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JP7112367B2 - capacitive touch switch - Google Patents
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Description

本発明は、静電容量タッチスイッチに関し、特に、LEDバックライトを有する静電容量タッチスイッチに関する。 The present invention relates to capacitive touch switches, and more particularly to capacitive touch switches with LED backlight.

家電機器、AV機器、PC/OA機器、産業機械、その他の電子デバイスにおいて、各機器への入力手段の1つとして静電容量方式のタッチスイッチが使用されている(例えば、特許文献1参照)。この静電容量方式のタッチスイッチは、センサー電極の静電容量の変化によって指の接触が判断されている。 2. Description of the Related Art In home appliances, AV equipment, PC/OA equipment, industrial machinery, and other electronic devices, a capacitive touch switch is used as one of input means to each equipment (see, for example, Patent Document 1). . In this capacitive touch switch, finger contact is determined based on a change in the capacitance of the sensor electrode.

従来の静電容量タッチスイッチの一例を図4に示す。図4は該タッチスイッチの側断面図である。タッチスイッチ21は、タッチ面と反対側の面にセンサー部23を有するガラス基板22と、スイッチデザイン部24aが形成された意匠層24と、光を拡散させる拡散層28と、LED25が搭載された回路基板26とが順に積層されている。センサー部23は、センサー配線30およびフレキシブルプリント配線板(FPC)27によって回路基板26と接続されている。回路基板26にはコントロール部(図示参照)が実装されている。 An example of a conventional capacitive touch switch is shown in FIG. FIG. 4 is a side sectional view of the touch switch. The touch switch 21 includes a glass substrate 22 having a sensor portion 23 on the surface opposite to the touch surface, a design layer 24 formed with a switch design portion 24a, a diffusion layer 28 for diffusing light, and an LED 25. A circuit board 26 is laminated in order. The sensor section 23 is connected to the circuit board 26 by sensor wiring 30 and a flexible printed circuit board (FPC) 27 . A control unit (see the drawing) is mounted on the circuit board 26 .

図4のタッチスイッチ21では、スイッチが動作したことをより明確に示すために、スイッチデザイン部24aの背面にLED25が搭載されている。スイッチの状態をLEDバックライト(いわゆるトップ型バックライト)で面発光させ、ピクトグラムや文字を発光させる構造となっている。LED25は、拡散層28から厚み3mm~6mm程のスペーサ29を介して設けられている。拡散層28は、例えば光拡散インクを印刷することなどにより形成され、意匠層24に隣接して設けられる。 In the touch switch 21 of FIG. 4, an LED 25 is mounted on the rear surface of the switch design portion 24a in order to more clearly indicate that the switch has been operated. An LED backlight (a so-called top-type backlight) is used to indicate the state of the switch, and the pictograms and characters are illuminated. The LED 25 is provided from the diffusion layer 28 via a spacer 29 having a thickness of about 3 mm to 6 mm. The diffusion layer 28 is formed, for example, by printing light diffusion ink, and provided adjacent to the design layer 24 .

図4の構成のタッチスイッチにおいて、ガラス基板22のタッチ面22aを指で触れると、センサー部23のセンサー電極と指との間で静電結合が起きて電極の静電容量が変化する。回路基板26のコントロール部では、静電容量の変化量が数値化され、その数値が所定の閾値をこえるときに指が接触したと判定される。指の接触が判定されると、LED25の点灯、非点灯などが行われ、ユーザはスイッチが押されたことが認識できる。 In the touch switch configured as shown in FIG. 4, when the touch surface 22a of the glass substrate 22 is touched with a finger, electrostatic coupling occurs between the sensor electrode of the sensor section 23 and the finger, and the capacitance of the electrode changes. The control unit of the circuit board 26 quantifies the amount of change in capacitance, and determines that the finger has touched when the numerical value exceeds a predetermined threshold value. When the contact of the finger is determined, the LED 25 is turned on or off, and the user can recognize that the switch has been pressed.

特開2013-65429号公報JP 2013-65429 A

近年、タッチスイッチの使用用途が広がり、屋内だけでなく屋外でも使用されるようになってきている。屋外の使用では、太陽光がタッチスイッチに入射することによってスイッチの状態が見えにくくなる場合がある。例えば、図4の構成では、外側からスイッチデザイン(ピクトグラムや文字)に光が照射されると、拡散層28で光が反射してしまい、LED25の点灯・非点灯の区別が困難となってしまう。 In recent years, the use of touch switches has expanded, and they have come to be used not only indoors but also outdoors. In outdoor use, sunlight entering the touch switch may make it difficult to see the state of the switch. For example, in the configuration of FIG. 4, when the switch design (pictogram or character) is irradiated with light from the outside, the light is reflected by the diffusion layer 28, making it difficult to distinguish whether the LED 25 is on or off. .

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、視認性に優れるとともに、外部から光が照射された場合でも光源の点灯・非点灯が容易に判別可能なタッチスイッチを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch switch which has excellent visibility and can easily determine whether the light source is on or off even when light is irradiated from the outside. aim.

