CN105022546B - 触摸面板以及触摸式输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种构造简单、透明度高、环境负荷少的触摸面板以及触摸面板装置。在由使分子取向的聚乳酸膜构成的触摸面板中，该触摸面板的特征在于，具有在所述聚乳酸膜的第1主面与第2主面上形成的电极和电极未形成区域，所述电极被设置为朝向延伸轴呈45°或者呈－45°的方向。

Description

触摸面板以及触摸式输入装置
本申请是申请人为株式会社村田制作所、国际申请号为“PCT/JP2010/058776”、国际申请的申请日为2010年05月25日、进入中国国家阶段的日期为2011年12月08日、中国国家阶段的申请号为201080025407.X、优先权为日本特愿2009-140287、优先权的日期为2009年06月11日这一母案申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及例如设置在显示器表面上，能够通过用户用手指直接触按或者使用专用的器具触按，同时输入平面上的位置信息与按压信息的触摸面板以及触摸式输入装置。
背景技术
近些年，触摸式输入装置、采用了所谓触摸面板方式的设备大幅地增加。不仅银行ATM、车站的售票机，手机、便携游戏机、便携音乐播放器等随着薄型显示器技术的发展，采用触摸面板方式作为输入接口的设备大幅地增加。
目前使用的触摸面板主要以电阻膜式、静电电容式为主流，此外，还有光学式、电磁感应式、利用了由压电引起的弹性表面波的方式等。通常，使用这些方式检测位置信息。也就是说，将用户触按了触摸面板上的哪个地点作为坐标信息取得，以该信息为基础来执行指定的处理。以银行ATM为代表，通过触按在画面上显示的按钮的部分，用户能够犹如按压实际的按钮来进行了操作那样来操作设备。由于最近的图形用户界面(GUI)处理技术的发展，还有通过用户在画面上抚摸能够使显示图像滚动，或者能够用手指直接控制作为图形显示的滑动开关之类的装置。
在触摸面板中，更进一步的多样性正在被人们寻求，最近，想配合位置信息同时得到按压信息的期望高涨。也就是说，若检测到用户以怎样的强度触按了画面的哪个位置的2值信息，则可以实现进一步的操作性的提高。
作为与此相关的技术，在专利文献1中公开了通过重叠位置检测用元件与感压传感器，同时检测出位置信息与按压信息的技术。
另外，在专利文献2中，公开了使用压电体膜取得按压信息，并且检测出在该压电体膜中形成了格子状的多条电极线的哪个部分中出现了检测电压来取得位置信息的方式。
专利文献1：日本特开平5－61592号公报
专利文献2：日本特开2006－163618号公报
在专利文献1中记载的触摸面板中，在仅进行位置检测的通常的触摸面板上还重叠了由压电膜、感压电阻体片形成的感压传感器。感压传感器覆盖触摸面板的整面。
通常的触摸面板被设置在某些图像显示装置之上是惯例，要求高透明度。位置检测用的触摸面板、感压传感器都分别具有多层的膜与电极层。若使膜为透明，且电极使用ITO等透明电极，则能够使整体透明，但存在层叠数多，因而光线透过率降低这样的问题点。另外，需要多个部件与工序，因此成为成本提高的主要原因。此外，位置信息与按压信息分别被检测，因此存在信号处理变得复杂这样的问题点。
另外，在专利文献2中记载的触摸面板中，为了同时检测出位置信息与按压信息，在压电体膜上形成了格子状的细微布线电极。根据信号从该格子状电极的哪个电极被强烈地检测到而得到位置信息，因此需要将这些细微布线的全部与运算处理部连接，存在构造变得相当复杂这样的问题点。
发明内容
为了解决上述问题点，本发明的第一方面是由使分子取向的聚乳酸膜构成的触摸面板，该触摸面板的特征在于，具有在所述聚乳酸膜的第1主面与第2主面上形成的电极和电极未形成区域，所述电极被设置为朝向延伸轴呈45°或者呈－45°的方向。
另外，本发明的第二方面的特征在于，在本发明的第一方面所述的触摸面板中，所述聚乳酸膜通过单轴延伸而被分子取向。
另外，本发明的第三方面的特征在于，在本发明的第一方面或者第2方面所述的触摸面板上，所述电极是以ZnO为主成分的透明电极。
