CN101782822A - 触摸屏和检测其按压操作位置的方法 - Google Patents

Abstract

在触摸屏中，由多个带状导电层来构成上基板的下面的上导电层、或者下基板的上面的下导电层的任意一方。由与全部这些多个带状导电层对峙的单一的导电层构成另一方。然后在该单一的导电层的、与带状导电层的延伸方向的两端的对应位置上，设置一对电极。以在向这一对电极间施加电压的状态下对上基板进行按压操作并使上导电层与下导电层接触，则从带状导电层的任意一方，产生与带状导电层的延伸方向上的按压位置对应的电压。可根据该电压值和产生电压的带状导电层的位置，来检测上基板的按压位置。

Description

触摸屏和检测其按压操作位置的方法

技术领域

本发明主要涉及一种用于各种电子设备操作的触摸屏和检测其触摸操作位置的方法。

背景技术

近年来，便携式电话和电子相机等各种电子设备在逐渐高性能化和多样化。伴随于此，在液晶显示元件等的前面安装光透过性的触摸屏的设备也在增加。用户通过触摸屏一边看着背面的显示元件的显示，一边用手指或笔等对触摸屏进行按压操作。通过该操作，对设备的各种功能进行切换。对于这样的以往的触摸屏，采用图8进行说明。图8是以往的触摸屏的剖面图。而对于该附图为了更容易理解结构，因而局部放大尺寸后加以显示。

该触摸屏具有：薄膜状的光透过性的上基板6、玻璃等的光透过性的下基板2、在上基板6和下基板2之间的外周内缘所形成的额缘状的衬垫5。在上基板6的下面几乎在整个面上形成大致矩形的光透过性的上导电层7。在下基板2的上面几乎在整个面上形成光透过性的下导电层4。在下导电层4的上面由绝缘树脂按规定间隔形成多个点形衬垫(图中未示)。在上导电层7的两端分别形成有一对上电极(未图示)，而在下导电层4的两端，在与上电极正交的方向上分别形成一对下电极(图中未示)。

在衬垫5的上下面上涂敷着粘结剂(图中未示)。由该粘结剂，将上基板6和下基板2在外周粘合起来，并使上导电层7与下导电层4留出规定的空隙对峙地构成触摸屏。这样构成的触摸屏，配置在显示元件的前面并安装于电子设备上的同时，将一对上电极和下电极、与设备的电子电路(图中未示)进行电连接。

对应触摸屏背面的显示元件，用户只要用手指或笔等对上基板6的上面进行按压操作，则上基板就会弯曲，被按压的部位的上导电层7就会接触下导电层4。电子电路将电压依次施加到上电极和下电极。电子电路根据这些电极间的电压比，检测被按压的部位，并切换设备的各种各样的功能。

也就是，在触摸屏背面的显示元件上显示多个菜单等的状态下，用户在所希望的菜单上的位置对上基板6的上面进行按压操作。电子电路根据上电极和下电极之间的电压比，检测该被操作的位置，并从多个菜单中选择所希望的菜单。

如上所述，在设置于上基板6的下面的大致矩形的上导电层7的两端设置一对上电极。并且，在与下基板2的上面的相同的大致矩形的下导电层4的、与上电极正交的方向的两端设置一对下电极。电子电路根据这些电极间的电压比，检测被按压的部位。所以，可以检测的被按压的位置只有一处。例如当用户以某个手指按压箭头A的部位的同时，又用另一手指按压箭头B的部位时，电子电路不能同时检测这两处的按压位置。

为了进行这种状态下的按压检测，例如提出下述触摸屏：对于上导电层17和下导电层4不是做成大致矩形，而是以大致带状且以多个导电层形成并在相互正交方向以规定空隙交叉且对峙地配置。依次对该各个导电层施加电压，可以检测多个按压位置。此时，也与触摸屏的大小有关，一般必须形成十几个到几十个导电层。

在这样地设置多个上下导电层的情况下，必须有用于从各个导电层向电子电路连接的几十个上下电极。因此整体的外形形状变大。而且由于必须在其所有的电极上依次施加电压来进行按压位置的检测，因此用于位置检测也需要时间，与电子电路的连接或位置检测的运算处理也变得复杂。