本発明の静電容量タッチスイッチは、タッチ面と反対側の面にセンサー部を有するガラス基板と、スイッチデザイン部が形成された意匠層と、光源が搭載された回路基板とが順に積層された静電容量タッチスイッチであって、上記意匠層と上記回路基板との間に導光板が設けられており、該導光板は、上記光源からの光が入射する入射面と、該入射面と交差し、上記スイッチデザイン部に向けて光が出射する出射面を有しており、上記導光板は、上記出射面と反対側であり上記回路基板と対向する面に、白色の反射層を有することを特徴とする。 In the capacitive touch switch of the present invention, a glass substrate having a sensor portion on the side opposite to the touch surface, a design layer having a switch design portion formed thereon, and a circuit board having a light source mounted thereon are laminated in this order. In the capacitive touch switch, a light guide plate is provided between the design layer and the circuit board, and the light guide plate has an incident surface on which light from the light source is incident and crosses the incident surface. and a light emitting surface from which light is emitted toward the switch design portion, and the light guide plate has a white reflective layer on a surface opposite to the light emitting surface and facing the circuit board. characterized by

上記センサー部は、所定の配線パターンで形成され、上記スイッチデザイン部および上記導光板と積層方向で重なる位置に配置されており、上記導光板の表面には光を拡散させるための凹凸部が形成されていないことを特徴とする。 The sensor section is formed with a predetermined wiring pattern, and is arranged at a position overlapping the switch design section and the light guide plate in the stacking direction, and the surface of the light guide plate is formed with an uneven portion for diffusing light. characterized in that it is not

上記導光板は、積層方向において、上記スイッチデザイン部の形状に対応した位置に上記白色の反射層を有することを特徴とする。 The light guide plate is characterized by having the white reflective layer at a position corresponding to the shape of the switch design portion in the stacking direction.

上記導光板と対向する上記回路基板の表面が黒色であることを特徴とする。 A surface of the circuit board facing the light guide plate is black.

上記スイッチデザイン部と接触する位置に光を拡散する拡散層が設けられていないことを特徴とする。 A diffusion layer for diffusing light is not provided at a position in contact with the switch design portion.

上記静電容量タッチスイッチは屋外用表示装置に使用されることを特徴とする。 The capacitive touch switch is characterized by being used in an outdoor display device.

本発明の静電容量タッチスイッチは、センサー部が形成されたガラス基板と、スイッチデザイン部が形成された意匠層と、光源が搭載された回路基板とが順に積層された構造であり、意匠層と回路基板との間に導光板が設けられているので、外部から光が照射された場合でも導光板によって光の反射が抑制され、外部光の影響を受けにくくなる。その結果、スイッチの点灯・非点灯を容易に判別できる。また、導光板は、出射面と反対側であり回路基板と対向する面に白色の反射層を有するので、光源からの光の反射率を上げ、均一な面発光を実現できる。また、回路基板側へは光が透過しにくいため、回路基板のパターンやスルーホールの影響を受けずに明るさのムラを防ぐことができる。 The capacitive touch switch of the present invention has a structure in which a glass substrate on which a sensor portion is formed, a design layer on which a switch design portion is formed, and a circuit board on which a light source is mounted are laminated in this order. Since the light guide plate is provided between and the circuit board, even when light is irradiated from the outside, the light guide plate suppresses the reflection of the light, making it less susceptible to external light. As a result, it is possible to easily determine whether the switch is lit or not. In addition, since the light guide plate has a white reflective layer on the surface opposite to the light emitting surface and facing the circuit board, the reflectance of the light from the light source can be increased and uniform surface light emission can be realized. In addition, since it is difficult for light to pass through to the circuit board side, unevenness in brightness can be prevented without being affected by the pattern and through holes of the circuit board.

所定の配線パターンで形成されたセンサー部が、スイッチデザイン部および導光板と積層方向で重なるように配置される構成では、導光板の表面に光拡散用の凹凸部(スリットやドットなど)を設けると、センサー部の配線パターンと導光板の凹凸パターンが干渉してモアレが発生するおそれがある。これに対して、上記タッチスイッチは、導光板の表面に光を拡散させるための凹凸部が形成されていないので、モアレの発生を防止でき、視認性を向上できる。また、センサー部の配線パターンを設計する上での制約がなくなる。 In the configuration where the sensor section formed with a predetermined wiring pattern is arranged so as to overlap the switch design section and the light guide plate in the stacking direction, the surface of the light guide plate is provided with uneven portions (slits, dots, etc.) for light diffusion. Then, the wiring pattern of the sensor section and the concave-convex pattern of the light guide plate may interfere with each other, causing moire. On the other hand, in the touch switch, since the surface of the light guide plate is not formed with an uneven portion for diffusing light, moiré can be prevented and the visibility can be improved. Also, there is no restriction in designing the wiring pattern of the sensor section.

導光板は、積層方向において、スイッチデザイン部の形状に対応した位置に白色の反射層を有するので、ピクトグラムや文字などのスイッチデザイン部の発光させたい場所だけに上記反射層が設けられ、より明るい導光板となる。 Since the light guide plate has a white reflective layer at a position corresponding to the shape of the switch design part in the stacking direction, the reflective layer is provided only at the place where the switch design part such as pictograms and letters is desired to emit light, making it brighter. It becomes a light guide plate.

