JP2012018516A - Input device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device capable of precisely detecting a change of electric capacity and capable of accurately detecting the position of an object to be detected.SOLUTION: An input device A comprises a substrate 4; a plurality of first electrodes 1 which is formed on the substrate 4, has a plurality of first electrode elements 11 arranged in a first direction x, and is arranged in parallel to each other; a plurality of second electrodes 2 which is formed on the substrate 4, has a plurality of second electrode elements 21 arranged in a second direction y which is different from the first direction x, and is arranged in parallel to each other; and control means 72 which detects an approaching position of a conductor with the change of electric capacity caused at the plurality of first electrodes 1 when the conductor approaches the plurality of first and second electrodes 1, 2 in the direction of the thickness of the substrate 4. An arrangement pitch p1 of the plurality of first electrodes 1 and an arrangement pitch p2 of the plurality of second electrodes 2 are in the range of 5 to 6 mm.

Description

本発明は、入力装置に関する。   The present invention relates to an input device.

図６、図７は、従来の入力装置の一例を示している（特許文献１）。これらの図に示された入力装置Ｘ１は、液晶表示パネルＹと重ね合わせられることにより、いわゆるタッチパネルを構成している。このタッチパネルは、たとえば携帯電話機Ｚの表示手段および操作手段として用いられる。入力装置Ｘ１は、透過板９１，９２、複数の電極９３，９４、配線９５，９６、フレキシブル基板９７、およびＩＣチップ（図示略）を備えている。透過板９１，９２は、互いに平行に配置されている。複数の電極９３は、透過板９１に形成されている。電極９３はそれぞれ、方向ｘに沿って配列している複数の電極要素９３１を備えている。複数の電極９４は、透過板９２に形成されている。電極９４はそれぞれ、方向ｙに沿って配列している複数の電極要素９４１を備えている。配線９５は、電極要素９３１どうしを導通させている。配線９６は、電極要素９４１どうしを導通させている。上記ＩＣチップは、フレキシブル基板９７、配線９５，９６を介して、電極要素９３１，９４１と接続している。電極要素９３１，９４１に導電体が接近するとコンデンサが構成される。このようなタッチパネルの表面を指などの導電体が接触したりスライドしたりすると、上記ＩＣチップが静電容量の変化から上記導電体の位置や動作を検知する。   6 and 7 show an example of a conventional input device (Patent Document 1). The input device X1 shown in these drawings forms a so-called touch panel by being superimposed on the liquid crystal display panel Y. This touch panel is used as a display unit and an operation unit of the mobile phone Z, for example. The input device X1 includes transmission plates 91 and 92, a plurality of electrodes 93 and 94, wirings 95 and 96, a flexible substrate 97, and an IC chip (not shown). The transmission plates 91 and 92 are arranged in parallel to each other. The plurality of electrodes 93 are formed on the transmission plate 91. Each of the electrodes 93 includes a plurality of electrode elements 931 arranged along the direction x. The plurality of electrodes 94 are formed on the transmission plate 92. Each of the electrodes 94 includes a plurality of electrode elements 941 arranged along the direction y. The wiring 95 makes the electrode elements 931 conductive. The wiring 96 makes the electrode elements 941 conductive. The IC chip is connected to electrode elements 931 and 941 through a flexible substrate 97 and wirings 95 and 96. When a conductor approaches the electrode elements 931 and 941, a capacitor is formed. When a conductor such as a finger contacts or slides on the surface of such a touch panel, the IC chip detects the position and operation of the conductor from the change in capacitance.

従来から、入力装置Ｘ１を薄型化したいといった要請が強い。そして、上記した入力装置の薄型化を図ったものとして、図８（ａ）に示された入力装置が知られている（特許文献２参照）。図８（ｂ）は、図８（ａ）の要部断面図である。これらの図に示された入力装置Ｘ２は、入力装置Ｘ１と異なり、電極９３、および電極９４のいずれもが、透過板９１上に形成されている。配線９５も、透過板９１上に形成されている。配線９６は、配線９５との導通を防ぐための絶縁層９８を介在して、配線９５上に形成されている。この入力装置Ｘ２においては、電極９３，９４を形成する透過板を複数用いる必要がなくなり、薄型化が実現されている。   Conventionally, there is a strong demand for reducing the thickness of the input device X1. The input device shown in FIG. 8 (a) is known as a thinned input device (see Patent Document 2). FIG. 8B is a cross-sectional view of the main part of FIG. The input device X2 shown in these drawings is different from the input device X1 in that both the electrode 93 and the electrode 94 are formed on the transmission plate 91. The wiring 95 is also formed on the transmission plate 91. The wiring 96 is formed on the wiring 95 with an insulating layer 98 for preventing conduction with the wiring 95 interposed. In the input device X2, it is not necessary to use a plurality of transmission plates for forming the electrodes 93 and 94, and a reduction in thickness is realized.

