触摸面板以及电子设备的制作方法

文档序号:11890351阅读:355来源:国知局
触摸面板以及电子设备的制作方法与工艺

本发明涉及在触摸面板同时检测操作面被手指等触摸的位置(触摸位置)和基于手指等的操作面的按压的技术。



背景技术:

以往,提出各种同时进行触摸位置的检测和按压检测的触摸面板。例如,已知有在检测触摸位置的静电式触摸面板部重合了检测按压的按压传感器部的构成的触摸面板(参照专利文献1。)。

图16(A)是示意性地表示将专利文献1作为参考的现有的触摸面板的侧面剖视图。触摸面板300具备多个膜301、302、303、304、305。膜301、302、303、304、305从顶面侧至底面侧按顺序层叠,并经由粘合片等接合。

膜301、302构成静电式触摸面板部。在膜301的顶面设置有多个触摸面板用电极311。在膜302的顶面设置有多个触摸面板用电极312。触摸面板用电极311和触摸面板用电极312以从顶面侧观察以二维格子状交叉那样的配置设置。在对各触摸面板用电极312与各触摸面板用电极311之间施加脉冲信号而驱动触摸面板300的状态下,若手指等接近触摸面板300,则在触摸位置的附近,触摸面板用电极312与触摸面板用电极311之间的静电电容变化。因此,能够通过检测静电电容的变化来检测触摸位置。

膜303、304、305构成按压传感器部。具体而言,在膜303的顶面以覆盖整个面的方式设置有按压传感器用电极313。在膜305的顶面以覆盖整个面的方式设置有按压传感器用电极314。膜304由具有通过面内方向的伸展、收缩在顶面以及底面产生电荷的压电性的材料构成。若触摸面板300被手指等按压,则在膜304的顶面以及底面产生电荷,由此,在按压传感器用电极313与按压传感器用电极314之间产生电位差。因此,能够通过检测按压传感器用电极313与按压传感器用电极314的电位差来进行按压检测。

专利文献1:国际公开WO2013/021835号公报

在触摸面板中,若膜的总数较多,则难以将触摸面板构成为薄型。另外,在使触摸面板具有透光性的情况下,需要对电极、膜使用透光性较高的材料,但若膜的总数较多,则触摸面板整体的透光性降低。

图16(B)是示意性地表示降低了膜的总数的触摸面板的构成例的侧面剖视图。触摸面板300A具备多个膜301、302A、304、305。在膜302A的顶面以交替地排列的方式设置有成为静电式触摸面板部的一部分的多个触摸面板用电极312、成为按压传感器部的一部分的多个按压传感器用电极313A。这样,通过将静电式触摸面板部的电极的一部分和按压传感器部的电极的一部分设置于同一膜,能够减少膜的总数。

然而,在这样构成触摸面板300A的情况下,静电式触摸面板部和按压传感器部非常地接近,因此,静电式触摸面板部与按压传感器部之间会产生电耦合。因此,存在驱动静电式触摸面板部的脉冲信号作为噪声泄漏至按压传感器部,按压检测的精度降低的情况。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于提供一种在触摸面板中即使降低膜的总数也能够提高按压检测的精度的技术。

本发明涉及具备静电式触摸面板部以及按压传感器部的触摸面板。静电式触摸面板部具备:平膜状的第一膜部、配置于第一膜部的一个主表面侧且与第一膜部平行地延伸的第一触摸面板用电极、以及配置于第一膜部的另一个主表面侧且与第一膜部平行且沿与第一触摸面板用电极交叉的方向延伸的第二触摸面板用电极。按压传感器部具备:层叠于第一膜部的另一个主表面侧的第二膜部、配置于第二膜部的一个主表面侧的第一按压传感器用电极、以及配置于第二膜部的另一个主表面侧的第二按压传感器用电极。设置第一按压传感器用电极的电极层与设置第二触摸面板用电极的电极层是同一电极层,设置第二按压传感器用电极的电极层在与第二触摸面板用电极对置的位置具有上述第二按压传感器用电极的非形成部。

根据该构成,由于手指等向触摸面板的接近使第一触摸面板用电极与第二触摸面板用电极之间的静电电容变化,所以能够基于该静电电容的变化来检测触摸位置。另外,由于触摸面板的按压在第一按压传感器用电极与第二按压传感器用电极之间产生电位差,所以能够基于该电位差来检测按压检测。并且,由于将静电式触摸面板部的第二触摸面板用电极和按压传感器部的第一按压传感器用电极设置于同一电极层,所以能够抑制触摸面板中的膜的总数。而且,由于在与第二触摸面板用电极对置的区域设置电极非形成部,所以能够抑制静电式触摸面板部的驱动信号作为噪声泄漏至按压传感器部,能够提高按压检测的精度。

另外,优选上述第二按压传感器用电极避开与上述第二触摸面板用电极对置的区域而设置。由此,能够进一步提高按压检测的精度。

本发明的触摸面板也可以具备按压检测电路,该按压检测电路具有与第一按压传感器用电极连接的第一连接端、以及与第二按压传感器用电极连接的第二连接端。该情况下,优选对于按压检测电路,使第一连接端为接地电位。

在该构成中,能够防止噪声从按压检测电路侧泄漏至触摸检测电路侧而使触摸位置的检测精度恶化。

优选本发明的触摸面板将多个第一按压传感器用电极与多个第二触摸面板用电极交替地排列设置,将多个第二按压传感器用电极与各第一按压传感器用电极对置设置,将第一按压传感器用电极与第二按压传感器用电极的多个对置电极对与按压检测电路并列连接。

在该构成中,由于第一以及第二按压传感器用电极的多个对置电极对与按压检测电路并列连接,所以输入至按压检测电路的按压检测电压的电压值变大,提高按压检测的灵敏度。

本发明的触摸面板的第一膜部以及第二膜部也可以是相互一致的外形状,具有长边方向以及短边方向,多个第一按压传感器用电极以及多个第二按压传感器用电极沿上述长边方向延伸。

