JP5498811B2 - Capacitive input device - Google Patents
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Description
本発明は、入力座標位置を検出可能な静電容量式の入力装置に係り、特に、粘着層の誘電率に関する。 The present invention relates to a capacitance type input device capable of detecting an input coordinate position, and more particularly to a dielectric constant of an adhesive layer.
図4は本発明に対する比較例の静電容量式タッチパネル(入力装置)の部分縦断面図を示す。 FIG. 4 shows a partial longitudinal sectional view of a capacitive touch panel (input device) of a comparative example for the present invention.
図4に示すように、静電容量式タッチパネル1は、表面に下部電極パターンが形成された下部基板2と、表面に上部電極パターンが形成された上部基板3と、表面に入力領域4aを備える表面部材(パネル)4とを備える。
As shown in FIG. 4, the capacitive touch panel 1 includes a lower substrate 2 having a lower electrode pattern formed on the surface, an upper substrate 3 having an upper electrode pattern formed on the surface, and an
図4に示すように、下部基板2と上部基板3間、及び上部基板3と表面部材4間は夫々、粘着層5,6を介して接合されている。 As shown in FIG. 4, the lower substrate 2 and the upper substrate 3, and the upper substrate 3 and the surface member 4 are bonded via adhesive layers 5 and 6, respectively.
上記した下部電極パターンと上部電極パターンは夫々、複数本形成され、各下部電極パターンと各上部電極パターンとがマトリクス状に配列されている。 A plurality of the lower electrode patterns and the upper electrode patterns described above are formed, and the lower electrode patterns and the upper electrode patterns are arranged in a matrix.
このため上部電極パターンと下部電極パターンの間には静電容量が発生している。そして、上下電極パターン間に大きな容量が形成されている場合には、図4に示すように指Fにて入力領域4a上を操作した際に生じる静電容量の変化率が小さくなり、低いセンサ感度しか得られない。
For this reason, a capacitance is generated between the upper electrode pattern and the lower electrode pattern. When a large capacitance is formed between the upper and lower electrode patterns, the rate of change in capacitance that occurs when the finger F is operated on the
図4に示すように、下部基板2と上部基板3間、及び上部基板3と表面部材4間に夫々、粘着層5,6が存在する形態においては、通常、粘着層5,6には同じものを使用しており、粘着層5,6の誘電率について考慮されていない。下記特許文献に示す発明においても、粘着層の誘電率については何も記載されていない。 As shown in FIG. 4, in the form in which the adhesive layers 5 and 6 exist between the lower substrate 2 and the upper substrate 3 and between the upper substrate 3 and the surface member 4, respectively, the adhesive layers 5 and 6 are usually the same. The dielectric constant of the adhesive layers 5 and 6 is not considered. Also in the invention shown in the following patent document, nothing is described about the dielectric constant of the adhesive layer.
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、粘着層の誘電率を調整して、センサ感度を向上させることが可能な静電容量式の入力装置を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention is to solve the above-described conventional problems, and in particular, to provide a capacitance type input device capable of improving the sensor sensitivity by adjusting the dielectric constant of the adhesive layer. It is aimed.
本発明における静電容量式の入力装置は、
下から、基材表面に複数本の下部電極パターンが第1の方向に延出して形成された下部基板、基材表面に複数本の上部電極パターンが前記第1の方向に交差する第2の方向に延出して形成された上部基板、及び前記上部基板に対向する第1の面と指にて操作される入力領域を有する第2の面を備えた表面部材の順に積層され、前記下部基板と前記上部基板との間は第1の粘着層を介して接合されており、前記上部基板と前記表面部材との間は前記第1の粘着層よりも前記第2の面に近い第2の粘着層を介して接合されており、
前記第1の粘着層の誘電率は、前記第2の粘着層の誘電率よりも小さいことを特徴とするものである。
The capacitance type input device in the present invention is:
A lower substrate formed by extending a plurality of lower electrode patterns in a first direction on the substrate surface from below; a second substrate in which a plurality of upper electrode patterns intersects the first direction on the substrate surface An upper substrate formed extending in a direction; a first surface facing the upper substrate; and a surface member having a second surface having an input region operated by a finger, and stacked on the lower substrate in this order. And the upper substrate are bonded via a first adhesive layer, and the second substrate is closer to the second surface than the first adhesive layer between the upper substrate and the surface member. Bonded through an adhesive layer,
A dielectric constant of the first adhesive layer is smaller than a dielectric constant of the second adhesive layer.