发明内容

本发明是可以由简单的构成来检测多个按压位置并且可进行多种操作的触摸屏、以及检测该触摸屏的按压操作位置的方法。

本发明的触摸屏，具有：光透过性的上基板；光透过性的下基板；额缘状的衬垫。在上基板的下面形成上导电层，在下基板的上面形成与上导电层空出规定的空隙并对峙的下导电层。衬垫插入到上基板与下基板之间。而且具有以下的任意的构成。(1)由多个带状导电层构成上导电层，并在多个带状导电层各自的端部设置上电极。由与全部多个带状导电层对峙的单一导电层构成下导电层，并在下导电层的，与多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上设置一对下电极。(2)由多个带状导电层构成下导电层，并在多个带状导电层各自的端部设置下电极。由与全部多个带状导电层对峙的单一导电层构成上导电层，并在上导电层的、与多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上设置一对上电极。

在(1)的构成中，以在一对下电极间施加电压的状态下对上基板进行按压操作以使上导电层与下导电层接触，则从任意带状导电层产生与带状导电层延伸方向上的按压位置对应的电压。根据该电压值和检测到电压的带状导电层的位置，检测上基板的按压位置。在(2)的构成中，以在一对上电极间施加电压的状态下对上基板按压操作以使上导电层与下导电层接触，则从任意带状导电层产生与带状导电层延伸方向上的按压位置对应的电压。根据该电压值和检测到电压的带状导电层的位置，检测上基板的按压位置。也就是，只要检测带状导电层的电压，就可以检测按压位置。并且在按压多个部位的情况下，如果对应按压位置的带状导电层不同便可以检测各自的按压位置。而且电极的数量也可以很少，在可以防止整体外形形状变大的同时，也使与电子电路的连接或位置检测的运算处理变得简单。

附图说明

图1是本发明的实施方式的触摸屏的剖面图。

图2是图1所示的触摸屏的分解立体图。

图3是图1所示的触摸屏与电子电路的连接图。

图4是图2的4-4线的剖面的概念图。

图5A、图5B是表示将图1所示的触摸屏安装到显示装置的状态的平面图。

图6A、图6B是表示对图4所示的触摸屏进行按压操作时的剖面的概念图。

图7是本发明的实施方式的其它触摸屏的分解立体图。

图8是以往的触摸屏的剖面图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，对于上述附图为了更容易理解结构，因而局部放大尺寸后加以显示。

图1、图2分别是本发明的实施方式的触摸屏的剖面图和分解立体图。图1表示图2的1-1线的剖面。图3是该触摸屏和电子电路的连接图。图4是图2的4-4线的剖面的概念图。触摸屏20具有上基板11和下基板13和衬垫17。

光透过性的上基板11由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜(polyethersulphone)、聚碳酸酯等的光透过性树脂来形成。在上基板11的下面由氧化铟锡或氧化锡等用溅射法等形成光透过性的上导电层12。上导电层12由以宽度0.3～2mm左右、0.6～4mm左右的间隔形成的带状导电层12A、12B等来构成。在各带状导电层的端部设置银或炭等的上电极15。

光透过性的下基板13由玻璃或丙烯酸、聚碳酸酯等来形成。在下基板13的上面，由氧化铟锡或氧化锡等以溅射法等形成矩形的光透过性的下导电层14。下导电层14由与设置在上基板11上的多个带状导电层的全部对峙的大小的单一导电层来构成。

在下导电层14的上面由环氧或硅等的绝缘树脂以规定间隔形成多个点形衬垫(图中未示)。在下导电层14的前端与后端，分别形成一对下电极16A、16B。即，在下导电层14的与多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上分别设置下电极16A、16B。

衬垫17，是由聚酯、环氧、无纺布等在上基板11和下基板13之间的外周内缘形成为额缘状。在衬垫17的上下面或者单面上涂敷丙烯酸或橡胶等粘结剂(图中未示)。通过该粘结剂将上基板11与下基板13的外周粘合起来并使上导电层12与下导电层14空出规定空隙对峙配置。也就是将额缘状的衬垫17插入到上基板11与下基板13之间。

这样构成的触摸屏被配置在液晶显示元件等的前面并安装到电子设备上。而且多个上电极15与下电极16A、16B与电子设备的电子电路30电连接。将布线151连接到各上电极15，将布线161A、161B分别连接到下电极16A、16B。

在以上的构成中，根据配置于触摸屏20的背面的显示元件的显示，用户用手指或笔等对上基板11的上面的、例如箭头A的部位进行按压操作。由该操作使上基板11弯曲，被按压部位的带状导电层12A与下导电层14接触。此时，电子电路通过下电极16A、16B在下导电层14的两端施加电压。例如在下电极16A与下电极16B之间施加5V的电压。这种情况下从带状导电层12A检测出例如1V的电压。以该电压值为基础，电子电路30检测箭头A的前后方向的位置。也就是，电子电路30根据上电极15中的检测出电压的上电极15A的检测电压值，检测上基板11的上导电层12的各带状导电层的延伸方向上的按压位置。