该情况下,优选设置多个按压检测电路,将多个对置电极对中的短边方向的端附近的对置电极对和短边方向的中央附近的对置电极对与不同的按压检测电路连接。

或者,优选在多个对置电极对中的短边方向的端附近的对置电极对设置短边方向的宽度比短边方向的中央附近的对置电极对窄的狭窄部。

根据按压力作用的位置,在第二膜产生的电荷局部性地产生极性反转。尤其是在第二膜为具有长边方向和短边方向的外形状的情况下,容易在第二膜的长边的附近产生电荷的极性反转。因此,若将各对置电极对集合而与按压检测电路连接,则存在按压检测电压被抵消,按压检测的灵敏度降低的情况。因此,若像上述那样使得按压传感器用电极与不同的按压检测电路连接,则能够防止按压检测电压的抵消。或者,通过在第二膜的长边的附近的按压传感器用电极设置狭窄部,能够防止受到产生了电荷的极性反转的位置的影响,使按压检测电压的电压值稳定。

另外,优选本发明的触摸面板中的第二膜由至少以单轴方向进行了延伸处理的聚乳酸构成。

由于单轴延伸的聚乳酸的压电常数较高,所以通过使用聚乳酸作为第二膜的材料,能够提高按压力的检测灵敏度。并且,由于聚乳酸的透光性较高,所以也能够实现透光性较高的触摸面板。并且,由于聚乳酸没有热电性,所以在手指等接触到触摸面板表面时,即使体温传递,也不会对按压力的检测精度造成影响。因此,在使用聚乳酸作为第二膜的材料的情况下,与使用PVDF等具有热电性的材料的情况相比,无需使用间接地传递按压力以不传递体温这样的复杂的机构。

另外,在本发明的触摸面板中,若第一按压传感器用电极的电极宽度比第二按压传感器用电极的电极宽度窄,则能够抑制由制造偏差等导致第一按压传感器用电极与第二按压传感器用电极的对置面积变动而产生性能偏差这样的问题的产生。另外,能够扩大形成于相同的电极层的第一按压传感器用电极与第二触摸传感器用电极的间隔,能够减少在两个电极间产生的杂散容量。由此,能够抑制来自静电式触摸面板部的噪声泄漏至按压传感器部。

另外,在本发明的触摸面板中,若第二按压传感器用电极的电极宽度比第一按压传感器用电极的电极宽度窄,则能够抑制由制造偏差等导致第一按压传感器用电极与第二按压传感器用电极的对置面积变动而产生性能偏差这样的问题的产生。

另外,在本发明的触摸面板中,优选在与第一按压传感器用电极以及上述第二触摸面板用电极相同的电极层还具备配置在第一按压传感器用电极与第二触摸面板用电极之间的接地用电极。由此,能够减少在形成于相同的电极层的第一按压传感器用电极与第二触摸传感器用电极之间产生的杂散容量,能够抑制来自静电式触摸面板部的噪声泄漏至按压传感器部。

另外,在本发明的触摸面板中,优选在与第二按压传感器用电极相同的电极层还具备从其它的电极电独立并与第二触摸面板用电极对置的虚设电极。由此,能够使各电极的层叠数相等,能够减小从操作面侧观察触摸面板时被视觉确认的透光性的偏差(颜色不匀)。

另外,在本发明的触摸面板中,优选第一按压传感器用电极、第二按压传感器用电极、第一触摸面板用电极、以及第二触摸面板用电极中的至少一个电极在设置该电极的电极层中,具有以与其它的电极相等的电极宽度且相等的配置间隔平行地延伸的多个线状电极部分。由此,能够不易从外部视觉确认该电极。

根据本发明,即使将触摸面板构成为薄型也能够高精度地进行按压检测。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的触摸面板的侧面剖视图。

图2是本发明的第一实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图3是本发明的第一实施方式所涉及的触摸面板的按压检测电压的波形图。

图4是本发明的第二实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图5是本发明的第三实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图6是例示在第二膜产生的电荷分布的图。

图7是本发明的第四实施方式所涉及的触摸面板的侧面剖视图。

图8是本发明的第五实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图9是本发明的第六实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图10是本发明的第七实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图11是本发明的第八实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图12是本发明的第九实施方式所涉及的触摸面板所具备的膜的俯视图。

图13是本发明的第十实施方式所涉及的电子设备的框图。

图14是第一实施方式的变形例所涉及的触摸面板的侧面剖视图。

图15是第二实施方式的变形例所涉及的触摸面板的侧面剖视图。

图16是现有例所涉及的触摸面板的侧面剖视图。

具体实施方式

参照附图对本发明的第一实施方式所涉及的触摸面板进行说明。在以下的说明中,将各膜的一个主表面称作“顶面”,并且将各膜的另一个主表面称作“底面”。

图1是本实施方式所涉及的触摸面板10的侧面剖视图。图2是表示触摸面板10具备的膜的电极图案的俯视图。应予说明,图2所示的电极图案只是一个例子,各电极的个数以及形状并不局限于次,能够根据规格适当地变更。

触摸面板10被粘贴于玻璃、丙烯酸、聚碳酸酯等不具有导电性的弹性板而被加以利用。在此,触摸面板10粘贴于电子设备的显示部的盖板玻璃49的背面侧,检测由操作者的手指等进行的盖板玻璃49表面的触摸操作和按压操作。

该触摸面板10具备膜11、12、13、14、粘合片21、22、23、24、触摸面板用电极31、32、按压传感器用电极41、42、触摸检测电路17(参照图2)、以及按压检测电路18(参照图2)。

粘合片21、22、23、24和膜11、12、13、14分别为平膜状,从顶面侧至底面侧交替地层叠。粘合片21粘贴于膜11的顶面,针对盖板玻璃49粘接触摸面板10。粘合片22粘贴在膜12的顶面与膜11的底面之间。粘合片23粘贴在膜13的顶面与膜12的底面之间。粘合片24粘贴在膜14的顶面与膜13的底面之间。

