JP4797504B2 - Input device and display device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、静電容量の変化に基づいて選択された位置の座標成分を特定する入力装置、及びこの入力装置を用いた表示装置に関する。 The present invention relates to an input device that specifies a coordinate component at a position selected based on a change in capacitance, and a display device using the input device.
各種の表示装置の表示面上で、ペン等の部材や指などの接触体によって指定された位置の座標成分、すなわち位置座標を入力する技術が知られている。代表的なものとして、タッチパネル機能を備えた表示装置が挙げられる。このタッチパネルは、表示装置の表示パネル上に、入力装置としてタッチパネルシートが取り付けられる構成であり、このタッチパネルシートの機能によって、接触する部材の位置座標の検出及び入力がなされるようになっている。 2. Description of the Related Art A technique for inputting a coordinate component of a position designated by a contact body such as a member such as a pen or a finger on a display surface of various display devices, that is, a position coordinate is known. A typical example is a display device having a touch panel function. This touch panel has a configuration in which a touch panel sheet is attached as an input device on a display panel of a display device, and the position coordinates of a member to be contacted are detected and input by the function of the touch panel sheet.
このようなタッチパネルシートによる入力装置としては、種々の検出方式のものが提案されている。一般的に普及している検出方式の一つとして、静電容量を検出する方式のものがある。これは、タッチパネルシート上の位置座標による静電容量の違いを利用して、接触体が接触している位置の座標を検出するものである。
この静電容量検出方式のタッチパネルシートは、スペーサを介して2枚の抵抗膜を対向させる構成の抵抗膜方式のタッチパネルシートと比較すると、抵抗膜が1枚でよいため、(1)全光線透過率で10%程度工場、(2)ニュートンリング防止のための処理が不要で、画面のぎらつきが低減でき、薄型化及び透明性の点において有利である。また、抵抗膜方式のように確実な押し込みが不要で、軽くなぞるだけでよいという操作性のメリットがあり、かつ耐久性においても格段に優れるという利点も有している。
As an input device using such a touch panel sheet, various detection methods have been proposed. One of detection methods that are widely used is one that detects capacitance. This is to detect the coordinates of the position where the contact body is in contact by utilizing the difference in capacitance depending on the position coordinates on the touch panel sheet.
Since this capacitance detection type touch panel sheet has only one resistance film as compared with a resistance film type touch panel sheet having a configuration in which two resistance films are opposed to each other via a spacer, (1) total light transmission (2) No processing for preventing Newton's ring is required, glare on the screen can be reduced, and this is advantageous in terms of thinning and transparency. Further, unlike the resistive film method, there is an advantage in operability that it is not necessary to push in securely, and it is only necessary to trace lightly, and there is also an advantage that the durability is remarkably excellent.
図17A及びBは、この静電容量方式によるタッチパネルシート型の入力装置の一例の概略構成図である。図17Aはこの入力装置の平面構成図を示し、図17Bは図17AにおけるB−B´矢視断面図を示す。
この場合の入力装置100は、絶縁性の基板101上に、導電層102及び絶縁性の保護層107を一様に形成すると共に、導電層102上の四隅に、それぞれ電極103A〜103Dを設ける構成としたものである(例えば特許文献1参照。)。
FIGS. 17A and 17B are schematic configuration diagrams of an example of a touch panel sheet type input device using this capacitance method. FIG. 17A is a plan view of the input device, and FIG. 17B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 17A.
In this case, the
また、その他の静電容量方式を用いた入力装置としては、図18に概略平面構成図を示すように、絶縁性の基板201上に、絶縁層204及び絶縁性の保護層207を一様に形成すると共に、この絶縁層204を間にしてそれぞれx軸又はy軸方向に延在する導電層202、205を短冊状に形成し、更に、これら導電層202、205上にそれぞれ電極203、206を形成してタッチパネルシート型の入力装置200を構成するものである(例えば特許文献2参照。)。
As another input device using the electrostatic capacity method, an
ところで、上記特許文献1及び2に開示されているタッチパネルは、上述の図17及び18において説明した構成の入力装置100、200と、これら入力装置100、200で検出された静電容量に基づいて位置座標を特定する演算回路とから構成されている。そしてこれらにおいては、電極103A〜103D又は電極203、206を介して入力装置100、200上に交流電流が流れるようになっており、演算回路がこの交流電流の偏りを検出し、静電容量値の変化として位置座標を特定するようになっている。
By the way, the touch panels disclosed in
ここで、このような静電容量方式による入力装置において位置座標が特定されるためには、このような交流電流から成る電流ループが形成される必要がある。例えば上記特許文献1では、入力装置100、接触体(例えば指先など)、演算回路及び入力装置100という経路から成る電流ループが形成されるようになっている。
Here, in order to specify the position coordinate in such an electrostatic capacity type input device, it is necessary to form a current loop composed of such an alternating current. For example, in
ところが、このタッチパネルシート型の入力装置100を用いた位置座標入力装置では、使用状況によっては上記したような電流ループが形成されず、位置座標を特定できないという問題が生じる。
具体的には、タッチパネルシートが搭載されている機器が例えば交流(AC)電源機器、例えばタッチパネルシートが付加されている表示装置を備えたパーソナルコンピュータなどの場合には、ACライン(電源系)という大きな空間容量が形成されているため、人体などの大きな物体が接触体であれば電流ループが形成され、位置座標を特定することができる。
これに対し、タッチパネルシートが搭載されている機器が例えば携帯機器、すなわち例えばビデオカメラ、携帯電話などの場合には、AC機器の場合とは異なり、機器自体が小さいことから形成される空間容量も小さくなり、電流ループが形成されないような場合が生じてしまうこととなる。
機器本体と、人体との間で接触点をもつようにすることにより、電流ループを形成することも考えられるが、例えば冬場に手袋などの絶縁物を介する場合などもあり、やはり電流ループが形成されない場合が生じてしまう。
However, in the position coordinate input device using the touch panel sheet
Specifically, when the device on which the touch panel sheet is mounted is, for example, an alternating current (AC) power device, for example, a personal computer having a display device to which the touch panel sheet is added, it is called an AC line (power supply system). Since a large space capacity is formed, if a large object such as a human body is a contact body, a current loop is formed, and position coordinates can be specified.
On the other hand, when the device on which the touch panel sheet is mounted is, for example, a mobile device, that is, for example, a video camera or a mobile phone, the space capacity formed by the device itself is small unlike the case of the AC device. There is a case in which the current loop is not formed because of a decrease in size.
It is conceivable to form a current loop by having a contact point between the device body and the human body, but there are also cases where an insulator such as a glove is used in winter, and a current loop is also formed. The case where it is not done arises.
なお、前述の図18において示す入力装置では、入力装置200との接触点において、接触体と一対の電極203、206との間に常に電流ループが形成されるようになっており、上述した図17に示す入力装置100におけるような問題は生じない。
しかしながらこの場合、入力装置200の構造は、導電層202、205をそれぞれ短冊状に形成すると共に、その短冊状の導電層の一つ一つに電極203、206を設けるようになっている。したがって、構成が複雑となることから、例えば電極203、206から演算回路までの配線のレイアウトに制限が生じるなど、設計する際の自由度が大きく低下してしまうという問題があった。
このことは、特に透過型のタッチパネルを設計する際には顕著な制限事項となってしまう。
In the input device shown in FIG. 18 described above, a current loop is always formed between the contact body and the pair of
However, in this case, the structure of the
This is a significant limitation especially when designing a transmissive touch panel.
以上の問題に鑑みて、本発明は、タッチパネルなどに適用可能な静電容量方式の入力装置において、構成の簡易化を図ることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to simplify the configuration of a capacitive input device applicable to a touch panel or the like.