このような入力装置Ｘ１，Ｘ２において、静電容量の変化を正確に検出するためには、電極要素９３１，９４１の面積を十分に確保する必要がある。入力装置Ｘ２では、さらに、配線９５に隣接する電極要素９４１どうしの間隔を狭くすると、絶縁層９８を配線９５上に精度よく形成する工程が非常に煩わしくなる問題も存在する。しかしながら、一方で、電極９３，９４の配置ピッチを大きくすればするほど、電極９３，９４の配置密度が減少し、導電体の位置を精密に検出できなくなる問題も存在する。このため、電極要素９３１，９４１の面積を十分に確保しつつ、上記導電体の位置を精密に検出可能な入力装置の提供が求められていた。   In such input devices X1 and X2, it is necessary to secure a sufficient area of the electrode elements 931 and 941 in order to accurately detect a change in capacitance. In the input device X2, there is also a problem that if the distance between the electrode elements 941 adjacent to the wiring 95 is narrowed, the process of accurately forming the insulating layer 98 on the wiring 95 becomes very troublesome. However, on the other hand, as the arrangement pitch of the electrodes 93 and 94 is increased, the arrangement density of the electrodes 93 and 94 decreases, and there is a problem that the position of the conductor cannot be detected accurately. Therefore, there has been a demand for providing an input device that can accurately detect the position of the conductor while ensuring a sufficient area of the electrode elements 931 and 941.

特表２００３−５１１７９９号公報Special table 2003-511799 gazette 登録実用新案第３１４４２４１号公報Registered Utility Model No. 3144241

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、静電容量の変化を正確に検出可能であり、かつ、検出対象物の位置を精密に検出可能である入力装置を提供することを課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and is an input device that can accurately detect a change in capacitance and can accurately detect the position of a detection target. The issue is to provide.

本発明によって提供される入力装置は、基板と、上記基板上に形成されているとともに、第１の方向に沿って配置された複数の第１の電極要素を備え、互いに平行に配置された複数の第１の電極と、上記基板上に形成されているとともに、上記第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された複数の第２の電極要素を備え、互いに平行に配置された複数の第２の電極と、上記基板の厚さ方向において、上記複数の第１および第２の電極に対して導電体が接近したときに、上記複数の第１の電極に生じる静電容量の変化によって、上記導電体の接近位置を検出する制御手段と、を備える入力装置であって、上記複数の第１の電極の配置ピッチおよび上記複数の第２の電極の配置ピッチが５〜６ｍｍであることを特徴とする。   An input device provided by the present invention includes a substrate and a plurality of first electrode elements formed on the substrate and arranged along a first direction, and a plurality of electrodes arranged in parallel to each other. A plurality of second electrode elements formed on the substrate and disposed along a second direction different from the first direction, and disposed in parallel to each other. When a conductor approaches the plurality of second electrodes and the plurality of first and second electrodes in the thickness direction of the substrate, the capacitance generated in the plurality of first electrodes A control means for detecting the approach position of the conductor according to a change, wherein the arrangement pitch of the plurality of first electrodes and the arrangement pitch of the plurality of second electrodes are 5 to 6 mm. It is characterized by being.

好ましい実施形態においては、上記複数の第１の電極と、上記複数の第２の電極とが、上記基板の一方の面に形成されている。   In a preferred embodiment, the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes are formed on one surface of the substrate.

好ましい実施形態においては、上記第１の電極のいずれか１つを構成する上記第１の電極要素どうしを導通させる複数の第１の配線を備え、上記第１の配線のいずれかは、隣接する上記第１および第２の電極要素に挟まれた第１の隙間に形成されている。   In a preferred embodiment, the apparatus includes a plurality of first wirings that electrically connect the first electrode elements constituting any one of the first electrodes, and any of the first wirings is adjacent to each other. A first gap is formed between the first and second electrode elements.

本発明における上記複数の第１および第２の電極の配置ピッチは、後述するように、上記制御手段が、上記第１および第２の電極に生じる静電容量を正確に検知可能であり、かつ、上記導電体の位置を精密に検知可能となるように設定されたものである。このように最適な配置ピッチを予め定めておくことにより、上記基板に形成すべき配線パターンの設計作業の効率化を図ることができる。   The arrangement pitch of the plurality of first and second electrodes in the present invention is such that, as will be described later, the control means can accurately detect the capacitance generated in the first and second electrodes, and The conductor is set so that the position of the conductor can be accurately detected. By determining the optimum arrangement pitch in this way, it is possible to improve the efficiency of the design work of the wiring pattern to be formed on the substrate.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明にかかる入力装置の一例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows an example of the input device concerning this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った要部平面図である。It is a principal part top view along the II-II line | wire of FIG. 図１に示す入力装置の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the input device shown in FIG. 図１に示す入力装置の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the input device shown in FIG. 図１に示す入力装置の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the input device shown in FIG. 従来の入力装置の一例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows an example of the conventional input device. 図６のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿った要部平面図である。It is a principal part top view along the VII-VII line of FIG. （ａ）は、従来の入力装置の他の例を示す要部平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部断面図である。(A) is a principal part top view which shows the other example of the conventional input device, (b) is principal part sectional drawing of (a).