膜11~14以及粘合片21~24分别是从顶面侧观察时外形一致的矩形,具有沿着第一面内方向的短边和沿着第二面内方向的长边。第一面内方向和第二面内方向是从顶面侧观察触摸面板10时相互正交的方向。

膜11由PET等具有透光性的材料构成,在顶面形成有触摸面板用电极31。膜12由PET等具有透光性的材料构成,在顶面形成有触摸面板用电极32以及按压传感器用电极41。膜13由具有规定的压电性和透光性的材料构成。膜14由PET等具有透光性的材料构成,在顶面形成有按压传感器用电极42。

触摸面板用电极31以图2(A)所示那样的图案形成于膜11的顶面。触摸面板用电极32以及按压传感器用电极41以图2(B)所示那样的图案形成于膜12的顶面。按压传感器用电极42以图2(C)所示那样的图案形成于膜14的顶面。

作为触摸面板用电极31、32以及按压传感器用电极41、42,若使用以ITO、ZnO、聚噻吩为主要成分的有机电极、以聚苯胺为主要成分的有机电极、使用银纳米线的电极、使用碳纳米管的电极中的任意一个,则是优选的。通过使用这些材料,能够形成透光性较高的电极图案。这些材料分别通过蒸镀、溅射、或者电镀(plating)等形成于膜11、12、14。应予说明,在不需要透明性的情况下,也能够使用以上述的材料、方法以外的材料、方法形成的金属系的电极、利用银膏的电极。

在此,膜11、12、触摸面板用电极31、触摸面板用电极32、以及触摸检测电路17构成静电式触摸面板部15。静电式触摸面板部15通过使触摸面板用电极31和触摸面板用电极32隔着膜11对置来构成。因此,膜11相当于权利要求书中记载的第一膜部。触摸面板用电极31与权利要求书中记载的第一触摸面板用电极。触摸面板用电极32相当于权利要求书中记载的第二触摸面板用电极。

更详细而言,膜11的顶面设置有多个触摸面板用电极31(参照图2(A)。)。各触摸面板用电极31是从顶面侧观察沿规定的面内方向延伸的形状,以分别相互平行的方式排列。在此,各触摸面板用电极31在第一面内方向为长条的长方形,以分别在第二面内方向拉开间隔的方式排列。

在膜12的顶面设置有多个触摸面板用电极32(参照图2(B)。)。各触摸面板用电极32是从顶面侧观察沿与触摸面板用电极31交叉的面内方向延伸的形状,以相互平行的方式排列。在此,各触摸面板用电极32在第二面内方向为长条的长方形,在第一面内方向拉开间隔排列,以从顶面侧观察与多个触摸面板用电极31以二维格子状交叉的方式,将膜11夹在中间而与各触摸面板用电极31对置。

触摸检测电路17具有多个第一连接端子P-RX和多个第二连接端子P-TX。多个触摸面板用电极31分别经由第一连接端子P-RX分别独立地与触摸检测电路17连接。多个触摸面板用电极32分别经由第二连接端子P-TX分别独立地与触摸检测电路17连接。触摸检测电路17经由第二连接端子P-TX向触摸面板用电极32施加驱动信号。因此,触摸面板用电极32相当于静电式触摸面板部15中的所谓的发送电极。另外,触摸检测电路17经由第一连接端子P-RX将触摸面板用电极31与对于驱动信号的基准电位连接。因此,相当于触摸面板用电极31与静电式触摸面板部15中的所谓的接收电极。

若对触摸面板用电极32施加驱动信号,则以电力线的至少一部分绕到比盖板玻璃49靠表面侧的方式在触摸面板用电极32的周围产生电场。因此,在操作者的手指等在盖板玻璃49的表面进行触摸操作时,触摸位置附近的电场产生变化,从而在触摸位置附近,触摸面板用电极31、32间的静电电容产生变化。由此,在触摸检测电路17中,能够通过检测产生了静电电容的变化的触摸面板用电极32和触摸面板用电极31的组,将该组的触摸面板用电极32与触摸面板用电极31交叉的位置附近检测为触摸位置。

另外,膜12、13、14、按压传感器用电极41、42以及按压检测电路18构成按压传感器部16。按压传感器部16通过以形成了按压传感器用电极41、42的膜12、14夹住具有压电性的膜13来构成。因此,膜13相当于权利要求书中记载的第二膜部。按压传感器用电极41相当于权利要求书中记载的第一按压传感器用电极。按压传感器用电极42相当于权利要求书中记载的第二按压传感器用电极。

在此,膜13由单轴延伸的L型聚乳酸(PLLA)构成。应予说明,膜13也可以由单轴延伸的D型聚乳酸(PDLA)构成。并且,膜13以从顶面侧观察,短边以及长边(第一面内方向以及第二面内方向)相对于单轴延伸的方向构成大致45°的角度的方式设定有外形。应予说明,大致45°例如是指包括45°±10°左右的角度。该角度是应该根据按压力的检测精度等决定的设计事项。

构成膜13的PLLA是手性高分子,其主链具有螺旋构造。PLLA若单轴延伸而使分子取向,则具有压电性。单轴延伸的PLLA的压电常数即使在各种高分子具有的压电常数中也属于非常高的类别。

应予说明,优选PLLA的延伸倍率为3~8倍左右。另外,通过在PLLA的延伸后实施热处理,促进聚乳酸的伸直链晶体(extended-chain crystal)的结晶化,压电常数得到提高。应予说明,PLLA也可以是二轴延伸,该情况下,通过使延伸的各轴的延伸倍率不同,能够得到与单轴延伸相同的效果。例如,在将某方向设为X轴,在该方向实施了8倍的延伸,并在与该轴正交的Y轴方向实施了2倍的延伸的情况下,对于压电常数,大致能够得到与在X轴向实施了4倍的单轴延伸的情况同等的效果。由于只是单轴延伸的膜容易沿着延伸轴向裂开,所以通过进行上述那样的二轴延伸,能够增加几分强度。