導光板と対向する回路基板の表面が黒色であるので、スイッチデザインのコントラストを向上できる。また、導光板に入射された光が、白色の反射層以外の部分から、または白色の反射層を透過して漏れた場合であっても、その光の拡散を防止できる。 Since the surface of the circuit board facing the light guide plate is black, the contrast of the switch design can be improved. Moreover, even if the light incident on the light guide plate leaks from a portion other than the white reflective layer or passes through the white reflective layer, the diffusion of the light can be prevented.

上記スイッチデザイン部と接触する位置に光を拡散する拡散層が設けられていないので、外部光の照射により拡散層で光が反射されて、隣接するスイッチデザイン部が照射され、該デザインが表示されることを抑制できる。 Since a diffusion layer for diffusing light is not provided at a position in contact with the switch design portion, the light is reflected by the diffusion layer when external light is irradiated, and the adjacent switch design portion is irradiated to display the design. can be suppressed.

本発明の静電容量タッチスイッチは、屋外用表示装置に使用され、タッチ面から太陽光が照射された場合でも導光板によって太陽光の反射が抑制され、光源の状態が容易に判別できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The capacitive touch switch of the present invention is used in an outdoor display device, and even when sunlight is irradiated from the touch surface, the light guide plate suppresses the reflection of sunlight, and the state of the light source can be easily determined.

本発明の静電容量スイッチパネルの一例を示す側断面図である。1 is a side sectional view showing an example of a capacitive switch panel of the present invention; FIG. 図1のセンサー部の拡大模式断面図などである。2A and 2B are an enlarged schematic cross-sectional view of the sensor part of FIG. 1 and the like; 実施例と比較例のLED非点灯時の視認性を示す写真である。It is a photograph showing the visibility of the example and the comparative example when the LED is not lit. 従来の静電容量スイッチパネルの一例を示す側断面図である。FIG. 10 is a side cross-sectional view showing an example of a conventional capacitive switch panel;

本発明の静電容量タッチスイッチの一例を図1に基づいて説明する。図1は、静電容量タッチスイッチの側断面図である。図1に示すように、タッチスイッチ1は、ガラス基板2と、スイッチデザイン部4aが形成された意匠層4と、導光板8と、光源としてのLED5が搭載された回路基板6とが、順に積層されている。ガラス基板2は、タッチ面2aの反対面2b側に形成されたセンサー部3を備えている。センサー部3は、センサー配線10およびFPC7により、回路基板6と接続されている。 An example of the capacitive touch switch of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a side cross-sectional view of a capacitive touch switch. As shown in FIG. 1, the touch switch 1 includes a glass substrate 2, a design layer 4 on which a switch design portion 4a is formed, a light guide plate 8, and a circuit board 6 on which an LED 5 as a light source is mounted. Laminated. The glass substrate 2 has a sensor section 3 formed on the opposite surface 2b side of the touch surface 2a. The sensor section 3 is connected to the circuit board 6 by the sensor wiring 10 and the FPC 7 .

本発明のタッチスイッチでは、拡散層(図4参照)の代わりに導光板8を設けることで、外部から光が照射された場合でも導光板8により光の反射が抑制され、外部光の影響を受けにくくなる。タッチスイッチ1では、スイッチデザイン部4aに接触する位置に光を拡散する拡散層が設けられていない。また、タッチスイッチ1では、LED5が導光板8の側面から照射する、いわゆるサイド型バックライトが採用されている。これにより、スペーサ(図4参照)が不要となり、タッチスイッチの全体的な厚さを薄くでき、コンパクトにできる。 In the touch switch of the present invention, by providing the light guide plate 8 instead of the diffusion layer (see FIG. 4), even when light is irradiated from the outside, the light guide plate 8 suppresses the reflection of the light, thereby reducing the influence of the external light. hard to receive. In the touch switch 1, a diffusion layer for diffusing light is not provided at a position in contact with the switch design portion 4a. Further, the touch switch 1 employs a so-called side-type backlight in which the LEDs 5 emit light from the side surface of the light guide plate 8 . This eliminates the need for a spacer (see FIG. 4), making it possible to reduce the overall thickness of the touch switch and make it compact.

ガラス基板2は、透光性の絶縁基板であり、ソーダライムガラス、石英ガラス、硼珪酸ガラス、アルカリ成分を含まない無アルカリガラスなどを採用できる。高い透過率を有し、かつ、一般建材の窓ガラスに使用され非常に安価であることから、ソーダライムガラスを用いることが好ましい。 また、ガラス基板2の厚みは、それぞれ0.5~5mm程度、好ましくは1.8~3.0mm程度である。また、ガラス基板2の前面に、アクリル板などの透明部材を配置してもよい。 The glass substrate 2 is a translucent insulating substrate, and can be made of soda-lime glass, quartz glass, borosilicate glass, alkali-free glass containing no alkali component, or the like. It is preferable to use soda-lime glass because it has a high transmittance, is used for window glass of general building materials, and is very inexpensive. The thickness of each glass substrate 2 is approximately 0.5 to 5 mm, preferably approximately 1.8 to 3.0 mm. Also, a transparent member such as an acrylic plate may be arranged on the front surface of the glass substrate 2 .

