CN104641331B - 触摸面板 - Google Patents

触摸面板 Download PDF

Info

Publication number
CN104641331B
CN104641331B CN201380048393.7A CN201380048393A CN104641331B CN 104641331 B CN104641331 B CN 104641331B CN 201380048393 A CN201380048393 A CN 201380048393A CN 104641331 B CN104641331 B CN 104641331B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
electrostatic capacitance
detection sub
piezoelectric voltage
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380048393.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104641331A (zh
Inventor
安藤正道
井上贵文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN104641331A publication Critical patent/CN104641331A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104641331B publication Critical patent/CN104641331B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/58—Wireless transmission of information between a sensor or probe and a control or evaluation unit
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0448—Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

提供一种能够检测触摸位置和按压量、并且构成为薄型的触摸面板。触摸面板(1)具备电介质膜(2)和压电体膜(3)。在电介质膜的上方主面(9)上配置有第一静电电容检测用电极(8)，另外，在电介质膜的下方主面(10)和压电体膜(3)的上方主面(13)之间配置有第二静电电容检测用电极(11)以及第一压电电压检测用电极(12)，另外，在压电体膜的下方主面(14)上配置有第二压电电压检测用电极(17)。第一静电电容检测用电极具备沿第一方向延伸的多个子电极(18)，第二静电电容检测用电极具备沿与第一方向正交的第二方向延伸的多个子电极(19)，第一压电电压检测用电极具备配置在多个子电极(19)之间的多个子电极(20)。

Description

触摸面板
技术领域
本发明涉及能够检测用手指等进行了按压操作的位置和操作时的按压量的触摸面板。
背景技术
以往，提出了各种在操作者用手指等触摸平面状的操作面时，同时检测该触摸位置和触摸时的按压量的触摸面板。例如，在日本特开平5－61592号公报(专利文献1)中记载了一种使平板状的压敏传感器和检测触摸位置的触摸面板紧贴而重叠的构造的触摸输入装置。在该触摸输入装置中，通过触摸面板来检测触摸位置。另一方面，通过与触摸面板独立形成且与触摸面板重叠的压敏传感器来检测按压量。
专利文献1:日本特开平5－61592号公报
专利文献1所记载的触摸输入装置为了检测触摸位置和按压量，分别使用触摸面板和压敏传感器，需要将它们重叠。因此，触摸输入装置的厚度成为将触摸面板的厚度加上压敏传感器的厚度后的厚度，难以构成为薄型。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够检测触摸位置和按压量且可构成为薄型的触摸面板。
本发明涉及的触摸面板具备：电介质膜，具有相互对置的第一主面以及第二主面；和压电体膜，具有相互对置的第三主面以及第四主面，并且在第三主面和上述第二主面对置的状态下被叠加于电介质膜。
在电介质膜的第一主面上配置有第一静电电容检测用电极。另外，在电介质膜的第二主面以及压电体膜的第三主面之间配置有与第一静电电容检测用电极成对的第二静电电容检测用电极，并且配置有第一压电电压检测用电极。并且，在压电体膜的第四主面上配置有与第一压电电压检测用电极成对的第二压电电压检测用电极。
第一静电电容检测用电极具备多个第一静电电容检测用子电极，上述多个第一静电电容检测用子电极在第一主面上沿第一方向延伸并且沿与第一方向交叉的第二方向隔开间隔配置，第二静电电容检测用电极具备多个第二静电电容检测用子电极，上述多个第二静电电容检测用子电极在第二主面和第三主面之间沿第二方向延伸并且沿第一方向隔开间隔配置。
另外，第一压电电压检测用电极具备多个第一压电电压检测用子电极，上述多个第一压电电压检测用子电极在第二主面和第三主面之间沿第二方向延伸并且被配置在多个第二静电电容检测用子电极之间。第二压电电压检测用电极具有隔着压电体膜与第一压电电压检测用电极对置的形状。
根据具备以上那样的结构的本发明涉及的触摸面板，将电介质膜的第一主面侧作为操作面，如果操作者触摸该操作面，则触摸位置处的静电电容发生变化。通过以夹着电介质膜的方式设置的第一静电电容检测用电极以及第二静电电容检测用电极获取该静电电容的变化，可检测触摸位置。
同时，由以夹着压电体膜的方式设置的第一压电电压检测用电极以及第二压电电压检测用电极获取压电电压。由于压电电压取决于按压量，所能够根据压电电压来检测按压量。
如此，由于能够通过至少2张膜和配置在这些膜的两个主面的电极来检测触摸位置和按压量，所以能够使触摸面板薄型化。