另外,PLLA利用基于延伸等的分子的取向处理产生压电性,无需像PVDF等其它的聚合物、压电陶瓷那样进行极化处理。即,不属于强电介质的PLLA的压电性不像PVDF、PZT等强电介质那样通过离子的极化来发现,而是来源于分子的特征构造亦即螺旋构造。因此,在PLLA不产生在其它的强电介质性的压电体产生的热电性。并且,PVDF等随时间经过,产生压电常数的变动,根据情况存在压电常数显著降低的情况,但PLLA的压电常数随时间经过极其稳定。

另外,由于PLLA的相对介电常数非常低,约为2.5,所以若将d设为压电常数,将εT设为介电常数,则压电输出常数(=压电g常数,g=d/εT)成为较大的值。在此,介电常数ε33T=13×ε0、压电常数d31=25pC/N的PVDF的压电g常数根据上述式子为g31=0.2172Vm/N。另一方面,若将压电常数d14=10pC/N的PLLA的压电g常数换算成g31求出,则为d14=2×d31,因此成为d31=5pC/N,压电g常数成为g31=0.2258Vm/N。因此,能够利用压电常数d14=10pC/N的PLLA充分地得到与PVDF同样的按压检测灵敏度。并且,本申请发明的发明人通过实验得到d14=15~20pC/N的PLLA,通过使用该PLLA,能够以非常高的灵敏度检测按压。

在膜12的顶面设置有多个按压传感器用电极41(参照图2(B)。)。应予说明,由于在膜12的顶面还设置有上述的构成静电式触摸面板部15的多个触摸面板用电极32,所以各按压传感器用电极41以在多个触摸面板用电极32间的间隙部分,在与触摸面板用电极32之间拉开间隔地交替排列的方式设置。在此,各按压传感器用电极41从顶面侧观察在第二面内方向为长条的长方形,并以与触摸面板用电极32平行的方式在第一面内方向拉开间隔地排列。

在膜14的顶面设置有多个按压传感器用电极42(参照图2(C)。)。各按压传感器用电极42隔着膜12以及膜13与按压传感器用电极41对置,以避开与设置于膜12的顶面的触摸面板用电极32对置的区域的方式设置。即,在膜14的顶面的电极层中,在与触摸面板用电极32对置的区域设置有电极非形成部43。并且,多个按压传感器用电极42以在各个之间夹着电极非形成部43的方式设置。因此,此处的各按压传感器用电极42从顶面侧观察在第二面内方向为长条的长方形,在第一面内方向拉开间隔排列,从顶面侧观察呈与按压传感器用电极41一致的外形状以及配置。

按压检测电路18具有第一连接端P-GND和第二连接端P-HOT。在第一连接端P-GND集合连接有多个按压传感器用电极41。在第二连接端P-HOT集合连接有多个按压传感器用电极42。因此,按压传感器用电极41和按压传感器用电极42对置的全部的电极对以多个与按压检测电路18并列连接。按压检测电路18的第一连接端P-GND在此与接地电位连接。

在这样的构成的按压传感器部16中,若盖板玻璃49的表面的一部分被操作者的手指等按压,则在其周围具有压电性的膜13在厚度方向产生挠曲,在膜13的面内方向产生拉伸应力。于是,构成膜13的PLLA极化,在顶面以及底面产生电荷。由此,在与膜13的顶面对置的按压传感器用电极41和与膜13的底面对置的按压传感器用电极42分别因静电感应而集中电荷,在按压传感器用电极41与按压传感器用电极42之间产生电位差。因此,能够通过利用按压检测电路18检测按压传感器用电极41与按压传感器用电极42之间的电位差(以下称作按压检测电压)来检测按压操作。在此,由于使用压电常数d14较大的PLLA作为膜13,所以按压检测电压的电压值与按压力的大小相应地以大致线形变化,能够通过由按压检测电路18测量按压检测电压的电压值,准确地检测按压力的大小。

因此,通过将该触摸面板10设置于盖板玻璃49的背面,能够检测在盖板玻璃49的表面进行触摸操作的操作者的手指等接近(触摸操作)的位置(触摸位置)的同时,检测盖板玻璃49的表面被按压的按压力的大小。

另外,通过使用由PLLA构成的膜13,能够不受由热电性引起的影响,即不受由温度引起的影响地更加准确地检测按压力。另外,PLLA是聚合物,具有柔软性,因此能够不像压电陶瓷那样因较大的位移破损,即使由按压引起的变形较大,也能够可靠地检测按压力。

并且,在该触摸面板10中,在膜12形成按压传感器用电极41和触摸面板用电极32,由静电式触摸面板部15和按压传感器部16共享膜12,因此,能够使触摸面板10中的膜的总数减少一个。由此,能够使触摸面板10的厚度更薄,另外,能够使触摸面板10的透光性更高。

并且,在该触摸面板10中,在设置有第二按压传感器用电极42的电极层,在与静电式触摸面板部15的第二触摸面板用电极32对置的区域设置电极非形成部43,并且避开这些电极非形成部43而设置按压传感器部16的第二按压传感器用电极42,因此,能够防止静电式触摸面板部15的驱动信号作为噪声泄漏至按压传感器部16。

在此,关于静电式触摸面板部15的驱动信号对按压传感器部16的按压检测电压带来的影响,对现有例(参照图16(B))和本实施方式进行比较来说明。图3(A)是表示在现有例中赋予至触摸面板的负荷的时间波形和按压检测电压的时间波形的波形图。图3(B)是表示在本实施方式中赋予至触摸面板的负荷的时间波形和按压检测电压的时间波形的波形图。

在现有例所涉及的构成中,静电式触摸面板部的驱动信号作为噪声泄漏至按压传感器部而使按压检测电压产生不必要的变动,成为按压力的检测精度恶化的主要原因。例如,在图3(A)所示的例子中,不仅在对触摸面板施加负荷的时机t1和去除负荷的时机t2,按压检测电压产生变动,在静电式触摸面板部15中周期性地施加驱动脉冲信号的时机t3中,按压检测电压也产生变动。