図2(a)にはセンサー部3の拡大模式断面図を示す。図2(a)では説明のためにセンサー電極などの厚さを実際よりも誇張して表現してある。図2(a)に示すように、センサー部3は導電膜からなるセンサー電極3aを有する。導電膜としては、金属薄膜、酸化錫やITOなどの導電性無機薄膜、バナジン酸塩系、ビスマス系、または鉛系を主体とした導電性低融点ガラスなどが挙げられる。金属薄膜としては、薄膜形成方法により作製される金属薄膜、銅箔、金箔などの金属箔からなる金属薄膜が挙げられる。 FIG. 2(a) shows an enlarged schematic sectional view of the sensor section 3. As shown in FIG. In FIG. 2A, the thicknesses of the sensor electrodes and the like are exaggerated for the purpose of explanation. As shown in FIG. 2(a), the sensor section 3 has a sensor electrode 3a made of a conductive film. Examples of the conductive film include metal thin films, conductive inorganic thin films such as tin oxide and ITO, and conductive low-melting-point glasses mainly composed of vanadate, bismuth, or lead. The metal thin film includes a metal thin film produced by a thin film forming method, and a metal thin film made of metal foil such as copper foil and gold foil.

薄膜形成方法により作製される金属薄膜は、アルミニウム(Al)、Al合金、ニオビウム、モリブデン、金、銀、銅などの材料を用いて、公知の薄膜成形方法により形成される。これらの中でも、耐環境特性に優れ、低コストであることから、Al薄膜を採用することが好ましい。具体例としては、Alの固体ターゲット(蒸着材)を用いて、真空プロセスである、スパッタリングまたは真空蒸着によりAl薄膜が形成される。なお、Al薄膜の膜厚は、500nm~5000nmが適当である。 Metal thin films produced by thin film forming methods are formed by known thin film forming methods using materials such as aluminum (Al), Al alloys, niobium, molybdenum, gold, silver, and copper. Among these, it is preferable to employ an Al thin film because of its excellent environmental resistance and low cost. As a specific example, an Al thin film is formed by sputtering or vacuum deposition, which is a vacuum process, using an Al solid target (evaporation material). The film thickness of the Al thin film is suitably 500 nm to 5000 nm.

図2(a)では、センサー電極3aとガラス基板2との間に中間層3bが形成されている。中間層3bは、(1)Cr、Mo、Wから選ばれる少なくとも1つの金属を含む薄膜である。また、中間層3bは、可視光の干渉により入射光を吸収して黒色に見える層(黒色層)である。タッチ面2aからは、スイッチ部は黒色に見え、反射を抑制できる。中間層3bは、上述のAl薄膜の形成と同様に、スパッタリングなどにより形成できる。また、中間層3bには、(2)Alの酸化物(Alなど)およびTiの酸化物(TiOなど)から選ばれる少なくとも1つの酸化物を所定量含むことが好ましい。これら酸化物を所定量含むことで、反射率の更なる低減が図れる。中間層3bとして、より好ましくはMoとAlの混合層である。中間層の膜厚は、5nm~500nmが適当であり、より好ましくは50nm~200nmである。この膜厚は、中間層材料の屈折率に応じて材料毎に決められる。 In FIG. 2( a ), an intermediate layer 3 b is formed between the sensor electrode 3 a and the glass substrate 2 . The intermediate layer 3b is a thin film containing (1) at least one metal selected from Cr, Mo and W. The intermediate layer 3b is a layer (black layer) that absorbs incident light by interference of visible light and looks black. From the touch surface 2a, the switch portion appears black, and reflection can be suppressed. The intermediate layer 3b can be formed by sputtering or the like in the same manner as the formation of the Al thin film described above. Further, intermediate layer 3b preferably contains a predetermined amount of at least one oxide selected from (2) oxides of Al (such as Al 2 O 3 ) and oxides of Ti (such as TiO 2 ). By including a predetermined amount of these oxides, the reflectance can be further reduced. The intermediate layer 3b is more preferably a mixed layer of Mo and Al2O3 . The film thickness of the intermediate layer is suitably 5 nm to 500 nm, more preferably 50 nm to 200 nm. This film thickness is determined for each material according to the refractive index of the intermediate layer material.