本発明では、第1の粘着層及び第2の粘着層の各誘電率を調整して、センサ感度に優れた静電容量式の入力装置を実現するものである。すなわち本発明では、上下電極パターン間の静電容量を小さくすべく、パターン幅を変えたり、上下電極パターン間の距離を変える必要がない。また、表面に電極パターンが形成される基材の材質等を変えることも必要ない。このため、薄型の入力装置にできるし、また耐久性、耐候性、ノイズ耐性等が低下することもない。 In the present invention, by adjusting the dielectric constants of the first adhesive layer and the second adhesive layer, a capacitance type input device having excellent sensor sensitivity is realized. That is, in the present invention, there is no need to change the pattern width or the distance between the upper and lower electrode patterns in order to reduce the capacitance between the upper and lower electrode patterns. Moreover, it is not necessary to change the material of the base material on which the electrode pattern is formed. For this reason, a thin input device can be obtained, and durability, weather resistance, noise resistance, and the like are not deteriorated.
そして本発明では、上記のように、第1の粘着層の誘電率を、前記第2の粘着層の誘電率よりも小さくしている。これにより、上下電極パターン間の静電容量を小さく、操作体(例えば指)により入力領域を操作した際に生じる静電容量の変化率を大きくでき、したがって、センサ感度に優れた静電容量式の入力装置を実現できる。 In the present invention, as described above, the dielectric constant of the first adhesive layer is made smaller than that of the second adhesive layer. As a result, the capacitance between the upper and lower electrode patterns can be reduced, and the change rate of the capacitance generated when the input area is operated by the operating body (for example, a finger) can be increased. Can be realized.
本発明では、前記第1の粘着層及び前記第2の粘着層には、誘電率の異なる光学粘着剤が用いられることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that optical adhesives having different dielectric constants are used for the first adhesive layer and the second adhesive layer.
また本発明では、前記第1の粘着層及び前記第2の粘着層には、誘電率が異なるアクリル樹脂系の材料、あるいは誘電率が異なるシリコーンゴム系の材料が用いられることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that acrylic resin materials having different dielectric constants or silicone rubber materials having different dielectric constants are used for the first adhesive layer and the second adhesive layer.
あるいは本発明では、前記第1の粘着層及び前記第2の粘着層には、一方がアクリル樹脂系の材料で、他方が、前記アクリル樹脂とは異なる誘電率のシリコーンゴム系の材料が用いられることが好ましい。 Alternatively, in the present invention, one of the first adhesive layer and the second adhesive layer is an acrylic resin material, and the other is a silicone rubber material having a dielectric constant different from that of the acrylic resin. It is preferable.
また本発明では、前記下部電極パターンが駆動電極で、前記上部電極パターンが検出電極であり、前記下部電極パターンのパターン幅が、前記上部電極パターンのパターン幅よりも広い構成に好ましく適用できる。 In the present invention, the lower electrode pattern is a drive electrode, the upper electrode pattern is a detection electrode, and the pattern width of the lower electrode pattern is preferably applicable to a configuration wider than the pattern width of the upper electrode pattern.
本発明によれば、電極パターン幅や上下電極パターン間の距離、基材の材質等を変えることなく、粘着層の誘電率を調整することで、センサ感度に優れた入力装置を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the input device excellent in sensor sensitivity is realizable by adjusting the dielectric constant of an adhesion layer, without changing the electrode pattern width, the distance between upper and lower electrode patterns, the material of a base material, etc.