与此相对,在本实施方式所涉及的构成中,在与静电式触摸面板部15的第二触摸面板用电极32对置的区域设置电极非形成部43,并且避开这些电极非形成部43而设置按压传感器部16的第二按压传感器用电极42,因此,能够防止静电式触摸面板部15的驱动信号作为噪声泄漏至按压传感器部16。在例如图3(B)所示的例子中,按压检测电压产生变动的时机仅仅是对触摸面板施加负荷的时机t1和去除负荷的时机t2,在静电式触摸面板部15中周期性地施加驱动脉冲信号的时机t3,按压检测电压不产生变动。

如以上说明的那样,根据本实施方式的构成,能够防止静电式触摸面板部15的驱动信号作为噪声泄漏至按压传感器部16,能够使按压力的检测精度提高。

应予说明,优选上述的第二按压传感器用电极42除了将按压传感器用电极42与按压检测电路18连接的布线部分外,俯视时不与第二触摸面板用电极32重叠,但若是以第二按压传感器用电极42的电极宽度为基准为该电极宽度的10%以下的幅度,则第二按压传感器用电极42和第二触摸面板用电极32即使一部分重叠,也能够充分防止驱动信号的噪声从静电式触摸面板部15泄漏至按压传感器部16。

应予说明,如图3所示,通常按压检测电压在按压力产生变动的瞬间产生,随着由压电效应引起的电荷的泄漏,电压值迅速地降低。因此,优选使按压检测电路为具有较大的输入阻抗的电路构成,或者使用积分电路来构成。这样,能够将按压检测电压的电压值维持规时机间,能够更加可靠地进行检测电压值的测量和按压力的检测。另外,通过利用软件对信号进行积分也能够得到同样的效果。

另外,在本实施方式中,虽然示出经由按压检测电路18的第一连接端子P-GND将按压传感器用电极41与接地电位连接的例子,但也可以将按压传感器用电极42经由第一连接端子P-GND与接地电位连接。其中,优选配置在静电式触摸面板部15侧的按压传感器用电极41经由与接地电位连接的第一连接端子P-GND那样的阻抗较低的连接端子与按压检测电路18连接,由此,能够抑制噪声从按压检测电路18侧泄漏至静电式触摸面板部15(尤其是接收电极)侧,抑制静电式触摸面板部15中的触摸位置的检测精度恶化。

另外,在本实施方式中,示出在按压传感器部16中,在具有压电性的膜13的上方配置膜12,在膜13的下方配置膜14的构成,但压电膜的构成也可以是除此之外的构成。例如,若将按压传感器用电极41、42、触摸传感器用电极32直接粘接或者接合于膜13,则也能够省去膜12、14,以及将它们粘贴于膜13的粘合片23、24。

图14是第一实施方式的变形例所涉及的触摸面板10’的侧面剖视图。该触摸面板10’省去在第一实施方式中设置的膜12、14以及粘合片23、24,将按压传感器用电极41、42以及触摸传感器用电极32与膜13直接接合。

这样,若省去膜12、14、粘合片23、24等,则能够使触摸面板10’的整体更薄,能够使触摸面板10’的透光性提高。另外,能够缩小按压传感器用电极41与按压传感器用电极42的间隔,更加高效地检测利用按压传感器用电极41、42在膜13中产生的电荷,提高按压检测的灵敏度。应予说明,在此,示出将膜12以及粘合片23和膜14以及粘合片24均省去的变形例,但也可以仅省去任意一方。

接下来,对本发明的第二实施方式所涉及的触摸面板50进行说明。

图4是第二实施方式所涉及的触摸面板50具备的膜12以及膜14的俯视图。

触摸面板50是与第一实施方式几乎相同的构成,作为与第一实施方式不同的构成,具备多个按压检测电路18A、18B、18C。按压检测电路18A、18B、18C分别具有第一连接端P-GND和第二连接端P-HOT。

在此,图4(A)所示的设置于膜12的顶面侧的多个按压传感器用电极(41)中的、靠近图4(A)中右侧的长边的2个按压传感器用电极41A与按压检测电路18A的第一连接端P-GND连接。另外,靠近图4(A)中左侧的长边的2个按压传感器用电极41C与按压检测电路18C的第一连接端P-GND连接。另外,位于膜12的短边方向的中央附近的剩余的6个按压传感器用电极41B与按压检测电路18B的第一连接端P-GND连接。

另外,图4(B)所示的设置于膜14的顶面侧的多个按压传感器用电极(42)中的、靠近图4(B)中右侧的长边的2个按压传感器用电极42A与按压检测电路18A的第二连接端P-HOT连接。另外,靠近图4(B)中左侧的长边的2个按压传感器用电极42C与按压检测电路18C的第二连接端P-HOT连接。另外,位于膜14的短边方向的中央附近的剩余的6个按压传感器用电极42B与按压检测电路18B的第二连接端P-HOT连接。

在该构成中,像在图6中例示电荷分布那样,存在在靠近膜13的长边的区域52(电荷反转区域52)中产生的电荷的极性与在膜13的主区域51中产生的电荷的极性反转的情况。因此,若假设仅设置单一的按压检测电路,将与靠近膜13的长边的区域52重叠的按压传感器用电极41A、42A、按压传感器用电极41C、42C的按压检测电压直接加至仅与膜13的主区域51重叠的按压传感器用电极41B、42B的按压检测电压,则两者抵消,合成的按压检测电压的电压值降低。