另外，本发明的第四方面的特征在于，在本发明的第一方面或者本发明的第二方面中所述的触摸面板上，所述聚乳酸膜被层叠为2层以上。
另外，本发明的第五方面的特征在于，具备本发明的第一方面至第四方面中的任意一个所述的触摸面板的触摸式输入装置。
使分子取向的聚乳酸膜具有压电性，并且其透明度可与丙烯匹敌。因此，根据本发明，通过在聚乳酸膜上设置透明电极，能够实现透明度非常地高，不仅可以得到位置信息，同时还可以得到按压信息的廉价的触摸面板以及触摸式输入装置。
附图说明
图1是表示本发明的触摸面板基本构造的立体图。
图2(a)是表示本发明的触摸面板的表面电极构成的俯视图。(b)是表示本发明的触摸面板的背面电极构成的俯视图。(c)是表示本发明的触摸面板的背面的另一例的电极构成的俯视图。
图3是用于说明由聚乳酸的压电现象引起的变形的说明图。
图4是用于说明本发明的基本动作的立体图。
图5是定义了用于说明本发明的基本动作的坐标的俯视图。
图6是表示在沿着本发明的触摸面板的对角线施加按压力时，按压位置与从各电极产生的电压的关系的曲线图。
图7是表示在从本发明的触摸面板的中央部以等距离在与X轴成规定的角度的位置施加按压力时，按压位置与从各电极产生的电压的关系的曲线图。
图8是在本发明的触摸面板的规定位置施加规定的按压力，使该按压力变化时，将从各电极产生的电压的模式图表化的图。
图9是本发明的触摸式输入装置的框图图解。
图10(a)是表示本发明的第2实施例的俯视图。(b)是表示本发明的第2实施例的变形例的俯视图。
图11(a)是表示本发明的第3实施例的俯视图。(b)是表示本发明的第3实施例的变形例的俯视图。
图12是用于说明本发明的第3实施例的第1说明图。
图13是表示在本发明的第3实施例所示的触摸面板中，电极分割线与延伸轴所成的方向和在各电极中产生的电压的关系的第1曲线图。
图14是用于说明本发明的第3实施例的第2说明图。
图15是表示在本发明的第3实施例所示的触摸面板中，电极分割线与延伸轴所成的方向和在各电极中产生的电压的关系的第2曲线图。
图16是表示本发明的第4实施例的俯视图。
图17是表示本发明的第5实施例的俯视图。
图18是表示本发明的第6实施例的俯视图。
图19是用于说明本发明的第7实施例的说明图。
附图标记说明
1触摸面板；2基体；3a～3h分割电极；4接地电极；5a～5d电极分割线；8a～8g电极未形成部分；9a～9t电极；10表示膜的延伸轴的箭头；11表示电场的方向的附图标记；30a～30d电极；31a～31d电极中心线；50a、50b电极分割线；100触摸式输入装置；101处理部；201a、201b PLLA膜。
具体实施方式
(实施例1)
图1是表示第1实施例的立体图。图1放大地表示作为本发明的触摸式输入装置的主要构成部的触摸面板1。触摸面板1与处理装置连接，形成本发明的触摸式输入装置。此外，对处理装置将在后述。触摸面板1由基体2和在基体2的两主面上形成的电极构成。在基体2的第1主面上形成有被电极分割线5a以及5b电气分割的电极3a～3d。电极分割线5a以及5b通过膜的中心，且相互呈大致90°的角度而相交。基体2由聚乳酸膜构成，聚乳酸膜的延伸轴被设置在与电极分割线5a的长度方向大致一致的方向上。此外，为了说明，夸张地描画了图的各部分，与实际的尺寸关系不同。另外，这里将触摸面板表示为大致正方形，但不特别地被限定为正方形。
图2(a)是触摸面板1的俯视图。箭头10表示聚乳酸膜的延伸轴方向。为了使说明便于理解，箭头10被画在俯视图上，实际的触摸面板1上并未画有这样的箭头。电极3a～3d与检测电压的装置电连接，在本图中将其省略。
图2(b)是表示图2(a)所示的触摸面板1的第2主面(背面)的一例的俯视图，是以电极分割线50a为轴将图2(a)反过来的视图。在第2主面上按照第1主面的电极3a～3d的每一个恰好对置的方式形成有被电极分割线50a、50b分割出的电极30a～30d。电极30a～30d以该顺序分别与电极3a～3d对置。电极30a～30d与检测电压的装置电连接，在本图中将其省略。
图2(c)是表示图2(a)所示的触摸面板1的第2主面的另一例的俯视图。在第2主面上按照包含第1主面的电极3a～3d的全部来对置的方式形成有统一的电极4。电极4被设置为接地电位。电极4与配备了触摸面板1的设备的地线电连接，在本图中将其省略。