而且，电子电路30检测该被检测电压的带状导电层12A是在上导电层12中例如从右开始第二个。根据该检测，电子电路30检测箭头A的左右方向的位置。也就是，电子电路30，根据与上电极15中的检测出电压的上电极15A连接的带状导电层12A的位置，检测上电极11的带状导电层并排的方向上的按压位置。通过这样，分别检测箭头A的前后方向以及左右方向的按压位置。

如图5A的平面图所示，在触摸屏20的背面的显示元件上以显示多个菜单等的状态下，用户对所希望的菜单上的上基板11上面进行按压操作。例如用户按压了箭头A的部位，则电子电路30，通过从带状导电层12A检测的电压检测前后方向的位置，然后由带状导电层12A是第几个来检测左右方向的位置。根据该检测，电子电路30从多个菜单中选择所希望的菜单。

进而，如图5B所示，在触摸屏20的背面的显示元件中，例如以显示照片或地图等的状态下，用户用手指对例如右下的箭头A的部位进行按压操作。这种情况下，与上述一样，电子电路30检测该箭头A的按压位置。此时，如果用户在按压箭头A的部位的同时，再用另一手指按压左上的箭头B的位置，则上基板11的箭头B的位置也弯曲。例如图1、图2或图4所示，该被按压部位的带状导电层12B也与下导电层14接触。

在这种情况下，例如从带状导电层12B检测出4V的电压。因此，电子电路30根据该检测电压来检测箭头B的前后方向的位置。而且，通过检测出电压的带状导电层12B是上导电层12之中例如从左开始第二个，来检测左右方向的位置。这样，在触摸屏20上，如果在多个按压位置上接触下导电层14的带状导电层不同，就可以检测各个按压位置。

进而，当这样地对照片或地图等的右下和左上的部位进行按压操作的同时，用户将第二根手指在对角线上向外方或内方移动。这种情况下，与上述一样，电子电路30检测该箭头A、B的两处的按压位置的移动。根据该检测，电子电路30在显示元件上例如对照片或地图的显示进行放大、缩小。可以进行这样多种操作。

也就是，在下导电层14的两端例如施加了5V电压的状态下，同时对箭头A和箭头B的两处进行了按压操作的情况下，可以从带状导电层12A检测出例如1V的电压、从带状导电层12B检测出例如4V的电压。这样由于按压位置的前后方向的不同而检测不同的电压，电子电路30就可以进行多个按压位置的检测。

如上所述，由多个带状导电层构成上基板11的下面设置的上导电层12，由按压操作将带状导电层12A、12B等与矩形的下导电层14接触。并且，根据带状导电层12A、12B等的电压，检测前后方向的位置。另一方面，根据检测出电压的带状导电层12A、12B是第几个来，检测左右方向的位置。由此可以检测多个按压位置。

而且，用于与电子电路30连接的布线151、161A、161B，也与上基板11侧的布线151的带状导电层相同有十几根，而下基板13侧的布线161A、161B只有两根，进而以很少的根数即可解决。因此，既可以防止整体的外形形状变大，又可以简便地进行向电子电路30的连接或位置检测的运算处理。这样可以由简单的构成实现多样的操作。

进而，采用触摸屏20可以实现如下检测。首先如图6A的概念剖面图所示那样，用户以手指轻轻地接触上基板11的上面而进行按压操作。此时，上基板11弯曲，只有该部位的带状导电层12E与下导电层14接触。在下电极16A与下电极16B之间例如施加5V电压的状态，从带状导电层12E例如检测2V的电压。

当这种情况下用户在手指加力进行强力按压操作时，如图6B所示，手指接触面积增加上基板11的弯曲也变大。因此，带状导电层12E与下导电层14接触的部分向前后扩大，左右的带状导电层12C、12D也接触下导电层14。其结果，从带状导电层12C和带状导电层12D也检测出电压。

也就是，由于以多个带状导电层形成上基板11下面的上导电层12，因此，用手指轻轻地接触上基板11上面而进行操作的情况下、与加力很重地按压操作的情况下，接触下导电层14的带状导电层的个数是变化的。

所以，例如图5A那样，在显示元件上显示多个菜单等的状态下，当轻按触摸屏20时，例如表示下一个菜单，当进行了加力按压操作时，确定选择的菜单。这样就可以进行多样的操作。