図2(b)には、センサー部の部分拡大図を示す。センサー部は所定の配線パターンで形成されており、図2(b)では、センサー電極3aおよび中間層3bが重なった格子状に形成される。該格子間が開口部3cである。ここでの開口部3cとは、センサー電極3aと中間層3bとの2層部分における開口部である。この格子状は、微細格子状であり、各スイッチ形状の部分(上記2層部分)は一見して目視で透明に見える透光部となる。格子状(単位格子が正方形)とする場合、通常、線幅Wとして3μm~100μm、ピッチ幅Pとして0.2mm~1mm程度とする。また、連続した細線を用いた形状であれば、六角や縦長の長方形ひし形、台形などの任意のパターンにできる。 FIG. 2B shows a partially enlarged view of the sensor section. The sensor part is formed with a predetermined wiring pattern, and in FIG. 2B, the sensor electrode 3a and the intermediate layer 3b are formed in a grid pattern. The space between the lattices is the opening 3c. The opening 3c here is an opening in the two-layer portion of the sensor electrode 3a and the intermediate layer 3b. This grid shape is a fine grid shape, and each switch-shaped portion (the above-mentioned two-layer portion) becomes a translucent portion that looks transparent to the naked eye at a glance. In the case of a lattice shape (a unit lattice is a square), the line width W is usually set to 3 μm to 100 μm, and the pitch width P is set to about 0.2 mm to 1 mm. In addition, as long as the shape uses continuous fine lines, any pattern such as a hexagon, a vertically long rectangular rhombus, or a trapezoid can be used.

なお、センサー電極3aおよび中間層3bをハーフミラーパターンに形成してもよい。具体的には、センサー電極3aおよび中間層3bを格子間の内部領域に設けるとともに、格子状に開口部を設ける。この構成では、センサー電極の導通経路の確保のため、各格子間の内部領域を導通させた構造とする。 Note that the sensor electrode 3a and the intermediate layer 3b may be formed in a half-mirror pattern. Specifically, the sensor electrode 3a and the intermediate layer 3b are provided in the inner region between the grids, and openings are provided in a grid pattern. In this structure, the internal regions between the lattices are electrically connected in order to secure the conduction paths of the sensor electrodes.

図1において、意匠層4は、スイッチデザイン部が形成された層である。意匠層4は、スイッチデザインをガラス基板2(のセンサー部上)に直接印刷した層や、スイッチデザインを印刷したフィルム基板の層(ガラス基板とは別部材)とできる。印刷方法は、特に制限されず、例えば、スクリーン印刷、カラー印刷、ガラスビーズを含ませた塗料による加飾性を持たせた印刷などを採用できる。スイッチデザイン部4aは、センサー部3と積層方向で重なる位置に配置される。 In FIG. 1, the design layer 4 is a layer on which a switch design portion is formed. The design layer 4 can be a layer in which the switch design is directly printed on (on the sensor portion of) the glass substrate 2, or a layer of a film substrate (a separate member from the glass substrate) on which the switch design is printed. The printing method is not particularly limited, and for example, screen printing, color printing, or decorative printing using paint containing glass beads can be employed. The switch design portion 4a is arranged at a position overlapping the sensor portion 3 in the stacking direction.

スイッチデザインは、タッチスイッチの使用用途や使用目的などによって適宜選択され、例えばピクトグラムや文字を採用できる。意匠層4は、透光性を有していればよく、透明でも半透明でもよい。フィルムを用いる場合の材質としては、合成樹脂やセラミックを用いることができる。合成樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。フィルムを用いる場合、意匠層4は1枚のフィルムで構成されてもよく、複数のフィルムが積層された積層体で構成されてもよい。 The switch design is appropriately selected depending on the usage and purpose of the touch switch, and for example, pictograms and characters can be used. The design layer 4 may be transparent or translucent as long as it has translucency. Synthetic resins and ceramics can be used as the material for the film. Examples of synthetic resins include polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, and acrylic resin. When a film is used, the design layer 4 may be composed of one sheet of film, or may be composed of a laminate in which a plurality of films are laminated.

図1に示すように、意匠層4と回路基板6との間に導光板8が設けられる。導光板8は、LED5からの光が入射する入射面8aと、該入射面8aと交差し、スイッチデザイン部4a側に向けて光が出射する出射面8bを有する。タッチスイッチ1では、導光板8が、出射面8bの反対側であり回路基板6との対向面8cに白色の反射層9を有することを特徴としている。ここでの白色は、可視光線領域において高い反射率を有する色であればよく、乳白色を含む色である。導光板8の対向面8cに白色の反射層9が形成されることで、LED5から入射された光が回路基板6などに吸収されることを抑制し、光の反射率を向上させることができる。その結果、LED5の発する光を有効に利用でき、従来構成のような拡散層28(図4参照)や、別途の拡散シート、偏光シートを設けなくても均一な面発光を実現できる。 As shown in FIG. 1, a light guide plate 8 is provided between the design layer 4 and the circuit board 6 . The light guide plate 8 has an incident surface 8a on which light from the LEDs 5 is incident, and an output surface 8b that intersects with the incident surface 8a and emits the light toward the switch design portion 4a. The touch switch 1 is characterized in that the light guide plate 8 has a white reflective layer 9 on the surface 8c facing the circuit board 6 and opposite to the light emitting surface 8b. Here, the white color may be any color that has a high reflectance in the visible light region, and is a color including milky white. By forming the white reflective layer 9 on the facing surface 8c of the light guide plate 8, it is possible to suppress the absorption of the light incident from the LED 5 by the circuit board 6 or the like, thereby improving the light reflectance. . As a result, the light emitted from the LEDs 5 can be effectively used, and uniform surface light emission can be achieved without providing the diffusion layer 28 (see FIG. 4), separate diffusion sheet, and polarizing sheet as in the conventional configuration.

