CN101162418A - 触摸面板输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种改良的触摸面板输入装置，其即使在电极面积等变小时，检测精度也不会极端降低。在面板(10)的表面侧设置X列电极(20)，在背面侧设置Y列电极(30)(第2电极)，并使它们平面地错位，检测手指是否触摸了面板(10)表面上的X列电极(20)和Y列电极(30)之间的附近位置，利用使Y列电极(30)的面积大于X列电极(20)的方法、选择面板(10)和涂层(40)的材质和厚度的方法，使静电电容Cf1和静电电容Cf2相同。

Description

触摸面板输入装置
技术领域
本发明涉及一种检测手指是否触摸了面板表面上的预定位置的静电电容式触摸面板输入装置。
背景技术
这种触摸面板输入装置的基本结构如下，作为面板多使用重合了玻璃和PEN(Polyethylene Naphthalate)等的装置，在面板内部的表面侧和背面侧上设有X列电极和Y列电极，并使它们平面地错位，检测手指是否触摸了面板表面上的X列电极和Y列电极之间的附近位置(例如专利文献1等)。
专利文献1日本特开平8-44493号公报
但是，在上述以往的示例中，伴随高分辨率的要求，如果X列电极和Y列电极的面积及间距间隔变小，则在接触手指时输出的静电电容的变化量减小，检测精度极端降低。这样，需要对输出信号实施放大和滤波等信号处理，相应地造成成本升高。
发明内容
本发明就是在上述背景下提出的，提供一种改良的触摸面板输入装置，其即使在电极面积等变小时，检测精度也不会极端降低。
本发明涉及的触摸面板输入装置具有：具有表面和背面，手指可接触其表面上的面板；设置在面板的表面侧的第1电极；以及在面板的背面侧设置成与第1电极平面地错位的第2电极。使第2电极大于第1电极，或选择面板的材质和/或厚度，以使得在第1电极与手指之间产生的静电电容、和在第2电极与该手指之间产生的静电电容为相同水平。
优选使用一块透明板作为面板，使用透明电极作为第1电极和第2电极。该情况时，可以在面板表面上设置第1电极，在背面上设置第2电极，根据需要，利用透明的材料对面板表面上进行硬涂层(hard coat)处理。并且，面板可以利用具有柔软性的部件构成，以便可以沿着一次曲面弯曲。
在接触手指时的第1电极与手指之间、第2电极与手指之间分别产生的静电电容相同，所以在接触手指时输出的静电电容的变化量增大，伴随高分辨率的要求，即使电极面积和间距间隔减小，检测精度也不会极端降低。因此，不需要实施放大和滤波等信号处理，可以实现低成本。
在构成为使用一块透明板等作为面板时，既提高了透明性，也不会产生牛顿圈(Newton ring)，而且容易弯曲，可以实现低成本及轻量化。
附图说明
图1是说明本发明涉及的触摸面板输入装置的实施方式的图，是该装置的示意正视图。
图2是该装置的示意侧视图。
图3是该装置的示意剖面图，一并示出了在接触手指时在手指与X列电极和手指与Y列电极之间分别产生的静电电容。
标号说明
10面板；20X列电极；30Y列电极；40涂层。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的触摸面板输入装置的实施方式。图1是该装置的示意正视图，图2是该装置的示意侧视图，图3是该装置的示意剖面图，一并示出了在接触手指时在手指与X列电极和手指与Y列电极之间分别产生的静电电容。
在此披露的触摸面板输入装置是在挠性显示器面板装置中使用的静电电容式透明接触传感器。该装置构成为具有：面板10；设置在面板10的表面侧的多个X列电极20(第1电极)；在面板10的背面侧设置成与第1电极平面地错位的多个Y列电极30(第2电极)，检测手指是否触摸到面板10的表面上的X列电极20和Y列电极30之间的附近位置。
关于面板10，为了使其是透明的、且可以沿着一次曲面弯曲，利用具有透射性和柔软性的部件构成。具体地讲，不使用以往那样贴合了多个透明板的部件，而使用一块透明板，其材质是玻璃、PET、PEN或PC等，厚度为数μm～数mm。
在该装置的触摸面、即面板10的表面上，使用透明材料例如UV系列透明硬涂层进行了硬涂层处理，以便提高其耐久性。在图中将其表示为涂层40。利用涂层40覆盖面板10的整个表面。
X列电极20和Y列电极30是透明电极，配置成在非同一平面上完全不重合。具体而言，在面板10的表面和背面被蒸镀或涂覆，如图1所示配置成4列(I～IV)×2行(i～ii)的矩阵状。其材质是ITO(氧化铟+氧化锡)、IZO(氧化铟+氧化锌)、AZO(掺杂AI的氧化锌)、导电性高分子(PEDOT或PSS等)等。
X列电极20和Y列电极30的电极导线21、31连接到安装在面板10背面的缘部上的附图外部的连接器。
附图外部的触摸面板的信号处理装置与该连接器电连接。利用该装置对X列电极20和Y列电极30的输入输出信号进行时分控制，另一方面测定X列电极20和Y列电极30之间的静电电容的变化量，结果，确定了触摸面板10的表面上时的手指的位置。
例如，在利用手指触摸面板10表面上的图1中示出的“ア”或“イ”的边时，如图3所示，在I列的X列电极20与手指之间产生静电电容Cf1，在i行的Y列电极30与手指之间产生静电电容Cf2，随之I列的X列电极20与i行的Y列电极30之间的静电电容高于其他部位，结果，手指位置被确定。
该装置最具特征的是构成为静电电容Cf1和静电电容Cf2相同。具体地讲，利用(a)使Y列电极30的面积大于X列电极20的方法，(b)选择面板10和涂层40的材质和厚度的方法来实现。
在方法(a)中，如果增大Y列电极30的面积，则相应地静电电容Cf2增大。在方法(b)中，如果增大面板10、涂层40的介电常数ε1、ε2，并减小面板10、涂层40的厚度t1、t2，则静电电容Cf2增大。利用这种方法或这些方法的组合，可以使静电电容Cf1和静电电容Cf2相同。
这样，由于构成为静电电容Cf1和静电电容Cf2相同，所以与以往的示例相比，在利用手指触摸面板10的表面时，在X列电极20和Y列电极30之间产生的静电电容的变化量增大。其依据是在静电电容Cf1和静电电容Cf2相同时，由X列电极20、手指和Y列电极30构成的串联电路的电容值最大。
关于这一点，在以往的示例中，静电电容Cf2小于静电电容Cf1，伴随高分辨率的要求，在X列电极20和Y列电极30的面积及间距间隔变小时，两者的差异逐渐增大，成为检测精度极端降低的原因。
与此相对，在该装置中，即使X列电极20和Y列电极30的面积及间距间隔变小，在利用手指触摸面板10的表面时，在X列电极20和Y列电极30之间产生的静电电容的变化量依然大，检测精度不会极端降低。因此，与以往的示例不同，在触摸面板的信号处理装置中，不需要实施放大和滤波等信号处理，从这一点讲可以实现低成本。
并且，由于使用一块透明板作为面板10，所以既提高了透明性，也不会产生牛顿圈，而且容易弯曲，可以实现低成本及轻量化。
另外，本发明涉及的触摸面板输入装置，当然也可以适用于便携电话触摸面板、NAVI用触摸面板、ATM触摸面板、音乐便携式设备用触摸面板等，只要是以下结构，即，在面板表面侧设置第1电极，在背面侧设置第2电极，并使它们平面地错位，检测手指是否触摸了面板表面上的第1电极和第2电极之间的附近位置，则面板的材质、数量、电极的形状、排列等不限于本实施方式。并且，如果不需要考虑耐久性，则可以省略面板表面上的涂层。在面板由多块板构成的情况下，可以在所述面板表面侧的内部设置第1电极，在该面板的背面侧的内部设置第2电极。

