接続されるX電極が順次的に変更される。   For example, X electrode X1 is connected to touch panel drive unit 351 from the state where X electrode X0 is connected to touch panel drive unit 351 and X electrodes X1 to X4 are connected to X electrode drive unit 352 among X electrodes X0 to X4. And the X electrodes X0 and X2 to X4 are connected to the X electrode driving unit 352. Similarly, the X electrodes connected to the touch panel drive unit 351 are sequentially changed.

主制御部356は、スイッチ355に、一部のY電極をタッチパネル駆動部351へ接続させ、他のY電極をY電極駆動部353へ接続させ、タッチパネル駆動部351へ接続するY電極を順次的に変更させる。タッチパネル駆動部351へ接続するY電極を変更する際には、スイッチ355は、これまでタッチパネル駆動部351へ接続していたY電極をY電極駆動部353へ接続し、これまでY電極駆動部353へ接続していた複数のY電極の内の一部のY電極をタッチパネル駆動部351へ接続する。   The main control unit 356 causes the switch 355 to connect some of the Y electrodes to the touch panel drive unit 351, connect the other Y electrodes to the Y electrode drive unit 353, and sequentially connect the Y electrodes connected to the touch panel drive unit 351. Change to When changing the Y electrode connected to the touch panel drive unit 351, the switch 355 connects the Y electrode connected to the touch panel drive unit 351 to this time to the Y electrode drive unit 353, and the Y electrode drive unit 353 A part of Y electrodes of the plurality of Y electrodes connected to the touch panel driving unit 351 is connected to the touch panel drive unit 351.

例えば、Y電極Y0〜Y5の内、Y電極Y0がタッチパネル駆動部351へ接続され、Y電極Y1〜Y5がY電極駆動部353へ接続された状態から、Y電極Y1がタッチパネル駆動部351へ接続され、Y電極Y0,Y2〜Y5がY電極駆動部353へ接続された状態へ変更され、同様に、タッチパネル駆動部351へ接続されるY電極14が順次的に変更される。   For example, from among the Y electrodes Y0 to Y5, the Y electrode Y0 is connected to the touch panel drive unit 351, and the Y electrodes Y1 to Y5 are connected to the Y electrode drive unit 353, the Y electrode Y1 is connected to the touch panel drive unit 351 And the Y electrodes Y0 and Y2 to Y5 are connected to the Y electrode drive unit 353, and similarly, the Y electrodes 14 connected to the touch panel drive unit 351 are sequentially changed.

主制御部356は、X電極駆動部352を制御して、テクスチャ感を提示させるべき領域に対応するX電極に第1交流電圧を与えさせ、他のX電極をグラウンドへ接続させる。主制御部356は、Y電極駆動部353を制御して、テクスチャ感を提示させるべき領域に対応するY電極に第2交流電圧を与えさせ、他のY電極をグラウンドへ接続させる。   The main control unit 356 controls the X electrode drive unit 352 to apply the first alternating voltage to the X electrode corresponding to the area where the texture is to be presented, and connects the other X electrodes to the ground. The main control unit 356 controls the Y electrode drive unit 353 to apply the second AC voltage to the Y electrode corresponding to the area where the texture is to be presented, and connects the other Y electrodes to the ground.

主制御部356は、X電極及びY電極を、順次的にタッチパネル駆動部351に接続し、タッチ面105へのタッチを検出するために順次的に制御する。タッチポイントの検出のために、タッチ面105の走査が行われる。タッチ面105全体の走査が終了した後は、主制御部356は、夫々のX電極13及びY電極14を順次的にタッチパネル駆動部351へ接続させる処理を繰り返す。これにより、走査が繰り返され、使用者がタッチ面105の任意の位置に接触した場合に接触位置が検出される。   The main control unit 356 sequentially connects the X electrode and the Y electrode to the touch panel drive unit 351, and sequentially controls the touch surface to detect a touch on the touch surface 105. A scan of the touch surface 105 is performed to detect touch points. After scanning of the entire touch surface 105 is completed, the main control unit 356 repeats the process of sequentially connecting the X electrode 13 and the Y electrode 14 to the touch panel drive unit 351. As a result, the scanning is repeated, and when the user touches an arbitrary position on the touch surface 105, the touch position is detected.