導光板8は、光を透過させる透光性樹脂で形成された略直方体の板状部材である。透光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、カーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。積層方向における導光板8の厚みは、例えば1~3mmである。外部から照射される光が、白色の反射層9に反射されることも考えられるが、センサー部3の端面から白色の反射面9までの距離Dをある程度確保することで、外部光の反射を抑えることができる。例えば、距離Dは2~10mmであり、好ましくは2~5mmである。 The light guide plate 8 is a substantially rectangular parallelepiped plate member made of translucent resin that allows light to pass therethrough. Examples of translucent resins include acrylic resins, styrene resins, carbonate resins, cyclic olefin resins, and polystyrene resins. The thickness of the light guide plate 8 in the stacking direction is, for example, 1 to 3 mm. Although it is conceivable that the light irradiated from the outside is reflected by the white reflective layer 9, the reflection of the external light can be prevented by securing a certain distance D from the end surface of the sensor section 3 to the white reflective surface 9. can be suppressed. For example, the distance D is 2-10 mm, preferably 2-5 mm.

また、図1の構成では、センサー部3は、スイッチデザイン部4aおよび導光板8と積層方向で重なる位置に配置されている。そのため、導光板8の表面(特に出射面8b)に光を拡散させるためのスリットやドットなどの凹凸部があると、センサー部3の配線パターンと干渉して表示画面上にモアレが発生するおそれがある。これを考慮して、導光板8の表面(特に出射面8b)には凹凸部が形成されていないので、視認性を向上できる。 In addition, in the configuration of FIG. 1, the sensor section 3 is arranged at a position overlapping the switch design section 4a and the light guide plate 8 in the stacking direction. Therefore, if the surface of the light guide plate 8 (particularly, the exit surface 8b) has uneven portions such as slits or dots for diffusing light, it may interfere with the wiring pattern of the sensor unit 3 and cause moiré on the display screen. There is In consideration of this, the surface of the light guide plate 8 (particularly, the exit surface 8b) is not formed with an uneven portion, so visibility can be improved.

白色の反射層9は、例えば、白色系の塗装膜や白色系の樹脂シート材から構成される。例えば、白色系の塗装膜は、白色系を呈する顔料成分を含む塗料を導光板8の対向面8cの表面に塗布することで得られる。顔料成分としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、アルミナ粉末などが用いられる。これらは単独でも複数を組み合わせて用いてもよい。上記の中でも、酸化亜鉛および酸化チタンを用いることが好ましい。また、白色系の樹脂シート材として、具体的には、アクリル材などが使用できる。 The white reflective layer 9 is composed of, for example, a white coating film or a white resin sheet material. For example, a whitish coating film can be obtained by coating the surface of the facing surface 8c of the light guide plate 8 with a paint containing a pigment component exhibiting a whitish color. As the pigment component, titanium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, alumina powder and the like are used. These may be used singly or in combination. Among the above, it is preferable to use zinc oxide and titanium oxide. As the white resin sheet material, specifically, an acrylic material or the like can be used.

白色の反射層9の厚みは、5~300μmであり、好ましくは5~30μmである。5μm未満であると、光の反射率が低下するおそれがある。また、白色の反射層9は、導光板8の対向面8cの全体に設けることができるが、図1に示すように、積層方向において、スイッチデザイン部4aの領域と重なる位置に形成することが好ましい。さらに、スイッチデザイン部4aの形状、例えば光を透過させたい形状に対応した位置にのみ白色の反射層9を設けることがより好ましい。具体的には、後述の実施例のように、スイッチデザインが所定の文字で形成される場合には、その文字の形状に沿って白色の反射層9を設けることができる。 The thickness of the white reflective layer 9 is 5-300 μm, preferably 5-30 μm. If the thickness is less than 5 μm, the light reflectance may decrease. Also, the white reflective layer 9 can be provided on the entire facing surface 8c of the light guide plate 8, but as shown in FIG. preferable. Further, it is more preferable to provide the white reflective layer 9 only at a position corresponding to the shape of the switch design portion 4a, for example, the shape to transmit light. Specifically, when the switch design is formed of predetermined characters as in the embodiment described later, the white reflective layer 9 can be provided along the shape of the characters.

一方、導光板8と対向する回路基板6の表面は、白色や黒色で形成される。回路基板6よりも上方に導光板8の白色の反射層9が設けられるので、回路基板6の回路パターンやスルーホールが干渉して、明るさにムラが生じることがない。なお、スイッチデザインのコントラストを向上でき、導光板8から漏れた光の拡散を防止できるという点で、回路基板6が黒地であることが好ましい。 On the other hand, the surface of the circuit board 6 facing the light guide plate 8 is formed in white or black. Since the white reflective layer 9 of the light guide plate 8 is provided above the circuit board 6, the circuit pattern and through-holes of the circuit board 6 do not interfere with each other to cause uneven brightness. It is preferable that the circuit board 6 be black because the contrast of the switch design can be improved and the light leaking from the light guide plate 8 can be prevented from diffusing.