优选第一静电电容检测用子电极以及第二静电电容检测用子电极都具有多个宽幅部和多个窄幅部交替连接的形状，第一静电电容检测用子电极的窄幅部和第二静电电容检测用子电极的窄幅部位于隔着电介质膜而对置的位置。根据该结构，能够使第一静电电容检测用子电极和第二静电电容检测用子电极各自中的面积较宽的宽幅部从与操作面正交的方向观察时不重合。因此，在操作者用手指等接触操作面的情况下，因操作面附近的介电常数的变化容易产生静电电容的变化，因而，能够提高触摸位置的检测灵敏度。
在上述的优选实施方式中，更优选第一压电电压检测用子电极中的与第一静电电容检测用子电极的宽幅部对置的部分在透视的情况下，位于比第一静电电容检测用子电极的宽幅部的区域窄的区域内。根据该结构，第一压电电压检测用子电极成为被第一静电电容检测用子电极的宽幅部隐藏的配置，能够使第一压电电压检测用子电极远离第一静电电容检测用子电极和第二静电电容检测用子电极之间，第一压电电压检测用子电极不会给静电电容的变化带来影响。
在上述的优选实施方式中，第一压电电压检测用子电极也具有多个宽幅部和多个窄幅部交替连接的形状，第一压电电压检测用子电极的宽幅部位于相邻的第二静电电容检测用子电极的窄幅部之间，由此，优选第一静电电容检测用子电极的宽幅部和第一压电电压检测用子电极的宽幅部位于隔着电介质膜而对置的位置。根据该结构，在有限的面积的电介质膜以及压电体膜能够高效地配置必要的电极。
另外，在上述的优选实施方式中，优选第一压电电压检测用子电极的宽幅部包括未形成电极的区域。根据该结构，由于能够减少第一压电电压检测用子电极与第一静电电容检测用子电极以及第二压电电压检测用子电极对置的面积，所以3层电极重叠的面积减少，可抑制该部分的光线透过率降低。
在上述的优选实施方式中，更优选在第一静电电容检测用子电极、第二静电电容检测用子电极以及第一压电电压检测用子电极中，宽幅部都是平行四边形，窄幅部都具有在对角线方向连结多个平行四边形的宽幅部的角部分彼此的形状。根据该结构，能够更高效地配置必要的电极，并且，能够将配置在第二主面和第三主面之间的第二静电电容检测用子电极以及第一压电电压检测用子电极大致无间隙地形成。
在本发明中，第二压电电压检测用电极可以由与多个第一压电电压检测用子电极全部对置的一个电极构成，也可由被分割的多个第二压电电压检测用子电极构成。在前者的情况下，具有第二压电电压检测用电极的图案化简单这一优点。另外，还具有能够作为对来自安装本发明涉及的触摸面板的设备的电磁噪声进行防止的屏蔽件发挥功能这一优点。另一方面，在后者的情况下，即使压电体膜的整个周围被固定，若在分别形成有被分割的多个第二压电电压检测用子电极的各区域观察，则也不会成为整个周围被固定的状态。因此，能够避免在压电体膜的整个周围被固定的情况下可能产生的、压电电压检测用电极的检测电压被抵消这一不良情况。
在本发明中，优选压电体膜由聚乳酸构成。由于单轴拉伸后的聚乳酸压电常数较高，介电常数较低，所以因触摸引起的按压量的检测灵敏度较高，因触摸引起的静电电容的变化的检测灵敏度也变高。由此，能够针对触摸位置以及按压量双方进行高精度的检测。另外，由于聚乳酸与丙烯酸树脂同样地透光性较高，所以能够实现透光性较高的触摸面板。而且，由于聚乳酸没有焦电性，所以在用手指等接触触摸面板表面时，即使传递体温，也不会给按压量(按压力)的检测电压带来影响。因此，在使用聚乳酸作为压电体膜的材料的情况下，与使用聚偏氟乙烯(PVDF)等具有焦电性的压电膜的情况相比，不需要附加按照不传递体温的方式间接传递按压力那样的复杂机构。
根据本发明，能够实现可检测触摸位置和按压量并且构成为薄型的触摸面板。
附图说明
图1是在使第一静电电容检测用电极8以及第二静电电容检测用电极11透视的状态下表示了本发明的一个实施方式涉及的触摸面板1的俯视图，并通过框图表示了静电电容检测电路29以及压电电压检测电路32。
图2是表示图1所示的触摸面板1所具备的第一静电电容检测用电极8的俯视图。
图3是表示图1所示的触摸面板1所具备的第二静电电容检测用电极11以及第一压电电压检测用电极12的俯视图。
图4是表示图1所示的触摸面板1所具备的第二压电电压检测用电极17的俯视图。
图5是以图解方式表示图1所示的触摸面板1的层结构的、沿着图1的线A－A的截面图。
图6是表示图4所示的第二压电电压检测用电极17的第一变形例的俯视图。
图7是表示图4所示的第二压电电压检测用电极17的第二变形例的俯视图。
图8是表示图4所示的第二压电电压检测用电极17的第三变形例的俯视图。
图9是与图3对应的图，是表示第一压电电压检测用电极12的第一变形例的俯视图。
图10是与图3对应的图，是表示第一压电电压检测用电极12的第二变形例的俯视图。
图11是与图5对应的图，是特别表示针对第一压电电压检测用子电极20的变形例的截面图。
具体实施方式
参照图1～图5，对本发明的一个实施方式的触摸面板1进行说明。
触摸面板1如图5明确所示那样，至少具备电介质膜2以及压电体膜3。在本实施方式中，触摸面板1还具备上部保护膜4以及下部保护膜5。这些上部保护膜4、电介质膜2、压电体膜3以及下部保护膜5在触摸面板1从上向下按该顺序依次叠加。
上部保护膜4的上方主面6成为被操作者的手指等触摸的操作面。在上部保护膜4的下方主面7上以图2所示那样的图案形成有第一静电电容检测用电极8。
电介质膜2的上方主面9隔着第一静电电容检测用电极8与上部保护膜4的下方主面7对置。在电介质膜2的下方主面10上以图3所示那样的各图案形成有第二静电电容检测用电极11以及第一压电电压检测用电极12。
压电体膜3的上方主面13隔着第二静电电容检测用电极11以及第一压电电压检测用电极12与电介质膜2的下方主面10对置。压电体膜3的下方主面14与下部保护膜5的上方主面15对置。
在下部保护膜5的上方主面15上以图4所示那样的图案形成有第二压电电压检测用电极17。下部保护膜5的下方主面16朝向安装该触摸面板1的设备(未图示)侧。