上記課題を解決するため、本発明は、静電容量の変化に基づいて選択された位置の座標成分を検出する入力装置であって、静電容量の変化を検出する電極と、外部との電気的接続を行う端子部のうち、少なくとも一部にスルーホール部が設けられ、少なくとも一部のスルーホール部から、端子部への引き回し配線部が設けられて、端子部が、入力装置の一方の縁部に沿って設けられて成る構成とする。
また、本発明は、上述の入力装置において、静電容量の変化を検出する容量検出部は、絶縁性の基材の第1の面に一様に形成された第1導電層と、前記基材の第2の面に複数の開口を有して網目状に形成された第2導電層とを備えた構成とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an input device that detects a coordinate component at a position selected based on a change in capacitance, and includes an electrode that detects the change in capacitance and an electrical A through hole portion is provided in at least a part of the terminal portion to be connected to each other, a lead wiring portion is provided from at least a part of the through hole portion to the terminal portion, and the terminal portion is one of the input devices. It is set as the structure formed along an edge.
According to the present invention, in the input device described above, the capacitance detection unit that detects a change in capacitance includes the first conductive layer uniformly formed on the first surface of the insulating base, and the base. The second surface of the material has a plurality of openings and a second conductive layer formed in a mesh shape.
上述したように、本発明の入力装置は、静電容量の変化に基づいて位置座標を検出する入力装置において、静電容量の変化を検出する電極と、外部との電気的接続を行う端子部の一部にスルーホール部を設け、更に、このスルーホール部から、端子部への引き回し配線部を設けることによって、端子部が、入力装置の一方の縁部に沿って設けられる構成とするものである。
このような構成とすることによって、入力装置の一方の面の一方の縁部に配置された端子部と外部との電気的接続部、例えばフレキシブルプリント基板などとの接続を行うことができることから、このようなフレキシブルプリント基板の大型化や、入力装置自体の大型化を回避して、より簡易な構成の入力装置及びこれを用いる表示装置を提供することが可能となる。
As described above, the input device according to the present invention is an input device that detects position coordinates based on a change in capacitance, and an electrode that detects a change in capacitance and a terminal portion that electrically connects the outside. A through hole portion is provided in a part of the terminal, and a wiring portion extending from the through hole portion to the terminal portion is provided so that the terminal portion is provided along one edge of the input device. It is.
By adopting such a configuration, it is possible to perform connection between the terminal portion arranged on one edge portion of one surface of the input device and an external electrical connection portion, for example, a flexible printed circuit board, etc. By avoiding such an increase in the size of the flexible printed circuit board and an increase in the size of the input device itself, it is possible to provide an input device having a simpler configuration and a display device using the input device.
また、本発明の入力装置において、静電容量を検出する容量検出部として、第1導電層、絶縁層(絶縁性の基材)及び第2導電層から成る積層構造をなすと共に、第2の導電層が網目状であることから、所定の電位差を有する第1導電層と第2導電層との間で静電容量が形成され、これらの間で電流ループが常に形成される。そしてこの静電容量の変化が検出されることで、選択された位置の座標成分が特定される。したがって、この場合、AC電源部を設けないいわゆる携帯機器においても適用可能であり、使用状況に制限されない静電容量方式の入力装置及びこれを用いた表示装置を提供することができる。 In the input device of the present invention, the capacitance detection unit for detecting the capacitance has a laminated structure including a first conductive layer, an insulating layer (insulating base material), and a second conductive layer, and a second structure. Since the conductive layer has a mesh shape, a capacitance is formed between the first conductive layer and the second conductive layer having a predetermined potential difference, and a current loop is always formed between them. Then, by detecting the change in capacitance, the coordinate component at the selected position is specified. Therefore, in this case, the present invention can be applied to a so-called portable device that does not include an AC power supply unit, and an electrostatic capacitance type input device and a display device using the same can be provided.
以上説明したように、本発明によれば、より簡易な構成の静電容量方式の入力装置及びこれを用いた表示装置を提供することができる。
更に、本発明の入力装置において、静電容量を検出する容量検出部を、一様に検出された第1導電層と、この第1導電層とは絶縁層を介して設けられた網目状の第2の導電層とより構成し、これら第1及び第2の導電層との間に所定の電位差を有する構成とすることによって、携帯機器型の入力装置及び表示装置において、その構成の簡易化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a capacitance type input device having a simpler configuration and a display device using the same.
Furthermore, in the input device of the present invention, the capacitance detection unit for detecting the electrostatic capacitance includes a first conductive layer that is uniformly detected, and the first conductive layer is a mesh-like shape provided via an insulating layer. By configuring the second conductive layer and having a predetermined potential difference between the first and second conductive layers, the configuration of the portable device type input device and display device can be simplified. Can be achieved.
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、本出願人は、先に出願した特願2005−83583号出願において、静電容量の変化を検出する容量検出部として、一様に検出された第1導電層と、この第1導電層とは絶縁層を介して、任意の形状の開口が複数設けられた網目状の第2の導電層が形成され、これら第1及び第2の導電層との間に所定の電位差を有する構成とすることによって、携帯機器型の装置に適用可能な入力装置を提案した。以下の各実施形態例においては、この構成の入力装置に本発明を適用した例を示す。
Examples of the best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
In addition, the applicant of the present invention applied in the previously filed Japanese Patent Application No. 2005-83583 as a capacitance detection unit for detecting a change in capacitance, and the first conductive layer uniformly detected. And a configuration in which a second conductive layer having a mesh shape provided with a plurality of openings having an arbitrary shape is formed via an insulating layer, and has a predetermined potential difference between the first and second conductive layers. By doing so, an input device applicable to a portable device type device was proposed. In the following embodiments, examples in which the present invention is applied to an input device having this configuration will be described.
図1A及びBは、本発明の一実施の形態に係る入力装置1の表面及び裏面である第1及び第2の面11A及び11B側から見た概略平面構成図である。この入力装置1は、静電容量を検出する容量検出部が、第1導電層12と、この第1導電層12とは絶縁層、この場合絶縁材料より成るプラスチックフィルム等の基材11を介して形成される網目状の第2導電層15より構成され、これら第1及び第2の導電層12及び15との間に所定の電位差を有する構成とした例を示す。なお、以下の各実施形態例において、網目状とは、文字通り網目が周期的に配列された形状には限られず、第2導電層において任意の形状の開口が複数設けられている構造であればよい。
また、この例においては、第1導電層12の四隅に設けられた検出電極13A〜13Dと、第2導電層15の一辺の中央部に設けられた固定電位電極16とを有する構成とした例を示す。
1A and 1B are schematic plan configuration views seen from the first and
Further, in this example, the
そして、本発明においては、これらの構成による静電容量検出方式の入力装置1において、図2A及びBに示すように、静電容量の変化を検出する検出電極13A〜13D及び固定電位電極16に対し、外部との電気的接続を行う端子部20A〜20D及び20Gが、この入力装置1の一端、図示の例では左端に設けられる。
すなわちこの場合、電極13A及び13B、固定電位電極16、更に端子部20A及び20Bそれぞれにスルーホール部18A、18B、18G、18A´及び18B´が設けられる。これらのスルーホール部18A、18B、18G、18A´及び18B´を導電性ペースト等で埋め込むか、又はその側面を導電性材料によりコーティングすることによって、スルーホール部の表裏の電極部分が電気的に接続される。基材11の第1の面11A側の検出電極13A及び13Bに設けられたスルーホール部18A、18Bからは、第2の面11B側において、端子部20A´及び20B´への引き回し配線部19A及び19Bが第2導電層15の外側に設けられて図中左側へ引き出され、基材11の左端の端子部20A´及び20B´に接続される。この端子部20A´及び20B´からスルーホール部18A´18B´を介して、第1の面11A側の端子部20A及び20Bに接続される。このようないわば立体的な配線引き回し構造とすることによって、端子部20A〜20D及び20Gが、入力装置1の第1の面11A側の一方の縁部に沿って設けられて成る構成とする。
In the present invention, in the capacitance detection
That is, in this case, the through
この場合、図2Cに示すように、外部との電気的接続を行う例えばフレキシブルプリント配線(FPC)基板40の形状は、この入力装置1の一端に沿って接続部が設けられるいわばT字形の簡易な構成とすることができる。
更にこの場合、FPC基板40を接続しない反対側の第2の面11Bは、凹凸のない平坦面として構成することができる。
In this case, as shown in FIG. 2C, for example, the shape of a flexible printed wiring (FPC)
Furthermore, in this case, the second surface 11B on the opposite side to which the
次に、本実施形態例における入力装置の位置座標の入力態様について説明する。
図3は、図1及び図2に示す入力装置1によって入力される静電容量に基づいて、入力装置1において接触体(例えば指先など)によって選択された位置座標を特定する位置座標検出装置の概略ブロック構成を示す図である。この位置座標検出装置は、入力装置1への指先などの接触体によって選択された位置の座標成分、すなわち図3中矢印x及びyで示すx軸方向及びy軸方向の一座標を特定して入力するものであり、静電容量を検出する入力装置1と、電流検出部2と、差動実効値検波回路3A〜3Dと、誤差補正回路4と、位置座標演算部5とを備えている。
Next, the input mode of the position coordinates of the input device in this embodiment will be described.