回路基板6には、LED5およびコントロール部(図示参照)が実装されている。ユーザがガラス基板2のタッチ面2aを指で触れると、センサー部3のセンサー電極と指との間で静電結合が起きて電極の静電容量が変化する。回路基板6のコントロール部では、静電容量の変化量が数値化され、その数値が所定の閾値をこえるときに指が接触したと判定される。指の接触が判定されると、例えば、LED5が点灯されて、スイッチデザインが表示される。これにより、ユーザはスイッチが押されたこと(信号がONになったこと)を認識できる。 The circuit board 6 is mounted with an LED 5 and a control section (see illustration). When the user touches the touch surface 2a of the glass substrate 2 with a finger, electrostatic coupling occurs between the sensor electrode of the sensor section 3 and the finger, and the capacitance of the electrode changes. The control unit of the circuit board 6 quantifies the amount of change in the capacitance, and determines that the finger has touched when the numerical value exceeds a predetermined threshold value. When finger contact is determined, for example, the LED 5 is lit to display the switch design. This allows the user to recognize that the switch has been pressed (that the signal has been turned ON).

本発明の静電容量タッチスイッチは、家電機器、AV機器、PC/OA機器、産業機械、その他の電子デバイスのタッチスイッチとして利用される。特に、屋外で使用される屋外用表示装置のタッチスイッチとして利用されることが好ましい。屋外用表示装置としては、歩行者用横断歩道信号の表示装置などが挙げられる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The capacitive touch switch of the present invention is used as a touch switch for home appliances, AV equipment, PC/OA equipment, industrial machinery, and other electronic devices. In particular, it is preferably used as a touch switch for outdoor display devices. Examples of outdoor display devices include display devices for pedestrian crossing signals.

上記図1の構成では、ガラス基板2として透光性のガラス基板を用いたが、これに代えて、ハーフミラー型ガラス基板を用いてもよい。このガラス基板は、ガラス基板の片面全体にAl薄膜などを蒸着して形成される。この構成では、スイッチデザイン部が配置される領域は、背面からのバックライト点灯時には、そのスイッチデザインが表示面(ハーフミラー型ガラス基板の表面)に表示され、通常時(バックライト非点灯時)には鏡面となる。これにより、表示面を鏡面またはデザイン表示面として切り替えて使用でき、意匠性を向上できる。 In the configuration shown in FIG. 1, a translucent glass substrate is used as the glass substrate 2, but a half-mirror type glass substrate may be used instead. This glass substrate is formed by vapor-depositing an Al thin film or the like over one side of the glass substrate. In this configuration, in the area where the switch design part is arranged, the switch design is displayed on the display surface (surface of the half-mirror type glass substrate) when the backlight is lit from the back, and normally (when the backlight is not lit) becomes a mirror surface. As a result, the display surface can be switched between a mirror surface and a design display surface, and the design can be improved.

実施例
図1に示す形状の静電容量タッチスイッチを作製した。具体的には、ソーダライムガラス基板(厚み1.0mm)に、MoとAlとの混合物(Alが10重量%含まれる)のターゲットを用いてスパッタリングで中間層(厚み100nm)を形成し、その上に、純度99%のAl薄膜(厚み1000nm)をスパッタリングで形成した。その後、湿式エッチングして格子形状のセンサー電極と中間層を有するセンサー部を形成した。このセンサー部上にスクリーン印刷で文字「ください」を形成した。導光板には、アクリル板(厚み2mm)を用いた。該アクリル板の一方の表面にスクリーン印刷によって白色の反射層を得た。これらを接着剤で相互に張り合わせて、各部材が積層した静電容量タッチスイッチを得た。
Example A capacitive touch switch having the shape shown in FIG. 1 was produced. Specifically, an intermediate layer (thickness: 100 nm) was formed on a soda-lime glass substrate (thickness: 1.0 mm) by sputtering using a target of a mixture of Mo and Al 2 O 3 (containing 10% by weight of Al 2 O 3 ). ), and a 99% pure Al thin film (thickness: 1000 nm) was formed thereon by sputtering. After that, wet etching was performed to form a sensor part having a lattice-shaped sensor electrode and an intermediate layer. A character "please" was formed on this sensor portion by screen printing. An acrylic plate (thickness: 2 mm) was used as the light guide plate. A white reflective layer was obtained by screen printing on one surface of the acrylic plate. These were laminated together with an adhesive to obtain a capacitive touch switch in which each member was laminated.

得られた静電容量タッチスイッチを用いて、LEDが非点灯の状態で、太陽光を照射した際の写真を図3(a)に示す。 FIG. 3(a) shows a photograph of the obtained capacitive touch switch under sunlight irradiation with the LED not lit.