另外，通常，在触摸面板的表面以及背面设置有反射防止膜、保护膜，或者涂敷有反射防止层、保护层，在本实施例中，将其省略。
相对于第1主面的电极，将第2主面的电极形成如图2(b)所示的分割电极，还是形成图2(c)所示的统一的电极是在实施时能够适当选择的设计事项。对各自的优点将在后述。
电极3a～3d、电极30a～30d或者电极4由ZnO、ITO、IZO(注册商标)、或者以这些为主成分的无机电极、或者以聚噻吩为主成分的有机电极构成，通过使用这样的电极，可以使电极透明。不过，在不需要透明性的情况下，也可以构成金属的电极。作为电极的构成方法，可以应用蒸镀、溅射、镀敷、贴箔等各种方法。另外，第1主面的电极与第2主面的电极不必一定是相同种类，也可以使用不同种类的电极。
特别是ZnO可以在常温下成膜，并且透明度也高，因此优选用于聚乳酸。本来，ZnO有下述缺点：通过与大气中的水分的反应，使作为载气供给源的缺氧发生再氧化，导致电阻的上升。在ZnO中以7重量％以上的高浓度掺杂作为IIIB族元素的Ga，以离轴型的磁控溅射法形成的透明电极，由于H2O与ZnO的反应的活性化能上升，显示了优良的耐湿性，因此在实用上没有问题。另外，在实际使用上，在触摸面板1上设置有保护膜或者涂敷有保护层是惯例，对ZnO直接供给水分的概率极低。
这里，对聚乳酸的压电性进行说明。聚乳酸膜是使分子取向后，施以热处理的膜。通常能够通过施以单轴延伸来使聚合物的主链在延伸轴方向上取向。聚乳酸是乳酸的缩聚物，乳酸单体含有不对称碳，因此具有手性。从而在聚乳酸中，有主链为左旋的L型聚乳酸和主链为右旋的D型聚乳酸。将前者称为PLLA，将后者称为PDLA。一般地流通的是PLLA，所以，以后在本说明书内将聚乳酸记为PLLA。
对于PLLA而言，在聚合物内存在以C＝O为代表的产生永久偶极子的分子组。当对一根分子链整体求偶极子的和时，在螺旋轴方向上残留有大的偶极子。另一方面，在PLLA的晶体单胞内，分别存在一根根的逆向的分子链，作为结晶整体，偶极子会在内部被抵消。PLLA结晶的点组属于D2，有d14、d25、d36的张量成分作为压电应变常数。
公知有当使膜单轴延伸地取向时，在聚合物的螺旋构造的影响下，一部分的对称性毁坏，表现出剪切压电性(shear piezoelectric properties)。作为压电应变常数观察的成分是d14、d25，关于d36，由于垂直的镜面的存在，该成分会在内部被抵消。
优选延伸倍率为3～8倍的程度。在延伸后施以热处理，从而伸展链晶体的结晶化被促进，压电常数增大。此外，在双轴延伸的情况下，通过使各个轴的延伸倍率不同，能够得到与单轴延伸同样的效果。例如在将某方向设为X轴，对该方向施以8倍的延伸，对与该轴正交的Y轴方向施以2倍的延伸的情况下，关于压电常数，可以得到大概与向X轴方向施以4倍的单轴延伸的情况同等的效果。单纯进行了单轴延伸的膜容易沿着延伸轴方向裂开，因此能够通过进行前述那样的双轴延伸来增加一些强度。
关于使PLLA取向的方法，除了在这叙述的单轴延伸或者双轴延伸以外，还有其他方法。例如有用介晶基团置换聚合物的侧链的一部分，通过磁场或者电场使用介晶基团取向的性质，使主链本身在溶液中取向，在该状态下，使溶剂蒸发而得到取向的膜等的方法。另外，通过在膜的厚度方向上施加高压也可以使其取向。
图3是说明PLLA的压电现象引起的变形的示意图。将从纸面的跟前朝向里面的轴设为第一轴，将用箭头10表示的延伸轴设为第3轴。当对PLLA膜2a朝第一轴的方向施加电场时，由于d14引起的剪切弹性的影响，产生向与对角线12a几乎一致的方向伸长，向与对角线12b几乎一致的方向缩短那样的变形。结果，PLLA膜变形为用2b表示的形状。附图标记11表示电场的朝向，表示存在从纸面跟前朝向里面的电场。此外，变形量夸张地被表现。
公知有PLLA的d14通过整合延伸条件、热处理条件、添加物的配合等条件可以得到10～20pC/N的值。
对于具有这样压电性的膜，当施加了上述那样的电场时产生变形，但相反地，当给予变形时产生电压。作为论述这样的性质的指标，有压电应力常数(g常数)。在PLLA的情况下，g14达到了300～500×10-3Vm/N，与PVDF(g31＝216×10-3Vm/N)、PZT(g31＝11×10-3Vm/N)相比较，非常大。因此，PLLA非常地适合于传感用途。