按照基于操作者的手指等的按压操作能够凹陷变形可能的方式选择这些上部保护膜4、电介质膜2、压电体膜3以及下部保护膜5各自的材料以及厚度。另外，根据需要，上部保护膜4、电介质膜2、压电体膜3以及下部保护膜5分别由透光性材料构成。该情况下，第一静电电容检测用电极8、第二静电电容检测用电极11、第一压电电压检测用电极12以及第二压电电压检测用电极17也优选由透光性较高的材料构成。
在更加特定的实施例中，电介质膜2由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或者聚丙烯(PP)构成。压电体膜3由L型聚乳酸(PLLA)那样的压电性树脂材料构成。保护膜4以及5由PET、PEN或者PP构成。另外，作为第一静电电容检测用电极8、第二静电电容检测用电极11、第一压电电压检测用电极12以及第二压电电压检测用电极17的材料，可使用ITO、ZnO、聚噻吩、聚苯胺、银纳米线、碳纳米管等。在由这些材料构成的电极的形成中，可使用蒸镀、溅射或者镀覆。
特别是若关注构成上述的压电体膜3的PLLA，则PLLA为手性高分子，其主链具有螺旋构造。若PLLA被单轴拉伸而分子取向，则具有压电性。被单轴拉伸后的PLLA的压电常数在各种高分子所具有的压电常数的中也属于非常高的种类。
针对PLLA的拉伸倍率优选为3～8倍左右。通过在拉伸后实施热处理，可促进聚乳酸的拉伸链晶体(extended-chain crystal)的结晶化而提高压电常数。其中，在双轴拉伸的情况下，通过使各轴的拉伸倍率不同，能够得到与单轴拉伸同样的效果。例如，在将一个方向设为X轴并沿该方向实施8倍的拉伸，沿与该轴正交的Y轴向实施2倍的拉伸的情况下，关于压电常数，能够得到与沿X轴向大致实施4倍的单轴拉伸的情况几乎同等的效果。虽然存在单纯地单轴拉伸的膜容易沿拉伸轴向裂开的缺点，但通过实施双轴拉伸，能够一定程度地消除该缺点。
另外，PLLA在基于拉伸等的分子的取向处理中产生压电性，不需要像PVDF等其他聚合物、压电陶瓷那样进行轮询(Polling)处理。即，不属于铁电的PLLA的压电性不像PVDF、PZT等铁电体那样通过离子的极化而发现，而由来于作为分子的特征构造的螺旋构造。因此，PLLA中不会产生在其他的铁电性的压电体中产生的焦电性。并且，随着时间的推移，PVDF等出现压电常数的变动，根据情况，压电常数有时显著降低，但PLLA的压电常数随着时间的推移而极为稳定。
另外，由于PLLA的相对介电常数约为2.5而非常低，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。
这里，介电常数ε33 T＝13×ε0、压电常数d31＝25pC/N的PVDF的压电g常数根据上述的公式，成为g31＝0.2172Vm/N。另一方面，若将压电常数d14＝10pC/N的PLLA的压电g常数换算为g31而求出，则由于d14＝2×d31，所以成为d31＝5pC/N，压电g常数成为g31＝0.2258Vm/N。因此，通过压电常数d14＝10pC/N的PLLA能够充分地得到与PVDF同样的按压量的检测灵敏度。而且，本申请发明的发明人通过实验得到d14＝15～20pC/N的PLLA，如果使用该PLLA，则能够进一步高灵敏度地检测按压量。
并且，PLLA如上述那样与可得到较高的压电常数的一般铁电体不同，介电常数较低。因此，在压电体膜3的上方主面13上配置的第一静电电容检测用电极8和在下方主面14上配置的第二静电电容检测用电极11之间的电场封闭效果较低。由此，如果手指等电介质从外部接近压电体膜3，则静电电容容易变化。即，针对静电电容的变化的检测灵敏度变高。
其中，聚乳酸(PLA)是脱水缩合聚合体，通过对作为乳酸的环状二聚物的丙交酯(Lactide)进行开环聚合而得到。由于乳酸包含不齐碳，所以具有手性。因此，PLA中存在L体和D体，将其聚合体分别称为L型聚乳酸(PLLA)、D型聚乳酸(PDLA)。PLLA的主链为左螺旋，PDLA的主链为右螺旋构造。针对L体和D体，根据在乳酸的合成过程中使用的菌等微生物的种类来决定其种类。当前量产利用的PLA绝大多数是PLLA。因此，作为压电体膜3的材料，在上述的实施例中，使用了PLLA，但使用PDLA也是同样的。
在制造触摸面板1时，上部保护膜4、电介质膜2、压电体膜3以及下部保护膜5例如通过粘合剂而相互接合。结果，第一静电电容检测用电极8被配置在上部保护膜4的下方主面7和电介质膜2的上方主面9之间，第二静电电容检测用电极11以及第一压电电压检测用电极12被配置在电介质膜2的下方主面10和压电体膜3的上方主面13之间，第二压电电压检测用电极17被配置在压电体膜3的下方主面14和下部保护膜5的上方主面15之间。
此外，也能够与上述的形成方法不同，在电介质膜2的上方主面9上形成第一静电电容检测用电极8，在压电体膜3的上方主面13上形成第二静电电容检测用电极11以及第一压电电压检测用电极12的至少一方，在压电体膜3的下方主面14上形成第二压电电压检测用电极17。但是，在由PLLA构成的压电体膜3上形成第二静电电容检测用电极11以及第一压电电压检测用电极12的至少一方、或者第二压电电压检测用电极17的情况下，由于PLLA的表面不活性，所以需要提高电极的紧贴性的处理。
接下来，针对第一静电电容检测用电极8、第二静电电容检测用电极11、第一压电电压检测用电极12以及第二压电电压检测用电极17各自的图案的详细进行说明。
第一静电电容检测用电极8如图2所示那样，具备在电介质膜2的上方主面9上沿第一方向延伸且在与第一方向交叉的、更特定而言正交的第二方向隔开间隔配置的多个第一静电电容检测用子电极18。此外，在图2以及之后的图3中，子电极的数量比实际的数量少，与此对应，将子电极的长度图示较短，但实际上子电极的数量为数十以上或者数百。
第二静电电容检测用电极11如图3所示那样，具备在压电体膜3的上方主面13上沿上述第二方向延伸且在第一方向隔开间隔配置的多个第二静电电容检测用子电极19。