比較例
図4に示す形状の静電容量タッチスイッチを作製した。ガラス基板およびセンサー部は、実施例と同じ構成のものを用いた。また、拡散層は、ガラス基板上にスクリーン印刷によって形成した。得られた静電容量タッチスイッチを用いて、LEDが非点灯の状態で、太陽光を照射した際の写真を図3(b)に示す。
Comparative Example A capacitive touch switch having the shape shown in FIG. 4 was produced. A glass substrate and a sensor portion having the same configuration as those in the example were used. Also, the diffusion layer was formed on the glass substrate by screen printing. FIG. 3(b) shows a photograph of the obtained capacitive touch switch under sunlight irradiation with the LED not lit.

図3に示すように、実施例(図3(a))の静電容量タッチスイッチでは「ください」の文字がほとんど確認されなかった。つまり、ユーザはLEDが非点灯であると認識できる。これに対して、比較例(図3(b))では文字がはっきりと確認でき、LEDが非点灯であるにもかかわらず、あたかもLEDが点灯しているかように認識できる。このように本発明に係る静電容量タッチスイッチは、外部光が照射された状態でもLEDが非点灯であることを容易に判別できる。 As shown in FIG. 3, the characters "please" were hardly observed in the capacitive touch switch of the example (FIG. 3(a)). That is, the user can recognize that the LED is not lit. On the other hand, in the comparative example (FIG. 3(b)), the characters can be clearly recognized, and although the LED is not lit, it can be recognized as if the LED is lit. In this manner, the capacitive touch switch according to the present invention can easily determine whether the LED is off even when exposed to external light.

本発明の静電容量タッチスイッチは、視認性に優れるとともに、外部から光が照射された場合でも光源の状態が容易に判別可能であるので、静電容量タッチスイッチとして広く利用できる。特に、太陽光が照射される屋外での使用に好適である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The capacitive touch switch of the present invention has excellent visibility and can be widely used as a capacitive touch switch because the state of the light source can be easily determined even when light is irradiated from the outside. In particular, it is suitable for use outdoors where sunlight is irradiated.

1 タッチスイッチ(静電容量タッチスイッチ)
2 ガラス基板
3 センサー部
4 意匠層
4a スイッチデザイン部
5 LED(光源)
6 回路基板
7 FPC
8 導光板
8a 入射面
8b 出射面
8c 対向面
9 反射層
10 センサー配線
1 touch switch (capacitive touch switch)
2 glass substrate 3 sensor part 4 design layer 4a switch design part 5 LED (light source)
6 circuit board 7 FPC
8 light guide plate 8a entrance surface 8b exit surface 8c opposing surface 9 reflective layer 10 sensor wiring

Claims (6)

タッチ面と反対側の面にセンサー部を有するガラス基板と、スイッチデザイン部が形成された意匠層と、光源が搭載された回路基板とが順に積層された静電容量タッチスイッチであって、
前記意匠層と前記回路基板との間に導光板が設けられており、該導光板は、前記光源からの光が入射する入射面と、該入射面と交差し、前記スイッチデザイン部に向けて光が出射する出射面を有しており、
前記導光板は、前記出射面と反対側であり前記回路基板と対向する面に、白色の反射層を有し、
前記センサー部は、所定の配線パターンで形成され、前記スイッチデザイン部および前記導光板と積層方向で重なる位置に配置されていることを特徴とする静電容量タッチスイッチ。
A capacitive touch switch in which a glass substrate having a sensor portion on the side opposite to the touch surface, a design layer in which a switch design portion is formed, and a circuit board on which a light source is mounted are laminated in this order,
A light guide plate is provided between the design layer and the circuit board, and the light guide plate has an incident surface on which light from the light source is incident, intersects the incident surface, and directs light toward the switch design section. It has an exit surface from which light exits,
The light guide plate has a white reflective layer on a surface opposite to the output surface and facing the circuit board ,
The capacitive touch switch , wherein the sensor section is formed with a predetermined wiring pattern, and is arranged at a position overlapping with the switch design section and the light guide plate in a stacking direction .
前記導光板の表面には光を拡散させるための凹凸部が形成されていないことを特徴とする請求項1記載の静電容量タッチスイッチ。 2. The capacitive touch switch according to claim 1, wherein the surface of said light guide plate is not formed with an uneven portion for diffusing light. 前記導光板は、積層方向において、前記スイッチデザイン部の形状に対応した位置に前記白色の反射層を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の静電容量タッチスイッチ。 3. The capacitive touch switch according to claim 1, wherein the light guide plate has the white reflective layer at a position corresponding to the shape of the switch design portion in the stacking direction. 前記導光板と対向する前記回路基板の表面が黒色であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項記載の静電容量タッチスイッチ。 4. The capacitive touch switch according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface of the circuit board facing the light guide plate is black. 前記スイッチデザイン部と接触する位置に光を拡散する拡散層が設けられていないことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項記載の静電容量タッチスイッチ。 5. The capacitive touch switch according to any one of claims 1 to 4, wherein no diffusion layer for diffusing light is provided at a position in contact with the switch design portion. 前記静電容量タッチスイッチは、屋外用表示装置に使用されることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項記載の静電容量タッチスイッチ。 The capacitive touch switch according to any one of claims 1 to 5, wherein the capacitive touch switch is used for an outdoor display device.
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