另外，在以上的说明中，说明了对以多个带状导电层形成上基板11的下面的上导电层12的构成。除此之外，如图1的分解立体图所示那样，将上导电层22形成为矩形，以多个带状导电层来形成下基板13的上面的下导电层24也可以。此时，在多个带状导电层的端部分别设置下电极26，由与全部多个带状导电层对峙的单一的导电层来构成上导电层22。并且，在上导电层22的与多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上设置一对上电极25A、25B。在这样的构成中，也可以得到与图1、图2所示的触摸屏20同样的效果。

也就是，电子电路30在上电极25A、25B之间施加电压。然后检测下电极26的各个电压。进而，根据与下电极26中的检测出电压的下电极连接的带状导电层的位置，检测上基板11的带状导电层并排方向上的按压位置。另一方面，根据下电极26中的检测出电压的下电极的检测电压值，检测上基板11的带状导电层延伸方向上的按压位置。

在这样的本实施方式中，由多个带状导电层构成上基板11的下面的上导电层12，并以与全部多个带状导电层对峙的单一导电层来构成对的下导电层14。或者由多个带状导电层构成下基板13的上面的下导电层24，并以与全部多个带状导电层对峙的单一导电层来构成对的上导电层22。无论由哪一种结构，只要检测由多个带状导电层构成的上导电层12或者下导电层24的任意一方的电压，就可以检测多个按压位置。因此，上电极15或下电极16A、16B或者上电极25A、25B与下电极26的数量很少即可，并可以防止整体的外形形状变大。而且与电子电路30的连接或位置检测的运算处理也变得简单，以简单的构成进行多个按压位置的检测，可以制造可进行多种操作的触摸屏。

如上所述，采用本发明的简单结构的触摸屏，可以检测多个按压位置，而且可以进行多种操作。该触摸屏主要作为各种电子设备的操作用来有效的。

Claims (3)

1.一种触摸屏，具备：

在下面形成上导电层的光透过性的上基板；

在上面形成与上述上导电层空出规定空隙并对峙的下导电层的光透过性的下基板；和

插入到上述上基板与上述下基板之间的额缘状的衬垫，

由多个带状导电层构成上述上导电层，并在上述多个带状导电层各自的端部设置上电极，由与全部上述多个带状导电层对峙的单一导电层构成上述下导电层，并在上述下导电层的与上述多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上设置一对下电极，或者，

由多个带状导电层构成上述下导电层，并在上述多个带状导电层各自的端部设置下电极，由与全部上述多个带状导电层对峙的单一导电层构成上述上导电层，并在上述上导电层的与上述多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上设置一对上电极。

2.一种检测触摸屏的上基板的按压操作位置的方法，

上述触摸屏具有：

在下面形成上导电层的光透过性的上述上基板；

在上面形成与上述上导电层空出规定空隙并对峙的下导电层的光透过性的下基板；和

插入到上述上基板与上述下基板之间的额缘状的衬垫，

由多个带状导电层构成上述上导电层，并在上述多个带状导电层各自的端部设置上电极，由与全部上述多个带状导电层对峙的单一导电层构成上述下导电层，并在上述下导电层的与上述多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上设置一对下电极，

上述方法具备：

在上述一对下电极间施加电压的步骤；

检测上述上电极各自的电压值的步骤；

从与上述上电极中的检测出电压值的上电极连接的带状导电层的位置，检测上述上基板的上述带状导电层并排的方向上的按压位置的步骤；和

根据对上述上电极检测出的电压值，检测上述上基板的上述带状导电层延伸的方向上的按压位置的步骤。

3.一种检测触摸屏的上基板的按压操作位置的方法，

上述触摸屏具有：

在下面形成上导电层的光透过性的上述上基板；

在上面形成与上述上导电层空出规定空隙并对峙的下导电层的光透过性的下基板；和

插入到上述上基板与上述下基板之间的额缘状的衬垫，

由多个带状导电层构成上述下导电层，并在上述多个带状导电层各自的端部设置下电极，由与全部上述多个带状导电层对峙的单一导电层构成上述上导电层，并在上述上导电层的与上述多个带状导电层延伸方向的两端对应的位置上设置一对上电极，

上述方法具备：

在上述一对上电极间施加电压的步骤；

检测上述下电极各自的电压值的步骤；

从与上述下电极中的检测出电压值的下电极连接的带状导电层的位置，检测上述上基板的上述带状导电层并排的方向上的按压位置的步骤；和

根据对上述下电极检测出的电压值，检测上述上基板的上述带状导电层延伸的方向上的按压位置的步骤。

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