第一压电电压检测用电极12如图3所示那样，具备在压电体膜3的上方主面13上沿上述第二方向延伸且配置在多个第二静电电容检测用子电极19之间的多个第一压电电压检测用子电极20。
第二压电电压检测用电极17如图4所示那样，形成在压电体膜4的下方主面14的大致整个面。第二压电电压检测用电极17由与多个第一压电电压检测用子电极20全部对置的一个电极构成。
如图2所示，第一静电电容检测用子电极18具有多个宽幅部21和多个窄幅部22交替连接的形状。另一方面，如图3所示，第二静电电容检测用子电极19也具有多个宽幅部23和多个窄幅部24交替连接的形状。而且，如参照图2和图3、参照图1可知那样，第一静电电容检测用子电极18的窄幅部22和第二静电电容检测用子电极19的窄幅部24位于隔着电介质膜2而对置的位置。
根据上述的结构，如参照图2和图3、参照图5可知那样，能够使第一静电电容检测用子电极18和第二静电电容检测用子电极19各自中的面积较宽的宽幅部21以及23从与操作面正交的方向观察时不重合。因此，在操作者用手指等接触操作面的情况下，因操作面附近的介电常数的变化容易产生静电电容的变化，因而，能够提高触摸位置的检测灵敏度。
另外，如图3所示，第一压电电压检测用子电极20具有多个宽幅部25和多个窄幅部26交替连接的形状。第一压电电压检测用子电极20的宽幅部25位于相邻的第二静电电容检测用子电极19的窄幅部24之间。结果，如图5所示，并且参照图2和图3可知，第一静电电容检测用子电极18的宽幅部21和第一压电电压检测用子电极20的宽幅部25位于隔着电介质膜2而对置的位置。
根据上述的结构，能够在有限的面积的电介质膜2以及压电体膜3高效地配置必要的电极。另外，如图5可知，能够在第一静电电容检测用子电极18和第二静电电容检测用子电极19之间，不存在第一压电电压检测用电极12那样的对静电电容的形成带来影响的任何电极。
在上述的第一静电电容检测用子电极18、第二静电电容检测用子电极19以及第一压电电压检测用子电极20，宽幅部21、23以及25都是大致平行四边形，窄幅部22、24以及26都具有沿对角线方向连结多个平行四边形的宽幅部21、23以及25的角部分彼此的形状。特别是在图示的实施方式中，宽幅部21、23以及25是作为平行四边形的一个典型例的大致正方形。
根据上述的结构，能够更高效地配置必要的电极，并且，能够将配置在电介质膜2和压电体膜3之间的第二静电电容检测用子电极19以及第一压电电压检测用子电极20如图3所示那样大致无间隙地形成。
接下来，对基于触摸面板1的触摸位置以及按压量的检测方法进行说明。
如图1所示，与多个第一静电电容检测用子电极18分别连接的多个导电线27以及与多个第二静电电容检测用子电极19分别连接的多个导电线28分别与静电电容检测电路29连接。另外，在图1中虽未直接图示连接的状态，但与多个第一压电电压检测用子电极20公共连接的导电线30以及与第二压电电压检测用电极17连接的导电线31与压电电压检测电路32连接。
首先，利用以下那样的原理来检测触摸位置。在本实施方式的结构中，采用了在所谓的投影型中基于相互电容方式的触摸位置的检测概念。
经由导电线27以及28在第一静电电容检测用子电极18和第二静电电容检测用子电极19之间施加驱动信号。在这样的状态中，若操作者用手指触摸上部保护膜4的上方主面6的规定位置，则触摸位置处的电场的一部分被引导至手指侧。由此，在触摸位置，与未进行基于手指的触摸时相比，静电电容变化。因此，通过由静电电容检测电路29检测这样的静电电容的变化，能够检测出基于手指的触摸。
这里，由于如以上所述那样，多个第一静电电容检测用子电极18以在第一方向延伸的形状沿第二方向以规定间隔配置，多个第二静电电容检测用子电极19以在第二方向延伸的形状沿第一方向以规定间隔配置，所以对于第一静电电容检测用子电极18和第二静电电容检测用子电极19隔着电介质膜2而对置的位置，换言之，产生电场而流通检测用的电流的位置而言，能够根据构成该对置位置的第一静电电容检测用子电极18的特定的位置和第二静电电容检测用子电极19的特定的位置的组合，以二维坐标来检测。
例如，在操作者触摸了图2所示的特定的第一静电电容检测用子电极18(A)和图3所示的特定的第二静电电容检测用子电极19(A)的对置位置附近的情况下，在该对置位置附近，电场发生变化，从第一静电电容检测用子电极18(A)经由第二静电电容检测用子电极19(A)流通的电流发生变化。此时，由于在其他对置位置电场不变化，所以电流也不变化。通过使用这样的原理，能够检测触摸位置。
此外，触摸位置的检测也可以不采用以上述那样的在投影型中基于相互电容方式，而是在投影型中基于自电容方式。
接下来，对按压的有无以及按压量的检测原理进行说明。设触摸面板1的第一方向的两端被固定。另外，设构成压电体膜3的PLLA膜的拉伸方向与压电体膜3的各边成大致45度的角度。
若操作者用手指按压上部保护膜4的上方主面6的规定位置，则压电体膜3大致沿第一方向延伸，在压电体膜3产生拉伸应力。由于该应力，压电体膜3在其上方主面13和下方主面14被极化。
这里，如以上述那样，由于在压电体膜3的上方主面13侧形成有第一压电电压检测用电极12，在下方主面14侧形成有第二压电电压检测用电极17，所以在第一压电电压检测用电极12和第二压电电压检测用电极17之间产生电位差。因此，通过由压电电压检测电路32检测该电位差、即压电电压，能够检测手指的按压，换言之能够检测有无基于手指的触摸的按压。
并且，根据构成压电体膜3的PLLA可知，检测电压(压电电压)根据按压量以线形的方式变化。因此，如果通过压电电压检测电路32计测检测电压值，则能够检测按压量。即，能够准确地检测操作者是轻轻地触摸了操作面，还是用力地按压了操作面。
关于按压的检测，在上述的说明中设触摸面板1的第一方向的两端被固定，但在第一方向的两端以及第二方向的两端双方被固定的情况下，有时作用成在第二压电电压检测用电极17的各位置产生的检测电压被抵消。为了难以产生该现象，例如优选如图6～图8所示那样分割第二压电电压检测用电极17。