因此,在该实施方式中,设置多个按压检测电路18A、18B、18C,将按压传感器用电极按照在短边方向相邻的每组与不同的按压检测电路18A、18B、18C连接。由此,能够防止按压检测电压被抵消,能够使按压检测电压的电压值增大,提高按压检测的灵敏度。应予说明,更加优选的是,也可以将按压检测电路18A、18C的按压检测电压转换为反向电压,加至按压检测电路18B的按压检测电压。这样,在触摸面板50中,能够使按压检测电压的电压值更大,能够进一步提高按压检测的灵敏度。应予说明,按压检测电路的总数、与各按压检测电路连接的按压传感器用电极的个数、位置的组合,各按压传感器用电极的形状也可以是上述以外的。

图15(A)是第二实施方式的变形例所涉及的触摸面板50’中的膜14的俯视图。在该膜14中,在顶面侧设置有第二按压传感器用电极42A’、42B’、42C’。第二按压传感器用电极42A’、42B’、42C’具有与第二实施方式不同的形状。

更具体而言,第二按压传感器用电极42A’以及第二按压传感器用电极42C’分别在与图6所示的电荷反转区域52(未图示)重叠这样的位置,具备与第一按压传感器用电极41(未图示)对置地延伸的多个线路状部分53、以及连接多个线路状部分53的各个的一端的连结部分54。另外,第二按压传感器用电极42B’在与图6所示的主区域51(未图示)重叠这样的位置,具备与第一按压传感器用电极41(未图示)对置地延伸的多个线路状部分55、以及连接多个线路状部分55的各个的两端彼此的连结部分56。

这样,即使将以与电荷反转区域52(未图示)重叠的方式设置的第二按压传感器用电极42A’以及第二按压传感器用电极42C’和以与主区域51重叠的方式设置的第二按压传感器用电极42B’分别与不同的按压检测电路18A、18B、18C连接,也能够防止在膜14’产生的按压检测电压被抵消。通过使第二按压传感器用电极42A’、42B’、42C’的各个的形状为与电荷反转区域52、主区域51的形状相应的适当的形状,该触摸面板50’与在第二实施方式中示出的构成相比,能够进一步提高按压检测的灵敏度。

第二按压传感器用电极42A’、42B’、42C’的各个的适当的形状由膜14’的外形状、膜14’的保持构造决定。例如,图15(B)是使外形状为正方形的膜14’的俯视图。若像膜14’那样外形状接近正方形,则通过按压在膜产生的电荷的极性按照沿着对角线划分的每个区域反转。因此,在膜的外形状接近正方形的情况下,即使以在第二实施方式(参照图4。)中示出那样的形状设置第二按压传感器用电极,在各区域产生的电荷也几乎被抵消,不能检测按压。另一方面,即使在膜的外形状接近正方形的情况下,若以图15(B)所示那样的形状设置第二按压传感器用电极,则在各区域产生的电荷也不易被抵消,能够恰当地检测按压。

接下来,对本发明的第三实施方式所涉及的触摸面板60进行说明。

图5是第三实施方式所涉及的触摸面板60具备的膜14的俯视图。

触摸面板60是与第一实施方式几乎相同的构成,但设置于膜14的按压传感器用电极42的一部分与第一实施方式不同。具体而言,在膜14的多个按压传感器用电极42中的、位于长边的附近的按压传感器用电极42设置有狭窄部61。

该情况下,还是像在图6中所例示那样,存在在靠近膜13的长边的区域52中产生的电荷的极性从在膜13的主区域51中产生的电荷的极性反转的情况,因此,像该实施方式这样,通过在靠近长边的按压传感器用电极42设置狭窄部61,能够防止极性已反转的电荷被检测,能否防止按压检测电压被抵消。应予说明,狭窄部61也可以设置于按压传感器用电极41、42的双方,也可以仅设置于按压传感器用电极41。应予说明,由于考虑到成为电荷反转区域的位置根据膜13的形状、固定方法等发生变化,所以优选根据其产生状态形成狭窄部61。

接下来,对本发明的第四实施方式所涉及的触摸面板70进行说明。图7是第四实施方式所涉及的触摸面板70的侧面剖视图。

触摸面板70是与第一实施方式几乎相同的构成,但设置于膜12的电极的一部分和设置于膜14的电极的一部分与第一实施方式不同。具体而言,触摸面板70具备与第一实施方式不同的构成的按压传感器用电极71、72。按压传感器用电极71具有比按压传感器用电极72宽的一致的电极宽度。按压传感器用电极72具有比按压传感器用电极71窄的一致的电极宽度,并与按压传感器用电极71在按压传感器用电极71的电极宽度的中心附近对置地重叠。

在这样的构成的触摸面板70中,即使在按压传感器用电极71、按压传感器用电极72有电极宽度方向上的形成位置的偏离,并且即使在膜12、膜14在电极宽度方向上有贴合位置的偏离(累计偏离),也不容易在按压传感器用电极71与按压传感器用电极72之间产生容量变动。因此,在触摸面板70中,不易产生各产品的按压特性的偏差,不需要按压特性的校准这样的作业。

而且,在触摸面板70中,能够使触摸面板用电极32与按压传感器用电极72之间的静电电容为比第一实施方式小的容量值。由此,能够减少触摸面板驱动噪声这样的、经由上述静电电容从静电式触摸面板部15传递至按压传感器部76这一种类的噪声的影响。

接下来,对本发明的第五实施方式所涉及的触摸面板80进行说明。

图8是第五实施方式所涉及的触摸面板80的侧面剖视图。

触摸面板80是与第一实施方式几乎相同的构成,但设置于膜12的电极的一部分和设置于膜14的电极的一部分与第一实施方式不同。具体而言,触摸面板80具备与第一实施方式不同的构成的按压传感器用电极81、82。按压传感器用电极82具有比按压传感器用电极81宽的一致的电极宽度。按压传感器用电极81具有比按压传感器用电极82窄的一致的电极宽度,并与按压传感器用电极82在按压传感器用电极82的电极宽度的中心附近对置地重叠。

在这样的构成的触摸面板80中,即使在按压传感器用电极81、按压传感器用电极82有电极宽度方向上的形成位置的偏离,并且即使在膜12、膜14在电极宽度方向上有贴合位置的偏离(累计偏离),也不容易产生按压传感器用电极81与按压传感器用电极82之间的容量变动。因此,在触摸面板80中,不易产生各产品制品的按压特性的偏差,不需要按压特性的校准这样的作业。

而且,在触摸面板80中,由于配置在膜12上的同一面的按压传感器用电极81与触摸面板用电极32之间的配置间隔扩大,所以在两电极间产生的杂散容量成为比先前的实施方式小的容量值。因此,触摸操作噪声这样的、经由杂散容量从静电式触摸面板部15传递至按压传感器部86这一种类的噪声的影响减少。

因此,在该触摸面板80中,能够将与触摸面板用电极32布置于同一面的按压传感器用电极81与按压检测电路18的第二连接端P-HOT(参照图2。)连接来使用。该情况下,与按压传感器用电极81对置配置的按压传感器用电极82与按压检测电路的第一连接端P-GND(参照图2。)连接来使用。于是,按压传感器用电极82屏蔽在触摸面板80从背面侧放射的噪声,即使将容易产生电磁波噪声的液晶显示器这样的部件配置在触摸面板80的背面侧,触摸面板80的按压检测精度等特性也不易恶化,能够使触摸面板80的特性稳定良好。

接下来,对本发明的第六实施方式所涉及的触摸面板90进行说明。

图9是第六实施方式所涉及的触摸面板90的侧面剖视图。

触摸面板90是与第五实施方式几乎相同的构成,但设置于膜12的电极的一部分与第一实施方式不同。具体而言,触摸面板90在按压传感器用电极81与触摸面板用电极32之间的部分配置接地用电极91。

在这样的构成的触摸面板90中,由于设置有接地用电极91,所以在按压传感器用电极81与触摸面板用电极32之间几乎不再产生杂散容量。因此,能够进一步减少触摸操作噪声这样的、经由杂散容量从静电式触摸面板部15传递至按压传感器部86这一种类的噪声的影响。

接下来,对本发明的第七实施方式所涉及的触摸面板100进行说明。

图10是第七实施方式所涉及的触摸面板100具备的膜14的俯视图。

触摸面板100是与第一实施方式几乎相同的构成,但设置于膜14的电极的一部分与第一实施方式不同。具体而言,在设置于膜14的按压传感器用电极42之间设置有从其它的电极电独立的虚设电极101。虚设电极101具有与设置于膜12的触摸面板用电极32(参照图2。)相同的形状和配置。

在这样的构成的触摸面板100中,通过设置虚设电极101,能够使沿层叠方向电极重叠的层数在各部相等。这样,能够减小从表面观察触摸面板100整体时被视觉确认的透光性的偏差(颜色不匀)。另外,能够使触摸面板100整体的表面平坦化。

接下来,对本发明的第八实施方式所涉及的触摸面板110进行说明。图11是第八实施方式所涉及的触摸面板110具备的膜12的俯视图。

触摸面板110是与第一实施方式几乎相同的构成,但设置于膜11的电极的一部分和设置于膜12的电极的一部分与第一实施方式不同。具体而言,将设置于膜11的多个触摸面板用电极111形成为具有多个沿第一面内方向延伸的线状的电极部分的形状,在此形成为环状。另外,在膜11中,在多个触摸面板用电极111之间设置有多个沿第一面内方向延伸的线状的虚设电极112。另外,将设置于膜12的多个触摸面板用电极113形成为具有多个沿第二面内方向延伸的线状的电极部分的形状,在此形成为环状。

并且,在膜11中,触摸面板用电极111和虚设电极112的沿第一面内方向延伸的线状的电极部分被配置为彼此相等的电极宽度且彼此相等的配置间隔。同样,在膜12中,触摸面板用电极113和按压传感器用电极41的沿第二面内方向延伸的线状的电极部分被配置为彼此相等的电极宽度且彼此相等的配置间隔。

在这样的构成的触摸面板110中,在膜12、膜13的几乎整个面,电极以均匀的电极宽度和配置间隔设置。因此,能够从表面观察触摸面板100整体,使得不易视觉确认设置于膜12、膜13的各电极。另外,也能够防止视觉确认到波纹(moire)这样的现象。

应予说明,在膜14设置虚设电极的情况下,优选设置于膜14的各电极也以具有彼此相等的电极宽度和彼此相等的配置间隔的方式设定。这样,还能够不易视觉确认到设置于膜14的各电极。

接下来,对本发明的第九实施方式所涉及的触摸面板120进行说明。

图12(A)是构成第九实施方式所涉及的触摸面板120的膜11的俯视图。图12(B)是构成触摸面板120的膜12的俯视图。图12(C)是构成触摸面板120的膜14的俯视图。

触摸面板120具备第一触摸面板用电极131、第二触摸面板用电极132、虚设电极133、第一按压传感器用电极141、第二按压传感器用电极142、以及虚设电极143。第一触摸面板用电极131设置于膜11。第二触摸面板用电极132和第一按压传感器用电极141设置于膜12。虚设电极133、第二按压传感器用电极142、以及虚设电极143设置于膜14。应予说明,虚设电极133、第二按压传感器用电极142、以及虚设电极143以相互非导通(未电连接的状态)的方式设置。

第一触摸面板用电极131和第二触摸面板用电极132分别为长条形状,以二维格子状重叠。虚设电极133设置于俯视时与第一触摸面板用电极131不重叠、与第二触摸面板用电极132重叠的区域。

由此,俯视时在设置有第二触摸面板用电极132的区域重叠有第一触摸面板用电极131或者虚设电极133中的一个。即,俯视时在设置有第二触摸面板用电极132的区域中,遍及整个区域总是重叠有2个电极。

第一按压传感器用电极141、第二按压传感器用电极142、以及虚设电极143设置于俯视时未设置有第二触摸面板用电极132的区域。

第一按压传感器用电极141在与第二触摸面板用电极132之间拉开一定的间隔的状态下,以一定的宽度与第二触摸面板用电极132平行地延伸。在第一按压传感器用电极141中,在与第一触摸面板用电极131重叠的区域设置有具有与第一触摸面板用电极131的宽度相同的长度的狭缝144。