FIG. 3 shows a position coordinate detection device that specifies a position coordinate selected by a contact body (for example, a fingertip) in the
入力装置1は、上述したように、その四隅に設けられた4つの検出電極13A〜13Dと、その端部に設けられた固定電位電極16とを含んだ積層構造を有している。これら検出電極13A〜13Dは、電流検出部2を介して、交流の基準信号を出力する基準信号電源V2に接続されている。一方、固定電位電極16には、所定の直流電位からなる固定電位V1が供給されている。なお、検出電極13A〜13Dは、本発明における4つの電極の一具体例に対応する。
As described above, the
図4と、図5A及びBは、それぞれこの入力装置1の一実施形態例の要部の概略斜視構成図、概略上面構成図、概略断面構成図を示す。
この例においては、入力装置1は、基材11上の第1の面11Aに、第1導電層12、検出電極13A〜13D、表面保護層17A、また基材11の第2の面11Bに、第2導電層15、固定電位電極16及び表面保護層17Bを積層した積層構造より成る。
4 and 5A and 5B respectively show a schematic perspective configuration diagram, a schematic top configuration diagram, and a schematic cross-sectional configuration diagram of the main part of an embodiment of the
In this example, the
基材11は、これら積層構造の支持基材であり、例えば、透明又は半透明のガラス材料や絶縁性を有するプラスチック材料などにより構成される。基材11としてフィルム薄膜基材を用いることによって、第1導電層12及び第2導電層15の間隔を極めて薄くし、静電容量を検出する精度を高めることが可能である。
The
第1導電層12は、基材11の第1の面11A上に一様に形成されて成り、例えばITO(インジウム−スズ混合酸化物)などの光透過性の導電性材料により構成される。また、検出電極13A〜13Dは、それぞれ、前述したように第1導電層12の四隅に配置されており、基準信号電源V2から交流の基準信号が入力されている。これら検出電極13A〜13Dは、例えば、銀(Ag)、金(Au)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)などの金属材料により構成される。
The first
第2導電層15は、基材11の第2の面11B上に形成され、第1導電層12と同様に、例えば、ITOなどの透明又は半透明の導電性材料により構成される。この第2導電層15は、図4及び図5Aに示すように、例えば網目状に形成される。このように網目状とすることにより、第1導電層12と第2導電層15との間で発生した電界(電気力線)が網目状電極間の開口から通り抜けることができ、すなわち電界をシールドしない構造となっている。なお、この第2導電層15の形状は、図4及び図5Aに示すように、正方格子状とは限ることなく、任意の形状の開口が複数設けられていればよい。ただし、第2導電層15を一様な網目状に形成する場合は、上述した電界の大きさ(電気力線の数)が、入力装置1内で等方的な分布となり、位置座標を均一な感度で検出できるので好ましい。
The second
固定電位電極16は、前述のように第2導電層15の端部、すなわち本実施形態例では、第1導電層12の検出電極13C及び13Dの間に対応する位置に配置されており、固定電位V1が供給されている。したがって、第2導電層15には固定電位電極16を介して固定電位V1が供給され、これにより第2導電層15は所定の固定電位V1を有するようになっている。よって、第1導電層12と第2導電層15との間には所定の電位差(交流の基準信号と固定電位V1との電位差)が生じることから、第1導電層12には、検出電極13A〜13Dを介して交流電流(検出電流)Ia〜Id(図3参照)が流れるようになっている。この固定電位電極16は、例えば、銀(Ag)、金(Au)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)などの金属材料により構成される。なお、固定電位電極16の配置は、図4に示した配置に限定されることなく、第2導電層15に固定電位V1を印加できる配置であればよい。
As described above, the fixed
表面保護層17A及びBは、基材11上に形成されたこれら積層構造、すなわち第1導電層12及び検出電極13A〜13D、又は第2導電層15及び固定電位電極16の表面を保護するものであり、例えばSiO2や窒化シリコンSiNxなどの透明又は半透明の絶縁性材料により構成される。
このような構成により入力装置1は、その積層構造間に発生する静電容量を、検出電極13A〜13Dを介して検出する構成とされる。
The surface
With such a configuration, the
次に、上述の構成より成る入力装置1の製造方法の一例について説明する。
先ず、上述の材料より成る基材11の第1の面11A上に、例えば真空蒸着、スパッタリング法、または塗布等により、上述した材料より成る第1導電層12を形成する。
続いて、この第1導電層12の上の四隅に、例えばスクリーン印刷による銀ペースト印刷、或いは、マスクをかけて真空蒸着、スパッタリングすることで上述した材料より成る検出電極13A〜13Dをそれぞれ形成する。
その後、これら検出電極13A〜13Dの一部の所定位置にパンチ加工等の機械的加工、又はレーザ加工等によってスルーホール部18A〜18Dを形成し、銀ペースト等の導電性ペーストを埋め込むなどによって、スルーホール部18A〜18Dを介した両面の電極部分での電気的導通を可能とする加工を行う。
そしてこれら第1の導電層12及び検出電極13A〜13D上に、例えば塗布によって上述した材料より成る表面保護層17Aを形成する。
次に、基材の11の第2の面11B上に、例えばスパッタリング法により上述した材料より成る第2導電層15を成膜し、その後、例えばエッチングなどにより所定の網目状のパターンに形成する。
続いて、この第2導電層15の上の端部に、例えばスクリーン印刷やマスクをかけて真空蒸着、スパッタリングすることによって上述した材料より成る固定電位電極16、更に上述したスルーホール部18A及び18Bから18A´及び18B´に至る引き回し配線部19A及びBを形成する。
最後に、この第2導電層15及び固定電極16上に、例えば塗布によって上述した材料より成る表面保護層17Aを形成する。このようにして、図2、図4及び図5に示した入力装置1が形成される。
なお、上述した電極や配線部のパターン形成としては印刷やマスクを用いる方法のほか、化学的エッチングやレーザ加工などにより導電膜を部分的に除去する方法も用いることができる。
Next, an example of a method for manufacturing the
First, the first
Subsequently, the
Thereafter, through
Then, a surface
Next, the second
Subsequently, the fixed
Finally, a surface
In addition to the method using printing or a mask, the method of partially removing the conductive film by chemical etching, laser processing, or the like can be used for the pattern formation of the electrodes and wiring portions described above.