图6所示的第二压电电压检测用电极17被在第一方向延伸的间隙33和在第二方向延伸的间隙34分割成4个第二压电电压检测用子电极35～38。
图7所示的第二压电电压检测用电极17被在对角线方向延伸的间隙39以及40分割成4个第二压电电压检测用子电极41～44。
图8所示的第二压电电压检测用电极17被以V字状延伸的间隙45以及46分割成3个第二压电电压检测用子电极47～49。
如果采用图6～图8所示那样的结构，则即使在触摸面板1的第一方向的两端以及第二方向的两端的双方被固定的情况下，如果在分别形成有第二压电电压检测用子电极35～38、41～44以及47～49的区域单位观察，则由于不是整个周围被固定，所以也难以产生检测电压的抵消。
此外，第二压电电压检测用电极17不是必须跨越触摸面板1的整个面而形成，也可以仅在容易产生电荷的部位形成。或者，还可以将除了容易产生电荷的部位以外的部分的电极作为接地电极。
图9是与图3对应的图，表示了第一压电电压检测用电极12的第一变形例。在图9中，对与图3所示的要素相当的要素赋予同样的附图标记，省略重复的说明。
参照图9，构成第一压电电压检测用电极12的多个第一压电电压检测用子电极51具有多个宽幅部52和多个窄幅部53交替连接的形状。第一压电电压检测用子电极51的外形形状与第一压电电压检测用子电极20的外形形状相同。第一压电电压检测用子电极51包括在宽幅部52未形成有电极的岛区54。由于第一压电电压检测用子电极51形成为与第一静电电容检测用子电极18(参照图2)对置，所以通过重叠的电极层减少，能够改善该部分的光线透过率。
图10是与图3对应的图，表示了第一压电电压检测用电极12的第二变形例。在图10中，对与图3所示的要素相当的要素赋予同样的附图标记，省略重复的说明。
在图3以及上述的图9中，第一压电电压检测用子电极20以及51的宽幅部25以及52的外形与第一静电电容检测用子电极18(参照图2)的宽幅部21的外形大致相同，但第一压电电压检测用子电极的宽幅部的外形不是必须与第一静电电容检测用子电极的宽幅部的外形大致相同。第一压电电压检测用子电极的宽幅部的外形只要满足上述的条件即可，例如允许圆形、多边形等各种形状。图10所示的构成第一压电电压检测用电极12的多个第一压电电压检测用子电极55具有多个宽幅部56和多个窄幅部57交替连接的形状，但宽幅部56的外形为圆形。
此外，在基于压电电压检测电路32的检测中，当通过检测电路充分得到了产生电荷时，第一压电电压检测用子电极也可以是不具有宽幅部的简单的线状。即，也可以是与窄幅部相同宽度地形成的简单的线状。
图11是与图5对应的图，表示了特别针对第一压电电压检测用子电极20的变形例。在图11中，针对与图5所示的要素相当的要素赋予同样的附图标记，省略重复的说明。
参照图11，第一压电电压检测用子电极20中的与第一静电电容检测用子电极18的宽幅部21对置的部分在透视的情况下，位于比第一静电电容检测用子电极18的宽幅部21的区域窄的区域内。根据这样的结构，能够使第一压电电压检测用电极12那样的不会给静电电容的形成带来影响的任何电极从第一静电电容检测用子电极18和第二静电电容检测用子电极19之间进一步离开。
图11所示的变形例可以理解为对上述的第一压电电压检测用子电极是不具有宽幅部的简单的线状的情况进行了图解化，但在图11所示的变形例中，第一压电电压检测用子电极18也可以具有多个宽幅部和多个窄幅部交替连接的形状。
附图标记说明：1...触摸面板；2...电介质膜；3...压电体膜；4、5...保护膜；6、7、9、10、13、14、15、16...主面；8...第一静电电容检测用电极；11...第二静电电容检测用电极；12...第一压电电压检测用电极；17...第二压电电压检测用电极；18...第一静电电容检测用子电极；19...第二静电电容检测用子电极；20、51、54...第一压电电压检测用子电极；21、23、25、52、56...宽幅部；22、24、26、53、56...窄幅部；29...静电电容检测电路；32...压电电压检测电路。

Claims (13)

1.一种触摸面板，其中，具备：
电介质膜，具有相互对置的第一主面以及第二主面；
压电体膜，具有相互对置的第三主面以及第四主面，并在所述第三主面和所述第二主面对置的状态下被重叠于所述电介质膜；
第一静电电容检测用电极，被配置在所述第一主面上；
第二静电电容检测用电极，被配置在所述第二主面和所述第三主面之间并与所述第一静电电容检测用电极成对；
第一压电电压检测用电极，被配置在所述第二主面和所述第三主面之间；以及
第二压电电压检测用电极，被配置在所述第四主面上并与所述第一压电电压检测用电极成对，
所述第一静电电容检测用电极具备多个第一静电电容检测用子电极，所述多个第一静电电容检测用子电极在所述第一主面上沿第一方向延伸并且沿与所述第一方向交叉的第二方向隔开间隔配置，
所述第二静电电容检测用电极具备多个第二静电电容检测用子电极，所述多个第二静电电容检测用子电极在所述第二主面和所述第三主面之间沿所述第二方向延伸并且沿所述第一方向隔开间隔配置，
所述第一压电电压检测用电极具备多个第一压电电压检测用子电极，所述多个第一压电电压检测用子电极在所述第二主面和所述第三主面之间沿所述第二方向延伸并且被配置在所述多个第二静电电容检测用子电极之间，
所述第二压电电压检测用电极具有隔着所述压电体膜与所述第一压电电压检测用电极对置的形状。
2.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，
所述第一静电电容检测用子电极以及所述第二静电电容检测用子电极都具有多个宽幅部和多个窄幅部交替连接的形状，所述第一静电电容检测用子电极的所述窄幅部和所述第二静电电容检测用子电极的所述窄幅部位于隔着所述电介质膜而对置的位置。
3.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，
所述第一压电电压检测用子电极中的与所述第一静电电容检测用子电极的所述宽幅部对置的部分在透视观察的情况下，位于比所述第一静电电容检测用子电极的所述宽幅部的区域窄的区域内。