Claims (6)

1.一种静电电容式的触摸面板输入装置，其特征在于，该触摸面板输入装置具有：
具有表面和背面，手指可接触其表面上的面板；
设置在面板的表面侧的第1电极；以及
在面板的背面侧设置成与第1电极平面地错位的第2电极，
第2电极大于第1电极，以使得在第1电极与手指之间产生的静电电容、和在第2电极与该手指之间产生的静电电容为相同水平。
2.一种静电电容式的触摸面板输入装置，其特征在于，该触摸面板输入装置具有：
具有表面和背面，手指可接触其表面上的面板；
设置在面板的表面侧的第1电极；以及
在面板的背面侧设置成与第1电极平面地错位的第2电极，
选择面板的材质和厚度中的至少一方，以使得在第1电极与手指之间产生的静电电容、和在第2电极与该手指之间产生的静电电容为相同水平。
3.根据权利要求1或2所述的触摸面板输入装置，其特征在于，使用一块透明板作为面板，使用透明电极作为第1电极和第2电极。
4.根据权利要求3所述的触摸面板输入装置，其特征在于，在面板的表面上设有第1电极，在背面上设有第2电极。
5.根据权利要求4所述的触摸面板输入装置，其特征在于，面板的表面上利用透明材料进行了硬涂层处理。
6.根据权利要求3所述的触摸面板输入装置，其特征在于，面板具有柔软性，以便可以沿着一次曲面弯曲。
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