再び図3を参照してこの検出態様について説明する。電流検出部2には、4つの抵抗器Ra〜Rdが設けられる。これら抵抗器Ra〜Rdの一端は、それぞれ、入力装置1の検出電極13A〜13D及び差動実効値検波回路3A〜3Dの第1の入力端子に接続されている。又、抵抗器Ra〜Rdの他端は、それぞれ、差動実効値検波回路3A〜3Dの第2の入力端子及び基準信号電源V2に接続されている。このような構成において、電流検出部2は、基準信号電源V2から入力装置1の検出電極13A〜13Dへそれぞれ流れる検出電流Ia〜Idの大きさに応じて抵抗器Ra〜Rdの両端に電圧を発生させ、差動実効値検波回路3A〜3Dの第1及び第2の入力端子へそれぞれ出力するようになっている。すなわち、電流検出部2は、電流−電圧変換を行う回路として機能する。
This detection mode will be described with reference to FIG. 3 again. The
差動実効値検波回路3A〜3Dは、それぞれ、基準信号電源V2から第2の入力端子へ出力される基準信号と、電流検出部2から第1の入力端子へ流れる検出電流Ia〜Idの大きさに対応した電圧値(抵抗器Ra〜Rdの一端における電位)とに基づいて、第1及び第2の入力端子間の差動実効値(実効値電圧Va〜Vd)を求める回路である。具体的には、基準信号と検出電流Ia〜Idの大きさに対応した電圧値との差が大きい場合、検出電流Ia〜Idの変動が大きいこととなり、実効値電圧Va〜Vdの値も大きくなる。なお、これら実効値電圧Va〜Vdは、位置座標演算部5へそれぞれ出力される。
The differential effective
誤差補正回路4は、後述する位置座標演算部5において接触体の一座標を特定する際の誤差を補正するための回路である。具体的には、入力装置1に接触体が接触していないときに求められる位置座標をオフセット電圧((−Voffset)及び(−Voffset/2))とみなし、例えばその内部に設けられている図示しない記憶手段、たとえは半導体メモリなどに記憶される。この誤差補正回路4に記憶されているオフセット電圧は、位置座標演算部5へ出力され、下記のように入力装置1に接触体が接触しているときの演算に利用される。
The error correction circuit 4 is a circuit for correcting an error in specifying one coordinate of the contact body in a position coordinate
位置座標演算部5は、加算回路51〜53と、除算回路54、55とを有する。加算回路51は、実効値電圧Va、Vdとオフセット電圧(−Voffset/2)とをそれぞれ加算し、その加算結果を除算部54へ出力する回路である。加算回路52は、実効値電圧Vc、Vdとオフセット電圧(−Voffset/2)とをそれぞれ加算し、その加算結果を除算部55へ出力する回路である。加算回路53は、実効値電圧Va〜Vdとオフセット電圧(−Voffset/2)とをそれぞれ加算し、その加算結果を除算部54、55へそれぞれ出力する回路である。また、除算回路54は、加算回路51からの加算結果を加算回路53からの加算結果で除算し、その除算結果を出力する回路である。除算回路55は、加算回路52からの加算結果を加算回路53からの加算結果で除算し、その除算結果を出力する回路である。このような構成により、位置座標演算部5は、差動実効値検波回路3A〜3Dから供給される実効値電圧Va〜Vd、及び誤差補正回路4から供給されるオフセット電圧((−Voffset)及び(−Voffset/2))に基づいて、接触体の位置座標(x軸方向及びy軸方向の位置座標(Px,Py))を特定するための演算を行い、その演算結果である位置座標Px、Pyを出力する構成とされる。
The position coordinate
具体的には、上記した除算回路54による除算結果が、x軸方向の位置座標Pxとなり、除算回路55による除算結果がy軸方向の位置座標Pyとなる。以上の加算回路51〜53、除算回路54及び55による位置座標Px、Pyの演算をまとめると、以下の式(1)、(2)として表される。
Specifically, the division result by the
Px=(Va+Vd−Voffset(x)/2)/(Va+Vb+Vc+Vd−Voffset(x))・・(1)
Py=(Va+Vd−Voffset(y)/2)/(Va+Vb+Vc+Vd−Voffset(y))・・(2)
ここで、式(1)及び(2)中のVoffset(x)及びVoffset(y)は、それぞれx軸方向及びy軸方向のオフセット電圧を表す。
Px = (Va + Vd−Voffset (x) / 2) / (Va + Vb + Vc + Vd−Voffset (x)) (1)
Py = (Va + Vd−Voffset (y) / 2) / (Va + Vb + Vc + Vd−Voffset (y)) (2)
Here, Voffset (x) and Voffset (y) in the expressions (1) and (2) represent offset voltages in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively.
次に、図3〜図6を参照して、このような構成の座標入力装置において、接触体の位置座標を特定する処理について説明する。ここで、図6は、接触体の位置座標を特定する際の状況を断面図で表したものであり、図6Aは接触体が入力装置1に接触していないときの状況、図6Bは接触体が入力装置1に接触しているときの状況をそれぞれ表す。
Next, with reference to FIGS. 3 to 6, a process for specifying the position coordinates of the contact body in the coordinate input device having such a configuration will be described. Here, FIG. 6 is a cross-sectional view showing the situation when the position coordinates of the contact body are specified, FIG. 6A is the situation when the contact body is not in contact with the
先ず、接触体が入力装置1に接触していないときには、図6Aに示すように、一様に形成された第1導電層12と網目状に形成された第2導電層15との間において電界E1が発生し、これらの間に静電容量C1が形成される。すなわち、前述のように第2導電層15が網目状となっていることから、発生する電界がシールドされない状態で静電容量が形成されることとなる。
したがって、検出電極13A〜13Dを介して交流の基準信号が入力される第1導電層12と固定電位V1を有する第2導電層15との間に、所定の電位差が生じていることから、検出電極13A〜13Dからそれぞれ交流の検出電流Ia〜Idが流れる。
すなわち、この入力装置の使用状況にはよらず、常にこれらの間に電流ループが形成されることとなる。
なお、接触体が入力装置1に接触していない場合には、部分的には電界E1の集中が生じるが、入力装置1全体としては、均一であると近似できる程度であることから、検出電流Ia〜Idの大きさはいずれも同一であるとみなすことができ、これらの大きさに偏りは生じない。
First, when the contact body is not in contact with the
Therefore, since a predetermined potential difference is generated between the first
That is, a current loop is always formed between them regardless of the use state of the input device.