第二按压传感器用电极142与第一按压传感器用电极141对置地与第一按压传感器用电极141平行延伸。在第二按压传感器用电极142中,不与第一触摸面板用电极131重叠的区域具有与第一按压传感器用电极141相同的宽度。另一方面,在第二按压传感器用电极142中,在与第一触摸面板用电极131重叠的区域设置有具有与狭缝144相同的宽度的狭宽部145。

在此,在俯视时未设置有第二触摸面板用电极132的区域且设置有第一触摸面板用电极131的区域设置有狭缝144、狭宽部145、以及虚设电极143。并且,在该区域中,虚设电极143以及狭宽部145与第一按压传感器用电极141的狭缝144的两侧的部分不重叠,分别设置于互补的位置,该区域的整个区域被任意电极覆盖。由此,对于该区域的整个区域,也遍及整个区域总是重叠有2个电极。

另外,在俯视时未设置有第二触摸面板用电极132的区域且也未设置有第一触摸面板用电极131的区域,未设置有第一按压传感器用电极141的狭缝144的部分和未设置有第二按压传感器用电极142的狭宽部145的部分重叠。

因此,在该区域的中央部分,第一按压传感器用电极141和第二按压传感器用电极142这2个电极重叠,在那些电极的两侧的区域,没有任何电极重叠。

由于本实施方式所涉及的触摸面板120像上述那样构成,所以各电极俯视时至多以2层重叠。因此,该触摸面板120通过透光性较高的电极彼此重叠,不产生触摸面板120整体的透光性降低这样的现象,能够得到较高的透光性。

应予说明,在此,设置虚设电极142、143,抑制了电极彼此重叠的个数产生偏差,但也可以不必设置虚设电极142、143,另外,也可以仅设置任意一方。

另外,在此,在第一按压传感器用电极141设置狭缝144,在第二按压传感器用电极142设置狭宽部145,但也可以相反,在第一按压传感器用电极141设置狭宽部145,在第二按压传感器用电极142设置狭缝144。

另外,在此,使狭宽部145和狭缝144的长度和宽度均相等,但狭宽部145和狭缝144的长度和宽度也可以在一定程度上不同。例如,各电极的端部即使以第二按压传感器用电极的宽幅部分的宽度为基准有1/10左右的重叠或者隔开间隔,给可视性带来的影响也极小。

狭宽部145的宽度也取决于使用的电极材料,但优选采用电阻值不骤增的程度的宽度,与按压传感器部16的规格匹配地进行调整即可。

接下来,对本发明的第十实施方式所涉及的电子设备150进行说明。图13是电子设备150的框图。

电子设备150具备上述的触摸面板120、控制部151、以及显示部152。触摸面板120具备静电式触摸面板部15、按压传感器部16、触摸检测电路17、以及按压检测电路18。静电式触摸面板部15检测对操作面的触摸操作。触摸检测电路17通过从静电式触摸面板部15读取静电电容的变化,生成与对操作面的触摸操作的有无、和操作面中的触摸操作的位置相关的操作信号,并将生成的操作信号输出至控制部151。按压传感器部16检测对操作面的按压操作。按压检测电路18通过从按压传感器部16读取电位差,生成与对操作面的按压操作的强度相关的操作信号,并将生成的操作信号输出至控制部151。控制部151若从触摸检测电路17、按压检测电路18接受到操作信号,则进行与该操作信号对应的应用程序的控制。另外,控制部151基于应用程序的计算结果进行适当的显示信号的生成,并将显示信号输出至显示部152。显示部152由液晶面板等构成,配置于触摸面板10中的与操作面相反侧。该显示部152将具有透光性的触摸面板10的操作面作为显示面来显示图像。

像在本实施方式中示出的那样,本发明的触摸面板能够适用于具备显示部的电子设备。该情况下,由于本发明的触摸面板的膜的层叠数较少,透光性较高,所以能够抑制显示部中的光源的光量。因此,能够抑制显示部中的功耗。这在尤其是智能电话、平板终端这样的由显示器带来的电池消耗成为问题的便携式的电子设备中,具有使电池的持续时间延长这样的显著的优点,因此,特别优选本发明的电子设备具备与触摸面板层叠设置的显示部。另外,本发明的触摸面板也能够构成为使从操作面侧被视觉确认的颜色不匀减少,因此,在要求较高的图像再现性的图像显示这样的电子设备中也特别有效。

能够像在以上的各实施方式中示出的那样,实施本发明的触摸面板以及电子设备,但本发明的触摸面板以及电子设备即使是上述以外的构成,也能够在权利要求书中示的范围内实施。

例如,在上述的触摸面板所涉及的各实施方式中,示出在触摸检测电路17的第一连接端子P-RX连接触摸面板用电极31,在第二连接端子P-TX连接触摸面板用电极32的例子,但也可以使第一连接端子P-RX与第二连接端子P-TX的连接相反。另外,按压检测电路18的第一连接端子也并非一定需要与接地电位连接。

另外,本发明的电子设备并不局限于上述的便携式的电子设备,例如也能够适用于车辆导航装置的触摸面板部、自动取款机的触摸面板部等。另外,本发明的电子设备不限于检测对显示面的触摸操作,也可以构成为检测对任意的操作面的触摸操作,该情况下,触摸面板也可以不具有透光性。

附图标记说明:10…触摸面板;11…膜(第一膜部);13…膜(第二膜部);12、14…膜;15…静电式触摸面板部;16…按压传感器部;17…触摸检测电路;18…按压检测电路;21、22、23、24…粘合片;31…第一触摸面板用电极;32…第二触摸面板用电极;41…第一按压传感器用电极;42…第二按压传感器用电极;43…电极非形成部;49…盖板玻璃;52…电荷反转区域。

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