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１、図２を用いて、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる入力装置の要部断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った要部平面図である。これらの図に示された入力装置Ａは、複数の電極１，２、複数の配線３１，３２，８１，８２、透過板４、シールド層５、フレキシブル基板７１、およびＩＣチップ７２を備えている。入力装置Ａは、導電体である指Ｆｇが接近したことを静電容量の変化により検出するためのものである。図１に示すように、入力装置Ａは、液晶表示パネルＢと重ね合わせられることにより、いわゆるタッチパネルを構成している。図２においては、理解の便宜上、電極１，２どうしの間隔を実際より大きく記載している。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the input device according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of an essential part taken along line II-II in FIG. The input device A shown in these drawings includes a plurality of electrodes 1 and 2, a plurality of wirings 31, 32, 81 and 82, a transmission plate 4, a shield layer 5, a flexible substrate 71, and an IC chip 72. . The input device A is for detecting that the finger Fg, which is a conductor, has approached, based on a change in capacitance. As shown in FIG. 1, the input device A constitutes a so-called touch panel by being superimposed on the liquid crystal display panel B. In FIG. 2, the distance between the electrodes 1 and 2 is shown larger than the actual distance for convenience of understanding.

図２に表れているように、点線の矩形によって表された領域が検出領域ｒ１である。検出領域ｒ１は、入力装置Ａに対して指Ｆｇを接近させ指Ｆｇの接近を検出する領域である。一方、方向ｚ視において、透過板４における検出領域ｒ１以外の枠状の領域が、非検出領域ｒ２である。検出領域ｒ１および非検出領域ｒ２の境界を、端部ｒ３，ｒ４、および端縁ｒ５，ｒ６としている。   As shown in FIG. 2, a region represented by a dotted rectangle is the detection region r1. The detection area r1 is an area for detecting the approach of the finger Fg by bringing the finger Fg closer to the input device A. On the other hand, in the direction z, the frame-shaped region other than the detection region r1 on the transmission plate 4 is the non-detection region r2. The boundaries between the detection region r1 and the non-detection region r2 are end portions r3 and r4 and end edges r5 and r6.

透過板４は、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）などの透明樹脂の単層樹脂体、またはこれらに代表される透明樹脂から選ばれた２種類の材料からなる積層樹脂体、あるいは、ガラスからなる透明な板である。透過板４は、表面４ａおよび裏面４ｂを有する。透過板４は、本発明にかかる基板に相当する。   The transmission plate 4 is made of, for example, a single layer resin body of a transparent resin such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or polycarbonate (PC), or two kinds of materials selected from transparent resins represented by these. A laminated resin body or a transparent plate made of glass. The transmission plate 4 has a front surface 4a and a back surface 4b. The transmission plate 4 corresponds to a substrate according to the present invention.

フレキシブル基板７１は、方向ｙにおける透過板４の端部に設けられている。   The flexible substrate 71 is provided at the end of the transmission plate 4 in the direction y.

図１に示すように、複数の電極１は、透過板４の表面４ａに形成されている。図２に示すように、電極１はそれぞれ、方向ｘに沿って配置された複数の電極要素１１を備えている。すなわち、電極１は、互いに平行に配置されている。隣接する電極１のｙ方向における中心線同士の間隔を電極１の配置ピッチｐ１とする。本実施形態では、電極１の配置ピッチｐ１は５〜６ｍｍである。電極要素１１はそれぞれ、ほぼ菱形状である。電極要素１１の形状は、菱形状に限らず、丸型状、多角形状、またはその他の形状でも構わない。電極要素１１は、たとえばＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明な導電性材料からなる薄膜に対してパターニングを施したものである。   As shown in FIG. 1, the plurality of electrodes 1 are formed on the surface 4 a of the transmission plate 4. As shown in FIG. 2, each of the electrodes 1 includes a plurality of electrode elements 11 arranged along the direction x. That is, the electrodes 1 are arranged in parallel to each other. An interval between the center lines in the y direction of adjacent electrodes 1 is defined as an arrangement pitch p1 of the electrodes 1. In the present embodiment, the arrangement pitch p1 of the electrodes 1 is 5 to 6 mm. Each of the electrode elements 11 has a substantially rhombus shape. The shape of the electrode element 11 is not limited to a rhombus shape, and may be a round shape, a polygonal shape, or other shapes. The electrode element 11 is obtained by patterning a thin film made of a transparent conductive material such as ITO or IZO.