When the contact body is not in contact with the
このようにして流れる検出電流Ia〜Idは、図3に示す電流検出部2によって電流−電圧変換がなされ、その大きさに応じて変換された電圧が、それぞれ差動実効値検波回路3A〜3Dの第1の入力端子へ入力される。差動実効値検波回路3A〜3Dでは、これら検出電流Ia〜Idの大きさに対応した電圧値と、基準信号電源V2から第2の入力端子へ出力される基準信号とに基づいて、実効値電圧Va〜Vdが求められる。そして、位置座標検出部5によって、これら実効値電圧Va〜Vdに基づいて以下の式(3)及び(4)の演算を行うことにより、x軸方向及びy軸方向のオフセット電圧Voffset(x)、Voffset(y)がそれぞれ求められる。
The detection currents Ia to Id flowing in this way are subjected to current-voltage conversion by the
Voffset(x)=(Va+Vd)/(Va+Vb+Vc+Vd)・・・(3)
Voffset(y)=(Vc+Vd)/(Va+Vb+Vc+Vd)・・・(4)
Voffset (x) = (Va + Vd) / (Va + Vb + Vc + Vd) (3)
Voffset (y) = (Vc + Vd) / (Va + Vb + Vc + Vd) (4)
このようにして、接触体が入力装置1に接触していないときの位置座標(オフセット電圧)が求められ、誤差補正回路4内の図示しない記憶手段などに記憶される。
なお、上記のように接触体が入力装置1に接触していない場合には、検出電流Ia〜Idの大きさはいずれも同一であるとみなすことができることから、このときに式(3)、(4)から求められる位置座標は、それぞれ1/2、すなわち入力装置1の中心となる。
In this way, the position coordinates (offset voltage) when the contact body is not in contact with the
Note that, when the contact body is not in contact with the
一方、接触体6が入力装置1に接触しているときには、図6Bに示すように、第1導電層12と第2導電層15との間において電界E2(≠E1)が発生し、これらの間における静電容量C1に加え、第2導電層15と接触体6が接触している表面保護層17A上の接触面61との間に静電容量C2が形成され、更に、第1導電層12と接触面61との間に静電容量C3が形成される。
すなわち、接触体6が接触していないときには「C1」であった静電容量が、接触体6が接触しているときには、図6Bから明らかなように、「C1+(C2×C3)/(C2+C3)」となり、静電容量の値が変化する。また、この場合も位置座標入力装置の使用状況などにはよらず、静電容量の値が変化する。また、この場合も位置座標入力装置の使用状況などにはよらず、接触面61と第1及び第2導電層12及び15との間に常に電流ループI1が形成される。
On the other hand, when the contact body 6 is in contact with the
That is, the capacitance which was “C1” when the contact body 6 is not in contact is “C1 + (C2 × C3) / (C2 + C3) when the contact body 6 is in contact, as is apparent from FIG. 6B. ) "And the capacitance value changes. Also in this case, the capacitance value changes regardless of the use status of the position coordinate input device. Also in this case, a current loop I1 is always formed between the
更に、このときの検出電流Ia〜Idの大きさは、この容量の増加分「(C2×C3)/(C2+C3)」に比例して増加し、これら検出電流Ia〜Idの偏りは、接触面61の位置座標に応じて変化する。したがって、このようにして偏りが生じた検出電流Ia〜Idが電流検出部2によってそれぞれ電流−電圧変換され、これに基づいて差動実効値検波回路3A〜3Dによって実効電圧値Va〜Vdが求められ、位置座標演算部5及び誤差補正回路4によって前述の式(1)、(2)の演算がなされることで、接触体6が入力装置1に接触しているときの位置座標Px、Pyが特定される。このようにして、接触体6の位置座標Px、Pyを特定する処理が終了する。
Further, the magnitudes of the detection currents Ia to Id at this time increase in proportion to the increase “(C2 × C3) / (C2 + C3)” of the capacitance, and the deviation of the detection currents Ia to Id It changes according to the position coordinates of 61. Accordingly, the detected currents Ia to Id that are biased in this way are subjected to current-voltage conversion by the
以上説明したように、本実施形態例においては、入力装置1として、基材11を介して形成された第1導電層12及び網目状の第2導電層15から成る積層構造により構成するとともに、第1導電層12と第2導電層15との間で所定の電位差(交流の基準信号と固定電位V1との間の電位差)を生じさせるようにしたので、第1及び第2の導電層12及び15間での電流ループを常に形成することができ、使用状況によらないで確実に接触体6の位置座標Px、Pyを特定することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the
また、複雑な層構造や電極構造を必要とせず、第2導電層15を網目状に形成すると共に、検出電極13A〜13Dや固定電位電極16についても、それぞれ第1導電層12の四隅や第2導電層15の端部に形成するだけでよいので、従来と比べて構成を複雑化することなく、接触体6の位置座標Px、Pyを入力することができる。
In addition, the second
更に、接触体6が入力装置1に接触していないときの位置座標をオフセット電圧Voffset(x)、Voffset(y)として求め、接触体6が入力装置1に接触しているときにはこのオフセット電圧を用いて誤差を補正するようにしたので、高い位置精度で接触体6の位置座標Px、Pyを特定することができる。
Further, the position coordinates when the contact body 6 is not in contact with the
なお、本発明の入力装置は、上述の実施形態例に限定されることなく、その他例えば基材11の一方の面上に、例えば酸化シリコン(SiO2)などの透明又は半透明の絶縁性材料より成る絶縁層を介して第1及び第2の導電層を積層する構成としてもよい。
しかしながら、上述したように基材11の両面に積層構造を形成する構成とする場合は、基材11の一方の面のみに形成する場合と比べ、基材11の第1及び第2の面11A及び11B上に第1及び第2の導電層12及び15をそれぞれスパッタリング法等により形成した後、両面に印刷等によって検出電極13A〜13D、固定電位電極16を形成することによって、スパッタリング工程及び印刷工程を1回に済ませるなど、製造工程をより簡素化し、製造コストを下げることが可能である。
また、第1及び第2導電層の間の間隔が感度に影響することから、上述したように、基材11として極めて厚さの薄い薄膜フィルムを用いる場合は、感度の良好な入力装置を提供することができるという利点を有する。
In addition, the input device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other transparent materials such as silicon oxide (SiO 2 ), for example, on one surface of the
However, when it is set as the structure which forms a laminated structure in both surfaces of the
In addition, since the distance between the first and second conductive layers affects the sensitivity, as described above, when an extremely thin thin film is used as the
そして、このような入力装置に対して、前述の図2A及びBにおいて説明したスルーホール部及び引き回し配線部を有する構造とすることによって、上述したように、外部との電気的接続を行うFPC基板40との接続を一方の面、図2A及びBの例においては、第1の面11Aのみにて行うことができ、またFPC基板40の面積を低減化して部材コストの増大化を抑えることができるという利点を有する。
また、前述の特許文献2に開示された構造の入力装置と比較して、配線引き回し構造を簡易化することができるため、平面構成として小型化が可能であり、タッチパネル等に利用する場合のいわゆる狭額縁化を図ることが可能となる。
In addition, as described above, the FPC board that performs electrical connection with the outside by adopting the structure having the through-hole portion and the lead-out wiring portion described in FIGS. 2A and 2B described above for such an input device. In the example of FIGS. 2A and 2B, the connection to 40 can be performed only on the
Further, since the wiring routing structure can be simplified as compared with the input device having the structure disclosed in
以上説明した本発明による入力装置は、各種表示装置に適用可能である。例えば本発明による入力装置において、基材と第1及び第2の導電層、更に表面保護層を光透過性材料により形成し、例えば有機又は無機のEL(Electro-Luminescence)ディスプレイやLCD(Liquid Crystal Display)などから成る表示部上に配置して構成すればタッチパネル型の表示装置を提供することができる。
このようにして構成された表示装置は、表示部からの出射光によって、文字情報、静止画又は映像情報などを表示すると共に、接触体による入力装置への接触面の位置座標を検出し、この位置座標を元に入力した結果を表示することが可能である。特に、この表示装置が携帯型のものであっても、その使用状況などによらず、位置座標を特定して入力することができるという利点を有する。
The input device according to the present invention described above can be applied to various display devices. For example, in the input device according to the present invention, the base material, the first and second conductive layers, and the surface protective layer are formed of a light transmissive material, for example, an organic or inorganic EL (Electro-Luminescence) display or LCD (Liquid Crystal). A display device of a touch panel type can be provided if it is arranged on a display unit such as a display.
The display device configured as described above displays character information, a still image, video information, or the like by light emitted from the display unit, and detects the position coordinates of the contact surface to the input device by the contact body. It is possible to display the input result based on the position coordinates. In particular, even if the display device is a portable type, there is an advantage that it is possible to specify and input position coordinates regardless of the usage situation.
なお、上述した図3〜図5において説明した構造の入力装置において、各電極から外部への電気的接続を行う比較例として、例えば図7A及びBに入力装置10及びFPC基板40の概略斜視構成図を示すように、検出電極13A〜13D及び固定電位電極16にそれぞれ接続する接続部41を設けたいわばコの字形のフレキシブルプリント基板40を用いることが考えられる。この場合、フレキシブルプリント基板40が一方の面側のみとなってしまい、またフレキシブルプリント基板40の面積が大型化して部材コストが高くなるという問題がある。
また、例えば図8A及びBに、基材11の第1の面側及び第2の面側の配線構造及びFPC基板40の概略平面構成図を示すように、FPC基板40に切り込み部42を設けることによって、基材11の一方の端部に引き出した端子部20A〜20B及び20Gに対し、FPC基板40の切込み部42によって挟み込む構成が考えられる。この場合は、FPC基板40を小型化できコスト抑制が可能だが、配線スペースが大きくなると共に、FPC基板40の表裏両面に接続箇所を設ける構造とする必要がある。更にこの場合には、FPC基板40との接続部分において基材11の両面共に、FPC基板40の厚さ分の厚みが増すこととなり、この入力装置自体を粘着テープなどで例えば表示装置の平坦な表示面に貼合する際に段差となり、気泡が生じて貼合不良になる可能性が高くなってしまう。
In the input device having the structure described above with reference to FIGS. 3 to 5, as a comparative example in which electrical connection is made from each electrode to the outside, for example, FIGS. 7A and 7B are schematic perspective configurations of the input device 10 and the
Further, for example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the
これに対し、上述の本発明においては、基材11においていわば立体的な引き回し配線構造を設けることによって、基材11の一方の端部にFPC基板40を接続する構成であることから、このような不都合を回避することができる。
On the other hand, in the above-described present invention, the
図9A及びBは、本発明による入力装置の他の実施形態例の第1の面側及び第2の面側からみた概略平面構成図である。図9A及びBにおいて、図2A及びBと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この例においては、網目状の第2の導電層15を設ける第2の面11Bの端部にFPC基板40を取り付け可能とする例であり、第1の面11A側が平坦面となる場合を示す。
FIGS. 9A and 9B are schematic plan views of the input device according to another embodiment of the present invention as viewed from the first surface side and the second surface side. 9A and 9B, parts corresponding to those in FIGS. In this example, the
この例においては、電極13A〜13D、固定電位電極16、更に端子部20C及び20Dそれぞれにスルーホール部18A〜18D、18Gが設けられる。これらのスルーホール部18A〜18D、18Gを導電性ペースト等で埋め込むか、又はその側面を導電性材料によりコーティングすることによって、スルーホール部の表裏の電極部分が電気的に接続される。基材11の第1の面11A側の検出電極13A及び13Bに設けられたスルーホール部18A、18Bからは、第2の面11B側において、端子部20A及び20Bへの引き回し配線部19A及び19Bが第2導電層15の外側に設けられて図中左側へ引き出される。また、第1の面11A側の検出電極13C及び13Dは、第2の面11B側の端子部20C及び20Dとスルーホール部18C及び18Dにより接続される。このような構成とすることによって、端子部20A〜20D及び20Gが、第2の面11B側において、基材11の左端に設けられる構成とすることができる。
図9Cに示すように、この場合は、第2の面11B側において、T字形などの比較的小型のFPC基板40により外部との接続が可能となる。
In this example, through
As shown in FIG. 9C, in this case, the second surface 11B side can be connected to the outside by a relatively
なお、第1の面11A側からFPC基板40を取り付ける前述の図2A及びBにおいて説明した実施形態例と共通の電極形状、端子部及び配線部構造とする場合は、スルーホール加工の位置を変更するだけで、両実施形態例による入力装置を形成することができる。またこの場合、FPC基板40の電極配線構造も共通とすることができ、すなわちFPC基板40として共通部材が使用可能である。第1又は第2の面11A又は11Bのどちらの面を平坦面とするかによって、スルーホール部の位置の変更のみで設計変更が可能となる。
When the
図10A及びBは、本発明による入力装置の他の実施形態例の第1の面側及び第2の面側からみた概略平面構成図である。図10A及びBにおいて、図2A及びBと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、上述の図2A及びBにおいて説明した例において、端子部20A〜20D、20Gを第1の面11A側の左端に設けるとともに、これらを左端中央部に近接させた例を示す。
このような構成とすることにより、図10Cに示すように、第1の面11Aの左端に接続するFPC基板40の接続部をより小型化することができ、さらにコストの低減化を図ることが可能である。
10A and 10B are schematic plan configuration views of the input device according to another embodiment of the present invention as seen from the first surface side and the second surface side. 10A and 10B, portions corresponding to those in FIGS. 2A and 2B are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
In this example, in the example described in FIGS. 2A and 2B described above, an example in which the
With such a configuration, as shown in FIG. 10C, the connecting portion of the
図11Aにおいては、第2の面11B側にFPC基板40を接続した場合において、第1の面11Aを粘着面として例えば表示装置の前面パネル31に、その窓部32内に入力装置を配置するように矢印aで示すように貼り合わせる例を示す。
また、図11Bにおいては、第1の面11A側にFPC基板40を接続した場合において、第2の面11Bを粘着面として、例えばLCDや有機ELパネル等の表示装置30の表示パネル33上に入力装置を配置するように、矢印bで示すように貼り合わせる例を示す。
このように、本発明によれば、用途や目的に応じて入力装置の第1の面側、第2の面側のどちらの面でも、例えば粘着剤等を介して目的とする表示装置のパネル部材等に固着することが可能となるという利点を有する。
In FIG. 11A, when the
In FIG. 11B, when the
Thus, according to the present invention, the panel of the target display device can be provided on either the first surface side or the second surface side of the input device, for example, via an adhesive or the like, depending on the application or purpose. This has the advantage that it can be fixed to a member or the like.
次に、本発明の入力装置において、接着剤を介して、剛性部材と接合されて一体化されて成る実施形態例の各例について説明する。
本発明の入力装置を適用して好適なタッチパネルは、通常表示装置の上に配置される。薄型化、軽量化の要望から昨今タッチパネルはフィルムベースのものが主流となっている。また、表示装置として液晶が主流となりつつあるが、液晶自体は極薄のガラス2枚の間に液晶材料を挟み込んだ構造をしており、液晶パネル上へ直接フィルムベースのタッチパネルを配置した場合、例えば指によるタッチパネルへの操作により、液晶パネルのガラスまで変形し、タッチした部分のみ色が変わるなどの画質劣化が起こる。
また、フィルムベースのタッチパネルは、ミクロ的に見ると、その動作時に絶えず変形しており、長年の使用により動作が不安定になるなど、耐久性に問題が生じることもある。
Next, in the input device of the present invention, each example of the embodiment in which the rigid member is joined and integrated via an adhesive will be described.
A suitable touch panel to which the input device of the present invention is applied is usually disposed on a display device. In recent years, touch panels are mainly used for film-based touch panels due to demands for thinning and weight reduction. In addition, liquid crystal is becoming mainstream as a display device, but the liquid crystal itself has a structure in which a liquid crystal material is sandwiched between two ultrathin glasses, and when a film-based touch panel is directly placed on the liquid crystal panel, For example, when the touch panel is operated with a finger, the glass of the liquid crystal panel is deformed, and the image quality is deteriorated such that only the touched portion changes color.
In addition, film-based touch panels, when viewed microscopically, are constantly deformed during operation, and there are cases where durability is problematic, for example, operation becomes unstable due to long-term use.
この対策方法としては、ある程度の剛性を有する部材を液晶パネルの表面に配置すれば良いが、この構造だとタッチパネル機能が付与できず、今まで両方を満足させる技術が存在しなかった。
上述の静電容量検出方式による入力装置を用いたタッチパネルは、接近してきた物体により基板側に形成した電極間の静電容量変化を検出するため、剛性部材を表面に配置しても動作可能となる。なお、剛性部材の厚さは、静電容量変化をより精度良く検出するためにできるだけ薄いほうが望ましい。また、例えばパーソナルコンピュータの入力装置として、タッチパッドを構成することも可能である。この場合は、基材や導電層、またこの剛性部材及びその接着剤などを不透明な材料により構成してもよい。
As a countermeasure, a member having a certain degree of rigidity may be disposed on the surface of the liquid crystal panel. However, with this structure, a touch panel function cannot be provided, and there has been no technology that satisfies both of them until now.
The touch panel using the input device based on the capacitance detection method described above can operate even when a rigid member is arranged on the surface in order to detect a capacitance change between electrodes formed on the substrate side by an approaching object. Become. Note that it is desirable that the thickness of the rigid member be as thin as possible in order to detect the capacitance change more accurately. For example, a touch pad can be configured as an input device of a personal computer. In this case, you may comprise a base material, a conductive layer, this rigid member, its adhesive agent, etc. with an opaque material.
図12は、本発明の入力装置の一実施形態例による概略断面構成を示す。この入力装置は例えば光透過性のフィルム上の基材11の両面に透明導電材料より成る第1及び第2導電層12及び15、検出電極13A〜13D及び固定電位電極16を形成した構成としており、基本的にフィルム材1枚により構成することができる。
このような構成において、第1導電層12及び検出電極13A〜13D上に、例えば光透過性を有する接着剤22を介して、ガラス等の光透過性を有する剛性部材21が接合される。この場合、指などの接触体を接触させる入力操作側に、剛性部材21を設けることにより、耐久性を向上させ、また外観及び品質の向上を図ることができる。
FIG. 12 shows a schematic cross-sectional configuration according to an embodiment of the input device of the present invention. For example, the input device has a configuration in which first and second
In such a configuration, a light-transmitting
図13は、基材11と、第1及び第2導電層12及び15との間に、それぞれ誘電体層23及び24を設ける実施形態例の概略断面構成を示す。図13において、図12と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
このように、誘電体層23及び24を介在させる構成とすることにより、光学特性を調整することが可能となる。
特に、導電層の表面が空気との界面である場合に、誘電体層の屈折率と厚さを調整することによって、反射光強度を低減させることができ、表示装置としての画質性能を向上させることができる。
FIG. 13 shows a schematic cross-sectional configuration of an embodiment in which
As described above, the optical characteristics can be adjusted by adopting the configuration in which the
In particular, when the surface of the conductive layer is an interface with air, the reflected light intensity can be reduced by adjusting the refractive index and thickness of the dielectric layer, and the image quality performance as a display device is improved. be able to.
図14は、剛性部材21の表面に反射防止層25が形成されている本発明の他の実施形態例の概略断面構成を示す。図14において、図12と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
このように、反射防止層25を設けることによって、反射光強度を低減させることが可能となり、同様に画質性能を向上させることができる。反射防止層25としては、有機材料層と無機材料層とが積層された構造とすることができる。
FIG. 14 shows a schematic cross-sectional configuration of another embodiment of the present invention in which an antireflection layer 25 is formed on the surface of the
As described above, by providing the antireflection layer 25, the reflected light intensity can be reduced, and the image quality performance can be similarly improved. The antireflection layer 25 can have a structure in which an organic material layer and an inorganic material layer are laminated.
図15は、剛性部材21の、第1導電層12と接合する裏面側に化粧印刷等の印刷部26を設けた実施形態例の概略断面構成図である。図15において、図13と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
このように剛性部材21を利用して、印刷部26を設ける構成とすることにより、表示装置の外装部品として使用することが可能となり、タッチパネル機能の付与された外装部品を提供することが可能となる。
以上の図12〜図15に示す各実施形態例においては、基材11、第1及び第2導電層12及び15などに加えて接着剤22、剛性部材21を光透過性材料により構成した例を示したが、それぞれ不透明な材料により構成して、タッチパッドとして構成することももちろん可能である。タッチパッドを構成する場合は、例えば剛性部材21の表面側に印刷部を設けてもよい。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional configuration diagram of an embodiment in which a
Thus, by using the
In each of the embodiments shown in FIGS. 12 to 15 described above, the adhesive 22 and the
上述の各実施形態例による入力装置は、例えば図16A〜Cに示すように、携帯型のゲーム機50、デジタルカメラ60、撮像装置70などの各種表示装置における表示面や画像確認画面などにおいて、入力機能を持たせる入力装置1として利用することができる。
現在の携帯型のゲーム機などにおいては、液晶パネル保護及び意匠性の目的から、全面に一部黒色の透明樹脂板が設けられており、従来の技術ではタッチパネルを用いることは実現不可能であるが、上述の実施形態例におけるような静電容量方式の入力装置を用いることによって、小型の装置においてもタッチパネル機能を付与することが容易となり、また上述したように、剛性部材を設ける構成とすることによって、液晶パネル保護及び意匠性を確保しつつ、タッチパネル機能を有する入力装置を設けることが可能となる。図示しないが、上述したようにパーソナルコンピュータのタッチパッドにも適用可能である。
For example, as shown in FIGS. 16A to 16C, the input device according to each of the above-described embodiments includes a display surface and an image confirmation screen in various display devices such as a portable game machine 50, a digital camera 60, and an imaging device 70. It can be used as an
In current portable game machines and the like, a black transparent resin plate is provided on the entire surface for the purpose of protecting the liquid crystal panel and design, and it is impossible to use the touch panel with the conventional technology. However, by using the capacitance type input device as in the above-described embodiment, it becomes easy to provide a touch panel function even in a small-sized device, and as described above, a rigid member is provided. Thus, it is possible to provide an input device having a touch panel function while ensuring protection of the liquid crystal panel and design. Although not shown, the present invention can also be applied to a touch pad of a personal computer as described above.
以上説明したように、本発明によれば、静電容量方式の入力装置において、各電極から外部との電気的接続部である端子部までの配線引き回し構造を立体的な構成とするため、狭額縁化が可能で、またFPC基板等との接続を一方の面のみにて行うことが可能となるので、薄型で小型の入力装置が実現可能となる。
したがって、本発明によれば、薄型化、小型化が可能であることから、本発明の入力装置を用いた表示装置の設計自由度が向上する。
また、本発明による入力装置は、使用状況によらずに位置座標の検出が可能となるため、現在一般的に多く用いられている抵抗膜式のタッチパネルに代えて利用可能であり、従来に比較して高耐久性、長寿命の入力装置を提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention, in the capacitance-type input device, the wiring routing structure from each electrode to the terminal portion which is an electrical connection portion with the outside has a three-dimensional configuration. A frame can be formed and connection with an FPC board or the like can be performed only on one surface, so that a thin and small input device can be realized.
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the thickness and the size, so that the degree of freedom in designing a display device using the input device of the present invention is improved.
In addition, since the input device according to the present invention can detect the position coordinates regardless of the use situation, it can be used in place of the resistance film type touch panel which is generally used at present, and is compared with the conventional one. Thus, it is possible to provide an input device with high durability and long life.
更に、本発明の入力装置においては、上述したように、電極及び配線構造や、FPC基板が共通であっても、スルーホール部を設ける位置を変更するのみで、入力装置の表裏どちらからでもフレキシブル配線基板などへの接続が可能であり、部材コストの低減が可能となる。
また、基材及び各導電層を光透過性材料により構成することで、タッチパネルとして応用が可能となる。
タッチパネルとして用いる場合は、前述の図11A及びBにおいて説明したように、表裏両面における2通りの貼合モードに対応させることが可能となる。
また、FPC基板等の外部との接続部とは反対側の面が平坦面となるため、粘着テープなどで表示装置の前面板又は液晶表示装置等の各種表示装置上に貼合する場合においても、気泡発生などの問題を回避することができる。
このように、本発明によれば薄型で狭額縁化による小型化が可能なタッチパネルを実現することで、従来一般的に使用される抵抗膜式タッチパネルとの置き換えが可能となり、薄さと光学特性においてより優れた入力装置を提供することができる。
Furthermore, in the input device of the present invention, as described above, even if the electrode and wiring structure and the FPC board are common, it is possible to flexibly from either the front or back of the input device only by changing the position where the through hole portion is provided. Connection to a wiring board or the like is possible, and member costs can be reduced.