図1は、本実施形態の入力装置(タッチパネル)10の分解斜視図、図2(a)は本実施形態の入力装置をY1−Y2方向に沿って切断したときの部分縦断面図、図2(b)は、図2(a)の各部材を接合した状態を示す本実施形態の入力装置10の部分縦断面図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an input device (touch panel) 10 according to the present embodiment, FIG. 2A is a partial longitudinal sectional view of the input device according to the present embodiment cut along the Y1-Y2 direction, and FIG. (B) is the fragmentary longitudinal cross-section of the
図1に示すように入力装置10は、下から基材表面に複数本の下部電極パターン14が形成された下部基板22、第1の粘着層30、基材表面に複数本の上部電極パターン13が形成された上部基板21、第2の粘着層31、及び、表面に入力領域11を備えた表面部材(パネル)20の順に積層されている。
As shown in FIG. 1, the
図1、図2に示すように、下部基板22は、下部基材32と、下部基材32の表面32aに形成された複数本の下部電極パターン14とを備えて構成される。図1には一部の下部電極パターン14のみが図示されている。図1に示すように各下部電極パターン14は、Y1−Y2方向に所定の間隔を空けて配置され、また各下部電極パターン14は、X1−X2方向(第1の方向)に直線状(帯状)に延出して形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、各下部電極パターン14のX1側あるいはX2側の端部には下部配線パターン(図示しない)が電気的に接続されている。下部配線パターンは非入力領域12のX1側領域及びX2側領域からY2側領域12aにまで引き回され、各下部配線パターンの先端には下部接続部17が形成されている。図1に示すように、例えば、各下部接続部17は、次に説明する上部接続部15と平面視にて重ならないように、複数の上部接続部15が形成される中央部の両側端部に、X1−X2方向に間隔を空けて配列されている。
Further, a lower wiring pattern (not shown) is electrically connected to the end of each
図1,図2に示すように上部基板21は、上部基材33と、上部基材33の表面33aに形成された複数本の上部電極パターン13とを備えて構成される。図1には、一部の上部電極パターン13のみが図示されている。図1に示すように、各上部電極パターン13は、X1−X2方向に所定の間隔を空けて配置され、また各上部電極パターン13は、Y1−Y2方向(第2の方向)に直線状(帯状)に延出して形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また各上部電極パターン13のY2側の端部には、上部配線パターン(図示しない)が電気的に接続され、更に、各上部配線パターンの先端には上部接続部15が形成されている(図1参照)。各上部接続部15は非入力領域12のY2側領域12aの略中央部にX1−X2方向に間隔を空けて配列されている(図1参照)。
Further, an upper wiring pattern (not shown) is electrically connected to the end portion on the Y2 side of each
図3(上下電極パターンの部分拡大平面図)に示すように、上下電極パターン13,14を平面的に見ると、各上部電極パターン13と各下部電極パターン14は、マトリクス状に配列されている。図3では、各上下電極パターン13,14は直交しているが、直交以外で平面的に交差する形態であってもよい。
As shown in FIG. 3 (partially enlarged plan view of the upper and lower electrode patterns), when the upper and
図3に示すように、下部電極パターン14のパターン幅はT1からなる一定幅で、上部電極パターン13のパターン幅はT2からなる一定幅である。図3に示すように下部電極パターン14のパターン幅T1は、上部電極パターン13のパターン幅T2よりも大きい。パターン幅T1は、3〜10mm程度であり、パターン幅T2は、0.5〜2mm程度である。
As shown in FIG. 3, the pattern width of the
図3に示す実施形態では、パターン幅T1が大きい下部電極パターン14は、駆動電極(ドライブ電極)であり、またノイズに対するシールドとしても機能する。一方、パターン幅T2が小さい上部電極パターン13は検出電極である。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
各電極パターン13,14はいずれも基材表面にITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料でスパッタや蒸着により成膜される。また基材32,33は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の透明基材で形成される。
Each of the
表面部材(パネル)20は、プレスチックやガラス基材で形成される。表面部材20の下面20bには加飾層24が設けられる。入力領域11は透光性の入力領域であり、入力領域11の周囲に着色された非透光性の非入力領域12が形成される。
The surface member (panel) 20 is formed of a plastic or glass substrate. A
図1に示すように、本実施形態の入力装置10には、フレキシブルプリント基板23が設けられる。図1に示すように、フレキシブルプリント基板23の先端(接続部15,17との接続側)は、中央部23aと、両側端部23b,23bとに分離している。フレキシブルプリント基板23の中央部23aには複数の第1接続部(図示しない)が形成されており、中央部23aが上部接続部15上に重ねられて、各第1接続部と各上部接続部15とが電気的に接続されている。また、フレキシブルプリント基板23の両側端部23bには複数の第2接続部(図示しない)が形成されており、両側端部23b,23bが入力装置10の下部接続部17上に重ねられて、各第2接続部と各下部接続部17とが電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, a flexible
またフレキシブルプリント基板23では、各第1接続部及び各第2接続部が、フレキシブルプリント基板23の表面に設置されたコネクタ35と、図示しない配線パターンを介して電気的に接続されている。
Moreover, in the flexible printed
本実施形態における入力装置10は、駆動電極である各下部電極パターン14にパルス状の電圧が順番に与えられ、このとき上部電極パターン13に瞬間的に電流が流れる。図2(b)に示すように、導電体である指F等の操作体が、入力領域11に触れると、上下電極パターン13,14間の静電容量に、指Fと上部電極パターン13間の静電容量が付加され、その結果、指Fに近い上部電極パターン13に流れる電流が指が触れていないときと比較して変化する。したがって、ある下部電極パターン14にパルス状の電圧を与えた状態で、順次、各上部電極パターン13の時定数の変化を検知し、この時定数変化の連続検知を、各下部電極パターン14に電圧を順に与えながら行うことで、入力領域11における指Fが触れた位置を算出することができる。
In the
本実施形態における入力装置10は、図1,図2(a)に示すように、第1の粘着層30が下部基板22と上部基板21との間に設けられている。また、第2の粘着層31が、上部基板21と表面部材20との間に設けられる。そして、図2(a)に示すように、下部基板22と上部基板21間が第1の粘着層30を介して接合され、上部基板21と表面部材20との間が第2の粘着層31を介して接合される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2A, the
本実施形態では、第1の粘着層30の誘電率が第2の粘着層31の誘電率よりも小さくなっている。
In the present embodiment, the dielectric constant of the first
第1の粘着層30及び第2の粘着層31は、共に、入力領域11及び非入力領域12の全体に設けられるため、透光性の材質であることが必要である。
Since both the first
本実施形態では、第1の粘着層30及び第2の粘着層31には、誘電率が異なる透明な光学粘着剤(OCA)を用いることが出来る。OCAとしては、例えば、アクリル樹脂系の材料とシリコーンゴム系の材料があり、アクリル樹脂系の材料での誘電率は、2.7〜4.5程度、シリコーンゴム系の材料での誘電率は、3.0〜3.5程度である。このように、同じアクリル樹脂系の材料やシリコーンゴム系の材料でも誘電率に幅がある。よって、第1の粘着層30及び第2の粘着層31には、異なる誘電率のアクリル樹脂系の材料を使用し、あるいは、異なる誘電率のシリコーンゴム系の材料を使用することが出来る。または、第1の粘着層30及び第2の粘着層31の一方にアクリル樹脂系の材料を、他方にアクリル樹脂とは異なる誘電率を有するシリコーンゴム系の材料を用いることが出来る。例えば、第1の粘着層30に、シリコーンゴム系の材料を用い、第2の粘着層31に、シリコーンゴム系より大きい誘電率を設定しやすいアクリル樹脂系の材料を用いる構成を提示できる。
In the present embodiment, transparent optical adhesives (OCAs) having different dielectric constants can be used for the first
このように本実施形態では、第1の粘着層30及び第2の粘着層31の各誘電率を調整することで、感度に優れた静電容量式の入力装置10を実現するものである。
As described above, in this embodiment, by adjusting the dielectric constants of the first
すなわち本実施形態では、上下電極パターン間の静電容量を小さくすべく、パターン幅を変えたり、上下電極パターン間の距離を変える必要がない。また、表面に電極パターンが形成される基材32,33の材質等を変えることも必要ない。図3に示すように、下部電極パターン14のパターン幅T1は広くなっているが、上下電極パターン間の静電容量を小さくすべくパターン幅T1を小さくすることは必要なく、よって、下部電極パターン14に、入力装置10の下方に配置される液晶ディスプレイ(図示しない)のノイズ耐性を高めるシールドとしての機能を効果的に持たせることが出来る。以上により、本実施形態における入力装置10では、薄型化を促進でき、また耐久性、耐候性、ノイズ耐性等が低下することもない。
That is, in this embodiment, there is no need to change the pattern width or the distance between the upper and lower electrode patterns in order to reduce the capacitance between the upper and lower electrode patterns. Moreover, it is not necessary to change the material of the
そして本実施形態では、上記のように、第1の粘着層30の誘電率を、第2の粘着層31の誘電率よりも小さくしている。これにより、上下電極パターン間の静電容量を小さく、操作体(例えば指F)により入力領域11を操作した際に生じる静電容量の変化率を大きくでき、したがって、センサ感度に優れた静電容量式の入力装置10を実現できる。
In the present embodiment, as described above, the dielectric constant of the first
10 入力装置
11 入力領域
12 非入力領域
12a Y2側領域
13 上部電極パターン
14 下部電極パターン
15 上部接続部
17 下部接続部
20 表面部材(パネル)
21 上部基板
22 下部基板
23 フレキシブルプリント基板
30 第1の粘着層
31 第2の粘着層
32 下部基材
33 上部基材
35 コネクタ
DESCRIPTION OF
21
Claims (5)
前記第1の粘着層の誘電率は、前記第2の粘着層の誘電率よりも小さいことを特徴とする静電容量式の入力装置。 A lower substrate formed by extending a plurality of lower electrode patterns in a first direction on the substrate surface from below; a second substrate in which a plurality of upper electrode patterns intersects the first direction on the substrate surface An upper substrate formed extending in a direction; a first surface facing the upper substrate; and a surface member having a second surface having an input region operated by a finger, and stacked on the lower substrate in this order. And the upper substrate are bonded via a first adhesive layer, and the second substrate is closer to the second surface than the first adhesive layer between the upper substrate and the surface member. Bonded through an adhesive layer,
The capacitance type input device, wherein a dielectric constant of the first adhesive layer is smaller than a dielectric constant of the second adhesive layer.
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