図１に示すように、複数の電極２は、透過板４の表面４ａに形成されている。図２に示すように、電極２はそれぞれ、方向ｙに沿って配置された複数の電極要素２１を備えている。すなわち、電極２は、互いに平行に配置されている。隣接する電極２のｘ方向における中心線同士の間隔を電極２の配置ピッチｐ２とする。本実施形態では、電極２の配置ピッチｐ２は５〜６ｍｍである。電極要素２１はそれぞれ、ほぼ菱形状である。電極要素２１の形状は、菱形状に限らず、丸型状、多角形状、またはその他の形状でも構わない。電極要素２１は、たとえばＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明な導電性材料からなる薄膜に対してパターニングを施したものである。なお、電極要素２１は、グレーで表されている。   As shown in FIG. 1, the plurality of electrodes 2 are formed on the surface 4 a of the transmission plate 4. As shown in FIG. 2, each electrode 2 includes a plurality of electrode elements 21 arranged along the direction y. That is, the electrodes 2 are arranged in parallel to each other. An interval between the center lines in the x direction of adjacent electrodes 2 is defined as an arrangement pitch p2 of the electrodes 2. In the present embodiment, the arrangement pitch p2 of the electrodes 2 is 5 to 6 mm. Each of the electrode elements 21 has a substantially rhombus shape. The shape of the electrode element 21 is not limited to a rhombus shape, and may be a round shape, a polygonal shape, or other shapes. The electrode element 21 is obtained by patterning a thin film made of a transparent conductive material such as ITO or IZO. The electrode element 21 is represented in gray.

図２に示すように、隣接する電極要素１１と電極要素２１とに挟まれた隙間ｓ１が、複数形成されている。隙間ｓ１は、本発明にかかる隣接する第１および第２の電極要素に挟まれた隙間に相当する。   As shown in FIG. 2, a plurality of gaps s <b> 1 sandwiched between adjacent electrode elements 11 and electrode elements 21 are formed. The gap s1 corresponds to a gap sandwiched between adjacent first and second electrode elements according to the present invention.

複数の配線３１は、透過板４の表面４ａに形成されている（図１では略）。配線３１は、たとえばＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明な導電性材料から構成されている。配線３１の幅は、たとえば３０〜１００μｍである。図２に示すように、配線３１は、電極要素１１と各別に接続している。配線３１のうち、図２の最も左側および最も右側に配置された電極要素１１と接続しているものを、配線３１１としている。配線３１のうち、図２の最も下側に配置された電極要素１１と接続しているものを、配線３１２としている。配線３１のうち、配線３１１，３１２を除いたものを配線３１３としている。   The plurality of wirings 31 are formed on the surface 4a of the transmission plate 4 (omitted in FIG. 1). The wiring 31 is made of a transparent conductive material such as ITO or IZO. The width of the wiring 31 is, for example, 30 to 100 μm. As shown in FIG. 2, the wiring 31 is connected to the electrode element 11 separately. Among the wirings 31, wirings connected to the electrode elements 11 arranged on the leftmost side and the rightmost side in FIG. Of the wiring 31, the wiring 312, which is connected to the electrode element 11 arranged at the lowermost side in FIG. Of the wirings 31, wirings 313 excluding the wirings 311 and 312 are used as wirings 313.

配線３１１はいずれも、配線３１１と接続している電極要素１１に最近接の端縁ｒ５，ｒ６に向かって延び、さらに、方向ｙに沿って図２の下方に延びている。配線３１２はいずれも、配線３１２と接続している電極要素１１に最近接の端部ｒ３に向かって、方向ｙに沿って延びている。配線３１３はいずれも、方向ｙに沿って、電極要素１１から端部ｒ３に向かって延びている。配線３１３は、複数の隙間ｓ１を通り、端部ｒ３に至っている。ここでは、方向ｙにおいて隣接する電極要素１１から延びている２の配線３１３、たとえば配線３１３ａ，３１３ｂは、互いに異なる隙間ｓ１を通っている。   Each of the wirings 311 extends toward the edges r5 and r6 closest to the electrode element 11 connected to the wiring 311 and further extends downward in FIG. 2 along the direction y. All of the wirings 312 extend in the direction y toward the end r3 closest to the electrode element 11 connected to the wiring 312. All the wirings 313 extend from the electrode element 11 toward the end r3 along the direction y. The wiring 313 passes through the plurality of gaps s1 and reaches the end r3. Here, two wirings 313 extending from the electrode elements 11 adjacent in the direction y, for example, the wirings 313a and 313b, pass through different gaps s1.

複数の配線８１は、フレキシブル基板７１に形成されている。配線８１は、配線３１と格別に接続している。また、フレキシブル基板７１において、同一の電極１に含まれる電極要素１１に導通している配線８１どうしが接続している。これにより、同一の電極１に含まれる電極要素１１どうしが導通している。配線３１と配線８１とが接続することにより形成された一本の配線が、本発明により提供される入力装置にかかる第１の電極要素どうしを導通させる複数の配線の一つに相当する。   The plurality of wirings 81 are formed on the flexible substrate 71. The wiring 81 is specially connected to the wiring 31. Further, in the flexible substrate 71, the wirings 81 connected to the electrode elements 11 included in the same electrode 1 are connected to each other. Thereby, the electrode elements 11 included in the same electrode 1 are electrically connected. One wiring formed by connecting the wiring 31 and the wiring 81 corresponds to one of the plurality of wirings for conducting the first electrode elements of the input device provided by the present invention.