接下来，对利用PLLA的g14来得到位置信息以及按压信息的方法进行说明。
图4(a)是在图1的触摸面板1的俯视图上追加了说明用的对角线13a～13d的图。对相同的图形元素标注同样的号码，并省略说明。在向触摸面板1的中央部施加下方向的力的情况下，触摸面板1的中央部与此对应产生弯曲。该变形的样子如图4(b)所示。箭头20表示向触摸面板1的中央部施加的力。
根据图4(b)可知，对角线13a～13d几乎都均等地伸长。将图3对应于该图4(b)来进行说明。也就是说，图4(b)所示的对角线13a、13c对应于图3的对角线12a，图4(b)的对角线13b、13d对应于图3的对角线12b。
当反过来考虑前述的图3的说明时，由于对角线12a伸长而产生了由附图标记11表示的电场。因此，利用对角线13a、13c伸长，会在电极3a、3c上产生正电位。在图3中，虽对角线12b缩短，但在对角线12b伸长的情况下，附图标记11表示的电场变为逆方向。因此，利用对角线13b、13d伸长，在电极3b、3d中会产生负电位。
接下来，表示使用图4(b)所示的模式，进行有限元素法模拟的结果。表1表示计算时的条件，表2表示计算结果。此外，该计算时的背面的电极如图2(c)所示，形成统一的接地电极。
[表1]
项目 条件
膜尺寸 50×50mm
膜厚度 75μm
电极 仅边界条件
电极分割线的宽度 0.5mm
压电应变常数(d14) 2OpC/N
按压点尺寸 半径2mm的圆
按压力 0.1N
[表2]
电极3a 电极3b 电极3c 电极3d
产生电压(mV) 78.13 -77.76 76.32 -79.39
如前所述，在电极3a、3c中产生了正电位，在电极3b、3d中产生了负电位。各个产生电压几乎相等。
接下来，如图5所示，按照以触摸面板1的中央部为原点的方式设定坐标轴，表示通过有限元素法模拟求出按压各个位置时产生的电压的结果。计算时的条件与表1所示的相同。表3汇总地表示了按压沿着对角线13a的位置时产生的电压。此外，表中的数值的单位是mV。
[表3]
按压坐标(X,Y) 电极3a 电极3b 电极3c 电极3d
(0,0) 78.13 -77.76 76.32 -79.39
(2.5,2.5) 81.56 -64.00 42.26 -58.51
(5.0,5.0) 85.25 -56.84 25.55 -43.18
(7.5,7.5) 79.91 -50.61 9.71 -32.61
(10.0,10.0) 71.60 -42.06 -4.73 -20.16
(12.5,12.5) 60.59 -33.80 -7.92 -16.99
(15.0,15.0) 41.58 -22.89 -10.55 -7.99
(17.5,17.5) 22.02 -11.44 -9.42 -3.41
(20.0,20.0) 6.27 -3.31 -2.73 -0.57
图6是将表3的结果曲线图化的图。图例所示的标绘点A、B、C、D分别表示在电极3a、3b、3c、3d中产生的电压。可知，根据按压位置的变化，产生的电压几乎平滑地变化。
表4是将距离按压坐标的原点的距离设为12.5mm，使与X轴所成角度变化，通过有限元素法模拟求得的电极3a～3d中产生的电压的结果。计算时的条件与表1所示的同样。
[表4]
按压坐标(r,θ) 电极3a 电极3b 电极3c 电极3d
(12.5,0) 42.58 -15.54 20.47 -51.70
(12.5,30) 71.04 -36.19 6.24 -34.50
(12.5,60) 85.46 -60.83 1.27 -25.92
(12.5,90) 69.58 -69.53 9.28 -12.21
(12.5,120) 59.16 -77.27 24.81 -2.84
(12.5,150) 41.53 -73.42 45.54 -4.84
(12.5,180) 23.84 -48.71 55.84 -17.82
(12.5,210) 9.34 -32.78 69.85 -38.62
(12.5,240) 5.05 -23.17 82.44 -54.39
(12.5,270) 13.95 -7.70 70.75 -72.37
(12.5,300) 29.24 1.44 54.52 -82.55
(12.5,330) 48.78 -1.78 37.58 -77.54
图7是将表4的结果曲线图化的图。与图6同样地，图例所示的标绘点A、B、C、D分别表示电极3a、3b、3c、3d中产生的电压。可知，根据按压位置的变化，产生的电压几乎平滑地变化。
如表2～表4所示，根据按压的坐标，电极3a～3d中产生的电压发生变化。在各个电极中产生的电压的符号、绝对值的大小关系中存在一定的模式(pattern)，通过解析该模式，能够得到触摸面板1的哪个部分被按压来作为位置信息。
接下来，对按压力的检测方法进行说明。表5表示通过有限元素法模拟求得对(X，Y)＝(12.5，12.5)、(－12.5，12.5)、(－12.5，－12.5)、(12.5，－12.5)的各位置，施以0.05N、0.1N、0.2N的按压力时的产生电压的结果。在各坐标中，表中的数值的上段、中段、下段分别对应按压力0.05N、0.1N、0.2N。
[表5]
当在各个坐标中，比较在各个电极中的产生电压时，可知：按压力为0.1N时的产生电压大致是按压力为0.05N时的2倍，此外，按压力为0.2N时的产生电压大致是按压力为0.1N时的2倍。
图8是将坐标(12.5，12.5)中的各电极的产生电压根据按压力分别作成柱状图的图。该柱状图本身是被视觉化的电压模式。可知产生电压的大小根据按压力线性地位移。因此，根据这里论述的方式，能够通过评价综合的产生电压的大小得到按压信息。综合以上的说明，重新说明同时得到位置信息以及按压信息的功能。图9是说明触摸式输入装置100的图，是触摸面板1与处理装置101的连接示意图。处理装置101具备检测部102、运算部103和存储部104。检测部102通过连接线105a～105d分别与触摸面板1的电极3a～3d连接。当向触摸面板1的表面施加力时，检测部102独立地检测出电极3a～3d中产生的电压。
在存储部104中作为电压模式存储有当以规定的按压力按压规定的位置时，在电极3a～3d中产生的电压。电压模式是指总括在电极3a～3d中产生的电压的符号、电压的大小的信息。作为电压大小的存储方法也可以照原样存储其绝对值，也可以作为与成为基准的电极的电压的差或者其比率来存储。特别是关于存储的方法，也可以不限于在此记载的方法。
存储有多个电压模式，在该数据作成时，可以通过模拟来进行，也可以直接将实际按压触摸面板1时的信息进行存储。预先存储的电压模式的个数鉴于触摸式输入装置所需求的坐标精度来适当地确定。
通过检测部102检测到的电压被送至运算部103。运算部103以与存储在存储部104中的电压模式同样的方式，生成由检测部102检测到的电压的电压模式。例如，当存储部104中存储的电压模式是存储以在各电极中产生的最大电压为基准所有相对于该电压的比率时，检测到的电压的电压模式也以与此相同的方法生成。接下来，运算部103包含符号来比较生成的电压模式与在存储部104中存储的电压模式。在存储部104中存储的电压模式虽是与位置信息对应的，但考虑存储容量的限制、运算速度，与位置信息对应的按压位置是某程度离散的。因此，有可能无法得到几乎完全一致的电压模式。在与存储的电压模式比较时，求出存储的电压模式与测量到的电压模式的各电压比率的误差的平方和，从该值小的依次选择数点，根据其大小推断位置信息。若位置信息的推断完成，则运算部103从存储部104中读取位于该位置附近的点的电压模式，通过线性插值生成该位置中产生最大电压的电极的电压值。求出所生成的电压值与检测到的电压的最大值的比率，通过乘以在存储部103中存储的规定的按压力能够求出实际的按压力。此外，关于位置信息与按压信息的求法，不限于在此记载的方法。
如前所述，在这里的计算中，与电极3a～3d对置的背面电极为图2(c)所示的那样的统一的接地电极4。统一的接地电极4的构成简单，且不需要图案形成，因此可以廉价地形成。另外，在背面没有电极未形成部分，因此当从表面透视地观察背面时，电极的模式难以视觉识别。