4.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，
所述第一压电电压检测用子电极具有多个宽幅部和多个窄幅部交替连接的形状，所述第一压电电压检测用子电极的所述宽幅部位于相邻的所述第二静电电容检测用子电极的所述窄幅部之间，由此，所述第一静电电容检测用子电极的所述宽幅部和所述第一压电电压检测用子电极的所述宽幅部位于隔着所述电介质膜而对置的位置。
5.根据权利要求3所述的触摸面板，其中，
所述第一压电电压检测用子电极具有多个宽幅部和多个窄幅部交替连接的形状，所述第一压电电压检测用子电极的所述宽幅部位于相邻的所述第二静电电容检测用子电极的所述窄幅部之间，由此，所述第一静电电容检测用子电极的所述宽幅部和所述第一压电电压检测用子电极的所述宽幅部位于隔着所述电介质膜而对置的位置。
6.根据权利要求5所述的触摸面板，其中，
所述第一压电电压检测用子电极的所述宽幅部包括在该区域内未形成电极的部分。
7.根据权利要求4所述的触摸面板，其中，
在所述第一静电电容检测用子电极、所述第二静电电容检测用子电极以及所述第一压电电压检测用子电极中，所述宽幅部都是大致平行四边形，所述窄幅部都具有在对角线方向连结多个平行四边形的所述宽幅部的角部分彼此的形状。
8.根据权利要求6所述的触摸面板，其中，
在所述第一静电电容检测用子电极、所述第二静电电容检测用子电极以及所述第一压电电压检测用子电极中，所述宽幅部都是大致平行四边形，所述窄幅部都具有在对角线方向连结多个平行四边形的所述宽幅部的角部分彼此的形状。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的触摸面板，其中，
所述第二压电电压检测用电极由与多个所述第一压电电压检测用子电极全部对置的一个电极构成。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的触摸面板，其中，
所述第二压电电压检测用电极由被分割的多个第二压电电压检测用子电极构成。
11.根据权利要求1～8中任一项所述的触摸面板，其中，
所述压电体膜由聚乳酸构成。
12.根据权利要求9所述的触摸面板，其中，
所述压电体膜由聚乳酸构成。
13.根据权利要求10所述的触摸面板，其中，
所述压电体膜由聚乳酸构成。
CN201380048393.7A 2012-09-20 2013-09-02 触摸面板 Active CN104641331B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-206407 2012-09-20
JP2012206407 2012-09-20
PCT/JP2013/073467 WO2014045847A1 (ja) 2012-09-20 2013-09-02 タッチパネル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104641331A CN104641331A (zh) 2015-05-20
CN104641331B true CN104641331B (zh) 2017-03-08

Family

ID=50341166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380048393.7A Active CN104641331B (zh) 2012-09-20 2013-09-02 触摸面板

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9575608B2 (zh)
EP (1) EP2899615B1 (zh)
JP (1) JP5761465B2 (zh)
CN (1) CN104641331B (zh)
WO (1) WO2014045847A1 (zh)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013149331A1 (en) 2012-04-07 2013-10-10 Cambridge Touch Technologies, Ltd. Pressure sensing display device
JP6079372B2 (ja) * 2013-03-28 2017-02-15 富士通株式会社 検出装置、検出方法および電子機器
JP5722954B2 (ja) * 2013-06-23 2015-05-27 日本写真印刷株式会社 押圧検出機能付タッチパネル
JP6446055B2 (ja) 2014-02-18 2018-12-26 ケンブリッジ タッチ テクノロジーズ リミテッドＣａｍｂｒｉｄｇｅ Ｔｏｕｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ 力タッチを用いるタッチスクリーンのためのパワーモードの動的切り替え
CN106133665B (zh) * 2014-04-07 2019-03-19 株式会社村田制作所 触摸面板以及电子设备
WO2016002459A1 (ja) 2014-07-02 2016-01-07 株式会社村田製作所 タッチパネル
JP6123947B2 (ja) 2014-08-20 2017-05-10 株式会社村田製作所 押圧センサ及び電子機器
CN106796466B (zh) * 2014-10-07 2020-05-12 株式会社村田制作所 触摸式输入装置以及触摸输入检测方法
GB2533667B (en) * 2014-12-23 2017-07-19 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
KR102615384B1 (ko) * 2014-12-23 2023-12-19 케임브리지 터치 테크놀로지스 리미티드 압력감지 방식 터치 패널