配線３２は、透過板４の表面４ａに形成されている（図１では略）。配線３２はそれぞれ、電極要素２１に接続している。配線３２は、図２の最下部に配置された電極要素２１から同図の下方に延びている配線３２を除いて、隣接する電極要素２１に挟まれた領域に形成され、これらの電極要素２１どうしを接続している。   The wiring 32 is formed on the surface 4a of the transmission plate 4 (omitted in FIG. 1). Each wiring 32 is connected to the electrode element 21. The wiring 32 is formed in a region sandwiched between adjacent electrode elements 21 except for the wiring 32 extending downward from the electrode element 21 arranged in the lowermost part of FIG. The two are connected.

複数の配線８２は、フレキシブル基板７１に形成されている。配線８２は、図２の最下部に配置された電極要素２１から延びている配線３２と格別に接続している。   The plurality of wirings 82 are formed on the flexible substrate 71. The wiring 82 is particularly connected to the wiring 32 extending from the electrode element 21 arranged at the lowermost part of FIG.

なお、電極１，２、および配線３１，３２は、フロント保護層（図示略）により覆われている。このフロント保護層は、外来光が反射することにより、視認性が悪化することを抑制したり、電極１，２、および配線３１，３２に傷が生じることを防いだりする機能を果たす。   The electrodes 1 and 2 and the wirings 31 and 32 are covered with a front protective layer (not shown). This front protective layer functions to suppress deterioration of visibility due to reflection of extraneous light and to prevent the electrodes 1 and 2 and the wirings 31 and 32 from being damaged.

シールド層５は、透過板４の裏面４ｂに形成されている。シールド層５は、たとえばＩＴＯ，ＩＺＯなどの透明導電性材料から構成されている。シールド層５は、リア保護層（図示略）により覆われている。シールド層５は液晶表示パネルＢからのノイズ対策に効果がある。また、透過板４の裏面４ｂにシールド層５がない場合もある。この場合には、液晶表示パネルＢからのノイズ対策への効果以外の、シールド層５を備えている場合に享受することのできる効果を得ることができる。   The shield layer 5 is formed on the back surface 4 b of the transmission plate 4. The shield layer 5 is made of a transparent conductive material such as ITO or IZO. The shield layer 5 is covered with a rear protective layer (not shown). The shield layer 5 is effective in preventing noise from the liquid crystal display panel B. Further, there is a case where the shield layer 5 is not provided on the back surface 4 b of the transmission plate 4. In this case, it is possible to obtain effects that can be enjoyed when the shield layer 5 is provided, in addition to the effects of countermeasures against noise from the liquid crystal display panel B.

ＩＣチップ７２は、配線８１，８２を介して、電極１，２と接続している。ＩＣチップ７２は、本発明の制御手段であり、電極１，２と指Ｆｇとの間の静電容量の変化を、独立に、かつ、常に検出可能に構成されている。なお、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）の場合には、ＩＣチップ７２は、透過板４上に搭載されている。なお、ＩＣチップ７２が検出する静電容量は、予め設定された基準値に対する相対値である。   The IC chip 72 is connected to the electrodes 1 and 2 via wirings 81 and 82. The IC chip 72 is a control unit of the present invention, and is configured to be able to independently and always detect a change in capacitance between the electrodes 1 and 2 and the finger Fg. In the case of COG (Chip On Glass), the IC chip 72 is mounted on the transmission plate 4. The capacitance detected by the IC chip 72 is a relative value with respect to a preset reference value.

液晶表示パネルＢは、たとえば互いに対向する透明基板およびＴＦＴ基板と、これらに挟まれた液晶層とを備えており、たとえば携帯電話機の操作に供する操作メニュー画面や、画像などを表示する機能を有する。液晶表示パネルＢに表示された画像は、入力装置Ａをとおして視認可能である。液晶表示パネルＢの表示面は、方向ｚ視において、検出領域ｒ１と重なるように構成されている。   The liquid crystal display panel B includes, for example, a transparent substrate and a TFT substrate facing each other, and a liquid crystal layer sandwiched between them, and has a function of displaying an operation menu screen, an image, and the like for use in operating a mobile phone, for example. . The image displayed on the liquid crystal display panel B is visible through the input device A. The display surface of the liquid crystal display panel B is configured to overlap the detection region r1 when viewed in the direction z.

入力装置Ａおよび液晶表示パネルＢは、携帯電話機などに組み込まれて、たとえば以下のようにして使用される。   The input device A and the liquid crystal display panel B are incorporated in a mobile phone or the like and used, for example, as follows.