Moreover, application as a touch panel becomes possible by constituting the base material and each conductive layer from a light-transmitting material.
When used as a touch panel, as described above with reference to FIGS. 11A and 11B, it is possible to correspond to two bonding modes on the front and back surfaces.
In addition, since the surface opposite to the connection part with the outside such as an FPC board is a flat surface, even when pasting on various display devices such as a front plate of a display device or a liquid crystal display device with an adhesive tape or the like. Problems such as bubble generation can be avoided.
As described above, according to the present invention, by realizing a touch panel that is thin and can be reduced in size by narrowing the frame, it can be replaced with a resistance film type touch panel that is generally used in the past. A more excellent input device can be provided.
なお、本発明は、上述の各実施形態例に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能であり、本発明による入力装置は、上述の図16A〜Cに示す表示装置の他、パーソナルコンピュータのタッチパッド、また券売機などの固定配置型の表示装置など、各種の表示装置への入力装置として、適用可能であることはいうまでもない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the configuration of the present invention. The input device according to the present invention includes the above-described FIG. 16A. It goes without saying that the present invention can be applied as an input device to various display devices such as a display device shown in FIGS.
1.入力装置、2.電流検出部、3A.差動実効値検波回路、3B.差動実効値検波回路、3C.差動実効値検波回路、3D.差動実効値検波回路、4.誤差補正回路、5.位置座標縁残部、6.接触体、11.基材、12.第1導電層、13A.検出電極、13B.検出電極、13C.検出電極、13D.検出電極、15.第2導電層、16.固定電位電極、17A.表面保護層、17B.表面保護層、21.剛性部材、22.接着剤、23.誘電体層、24.誘電体層、25.反射防止層、26.印刷部、30.表示装置
1. 1. input device; Current detection unit, 3A. Differential RMS detection circuit, 3B. Differential RMS detection circuit, 3C. Differential RMS detection circuit, 3D. 3. differential effective value detection circuit; 4. error correction circuit; 5. Position coordinate edge remainder, 10. contact body; Base material, 12. First conductive layer, 13A. Detection electrode, 13B. Detection electrode, 13C. Detection electrode, 13D. 15. detection electrode; Second conductive layer, 16. Fixed potential electrode, 17A. Surface protective layer, 17B. Surface protective layer, 21. Rigid member, 22. Adhesive, 23. Dielectric layer, 24. Dielectric layer, 25. Antireflection layer, 26. Printing section, 30. Display device
Claims (14)
絶縁性の基材の第1の面に一様に形成された第1導電層と、
前記基材の第2の面に複数の開口を有して網目状に形成された第2導電層とを備えた
入力装置。 An input device that detects a coordinate component at a position selected based on a change in capacitance,
A first conductive layer uniformly formed on the first surface of the insulating substrate;
A second conductive layer having a plurality of openings on the second surface of the base material and having a mesh shape.
Input device.
前記検出電極のうち前記第1導電層の一方の辺に設けられた2つの検出電極間に対応する位置において前記第2導電層の端部に設けられた固定電位電極とを備え、A fixed potential electrode provided at an end of the second conductive layer at a position corresponding to a position between two detection electrodes provided on one side of the first conductive layer among the detection electrodes;
前記検出電極のうちの他の2つの検出電極が、スルーホールとこの内部の導電性材料と前記第2の面上に設けられた引き回し配線部とによって、前記固定電位電極および前記2つの検出電極が設けられている前記基材の一方の縁部に引き出され、The other two detection electrodes of the detection electrodes include the fixed potential electrode and the two detection electrodes by a through hole, a conductive material therein, and a routing wiring portion provided on the second surface. Is pulled out to one edge of the substrate provided with
前記基材の一方の縁部においては、スルーホールによって、前記固定電位電極および前記引き回し配線部、または前記2つの検出電極が、当該基材における前記第1の面または第2の面の一方に引き出されているAt one edge of the base material, the fixed potential electrode and the routing wiring portion, or the two detection electrodes are formed on one of the first surface and the second surface of the base material by a through hole. Pulled out
請求項1記載の入力装置。The input device according to claim 1.
請求項2記載の表示装置。 On the first surface or the second surface of the base material, the fixed potential electrode, the routing wiring portion, and the terminal portions respectively connected to the two detection electrodes are provided on the one edge portion. Arranged along
The display device according to claim 2 .
請求項3記載の入力装置。 A flexible printed circuit board is disposed on the first surface or the second surface of the base material, and the terminal portion and the connection portion of the flexible printed circuit board are connected to each other.
The input device according to claim 3 .
請求項1〜4の何れかに記載の入力装置。 The base material, the first conductive layer, and the second conductive layer are made of a light transmissive material.
The input device according to claim 1 .
請求項1〜5の何れかに記載の入力装置。 A dielectric layer is provided between at least one of the base material and the first conductive layer and between the base material and the second conductive layer.
The input device according to claim 1 .
請求項1記載の入力装置。 The input device is integrally joined to a rigid member via an adhesive.
The input device according to claim 1 .
請求項7記載の入力装置。 The rigid member and the adhesive have light transmittance.
The input device according to claim 7 .
請求項7記載の入力装置。 Printing is applied to at least a part of the rigid member.
The input device according to claim 7 .
請求項7記載の入力装置。 An antireflection layer is formed on the surface of the rigid member opposite to the joint surface with the input device.
The input device according to claim 7 .
前記入力装置は、
絶縁性の基材の第1の面に一様に形成された第1導電層と、
前記基材の第2の面に複数の開口を有して網目状に形成された第2導電層とを備えた
表示装置。 An input device for detecting a coordinate component at a position selected based on a change in capacitance is provided on the display surface,
The input device is:
A first conductive layer uniformly formed on the first surface of the insulating substrate;
A display device comprising: a second conductive layer having a plurality of openings on the second surface of the substrate and formed in a mesh shape .
前記第1導電層の四隅に設けられた複数の検出電極と、A plurality of detection electrodes provided at four corners of the first conductive layer;
前記検出電極のうち前記第1導電層の一方の辺に設けられた2つの検出電極間に対応する位置において前記第2導電層の端部に設けられた固定電位電極とを備え、A fixed potential electrode provided at an end of the second conductive layer at a position corresponding to a position between two detection electrodes provided on one side of the first conductive layer among the detection electrodes;
前記検出電極のうちの他の2つの検出電極が、スルーホールとこの内部の導電性材料と前記第2の面上に設けられた引き回し配線部とによって、前記固定電位電極および前記2つの検出電極が設けられている前記基材の一方の縁部に引き出され、The other two detection electrodes of the detection electrodes include the fixed potential electrode and the two detection electrodes by a through hole, a conductive material therein, and a routing wiring portion provided on the second surface. Is pulled out to one edge of the substrate provided with
前記基材の一方の縁部においては、スルーホールによって、前記固定電位電極および前記引き回し配線部、または前記2つの検出電極が、当該基材における前記第1の面または第2の面の一方に引き出されているAt one edge of the base material, the fixed potential electrode and the routing wiring portion, or the two detection electrodes are formed on one of the first surface and the second surface of the base material by a through hole. Pulled out
請求項11記載の表示装置。The display device according to claim 11.
請求項12記載の表示装置。 On the first surface or the second surface of the base material, the fixed potential electrode, the routing wiring portion, and the terminal portions respectively connected to the two detection electrodes are provided on the one edge portion. Arranged along
The display device according to claim 12 .
請求項11〜13の何れかに記載の表示装置。
The base material, the first conductive layer, and the second conductive layer are made of a light transmissive material.
The display device according to claim 11 .
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