タッチパネル駆動部351に接続されている期間以外の期間では、特定の1又は連続する複数のX電極は第1交流電圧が与えられ、特定の1又は連続する複数のY電極は第2交流電圧が与えられる。他のX電極及びY電極はグラウンドに接続される。この結果、タッチ面105内の特定の対象領域にテクスチャ感が提示される。   During a period other than the period connected to the touch panel drive unit 351, a specific AC voltage is applied to one or a plurality of specific X electrodes, and a second AC voltage is applied to a specific one or a plurality of continuous Y electrodes. Given. The other X and Y electrodes are connected to ground. As a result, a sense of texture is presented on a specific target area in the touch surface 105.

以上のようにX電極及びY電極が制御される結果、タッチ面105は、一部分がタッチ検出のために用いられ、他の部分はテクスチャ感を提示させるために用いられ、タッチ検出のために用いられる部分の位置が順次変更される。タッチ面105上の各部分は、特定のタイミングでタッチ検出のために用いられ、他の期間においてテクスチャ感提示のために用いられる。   As described above, as a result of controlling the X electrode and the Y electrode, the touch surface 105 is partially used for touch detection, and the other portion is used for presenting a sense of texture and used for touch detection. The position of the portion to be moved is sequentially changed. Each portion on the touch surface 105 is used for touch detection at a specific timing, and is used for texture presentation in other periods.

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本開示の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。   As mentioned above, although embodiment of this indication was described, this indication is not limited to said embodiment. Those skilled in the art can easily change, add, or convert the elements of the above-described embodiment within the scope of the present disclosure. It is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

10 表示装置、15 触覚提示タッチパネル装置、100 タッチパネル、101 支持基板、102 絶縁層、103 絶縁層、200 表示パネル、300 表示装置制御部、350 触覚提示タッチパネル制御部、351 タッチパネル駆動部、352 X電極駆動部、353 Y電極駆動部、354 スイッチ、355 スイッチ、356 主制御部、X0−X4 X電極、Y0−Y4 Y電極、FX X浮遊電極、FY Y浮遊電極 Reference Signs List 10 display device, 15 tactile sense touch panel device, 100 touch panel, 101 support substrate, 102 insulating layer, 103 insulating layer, 200 display panel, 300 display device control unit, 350 tactile sense touch panel control unit, 351 touch panel drive unit, 352 X electrode Drive unit, 353 Y electrode drive unit, 354 switch, 355 switch, 356 main control unit, X0-X4 X electrode, Y0-Y4 Y electrode, FX X floating electrode, FY Y floating electrode

Claims (11)