液晶表示パネルＢには、たとえば携帯電話機の諸機能を発揮させるボタンを模したアイコンを含む操作メニュー画面を表示させる。使用者がなんら操作をしない状態においては、電極１，２と指Ｆｇの間には静電容量がほとんど生じていない。次いで、使用者は、選択したい機能に対応するアイコンを触るようにして、指Ｆｇを透過板４の表面４ａに接近させる。このとき、電極１，２と指Ｆｇの距離が短くなる。これにより、指Ｆｇと電極１，２との間に静電容量が生じる。電極１のうち指Ｆｇとの距離が近いものほど静電容量が大きい。すなわち、指Ｆｇと複数の電極１との静電容量を比較することによって、複数の電極１が配列された方向における指Ｆｇの位置を検出することができる。同様に、指Ｆｇと複数の電極２の静電容量を比較することによって、複数の電極２が配列された方向における指Ｆｇの位置を検出することができる。この結果、指Ｆｇの方向ｚ視における位置が確定され、使用者が触れようとしたアイコンが特定される。そして、携帯電話機は、このアイコンに対応する機能を発揮する。   On the liquid crystal display panel B, for example, an operation menu screen including icons imitating buttons for exercising various functions of the mobile phone is displayed. When the user does not perform any operation, there is almost no capacitance between the electrodes 1 and 2 and the finger Fg. Next, the user brings the finger Fg closer to the surface 4 a of the transmission plate 4 by touching an icon corresponding to the function to be selected. At this time, the distance between the electrodes 1 and 2 and the finger Fg is shortened. Thereby, an electrostatic capacitance is generated between the finger Fg and the electrodes 1 and 2. The capacitance of the electrode 1 that is closer to the finger Fg is greater. That is, by comparing the capacitances of the finger Fg and the plurality of electrodes 1, the position of the finger Fg in the direction in which the plurality of electrodes 1 are arranged can be detected. Similarly, by comparing the capacitances of the finger Fg and the plurality of electrodes 2, the position of the finger Fg in the direction in which the plurality of electrodes 2 are arranged can be detected. As a result, the position of the finger Fg in the direction z is determined, and the icon that the user is trying to touch is specified. The mobile phone exhibits a function corresponding to this icon.

次に、本実施形態にかかる入力装置Ａの作用について、図３〜図５を参照にしつつ説明する。   Next, the operation of the input device A according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図３には、電極１の配置ピッチｐ１および電極２の配置ピッチｐ２を５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍとした場合に、入力装置Ａに直径１０ｍｍの導電体プローブを近付けた際にＩＣチップ７２が検出する静電容量の最大値を示す図である。ここで用いられる導電体プローブは指Ｆｇを想定したものである。図３によると、配置ピッチｐ１，ｐ２が８ｍｍのときＩＣチップ７２が検出する静電容量は最も大きく、配置ピッチｐ１，ｐ２がそれより狭くなるにつれて、ＩＣチップ７２が検出する静電容量が小さくなる傾向がある。さらに、配置ピッチｐ１，ｐ２が５ｍｍ以下の領域においては、電極要素１１，１２をより小型化する必要があるため、ＩＣチップ７２が検出する静電容量はより一層小さくなる。ＩＣチップ７２が検出する静電容量が小さくなると、指Ｆｇと複数の電極１，２との静電容量を比較する工程が困難となり、誤検出が生じる可能性が高まる。このことから、入力装置Ａの感度を好ましいものとするには、配置ピッチｐ１，ｐ２は５ｍｍ以上であることが望ましいと考えられる。   FIG. 3 shows an IC chip when a conductor probe having a diameter of 10 mm is brought close to the input device A when the arrangement pitch p1 of the electrodes 1 and the arrangement pitch p2 of the electrodes 2 are 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, and 9 mm. It is a figure which shows the maximum value of the electrostatic capacitance which 72 detects. The conductor probe used here assumes a finger Fg. According to FIG. 3, the capacitance detected by the IC chip 72 is the largest when the arrangement pitches p1 and p2 are 8 mm, and the capacitance detected by the IC chip 72 decreases as the arrangement pitches p1 and p2 become narrower. Tend to be. Furthermore, in the region where the arrangement pitches p1 and p2 are 5 mm or less, the electrode elements 11 and 12 need to be further miniaturized, so that the capacitance detected by the IC chip 72 is further reduced. If the capacitance detected by the IC chip 72 is reduced, the process of comparing the capacitance of the finger Fg and the plurality of electrodes 1 and 2 becomes difficult, and the possibility of erroneous detection increases. From this, in order to make the sensitivity of the input device A preferable, it is considered that the arrangement pitches p1 and p2 are desirably 5 mm or more.