CN204808275U (zh) * 2015-06-10 2015-11-25 宸鸿科技(厦门)有限公司 压力感测装置
CN106325579B (zh) * 2015-07-10 2023-04-07 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种压力感测输入装置
JP2017058827A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社村田製作所 タッチパネル及び電子機器
WO2017047603A1 (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社村田製作所 操作検出装置
CN106708339B (zh) * 2015-10-26 2023-12-15 京东方科技集团股份有限公司 一种内嵌式触摸屏、其驱动方法及显示装置
KR20170051111A (ko) * 2015-10-31 2017-05-11 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
GB2544307B (en) 2015-11-12 2018-02-07 Cambridge Touch Tech Ltd Processing signals from a touchscreen panel
US10282046B2 (en) 2015-12-23 2019-05-07 Cambridge Touch Technologies Ltd. Pressure-sensitive touch panel
GB2544353B (en) 2015-12-23 2018-02-21 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
GB2547031B (en) 2016-02-05 2019-09-25 Cambridge Touch Tech Ltd Touchscreen panel signal processing
JP6690992B2 (ja) * 2016-05-18 2020-04-28 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN107728356B (zh) * 2016-08-12 2020-11-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 内嵌式触控液晶显示面板及内嵌式触控液晶显示模组
KR101965871B1 (ko) * 2016-08-17 2019-04-05 주식회사 리딩유아이 포스-터치 패널, 이를 갖는 포스-터치 감지 장치 및 디스플레이 시스템
GB2568217A (en) 2017-08-08 2019-05-15 Cambridge Touch Tech Ltd Touch panel pressure detection
GB2565305A (en) 2017-08-08 2019-02-13 Cambridge Touch Tech Ltd Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel
US11093088B2 (en) 2017-08-08 2021-08-17 Cambridge Touch Technologies Ltd. Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel
CN107482021B (zh) 2017-08-21 2020-01-24 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及显示装置
CN107491215B (zh) * 2017-08-29 2023-01-20 京东方科技集团股份有限公司 一种压力触控显示面板、其检测方法及显示装置
KR102372564B1 (ko) * 2017-11-29 2022-03-08 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
JP2019125083A (ja) * 2018-01-15 2019-07-25 日東電工株式会社 タッチセンサ
JP2019128315A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 シャープ株式会社 圧力検出装置及び表示装置
JP7055950B2 (ja) * 2018-02-28 2022-04-19 太陽誘電株式会社 振動発生装置及び電子機器
GB2574589B (en) 2018-06-06 2020-12-23 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure sensing apparatus and method
GB2580700B (en) 2019-01-25 2021-06-09 Cambridge Touch Tech Ltd Touch panel for combined capacitive touch and force sensing
GB2581495A (en) 2019-02-19 2020-08-26 Cambridge Touch Tech Ltd Force sensing touch panel
GB2582171B (en) 2019-03-13 2022-10-12 Cambridge Touch Tech Ltd Force sensing touch panel
KR102015449B1 (ko) * 2019-03-27 2019-08-28 주식회사 리딩유아이 포스-터치 패널, 이를 갖는 포스-터치 감지 장치 및 디스플레이 시스템