支持基板と、
前記支持基板上に配列された複数のX電極と、
前記支持基板上で、前記複数のX電極と交差するように配列され、前記複数のX電極から絶縁されている、複数のY電極と、
前記複数のX電極に対向する位置に、第1絶縁層を介して積層された、複数のX浮遊電極と、
前記複数のY電極に対向する位置に、前記第1絶縁層を介して積層された、複数のY浮遊電極と、
前記複数のX浮遊電極と前記複数のY浮遊電極とを覆う第2絶縁層と、
を含み、
前記複数のX電極と前記複数のY電極で形成される格子の単位格子領域内において、X電極面積はX浮遊電極面積より小さく、Y電極面積はY浮遊電極面積より小さく、
前記第2絶縁層の表面が指示体でタッチされたときにX電極とY電極で形成される相互容量は減少する、
タッチパネル。
A supporting substrate,
A plurality of X electrodes arranged on the support substrate;
A plurality of Y electrodes arranged on the support substrate so as to intersect the plurality of X electrodes and insulated from the plurality of X electrodes;
A plurality of X floating electrodes stacked via a first insulating layer at positions facing the plurality of X electrodes;
A plurality of Y floating electrodes stacked via the first insulating layer at positions facing the plurality of Y electrodes;
A second insulating layer covering the plurality of X floating electrodes and the plurality of Y floating electrodes;
Including
In the unit lattice region of the lattice formed by the plurality of X electrodes and the plurality of Y electrodes, the X electrode area is smaller than the X floating electrode area, and the Y electrode area is smaller than the Y floating electrode area,
When the surface of the second insulating layer is touched by the indicator, the mutual capacitance formed by the X electrode and the Y electrode decreases.
Touch panel.
請求項1に記載のタッチパネルであって、
前記複数のX浮遊電極は、前記複数のX電極それぞれに対向する位置に配置されており、他の電極から分離された複数の島状電極で構成され、
前記複数のY浮遊電極は、前記複数のY電極それぞれに対向する位置に配置されており、他の電極から分離された複数の島状電極で構成されている、
タッチパネル。
It is a touch panel according to claim 1, and
The plurality of X floating electrodes are disposed at positions facing each of the plurality of X electrodes, and are configured of a plurality of island-like electrodes separated from other electrodes,
The plurality of Y floating electrodes are disposed at positions facing each of the plurality of Y electrodes, and are configured of a plurality of island-like electrodes separated from other electrodes.
Touch panel.
請求項1に記載のタッチパネルであって、
前記複数のX電極の上面から前記第2絶縁層の表面までの厚みは、50μm以下であり、
前記複数のY電極の上面から前記第2絶縁層の表面までの厚みは、50μm以下である、
タッチパネル。
It is a touch panel according to claim 1, and
The thickness from the upper surface of the plurality of X electrodes to the surface of the second insulating layer is 50 μm or less,
The thickness from the upper surface of the plurality of Y electrodes to the surface of the second insulating layer is 50 μm or less.
Touch panel.
請求項1に記載のタッチパネルであって、
前記指示体は指又は前記指と電気的に結合された導体であって、
f2は一つのX浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのX浮遊電極と前記一つのX浮遊電極と対向するX電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量、及び、一つのY浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのY浮遊電極と前記一つのY浮遊電極と対向するY電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量であり、
ntは、前記第2絶縁層の表面が指示体でタッチされていないときに前記一つのX電極と前記一つのY電極とで形成される相互容量であり、
は、前記指を有する人体のボディ容量であり、
次の条件が満たされている、
Figure 2019121353
タッチパネル。
It is a touch panel according to claim 1, and
The indicator is a finger or a conductor electrically coupled to the finger,
C f2 is a series of a capacitance formed by one X floating electrode and the indicator, and a capacitance formed by the X electrode facing the one X floating electrode and the one X floating electrode A combined capacitance connected, an electrostatic capacitance formed by one Y floating electrode and the indicator, and an electrostatic discharge formed by the one Y floating electrode and a Y electrode facing the one Y floating electrode It is a combined capacitance of series connection of capacitance and
Cnt is a mutual capacitance formed by the one X electrode and the one Y electrode when the surface of the second insulating layer is not touched by the indicator,
C b is a body volume of the human body having the finger,
The following conditions are met,
Figure 2019121353
Touch panel.
請求項1に記載のタッチパネルであって、
前記複数のX電極、前記複数のY電極、前記複数のX浮遊電極及び前記複数のY浮遊電極は、前記指示体である指に対してテクスチャ感を提示するために使用される、
タッチパネル。
It is a touch panel according to claim 1, and
The plurality of X electrodes, the plurality of Y electrodes, the plurality of X floating electrodes, and the plurality of Y floating electrodes are used to present texture feeling to a finger that is the pointer.
Touch panel.
請求項1に記載のタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
角周波数ωの駆動信号によって、前記複数のX電極と前記複数のY電極との間の相互容量の変化を測定することによって、前記タッチパネル上のタッチ位置を特定し、
前記指示体は指又は前記指と電気的に結合された導体であって、