図４は、電極１の配置ピッチｐ１および電極２の配置ピッチｐ２を５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍとした場合における入力装置Ａの読み取り画像の例を示している。本例では、直径１０ｍｍの導電体プローブを用いて入力装置Ａの表面に方向ｘ，ｙに沿う縦横直線と方向ｘ，ｙに対して４５°傾斜する傾斜直線とを引いたときの読み取り画像を示している（図４中左側）。さらに、径の異なる５つの同心円を描いたときの読み取り画像も示している（図４中右側）。図５には、図４における読み取り画像の描画ずれを示している。図５に示す描画ずれは、描画された直線および円と、図４に示す読み取り画像とのずれの最大値を示す相対値である。この描画ずれは、入力装置Ａがどの程度精密に指Ｆｇを検出可能であるかを示す指標となる。描画ずれが小さければ小さいほど、入力装置Ａは精密である。   FIG. 4 shows an example of a read image of the input device A when the arrangement pitch p1 of the electrodes 1 and the arrangement pitch p2 of the electrodes 2 are 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, and 9 mm. In this example, a read image when a vertical and horizontal straight line along the directions x and y and an inclined straight line inclined by 45 ° with respect to the directions x and y are drawn on the surface of the input device A using a conductor probe having a diameter of 10 mm. This is shown (left side in FIG. 4). Further, a read image when five concentric circles having different diameters are drawn is also shown (right side in FIG. 4). FIG. 5 shows the drawing deviation of the read image in FIG. The drawing deviation shown in FIG. 5 is a relative value indicating the maximum value of the deviation between the drawn straight line and circle and the read image shown in FIG. This drawing deviation is an index indicating how accurately the input device A can detect the finger Fg. The smaller the drawing deviation, the more accurate the input device A.

図４および図５に示すように、配置ピッチｐ１，ｐ２が小さくなればなるほど、描画ずれは小さくなっている。図５によると、配置ピッチｐ１，ｐ２が５ｍｍのときと、配置ピッチｐ１，ｐ２が６ｍｍのときとで、描画ずれに大きな差は見られない。一方、配置ピッチｐ１，ｐ２が７ｍｍのときと、配置ピッチｐ１，ｐ２が６ｍｍのときとで、描画ずれに大きな差が見られる。このことから、入力装置Ａの検出精度を確保するには、配置ピッチｐ１，ｐ２を６ｍｍ以下とするのが望ましいと考えられる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the smaller the arrangement pitches p1 and p2, the smaller the drawing deviation. According to FIG. 5, there is no significant difference in drawing deviation between the arrangement pitches p1 and p2 of 5 mm and the arrangement pitches p1 and p2 of 6 mm. On the other hand, there is a large difference in drawing misalignment between the arrangement pitches p1 and p2 of 7 mm and the arrangement pitches p1 and p2 of 6 mm. From this, in order to ensure the detection accuracy of the input device A, it is considered that the arrangement pitches p1 and p2 are preferably 6 mm or less.

上述した事情から、本実施形態では、配置ピッチｐ１，ｐ２が５ｍｍ〜６ｍｍとされており、入力装置Ａは正確に静電容量を検出可能であり、かつ、精密に指Ｆｇを検出することが可能である。   From the above-described circumstances, in this embodiment, the arrangement pitches p1 and p2 are set to 5 mm to 6 mm, the input device A can accurately detect the capacitance, and can accurately detect the finger Fg. Is possible.

最適な配置ピッチｐ１，ｐ２を定めておくことにより、液晶表示パネルＢのサイズに合わせて入力装置Ａを設計する際などに、電極１，２の本数を速やかに決定することでき、配線設計の効率化を図ることができる。   By determining the optimum arrangement pitches p1 and p2, when designing the input device A in accordance with the size of the liquid crystal display panel B, the number of the electrodes 1 and 2 can be quickly determined. Efficiency can be improved.

また、本実施形態によれば、透過板４上において、配線３１および配線３２が積層する構造を形成する必要がない。そのため、配線３１と、配線３２および電極２とを絶縁するための絶縁層を形成する必要がない。これは、入力装置Ａの製造工程の簡略化を図るのに好適である。   Further, according to the present embodiment, it is not necessary to form a structure in which the wiring 31 and the wiring 32 are stacked on the transmission plate 4. Therefore, there is no need to form an insulating layer for insulating the wiring 31 from the wiring 32 and the electrode 2. This is suitable for simplifying the manufacturing process of the input device A.

本実施形態では、方向ｙにおいて隣接する電極要素１１から延びている配線３１は、互いに異なる隙間ｓ１を通っている。そのため、隙間ｓ１に形成しなければならない配線３１の数を減少させることができる。これにより、隙間ｓ１の大きさを小さくすることが可能となる。その結果、検出領域ｒ１における電極１，２の占める面積を大きくすることができ、入力装置Ａの感度の向上を図りうる。   In the present embodiment, the wiring 31 extending from the electrode element 11 adjacent in the direction y passes through different gaps s1. Therefore, the number of wirings 31 that must be formed in the gap s1 can be reduced. As a result, the size of the gap s1 can be reduced. As a result, the area occupied by the electrodes 1 and 2 in the detection region r1 can be increased, and the sensitivity of the input device A can be improved.

電極１，２、および配線３１，３２を同一の材料で構成する場合には、これらを別々に形成する必要がなく、同時に形成することができる。その結果、入力装置Ａの製造工程の簡略化を図ることができる。   When the electrodes 1 and 2 and the wirings 31 and 32 are made of the same material, they do not need to be formed separately and can be formed simultaneously. As a result, the manufacturing process of the input device A can be simplified.

本発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る入力装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、従来の入力装置Ｘ１，Ｘ２においてその複数の電極９３，９４の配置ピッチを５ｍｍ〜６ｍｍとしてもよい。また、上記実施形態では、配線３２はｙ方向に真っ直ぐ延びるように形成されているが、その一部が電極要素１１と電極要素２１との間を通るように形成されていても構わない。   The scope of the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the input device according to the present invention can be modified in various ways. For example, in the conventional input devices X1 and X2, the arrangement pitch of the plurality of electrodes 93 and 94 may be 5 mm to 6 mm. In the above embodiment, the wiring 32 is formed so as to extend straight in the y direction. However, a part of the wiring 32 may be formed so as to pass between the electrode element 11 and the electrode element 21.

たとえば本発明にかかる入力装置が液晶表示パネルＢとともに用いられる必要はない。また本発明にかかる第１および第２の電極は、必ずしも透明である必要はない。これらの電極は、銅などの不透明な金属により構成されていてもよい。   For example, the input device according to the present invention need not be used together with the liquid crystal display panel B. Further, the first and second electrodes according to the present invention are not necessarily transparent. These electrodes may be made of an opaque metal such as copper.

本発明にかかる入力装置は、携帯電話機に用いられるものに限られない。たとえば、デジタルカメラ、パーソナルナビゲーションデバイス、自動預入支払機、等その他のタッチパネルを用いる機器において用いることができる。   The input device according to the present invention is not limited to that used in a mobile phone. For example, it can be used in other devices using a touch panel, such as a digital camera, a personal navigation device, and an automatic deposit payment machine.

Ａ 入力装置
Ｂ 液晶表示パネル
ｐ１，ｐ２ 配置ピッチ
ｘ （第１の）方向
ｙ （第２の）方向
ｚ （厚さ）方向
１ （第１の）電極
１１ （第１の）電極要素
２ （第２の）電極
２１ （第２の）電極要素
３１，３２，３１１〜３１３ 配線
４ 透過板（基板）
４ａ 表面
４ｂ 裏面
５ シールド層
７１ フレキシブル基板
７２ ＩＣチップ（制御手段）
８１，８２ 配線
８３，８４ 周辺配線
ｓ１ 隙間
ｒ１ 検出領域
ｒ２ 非検出領域
ｒ３，ｒ４ 端部
ｒ５，ｒ６ 端縁 A input device B liquid crystal display panels p1, p2 arrangement pitch x (first) direction y (second) direction z (thickness) direction 1 (first) electrode 11 (first) electrode element 2 (first) 2) electrode 21 (second) electrode elements 31, 32, 311 to 313 wiring 4 transmission plate (substrate)
4a Front 4b Back 5 Shield layer 71 Flexible substrate 72 IC chip (control means)
81, 82 wiring 83, 84 peripheral wiring s1 gap r1 detection area r2 non-detection areas r3, r4 end r5, r6 edge

Claims (3)

基板と、
上記基板上に形成されているとともに、第１の方向に沿って配置された複数の第１の電極要素を備え、互いに平行に配置された複数の第１の電極と、
上記基板上に形成されているとともに、上記第１の方向と異なる第２の方向に沿って配置された複数の第２の電極要素を備え、互いに平行に配置された複数の第２の電極と、
上記基板の厚さ方向において、上記複数の第１および第２の電極に対して導電体が接近したときに、上記複数の第１の電極に生じる静電容量の変化によって、上記導電体の接近位置を検出する制御手段と、
を備える入力装置であって、
上記複数の第１の電極の配置ピッチおよび上記複数の第２の電極の配置ピッチが５〜６ｍｍであることを特徴とする、入力装置。 A substrate,
A plurality of first electrode elements formed on the substrate and including a plurality of first electrode elements disposed along a first direction, and disposed in parallel to each other;
A plurality of second electrode elements formed on the substrate and arranged along a second direction different from the first direction, the plurality of second electrodes arranged parallel to each other; ,
When the conductor approaches the plurality of first and second electrodes in the thickness direction of the substrate, the approach of the conductor is caused by a change in capacitance generated in the plurality of first electrodes. Control means for detecting the position;
An input device comprising:
The input device, wherein an arrangement pitch of the plurality of first electrodes and an arrangement pitch of the plurality of second electrodes are 5 to 6 mm. 上記複数の第１の電極と、上記複数の第２の電極とが、上記基板の一方の面に形成されている、請求項１に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes are formed on one surface of the substrate. 上記第１の電極のいずれか１つを構成する上記第１の電極要素どうしを導通させる複数の配線を備え、
上記配線のいずれかは、隣接する上記第１および第２の電極要素に挟まれた隙間に形成されている、請求項２に記載の入力装置。 A plurality of wirings for electrically connecting the first electrode elements constituting any one of the first electrodes;
The input device according to claim 2, wherein any one of the wirings is formed in a gap sandwiched between the first and second electrode elements adjacent to each other.