另外，如图2(b)所示，当在背面上构成了与表面相同的分割电极时，与前者的情况相比较，有产生电压变大的优点。
根据上述的方法，能够构成可以使用非常简单的构成的触摸面板1同时输出位置信息与按压信息的触摸式输入装置。用作触摸面板1的基体2的材料的PLLA如前所述是乳酸的缩聚物。通常，乳酸是基于以玉米为原料的淀粉利用微生物之力制作的。PLLA不使用化石燃料作为材料，因此不会由于废弃而使空气中的二氧化碳增加。另外，制造时的二氧化碳排放量与其他的聚合物相比较极小。还具有生物降解性的特征，因此能够作为环境负荷极低的器件。
关于基于在这里论述的方式的位置信息检测、按压信息检测，能够通过对同样的电极构成，在基体2中使用PVDF等其他的压电聚合物来达成。在使用PVDF的情况下，从各电极产生的电压都是正电位或者负电位。成为哪一个由PVDF的极化的方向决定。在PLLA的情况下，在各电极产生的电压中存在极性，因此与PVDF相比较得到的信息量多。另外，PVDF进行极化处理，因此随着时间的推移可以观察到压电常数的降低，而PLLA的压电性起因于通过延伸与热处理产生的分子取向，因此可以半永久性地被保持。此外，PVDF是乳白色的聚合物，若减薄则成为透明，但与PLLA比较时透明度差，鉴于该点，作为触摸面板PLLA也是非常优良的。
(实施例2)
图10(a)是表示图1、图2所示的实施例1的另一实施方式。图10(a)与图2(a)对应，与图2(b)、(c)对应的背面的作图被省略。在以后的实施例、变形例中，在背面的电极是统一的电极的情况下，作图也被省略。对具有相同功能的构成元素标注同样的附图标记并省略说明。基体2被形成为长方形。触摸面板多设置在显示器的表面，通常显示器为长方形形状的占绝对多数，因此，必然地触摸面板也成为同样的形状。作为这样的形状，也能够使其与实施例1中说明的情况同样地发挥作用。
图10(b)是图10(a)所示的实施例的变形例。电极分割线5a以及5b不通过基体2的中央，其交点位于偏离基体2的中央部的位置。若兼顾与电极的连接线的位置关系、在下面显示的图像时，则如本例那样，形成将电极分割线5a、5b的交点从基体2的中央偏离规定量的形状也没有影响。优选在需要最频繁进行位置检测的部分的附近设定电极分割线5a、5b的交点。关于偏离量，只要可确认检测精度，配合设计适当地设定即可。
(实施例3)
图11(a)表示实施例2的另一实施方式。对具有相同功能的构成元素标注同样的附图标记并省略说明。基体2与实施例2同样为长方形。基体2的PLLA按照延伸轴相对于基体2的外框的边呈45°的角度的方式切出。使用图3如前述说明的那样，PLLA由于电压的施加，在与延伸轴呈45°的方向上发生伸缩。因此，为了效率良好地进行电压检测，如图11(a)所示，优选使电极分割线5a、5b的任意一个朝向与延伸轴相同的方向，使另一个朝向与延伸轴呈90°的角度的方向。在该情况下也可以如图10(b)那样，将电极分割线5a、5b的交点偏离基体2的中心而构成。
图11(b)是图11(a)所示的实施例的变形例。基体2的PLLA的延伸轴的朝向与图11(a)所示情况相同，但电极分割线5a、5b的都不沿着延伸轴的方向，而沿着基体2的对角线形成。与图11(a)的情况相比较，存在检测电压稍稍下降的情况，但实用上没有问题，能够使用。
接下来，对由PLLA的延伸轴与电极分割线所成的角度引起的检测电压的变化进行说明。若引用与图3相关的前述的说明，则通过在PLLA膜的厚度方向上施加一样的电场，相对于延伸轴呈45°的角度的对角线12a伸长，相对于延伸轴呈－45°的角度的对角线12b缩短。因此，若如图2(a)所示的电极模式那样对延伸轴配置各电极，则能够观测到理想的电压变化。
图12表示图2的变形例，表示保持图2的电极分割线5a、5b的正交状态将电极分割线5a旋转了45°时的俯视图。也就是说，图中的θ1＝45°，θ2＝－45°。在该状态下，当按压基体2的中心部时，如前所述在沿着电极分割线5a的部分中产生正电位，在沿着电极分割线5b的部分中产生几乎绝对值相等的负电位。因此，在电极3a～3d的每一个中，电压几乎会相抵消。因此，在仅设有2根电极分割线时，优选0°≤θ1＜45°，－90°≤θ2＜－45°。
图13是表示用有限元素法模拟计算在图12所示的模型中，按压基体2的中央部时产生的电压的结果的曲线图。表示以θ1＝0°，θ2＝－90°为基点，θ1增加到45°时的各电极中产生的电压对以θ1＝0°，θ2＝－90°时的电压值为基准的比率。其中，设定θ2＝θ1－90°。根据该曲线图可知，θ1＝45°时产生电压最小，在比45°略小的时刻，电压值急剧地上升。在θ1＝25°时，也可以得到最大值的大约80％的电压。因此，若尽可能对实用上有利地设定θ1，则优选设定θ1≤25°。此外，该曲线图以θ1＝0°为对称轴大致左右对称，因此，也可以设定－25°≤θ1≤25°。
接下来，对于不满足θ2＝θ1－90°的关系的情况进行说明。图14表示图2的变形例，表示电极分割线5a从延伸轴旋转了θ1，电极分割线5b从延伸轴旋转了θ2时的俯视图。
图15表示用有限元素法模拟计算在图14所示的模型中，按压基体2的中央部时产生的电压的结果的曲线图。表示以θ1＝0°，θ2＝－90°为基点，θ1增加到30°时的各电极中产生的电压对以θ1＝0°，θ2＝－90°时的电压值为基准的比率。其中，设定θ2＝－θ1－90°。根据该曲线图可知，分割电极3a、3c的电压逐渐地上升，分割电极3b、3d的电压逐渐地下降。分割电极3b、3d的电压降低的比例，比分割电极3a、3c的电压上升的比例大。若欲得到最大值的80％的电压，则θ1的范围为0°≤θ1≤12°。此外，该曲线图以θ1＝0°为对称轴大致左右对称，因此也可以设定－12°≤θ1≤12°。如使用图12、图13所说明的那样，当满足θ2＝θ1－90°的关系时，若设定－25°≤θ1≤25°，则能够检测相对于电压产生的最大值80％以上的电压。因此，综合地考虑，若当－12°≤θ1≤12°时，θ2处于－102°≤θ2≤－78°的范围内，则即使不设定θ1以及θ2的特别的关系，也能够确定实用上优选的范围。此外，这里，相对于最大电压的电压的降低量以80％进行说明，这是该技术者极一般地可以考虑的量，若没有实际使用上的问题，则也可以考虑低下量比这还小的值，适当放大θ1以及θ2的可以取的值。
(实施例4)
图16是表示实施例1～3的另一实施方式的俯视图。对具有与前述的实施例相同的功能的构成元素标注同一附图标记并省略说明。在基体2的主面上形成的电极通过电极分割线5a～5d被分割为8个分割电极3a～3h。本实施例的动作原理与在实施例1中说明的相同。
随着电压检测元素增加，针对位置信息的电压模式能够形成得更细。由此，能够一并提高位置信息、按压信息的精度。
在本实施例中，电极分割线5a～5d都在基体2的中央部交叉，但如在实施例2中说明的那样，不需要一定在中央部相交。
对电极分割线而言，设置位于与延伸轴一致的方向上的、与其正交的或者以在实施例3中说明的那样的角度被设定的，优选按照等分这些电极分割线所成的角度的方式设置其他的电极分割线，或者按照尽可能以等面积分割被电极分割线分割的分割电极的方式设置其他的电极分割线。
(实施例5)
图17是表示实施例1～4的另一实施方式的俯视图。对具有与前述的实施例相同功能的构成元素标注相同附图标记并省略说明。在基体2的主面上，形成有形状特别的电极3a～3d与电极未形成区域8a～8g。通过电极未形成区域，电极3a～3d被电气地分割，可以进行与其他的实施例同样的动作。中心线31a～31d是表示电极的长轴的中心线。如这里所示那样，电极也可以不一定覆盖基体2的主面整面。在图17所示的电极构成中，电极3a～3d的每一个被设置为朝向与用箭头10表示的延伸轴呈45°或者呈－45°的方向，也就是说，中心线31a～31d的每一个被设置为朝向与用箭头10表示的延伸轴呈45°或者呈－45°的方向，通过按压在1个电极的狭窄区域中仅产生同符号的电荷的情况的概率非常地高。因此，通过逆电荷电压相抵消的概率非常小。
电极不需要一定相对于基体2的中心线呈线对称形。合成实施例2、实施例4所示的方法，可以设定有多样性的电极形状。电极的边缘也不一定是直线，也可以是曲线。这些是根据设计适当决定的事项。
(实施例6)
图18是表示关于电极形状与实施例1～5不同的概念的实施方式的俯视图。在基体2的主面上电极9a～9t形成为相间的方格样子状。电极9a～9t的所有的引出电极的作图被省略。通过对基体2上的规定的位置施加按压力，在电极9a～9t的每一个中产生与按压坐标和按压力对应的电压。存在多个电极，因此可以取得详细的电压模式，能够期待位置检测精度的提高。取得电压数量多，解析处理的负担大，因此也可以集中于输出特定的阈值以上的电压的电极来执行运算处理。
如这里所示的例那样，当增多分割电极的数量时，与延伸轴的朝向相关的考虑没有任何意义，因此可以进行自由的配置。这里，表示了电极配置为相间的方格样子状的例子，也可以是用格子状的电极分割线区分的矩阵电极。进一步优选这时的格子状的电极分割线的纵轴或者横轴的任意一方沿着延伸轴，另一方与该轴呈大致90°。
另外，电极的形状不限于正方形、长方形，也可以是多边形、圆形、椭圆形、其他的特别形状。位置信息、按压信息的取得方法与实施例1所述的方法相同。电极的分割数是应该考虑信号的处理能力而决定的设计事项。
关于实施例2～6所示的每一个例子的背面电极，如实施例1中说明的那样，可以构成与各个例子所示的俯视图所示的电极对置的分割电极，也可以形成统一的接地电极。关于这些是能够在实施时适当选择的设计事项。
这里对分割电极的数量减少到4个以下的情况进行说明。例如，当将主面上形成的电极分割为2个时，检测的电压的模式显著地减少，位置信息的检测会变得粗糙。触摸面板所需求的精度根据应用的设备存在各种类型，因此对只要求粗糙的精度的类型，能够减少电极分割数。例如，在仅判断触摸面板的右半分或者左半分的哪一边被按压即可的情况下，电极的分割数为2～3的程度也可以。
(实施例7)
图19是说明更进一步的实施方式的示意图。基体2具有层叠了2层PLLA膜201a以及201b的构造。在PLLA膜201a以及201b上分别形成了在以上的实施例中已说明的电极。PLLA膜201a与201b的粘结界面部为双方膜的接地电极侧，这在构造上简单，因而是优选的方式。此外，在本图中，省略了电极、粘结剂等。图19表示施加了用箭头20表示的应力的部分的剖面，由于该应力基体2发生弯曲。以界面为中立面，在PLLA膜201a上产生了压缩应力，在PLLA膜201b上产生了拉伸应力。若在PLLA膜201a以及201b中形成了分割为4个的电极，则会在每个电极中产生与应力对应的电压。与一层的情况相比较，能够更详细地形成电压模式，因此能够一并提高位置信息、按压信息的精度。另外，若构成为PLLA膜201a与PLLA膜201b的延伸方向彼此所成的角为90°，则透视地来观察构成为分子链呈格子状，因此可以构成结实的触摸面板。不过，延伸轴彼此的角度不需要一定为90°，只要比0°大就能够期待强度增强的效果。另外，层叠数不限于2层，也可以根据需要来增加层叠数。以上的实施例1～5所示方案只不过表示本发明的代表例。通过有限元素法模拟计算出的结果根据膜的厚度，其他的电气常数，层叠的保护膜的种类、厚度以及其硬度而变化，这里所示的数值不是唯一的数值。因此，在实施时，根据其设计来决定检测电压的分布、其检测方法、运算方法等即可。
产业上的可利用性
本发明的触摸面板以及触摸式输入装置可以通过简单的构造同时取得位置信息与按压信息，且透明度高，而且可以廉价地构成。此外，在废弃时不会对环境增加负荷的这一点上，可以得到非常大的好处，因此具有在产业上利用的可能性。

Claims (5)

1.一种触摸面板，由使分子取向的聚乳酸膜构成，该触摸面板的特征在于，
具有在所述聚乳酸膜的第1主面与第2主面上形成的电极和电极未形成区域，
所述电极设置有多个，多个所述电极的长轴的中心线的每一个被设置为朝向与所述聚乳酸膜的延伸轴呈45°或者呈－45°的方向。
2.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，
所述聚乳酸膜通过单轴延伸而被分子取向。
3.根据权利要求1或2所述的触摸面板，其特征在于，
所述电极是以ZnO为主成分的透明电极。
4.根据权利要求1或2所述的触摸面板，其特征在于，
所述聚乳酸膜被层叠为2层以上。
5.一种触摸式输入装置，其特征在于，具备权利要求1～4中任意一项所述的触摸面板。
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