ntは、前記第2絶縁層の表面が指示体でタッチされていないときに前記一つのX電極と前記一つのY電極とで形成される相互容量であり、
は、一つのX浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのX浮遊電極と前記一つのX浮遊電極と対向するX電極とで形成される静電容量とを直列接続した複素合成インピーダンス、及び、一つのY浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのY浮遊電極と前記一つのY浮遊電極と対向するY電極とで形成される静電容量とを直列接続した複素合成インピーダンスであり、
は、前記指を有する人体のボディの複素インピーダンスであり、
jは虚数であり、
次の条件が満たされている、
Figure 2019121353
タッチパネル装置。
A touch panel according to claim 1;
A control unit that controls the touch panel;
The control unit
A touch position on the touch panel is specified by measuring a change in mutual capacitance between the plurality of X electrodes and the plurality of Y electrodes by a drive signal of an angular frequency ω,
The indicator is a finger or a conductor electrically coupled to the finger,
Cnt is a mutual capacitance formed by the one X electrode and the one Y electrode when the surface of the second insulating layer is not touched by the indicator,
Z 1 is a capacitance formed by one X floating electrode and the indicator, and a capacitance formed by an X electrode facing the one X floating electrode and the one X floating electrode A complex synthetic impedance connected in series, a capacitance formed by one Y floating electrode and the indicator, and a Y electrode facing the one Y floating electrode and the one Y floating electrode Complex composite impedance in which capacitance is connected in series,
Z 2 is the complex impedance of the body of the human body with said finger,
j is an imaginary number,
The following conditions are met,
Figure 2019121353
Touch panel device.
請求項1に記載のタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
角周波数ωの駆動信号によって、前記複数のX電極と前記複数のY電極との間の相互容量の変化を測定することによって、前記タッチパネル上のタッチ位置を特定し、
前記指示体は指又は前記指と電気的に結合された導体であって、
f2は一つのX浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのX浮遊電極と前記一つのX浮遊電極と対向するX電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量、及び、一つのY浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのY浮遊電極と前記一つのY浮遊電極と対向するY電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量であり、
ntは、前記第2絶縁層の表面が前記指示体でタッチされていないときに前記一つのX電極と前記一つのY電極とで形成される相互容量であり、
は、前記指を有する人体のボディ容量であり、
は、前記指を有する人体のボディ抵抗であり、
次の条件が満たされている、
Figure 2019121353
タッチパネル装置。
A touch panel according to claim 1;
A control unit that controls the touch panel;
The control unit
A touch position on the touch panel is specified by measuring a change in mutual capacitance between the plurality of X electrodes and the plurality of Y electrodes by a drive signal of an angular frequency ω,
The indicator is a finger or a conductor electrically coupled to the finger,
C f2 is a series of a capacitance formed by one X floating electrode and the indicator, and a capacitance formed by the X electrode facing the one X floating electrode and the one X floating electrode A combined capacitance connected, an electrostatic capacitance formed by one Y floating electrode and the indicator, and an electrostatic discharge formed by the one Y floating electrode and a Y electrode facing the one Y floating electrode It is a combined capacitance of series connection of capacitance and
Cnt is a mutual capacitance formed by the one X electrode and the one Y electrode when the surface of the second insulating layer is not touched by the indicator,
C b is a body volume of the human body having the finger,
R b is a body resistance of the human body having the finger,
The following conditions are met,
Figure 2019121353
Touch panel device.
請求項1に記載のタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
駆動信号によって、前記複数のX電極と前記複数のY電極との間の相互容量の変化を測定することによって、前記タッチパネル上のタッチ位置を特定し、
相互容量が測定されているX電極及びY電極と異なるX電極及びY電極のそれぞれに、所定の周波数差を有する異なる周波数の駆動信号を与えることで、テクスチャ感を提示する、
タッチパネル装置。
A touch panel according to claim 1;
A control unit that controls the touch panel;
The control unit
A touch position on the touch panel is specified by measuring a change in mutual capacitance between the plurality of X electrodes and the plurality of Y electrodes by a drive signal,
A texture is presented by giving drive signals of different frequencies having a predetermined frequency difference to X electrodes and Y electrodes different from each other in X and Y electrodes whose mutual capacitances are measured.
Touch panel device.
請求項1に記載のタッチパネルであって、
前記指示体は指又は前記指と電気的に結合された導体であって、
f2は一つのX浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのX浮遊電極と前記一つのX浮遊電極と対向するX電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量、及び、一つのY浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのY浮遊電極と前記一つのY浮遊電極と対向するY電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量であり、
ntは、前記第2絶縁層の表面が指示体でタッチされていないときに前記一つのX電極と前記一つのY電極とで形成される相互容量であり、
次の条件が満たされている、
Figure 2019121353
タッチパネル。
It is a touch panel according to claim 1, and
The indicator is a finger or a conductor electrically coupled to the finger,
C f2 is a series of a capacitance formed by one X floating electrode and the indicator, and a capacitance formed by the X electrode facing the one X floating electrode and the one X floating electrode A combined capacitance connected, an electrostatic capacitance formed by one Y floating electrode and the indicator, and an electrostatic discharge formed by the one Y floating electrode and a Y electrode facing the one Y floating electrode It is a combined capacitance of series connection of capacitance and
Cnt is a mutual capacitance formed by the one X electrode and the one Y electrode when the surface of the second insulating layer is not touched by the indicator,
The following conditions are met,
Figure 2019121353
Touch panel.
請求項1に記載のタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
角周波数ωの駆動信号によって、前記複数のX電極と前記複数のY電極との間の相互容量の変化を測定することによって、前記タッチパネル上のタッチ位置を特定し、
前記指示体は指又は前記指と電気的に結合された導体であって、
ntは、前記第2絶縁層の表面が指示体でタッチされていないときに前記一つのX電極と前記一つのY電極とで形成される相互容量であり、
は、一つのX浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのX浮遊電極と前記一つのX浮遊電極と対向するX電極とで形成される静電容量とを直列接続した複素合成インピーダンス、及び、一つのY浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのY浮遊電極と前記一つのY浮遊電極と対向するY電極とで形成される静電容量とを直列接続した複素合成インピーダンスであり、
jは虚数であり、
次の条件が満たされている、
Figure 2019121353
タッチパネル装置。
A touch panel according to claim 1;
A control unit that controls the touch panel;
The control unit
A touch position on the touch panel is specified by measuring a change in mutual capacitance between the plurality of X electrodes and the plurality of Y electrodes by a drive signal of an angular frequency ω,
The indicator is a finger or a conductor electrically coupled to the finger,
Cnt is a mutual capacitance formed by the one X electrode and the one Y electrode when the surface of the second insulating layer is not touched by the indicator,
Z 1 is a capacitance formed by one X floating electrode and the indicator, and a capacitance formed by an X electrode facing the one X floating electrode and the one X floating electrode A complex synthetic impedance connected in series, a capacitance formed by one Y floating electrode and the indicator, and a Y electrode facing the one Y floating electrode and the one Y floating electrode Complex composite impedance in which capacitance is connected in series,
j is an imaginary number,
The following conditions are met,
Figure 2019121353
Touch panel device.
請求項1に記載のタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
角周波数ωの駆動信号によって、前記複数のX電極と前記複数のY電極との間の相互容量の変化を測定することによって、前記タッチパネル上のタッチ位置を特定し、
前記指示体は指又は前記指と電気的に結合された導体であって、
f2は一つのX浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのX浮遊電極と前記一つのX浮遊電極と対向するX電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量、及び、一つのY浮遊電極と前記指示体とで形成される静電容量と前記一つのY浮遊電極と前記一つのY浮遊電極と対向するY電極とで形成される静電容量とを直列接続した合成容量であり、
ntは、前記第2絶縁層の表面が前記指示体でタッチされていないときに前記一つのX電極と前記一つのY電極とで形成される相互容量であり、
次の条件が満たされている、
Figure 2019121353
タッチパネル装置。
A touch panel according to claim 1;
A control unit that controls the touch panel;
The control unit
A touch position on the touch panel is specified by measuring a change in mutual capacitance between the plurality of X electrodes and the plurality of Y electrodes by a drive signal of an angular frequency ω,
The indicator is a finger or a conductor electrically coupled to the finger,
C f2 is a series of a capacitance formed by one X floating electrode and the indicator, and a capacitance formed by the X electrode facing the one X floating electrode and the one X floating electrode A combined capacitance connected, an electrostatic capacitance formed by one Y floating electrode and the indicator, and an electrostatic discharge formed by the one Y floating electrode and a Y electrode facing the one Y floating electrode It is a combined capacitance of series connection of capacitance and
Cnt is a mutual capacitance formed by the one X electrode and the one Y electrode when the surface of the second insulating layer is not touched by the indicator,
The following conditions are met,
Figure 2019121353
Touch panel device.
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