CN112783356A (zh) * 2020-07-24 2021-05-11 宸美（厦门）光电有限公司 三维感测面板及其制造方法及电子装置
GB2612381A (en) * 2021-10-29 2023-05-03 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd User input device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102112949A (zh) * 2008-07-31 2011-06-29 郡是株式会社 平面体和触摸开关
EP2442213A1 (en) * 2009-06-11 2012-04-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Touch screen and touch-type input device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0561592A (ja) 1991-09-04 1993-03-12 Yamaha Corp タツチ入力装置
JP4799237B2 (ja) * 2006-03-27 2011-10-26 三洋電機株式会社 変位検出センサ、変位検出装置及び端末装置
US20090002199A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-01 Nokia Corporation Piezoelectric sensing as user input means
US8421483B2 (en) * 2008-06-13 2013-04-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch and force sensing for input devices
JP2010108490A (ja) * 2008-10-03 2010-05-13 Daikin Ind Ltd タッチパネルおよび透明圧電シート
JP5493739B2 (ja) * 2009-03-19 2014-05-14 ソニー株式会社 センサ装置及び情報処理装置
US8633916B2 (en) * 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
US9281415B2 (en) * 2010-09-10 2016-03-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Pressure sensing apparatuses and methods
JP5780303B2 (ja) * 2011-08-11 2015-09-16 株式会社村田製作所 タッチパネル
WO2013089048A1 (ja) * 2011-12-16 2013-06-20 株式会社村田製作所 タッチ式操作入力装置
JP5720851B2 (ja) * 2012-04-27 2015-05-20 株式会社村田製作所 操作入力装置および情報表示装置
CN104603726B (zh) * 2012-09-17 2017-08-25 株式会社村田制作所 触摸式输入装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102112949A (zh) * 2008-07-31 2011-06-29 郡是株式会社 平面体和触摸开关
EP2442213A1 (en) * 2009-06-11 2012-04-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Touch screen and touch-type input device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014045847A1 (ja) 2014-03-27
US20150193055A1 (en) 2015-07-09
EP2899615A4 (en) 2016-07-06
JP5761465B2 (ja) 2015-08-12
EP2899615A1 (en) 2015-07-29
CN104641331A (zh) 2015-05-20
EP2899615B1 (en) 2018-10-24
JPWO2014045847A1 (ja) 2016-08-18
US9575608B2 (en) 2017-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104641331B (zh) 触摸面板
EP3130984B1 (en) Touch panel and electronic device
US10303308B2 (en) Touch panel
CN105593798B (zh) 触摸传感器
JP5733432B2 (ja) タッチ式入力端末
US9910535B2 (en) Touch input device that detects a touch position and a pressing input
CN105556442B (zh) 触摸传感器
US10013106B2 (en) Input terminal
CN104321613B (zh) 传感器装置以及电子设备
CN104903825B (zh) 位移检测传感器以及操作输入装置
CN106796466B (zh) 触摸式输入装置以及触摸输入检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant