CN105612481A - 触摸面板、触摸输入装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种不易受到温度变化引起的热电噪声影响触摸面板。作为解决该课题的申请,本发明提供触摸面板2。触摸面板2具备第一热电体26和第二热电体27,能够检测对第一热电体26和/或第二热电体27的按压力。第一热电体26的上表面和第二热电体27的下表面是在温度上升时产生正电荷、在温度下降时产生负电荷的面,第一热电体26的下表面和第二热电体27的上表面是在温度上升时产生负电荷、在温度下降时产生正电荷的面。在第一热电体26的一个面配置的电极与在第二热电体27的一个面配置的电极电连接,在第一热电体26的另一个面配置的电极与在第二热电体27的另一个面配置的电极电连接。

Description

触摸面板、触摸输入装置和电子设备
技术领域
本发明涉及具有压电体的触摸面板。
背景技术
以往,提出了具有压电体的触摸面板。按压压电体时,压电体产生与按压时的应变的经时变化相应的电压。专利文献1中,公开了如下技术:利用该性质,在具有压电体的触摸面板中,不仅能够检测触摸位置,也能够检测对触摸面板的按压力(即按压的强弱)。另外,使用热电体作为压电体的情况下,由于热电体的压电常数比较高,因此能够提高按压力的检测灵敏度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-163619号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,使用热电体的触摸面板中,热电体中发生温度变化时,因热电效应产生电压,这成为噪声输出(热电噪声)。因此,存在触摸面板因环境温度的变化发生误动作的风险。
本发明是为了解决上述问题而作出的,目的在于提供一种不易受到温度变化引起的热电噪声影响的触摸面板。
用于解决课题的方法
本发明的触摸面板是为了解决上述问题而作出的,其特征在于,具备片状的第一热电体和第二热电体,能够检测对上述第一热电体和/或上述第二热电体的按压力,上述第一热电体的一个面和上述第二热电体的另一个面是在温度上升时产生第一极性的电荷、在温度下降时产生与上述第一极性相反的第二极性的电荷的面,上述第一热电体的另一个面和上述第二热电体的一个面是在温度上升时产生上述第二极性的电荷、在温度下降时产生上述第一极性的电荷的面,在上述第一热电体的一个面配置的电极与在上述第二热电体的一个面配置的电极电连接,在上述第一热电体的另一个面配置的电极与在上述第二热电体的另一个面配置的电极电连接。
根据这样的结构,在温度上升时,在第一热电体的一个面产生的第一极性的电荷与在第二热电体的一个面产生的第二极性的电荷至少一部分抵消,并且在第一热电体的另一个面生成的第二极性的电荷与在第二热电体的另一个面生成的第一极性的电荷至少一部分抵消。另外,在温度下降时,在第一热电体的一个面产生的第二极性的电荷与在第二热电体的一个面产生的第一极性的电荷至少一部分抵消,并且在在第一热电体的另一个面产生的第一极性的电荷与在第二热电体的另一个面产生的第二极性的电荷至少一部分抵消。因此,在温度上升时和温度下降的任一种情况下,与第一热电体和第二热电体的两面的电位差相比,在第一热电体的一个面配置的第一电极和在第二热电体的一个面配置的电极、与在第一热电体的另一个面配置的电极和在第二热电体的另一个面配置的电极之间的电位差变小,能够抑制第一热电体和第二热电体产生的热电噪声。因此,能够使其不易受到温度变化引起的热电噪声的影响。
另外,本发明的触摸面板是为了解决上述课题而作出的,其特征在于,具备片状的第一热电体和第二热电体,能够检测对上述第一热电体和/或上述第二热电体的按压力,上述第一热电体的一个面和上述第二热电体的一个面是在温度上升时产生第一极性的电荷、在温度下降时产生与上述第一极性相反的第二极性的电荷的面,上述第一热电体的另一个面和上述第二热电体的另一个面是在温度上升时产生上述第二极性的电荷、在温度下降时产生上述第一极性的电荷的面,在上述第一热电体的一个面和上述第二热电体的一个面配置有电极。
根据这样的结构,在温度变化时,第一热电体的热电电压与第二热电体的热电电压至少一部分抵消,因此,与第一热电体和第二热电体的两面的电位差相比,第一热电体的一个面与第二热电体的一个面之间的电位差更小,能够抑制第一热电体和第二热电体产生的热电噪声。由此,能够使其不易受到温度变化引起的热电噪声的影响。
另外,上述触摸面板中,也可以是在上述第一热电体的另一个面配置的电极与在上述第二热电体的另一个面配置的电极电连接。
另外,上述触摸面板中,也可以是上述第一热电体与上述第二热电体以上述第一热电体的另一个面和上述第二热电体的另一个面对置的方式叠层,在上述第一热电体的另一个面与上述第二热电体的另一个面之间设置粘合剂或接合剂层。
另外,上述触摸面板中,也可以是上述第一热电体与上述第二热电体并列地配置。
另外,上述触摸面板中,也可以具备多对相互相邻的1对包括上述第一热电体与上述第二热电体的热电体对。
另外,上述触摸面板中,也可以是上述第一热电体与上述第二热电体叠层。
另外,上述触摸面板中,优选上述第一热电体与上述第二热电体形状相同。
另外,上述触摸面板中,上述第一热电体和第二热电体也可以是有机压电膜。
另外,上述触摸面板中,上述有机压电膜也可以是偏氟乙烯类膜。
另外,上述触摸面板中,上述有机压电膜也可以是偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物膜。
另外,本发明的触摸输入装置,具备本发明的触摸面板和压力检测部,压力检测部基于上述触摸面板输出的信号,检测对上述触摸面板的按压力。
另外,具备本发明的触摸面板、或者本发明的触摸输入装置的电子设备,也包括在本发明的技术范围中。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种不易受到温度变化引起的热电噪声影响的触摸面板。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的触摸输入装置的结构的框图。
图2是触摸面板的截面图。
图3是表示第一热电体与第二热电体的电连接关系的图。
图4是第一热电体和第二热电体的平面图。
图5(a)和(b)分别是表示温度上升时和温度下降时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图6是表示对第二热电体按压时的第二热电体的极化状态的图。
图7表示本发明的实施方式1的变形例,是表示设置多个包括第一热电体和第二热电体的热电体对的结构的图。
图8是表示触摸面板的压电元件结构体的变形例的截面图。
图9是表示温度上升时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图10是表示温度下降时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图11是表示按压时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图12是表示本发明的实施方式2的压电元件结构体的结构的截面图。
图13(a)和(b)分别是表示温度上升时和温度下降时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图14是表示对第二热电体按压时的第二热电体的极化状态的图。
图15是表示本发明的实施方式2的变形例的压电元件结构体的结构的截面图。
图16是表示温度上升时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图17是表示温度下降时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图18是表示按压时的第一热电体和第二热电体的极化状态的图。
图19是表示本发明的实施方式3的压电元件结构体的结构的截面图。
图20是表示本发明的实施方式3的变形例的压电元件结构体的结构的截面图。
图21是表示本发明的实施方式3的其它变形例的压电元件结构体的结构的截面图。
图22是表示本发明的实施方式3的另一个其它变形例的压电元件结构体的结构的截面图。
图23是表示本发明的实施方式3的另一个其它变形例的压电元件结构体的结构的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。
[实施方式1]
图1是表示本发明的实施方式1的触摸输入装置1的结构的框图。触摸输入装置1具有触摸面板2和处理触摸面板2的输出信号的信号处理部3,安装于移动电话(例如智能手机)、便携信息终端(PDA)、平板PC、数字化仪、触摸板、ATM、自动售票机和车辆导航系统等电子设备。
触摸面板2构成为能够检测触摸位置和触摸操作时的按压力。信号处理部3具备检测触摸面板2中的触摸位置的位置检测部4和检测对触摸面板2的按压力的压力检测部5。表示触摸面板2的X坐标的信号SX和表示Y坐标的信号SY对位置检测部4输入。另外,触摸面板2具备热电体,热电体产生的电压信号SV对信号处理部3输入。压力检测部5基于电压信号SV检测对触摸面板2的按压力。由此,不仅能够检测对触摸面板2有无触摸,还能够检测例如手指或触控笔的笔压(writingpressure)等。
图2是触摸面板2的截面图。如图2所示,触摸面板2具备触摸面板结构体2A和压电元件结构体2B。触摸面板结构体2A输出表示触摸面板2中的触摸位置的信号,压电元件结构体2B输出表示对触摸面板2的按压力的信号。
触摸面板结构体2A例如具备2个透明电极E1、E2、保护膜21、密封件22、隔件23和保护膜24。透明电极E1与透明电极E2隔着隔件23相互相对。另外,透明电极E1被保护膜21覆盖,透明电极E2被保护膜24覆盖。透明电极E1和E2例如能够是ITO(氧化铟锡)电极或氧化锡电极。此外,触摸面板结构体2A只要构成为检测触摸位置即可,能够使用电阻膜方式、静电电容方式等各种方式。
对透明电极E1、E2从未图示的驱动电路施加电压,对触摸面板2进行了触摸操作的情况下,透明电极E1与透明电极E2部分接触。由此,触摸面板结构体2A对信号处理部3输出表示触摸位置的位置信号SX、SY。图1所示的位置检测部4能够基于位置信号SX、SY检测触摸面板2中的触摸位置。
压电元件结构体2B具备上部导电层25、第一热电体26、第二热电体27和下部导电层28。第一热电体26和第二热电体27是具有压电性和热电性的透明压电体。第一热电体26和第二热电体27具有压电性,由此,具备压电元件结构体2B的触摸面板2能够检测对第一热电体26和/或第二热电体27的按压力。第一热电体26和第二热电体27能够是无机压电膜或有机压电膜。作为无机压电膜的例子,可以列举LiNbO3压电膜、LiTaO3压电膜、KNbO3压电膜、ZnO压电膜、AlN压电膜、PZT(PbZrO3-PbTiO3类固溶体类材料)压电膜等。
上述“有机压电膜”是由作为有机物的聚合物形成的膜(聚合物膜)。该“有机压电膜”也可以含有该聚合物以外的成分。该“有机压电膜”包括由该聚合物构成的膜、和在该聚合物中分散有无机物的膜。当然,有机压电膜也可以使用极化处理后的有机压电膜。
本发明的压电膜中的该聚合物的含量优选为80质量%以上,更优选为85质量%以上,进一步优选为90质量%。该含量的上限没有特别限制,例如也可以为100质量%,也可以为99质量%。
作为上述“有机压电膜”,例如,可以列举奇-奇数尼龙压电膜和偏氟乙烯类聚合物等。
该聚合物优选是偏氟乙烯类聚合物。
本发明的压电膜优选由极化偏氟乙烯类聚合物膜构成。
本说明书中,作为“偏氟乙烯类聚合物膜”的例子,可以列举偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物膜、偏氟乙烯/三氟乙烯共聚物膜、和聚偏氟乙烯膜。
上述偏氟乙烯类聚合物膜,优选是偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物膜。
该“偏氟乙烯类聚合物膜”也可以含有树脂膜中通常使用的添加剂。
该“偏氟乙烯类聚合物膜”是由偏氟乙烯类聚合物构成的膜,含有偏氟乙烯类聚合物。
作为该“偏氟乙烯类聚合物”的例子,可以列举:
(1)偏氟乙烯和能够与其共聚的1种以上单体的共聚物;和
(2)聚偏氟乙烯。
作为该“(1)偏氟乙烯和能够与其共聚的1种以上单体的共聚物”中的“能够与其共聚的单体”的例子,可以列举三氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯和氟乙烯。
该“能够与其共聚的1种以上单体”或者其中的1种,优选是四氟乙烯。
作为该“偏氟乙烯类聚合物”的优选例,可以列举偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物。
关于该“偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物”,在不显著损害本发明所涉及的性质的范围内,可以含有来源于偏氟乙烯和四氟乙烯以外的单体的重复单元。
上述“(1)偏氟乙烯和能够与其共聚的1种以上单体的共聚物”含有50摩尔%以上(优选为60摩尔%以上)的来源于偏氟乙烯的重复单元。
上述“偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物”中的(来源于四氟乙烯的重复单元)/(来源于偏氟乙烯的重复单元)的摩尔比,优选在5/95~36/64的范围内,更优选在15/85~25/75的范围内,进一步优选在18/82~22/78的范围内。
关于上述“偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物”,在不显著损害本发明所涉及的性质的范围内,可以含有来源于偏氟乙烯和四氟乙烯以外的单体的重复单元。通常,这样的重复单元的含有率在10摩尔%以下。这样的单体只要能够与偏氟乙烯单体、四氟乙烯单体共聚即可,不作限定,作为其例子,可以列举:(1)含氟单体(例如氟乙烯(VF)、三氟乙烯(TrFE)、六氟丙烯(HFP)、1-氯-1-氟-乙烯(1,1-CFE)、1-氯-2-氟-乙烯(1,2-CFE)、1-氯-2,2-二氟乙烯(CDFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、三氟乙烯基单体、1,1,2-三氟丁烯-4-溴-1-丁烯、1,1,2-三氟丁烯-4-硅烷-1-丁烯、全氟烷基乙烯基醚、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)、全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、2-(全氟己基)乙基丙烯酸酯);以及
(2)烃类单体(例如,乙烯、丙烯、马来酸酐、乙烯基醚、乙烯基酯、烯丙基缩水甘油醚、丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体、乙烯乙酸酯。
本发明的有机压电膜的总光线透过率在90%以上。
本发明的有机压电膜的总光线透过率优选在92%以上,更优选在95%以上。该总光线透过率的上限没有限定,本发明的有机压电膜的总光线透过率通常在99%以下。
本说明书中,“总光线透过率”通过基于ASTMD1003,使用HAZEGUARDII(产品名称)(东洋精机制作所)或其同等品的光透过性试验得到。
本发明的有机压电膜的总雾度值优选在3.0%以下。
本发明的有机压电膜的总雾度值更优选在2.0%以下,进一步优选在1.5%以下,特别优选在1.0%以下。该总雾度值越低越好,其下限没有限定,本发明的有机压电膜的总雾度值通常在0.2%以上。
本说明书中,“总雾度值”(totalhaze)通过遵照ASTMD1003,使用HAZEGUARDII(产品名称)(东洋精机制作所)或其同等品的雾度(HAZE、浊度)试验得到。
本发明的有机压电膜的内部雾度值优选在1.2%以下。
本发明的有机压电膜的内部雾度值更优选在1.0%以下,进一步优选在0.9%以下,特别优选在0.8%以下。该内部雾度值越低越好,其下限没有限定,本发明的有机压电膜的内部雾度值通常在0.1%以上。
本说明书中,“内部雾度值”(innerhaze)通过在上述全雾度值的测定方法中,在玻璃小室中注入水,将膜插入其中,测定雾度值,从而得到。
本发明的有机压电膜的外部雾度值优选在1.5%以下,更优选在1.2%以下,进一步优选在1.0%以下。该外部雾度值越低越好,其下限没有限定,本发明的有机压电膜的外部雾度值通常在0.1%以上。
本说明书中,“外部雾度值”(outerhaze)通过从膜的总雾度值减去内部雾度值来算出。
本发明的有机压电膜的厚度通常在3~100μm的范围内,优选在6~50μm的范围内,更优选在9~40μm的范围内,进一步优选在10~30μm的范围内。
上部导电层25和下部导电层28与透明电极E1、E2同样,例如,能够是ITO电极或氧化锡电极。上部导电层25和下部导电层28与图1所示的压力检测部5连接。
第一热电体26和第二热电体27在上部导电层25与下部导电层28之间并列地配置,在第一热电体26与第二热电体27之间设置有若干间隙。由此,如图3所示,在第一热电体26的上表面26a(一个面)配置的电极Ea1与在第二热电体27的上表面27a(一个面)配置的电极Ea2电连接,在第一热电体26的下表面26b(另一个面)配置的电极Eb1与在第二热电体27的下表面27b(另一个面)配置的电极Eb2电连接。此外,电极Ea1对应于图2所示的上部导电层25的第一热电体26上的部分,电极Ea2对应于上部导电层25的第二热电体27上的部分。另外,电极Eb1对应于下部导电层28的第一热电体26上的部分,电极Eb2对应于下部导电层28的第二热电体27上的部分。设第一热电体26的上表面26a和第二热电体27的上表面27a的电位为Va、第一热电体26的下表面26b和第二热电体27的下表面27b的电位为Vb时,压电元件结构体2B将其电位差Va-Vb作为电压信号对压力检测部5输出。压力检测部5基于该电压信号检测对触摸面板2的按压力。此外,压电元件结构体2B也可以采用输出电流信号的结构。
如图4所示,第一热电体26和第二热电体27具有相互相同的平面图形状。第一热电体26和第二热电体27的平面图形状没有特别限定,优选形成为平面图中为矩形的片状。第一热电体26和第二热电体27的面积为上部导电层25和下部导电层28的面积的约1/2。另外,第一热电体26与第二热电体27的热电性越近似,因相同的温度变化而产生的极化电荷量也越近似。本实施方式中,第一热电体26与第二热电体27的因相同的温度变化而产生的极化电荷量大致相等。
另外,压电元件结构体2B构成为在环境温度变化的情况下能够消除因热电效应而在第一热电体26和第二热电体27中产生的热电噪声。具体而言,如图5(a)和(b)所示,第一热电体26和第二热电体27配置为:第一热电体26的上表面26a(一个面)和第二热电体27的下表面27b(另一个面)是在温度上升时产生正电荷(第一极性的电荷)、在温度下降时产生负电荷(第二极性的电荷)的面,第一热电体26的下表面26b(另一个面)和第二热电体27的上表面27a(一个面)是在温度上升时产生负电荷、在温度下降时产生正电荷的面。
在温度上升时,如图5(a)所示,在第一热电体26的上表面26a和第二热电体27的下表面27b产生正电荷,在第一热电体26的下表面26b和第二热电体27的上表面27a产生负电荷。如上所述,第一热电体26与第二热电体27因相同的温度变化而产生的极化电荷量大致相等,因此电极Ea1的电荷与电极Ea2的电荷抵消,并且电极Eb1的电荷与电极Eb2的电荷抵消。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
另外,在温度下降时,如图5(b)所示,在第一热电体26的上表面26a和第二热电体27的下表面27b产生负电荷,在第一热电体26的下表面26b和第二热电体27的上表面27a产生正电荷。因此,与温度上升时同样,第一热电体26的上表面26a的电荷与第二热电体27的上表面27a的电荷抵消,并且第一热电体26的下表面26b的电荷与第二热电体27的下表面27b的电荷抵消。
这样,本实施方式的触摸面板2能够减少温度变化引起的热电噪声的影响。
此外,对触摸面板2进行了触摸操作的情况下,如图6所示,在与触摸位置对应的第一热电体26或第二热电体27(图6中为第二热电体27)中因压电效应而产生电动势。因此,电位差Va-Vb被作为电压信号输入至压力检测部5,压力检测部5能够基于该电压信号检测对触摸面板2的按压力。这里,温度变化引起的第一热电体26和第二热电体27的热电噪声如上所述被减少,因此能够根据电位差Va-Vb基本正确地检测对第一热电体26或第二热电体27的按压力。这样,触摸面板2在环境温度变化的情况下也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体26或第二热电体27的按压力。
此外,上述实施方式中,在1个触摸面板2中配置第一热电体26和第二热电体27各1个,也可以如图7所示,采用1个触摸面板2具备多个相互相邻的1对包括第一热电体26和第二热电体27的热电体对30的结构。在各热电体对30中,第一热电体26与第二热电体27如图3所示地连接。热电体对30的个数和大小没有特别限定,优选热电体对30的大小与人的手指的大小同等或更小。其中,在图7中,为了方便,用灰色表示第二热电体27。另外,在各第一热电体26与各第二热电体27之间,设置有若干间隙。
上述结构中,例如,即使在因人的手指等发热体接近或接触触摸面板2而在触摸面板2的一部分发生温度变化,也能够在各热电体对30中消除温度变化引起的热电噪声的影响。由此,能够进一步提高对热电噪声的耐性。
上述实施方式中,并列地配置2个热电体,也可以使2个热电体叠层。以下,说明使2个热电体叠层的方式。此外,以下对于与已经说明的部件相同的部件,使用相同的符号,省略详细说明。
图8是表示图2所示的压电元件结构体2B的变形例的压电元件结构体2Ba的结构的截面图。压电元件结构体2Ba具备上部导电层25、下部导电层28、中间导电层29、第一热电体36和第二热电体37,按上部导电层25、第一热电体36、中间导电层29、第二热电体37、下部导电层28的顺序叠层。第一热电体36和第二热电体37是具有压电性和热电性的透明压电体,能够用与图2所示的第一热电体26和第二热电体27相同的材料形成。由于第一热电体36和第二热电体37具有压电性,因此具备压电元件结构体2Ba的触摸面板2能够检测对第一热电体36和第二热电体37的按压力。另外,中间导电层29与上部导电层25和下部导电层28同样,能够是ITO电极或氧化锡电极。设上部导电层25和下部导电层28的电位为Vc、中间导电层29的电位为Vd时,压电元件结构体2Ba将其电位差Vc-Vd作为电压信号对图1所示的压力检测部5输出。此外,压电元件结构体2Ba也可以采用输出电流信号的结构。
与图2所示的压电元件结构体2B不同,压电元件结构体2Ba中,形成为第一热电体36和第二热电体37隔着中间导电层29叠层的双压电晶片(bimorph)结构,第一热电体36和第二热电体37的面积与上部导电层25、下部导电层28和中间导电层29的面积相等。其中,与图2所示的压电元件结构体2B同样,第一热电体36与第二热电体37的热电性大致相同,因相同的温度变化而产生的极化电荷量大致相等。
通过上部导电层25、下部导电层28和中间导电层29,如图9所示,在第一热电体36的上表面36a(一个面)配置的电极Ec1与在第二热电体37的下表面37b(一个面)配置的电极Ec2电连接,在第一热电体36的下表面36b(另一个面)配置的电极Ed1与在第二热电体37的上表面37a(另一个面)配置的电极Ed2电连接。此外,电极Ec1和电极Ec2分别对应于图8所示的上部导电层25和下部导电层28。另外,电极Ed1对应于中间导电层29的第一热电体36一侧的部分,电极Ed2对应于中间导电层29的第二热电体37一侧的部分。另外,如图9和图10所示,第一热电体36和第二热电体37配置为:第一热电体36的上表面36a(一个面)和第二热电体37的上表面37a(另一个面)是在温度上升时产生正电荷(第一极性的电荷)、在温度下降时产生负电荷(第二极性的电荷)的面,第一热电体36的下表面36b(另一个面)和第二热电体37的下表面37b(一个面)是在温度上升时产生负电荷、在温度下降时产生正电荷的面。
在温度上升时,如图9所示,在第一热电体36的上表面36a和第二热电体37的上表面37a产生正电荷,在第一热电体36的下表面36b和第二热电体37的下表面37b产生负电荷。如上所述,第一热电体36与第二热电体37因相同的温度变化而产生的极化电荷量大致相等,因此第一热电体36的上表面36a的电荷(即电极Ec1的电荷)与第二热电体37的下表面37b的电荷(即电极Ec2的电荷)抵消,并且第一热电体36的下表面36b的电荷(即电极Ed1的电荷)与第二热电体37的上表面37a的电荷(即电极Ed2的电荷)抵消。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
另外,在温度下降时,如图10所示,在第一热电体36的上表面36a和第二热电体37的上表面37a产生负电荷,在第一热电体36的下表面36b和第二热电体37的下表面37b产生正电荷。因此,与温度上升时同样,第一热电体36的上表面36a的电荷与第二热电体37的下表面37b的电荷抵消,并且第一热电体36的下表面36b的电荷与第二热电体37的上表面37a的电荷抵消。
如上所述,压电元件结构体2Ba构成为在环境温度变化的情况下能够消除第一热电体36和第二热电体37因热电效应而产生的热电噪声。由此,具备压电元件结构体2Ba的触摸面板2能够减少温度变化引起的热电噪声的影响。
此外,对触摸面板2进行了触摸操作的情况下,如图11所示,对第一热电体36作压缩力用,对第二热电体37作用拉伸力。因此,在第一热电体36的上表面36a和第二热电体37的下表面27b产生正电荷,在第一热电体36的下表面36b和第二热电体37的上表面37a产生负电荷。由此,在电位Vc与电位Vd之间产生电位差,电位差Vc-Vd被作为电压信号输入至压力检测部5。压力检测部5能够基于该电压信号检测对触摸面板2的按压力。
这里,温度变化引起的第一热电体36和第二热电体37的热电噪声如上所述被减少,因此能够根据电位差Vc-Vd基本正确地检测对第一热电体36和第二热电体37的按压力。这样,触摸面板2在环境温度变化的情况下也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体36和第二热电体37的按压力。
如上所述,本实施方式的触摸面板构成为能够消除第一热电体和第二热电体产生的热电噪声,因此能够减少温度变化引起的热电噪声的影响。
此外,图2所示的压电元件结构体2B中,图3、图5和图6所示的电极Ea1和电极Ea2由1个导电层(上部导电层25)构成,电极Eb1和电极Eb2由1个导电层(下部导电层28)构成,但也可以使电极Ea1、Ea2、Eb1、Eb2分别由1个导电层构成。同样,图8所示的压电元件结构体2Ba中,图9和图10所示的电极Ed1和电极Ed2由1个导电层(中间导电层29)构成,但也可以使电极Ed1、Ed2分别由1个导电层构成。
此外,本实施方式中,优选第一热电体与第二热电体因相同的温度变化而产生的极化电荷量相等。由此,在温度变化时,在第一热电体的一个面产生的电荷与在第二热电体的一个面产生的电荷大致完全抵消,并且在第一热电体的另一个面产生的电荷与在第二热电体的另一个面产生的电荷大致完全抵消,因此能够大致消除第一热电体的一个面和第二热电体的一个面与第一热电体的另一个面和第二热电体的另一个面之间的电位差。由此,能够大致完全地消除热电噪声。
此外,在实用上,第一热电体与第二热电体因相同的温度变化而产生的极化电荷量也可以有若干差异。此时,在温度变化时,在第一热电体的一个面产生的正电荷与在第二热电体的一个面产生的负电荷部分抵消,并且在第一热电体的另一个面产生的负电荷与在第二热电体的另一个面产生的正电荷部分抵消,因此,与第一热电体和第二热电体的两面的电位差相比,第一热电体的一个面和第二热电体的一个面与第一热电体的另一个面和第二热电体的另一个面之间的电位差(Va-Vb或Vc-Vd)变小。由此,虽然不能完全消除热电噪声,但与现有结构相比,能够抑制热电噪声的影响。另外,第一热电体与第二热电体形状也可以不同。
另外,优选第一热电体和第二热电体具有同等水平的压电常数d33。另外,该第一热电体和第二热电体具有的同等水平的压电常数d33越低,则能够越大地减少因热电性产生的电信号,故而优选。具体而言,该第一热电体和第二热电体具有的压电常数d33都优选为25pC/N以下,更优选为20pC/N以下,进一步优选为8pC/N以下。
另外,为了在消除热电噪声的同时充分得到因压电性产生的电信号(即压电信号)(换而言之,为了不消除压电性),优选使第一热电体和第二热电体的膜厚具有差异。具体而言,优选使第一热电体和第二热电体的膜厚的比为1.1倍以上,进一步优选为1.5倍以上,由此能够提高压电信号。
本发明的触摸面板2中,压力检测部5进行的按压力检测是通过经检测电路读取电压值或电流值来进行的,这根据检测电路是电压模式还是电荷模式而不同。在该检测中,能够采用以下任一种:
(1)直接读取由膜产生的电压或电荷,或者
(2)用检测电路对电荷或电压放大并读取。
该检测中噪声成为问题的情况下,能够采用以下等方法:
(1)屏蔽作为噪声原因的电磁波而除去噪声,和/或
(2)由于一般而言噪声比信号小,因此截去一定值以下的电荷或电压。
本发明的触摸面板2的情况下,存在噪声源加上热电信号的情况,作为其降噪方法能够进行上述(2)的截去的设定。为了更积极地消除热电信号,能够采用以下等方法:
(1)作为第一热电体和第二热电体,采用使极化方向相反的2片膜对置的双压电晶片结构;
(2)作为第一热电体和第二热电体,通过使用压电常数d33低的膜,减小热电信号;和/或
(3)通过组装发出与第一热电体和第二热电体的热电信号同等的热电信号的热电元件来消除热电信号。
上述检测中,可以读取微分信号,也可以读取积分信号。本发明的触摸面板2中,压电信号和热电信号作为对于按压力或热的微分信号发生,为了正确地取得相对于按压力的等级,优选按积分信号读取。按积分信号读取的情况下,积分时间能够任意地设定,优选设定为1μs~10min、更优选为1ms~1min之间。
[实施方式2]
在上述实施方式中,说明了使在2个热电体的温度上升时产生不同极性的电荷的面配置的电极之间电连接的结构。以下,说明通过构成为从在2个热电体的温度上升时产生同一极性的电荷的面配置的电极输出电压信号来消除热电噪声的结构。此外,对于与在实施方式1中已说明的部件相同的部件,使用相同的符号,省略详细说明。
图12是表示实施方式2的压电元件结构体2Bb的结构的截面图。压电元件结构体2Bb是图2所示的触摸面板2的压电元件结构体2B的一个变形例。压电元件结构体2Ba具备2个上部导电层25a、25b、下部导电层28、第一热电体46和第二热电体47。第一热电体46和第二热电体47在下部导电层28上并列地叠层。上部导电层25a在第一热电体46的上表面46a(一个面)上叠层,上部导电层25b在第二热电体47的上表面47a(一个面)上叠层。第一热电体46和第二热电体47是具有压电性和热电性的透明压电体,能够用与图2所示的第一热电体26和第二热电体27相同的材料形成。由于第一热电体46和第二热电体47具有压电性,因此具备压电元件结构体2Bb的触摸面板2能够检测对第一热电体46或第二热电体47的按压力。设上部导电层25a的电位、即第一热电体46的上表面46a的电位为Ve、上部导电层25b的电位、即第二热电体47的上表面47a的电位为Vf时,压电元件结构体2Bb将其电位差Ve-Vf作为电压信号对图1所示的压力检测部5输出。
换而言之,如图13(a)和(b)所示,触摸面板2从在第一热电体46的上表面46a(一个面)配置的电极Ee1和在第二热电体47的上表面47a(一个面)配置的电极Ef1输出电压信号。此外,电极Ee1、Ef1分别对应于图12所示的上部导电层25a、25b。另外,压电元件结构体2Bb也可以采用输出电流信号的结构。
另外,通过下部导电层28,在第一热电体46的下表面46b(另一个面)配置的电极Ee2与在第二热电体47的下表面47b(另一个面)配置的电极Ef2电连接。此外,电极Ee2对应于下部导电层28的第一热电体46上的部分,电极Ef2对应于下部导电层28的第二热电体47上的部分。
另外,如图13(a)和(b)所示,第一热电体46和第二热电体47配置为:第一热电体46的上表面46a(一个面)和第二热电体47的上表面47a(一个面)是在温度上升时产生正电荷(第一极性的电荷)、在温度下降时产生负电荷(第二极性的电荷)的面,第一热电体46的下表面46b(另一个面)和第二热电体47的下表面47b(另一个面)是在温度上升时产生负电荷、在温度下降时产生正电荷的面。另外,第一热电体46的下表面46b与第二热电体47的下表面47b电连接。
在温度上升时,如图13(a)所示,在第一热电体46的上表面46a和第二热电体47的上表面47a产生正电荷,在第一热电体46的下表面46b和第二热电体47的下表面47b产生负电荷。这里,第一热电体46与第二热电体47因相同的温度变化而产生的热电电压(热电体的一个面与另一个面的电位差)大致相等。因此,第一热电体46的上表面46a的电位(即电极Ee1的电位Ve)与第二热电体47的下表面47b的电位(即电极Ef1的电位Vf)大致相等。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
另外,在温度下降时,如图13(b)所示,在第一热电体46的上表面46a和第二热电体47的上表面47a产生负电荷,在第一热电体46的下表面46b和第二热电体47的下表面47b产生正电荷。此时,也与温度上升时同样,电极Ee1的电位Ve与电极Ef1的电位Vf大致相等。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
此外,对触摸面板2进行了触摸操作的情况下,如图14所示,在与触摸位置对应的第一热电体46或第二热电体47(图14中为第二热电体47)中因压电效应而产生电动势。因此,电位差Ve-Vf被作为电压信号输入至压力检测部5,压力检测部5能够基于该电压信号检测对触摸面板2的按压力。这里,温度变化引起的第一热电体46和第二热电体47的热电噪声如上所述被减少,因此能够根据电位差Ve-Vf基本正确地检测对第一热电体46或第二热电体47的按压力。这样,触摸面板2在环境温度变化的情况下也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体46或第二热电体47的按压力。
压电元件结构体2Bb中,并列地配置2个热电体,但也可以使2个热电体叠层。
图15是表示实施方式2的变形例的压电元件结构体2Bc的结构的截面图。压电元件结构体2Bc是图2所示的触摸面板2的压电元件结构体2B的一个变形例。压电元件结构体2Bc具备上部导电层25、下部导电层28、中间导电层29、第一热电体56和第二热电体57,按上部导电层25、第一热电体56、中间导电层29、第二热电体57、下部导电层28的顺序叠层。第一热电体56和第二热电体57是具有压电性和热电体的透明热电体,能够用与图2所示的第一热电体26和第二热电体27相同的材料形成。由于第一热电体56和第二热电体57具有压电性,因此具备压电元件结构体2Bc的触摸面板2能够检测对第一热电体56和/或第二热电体57的按压力。设上部导电层25的电位、即第一热电体56的上表面56a(一个面)的电位为Vg、下部导电层28的电位、即第二热电体57的下表面57b(一个面)的电位为Vh时,压电元件结构体2Bc将其电位差Vg-Vh作为电压信号对图1所示的压力检测部5输出。换而言之,如图16所示,触摸面板2从在第一热电体56的上表面56a(一个面)配置的电极Eg1和在第二热电体57的下表面57b(一个面)配置的电极Eh1输出电压信号。此外,电极Eg1和电极Eh1分别对应于图15所示的上部导电层25和下部导电层28。另外,压电元件结构体2Bc也可以采用输出电流信号的结构。
另外,通过中间导电层29,在第一热电体56的下表面56b(另一个面)配置的电极Eg2与在第二热电体57的上表面57a(另一个面)配置的电极Eh2电连接。此外,电极Eg2对应于中间导电层29的第一热电体56一侧的部分,电极Eh2对应于中间导电层29的第二热电体57一侧的部分。
另外,如图16和图17所示,第一热电体56和第二热电体57配置为:第一热电体56的上表面56a(一个面)和第二热电体57的下表面57b(一个面)是在温度上升时产生正电荷(第一极性的电荷)、在温度下降时产生负电荷(第二极性的电荷)的面,第一热电体56的下表面56b(另一个面)和第二热电体57的上表面57a(另一个面)是在温度上升时生成负电荷(第二极性的电荷)、在温度下降时生成正电荷的面。另外,在第一热电体56的下表面56b配置的电极与在第二热电体57的上表面57a配置的电极电连接。
温度下降时,如图16所示,在第一热电体56的上表面56a和第二热电体57的下表面57b产生正电荷,在第一热电体56的下表面56b和第二热电体57的上表面57a产生负电荷。这里,第一热电体56与第二热电体57因相同的温度变化而产生的热电电压大致相等。因此,第一热电体56的上表面56a与下表面56b的电位差和第二热电体57的上表面57a与下表面57b的电位差大致相等。另外,由于电极Eg2与电极Eh2电连接,第一热电体56的下表面56b与第二热电体57的上表面57a电位相等,因此第一热电体56的上表面56a的电位(即电极Eg1的电位Vg)与第二热电体57的下表面57b的电位(即电极Eh1的电位Vh)大致相等。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
另外,温度下降时,如图17所示,在第一热电体56的上表面56a和第二热电体57的下表面57b产生负电荷,在第一热电体56的下表面56b和第二热电体57的上表面57a产生正电荷。此时,与温度上升时同样,电极Eg1的电位Vg与电极Eh1的电位Vh大致相等。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
此外,对触摸面板2进行了触摸操作的情况下,如图18所示,第一热电体56和第二热电体57在同一方向上极化,在电极Eg1与电极Eh1之间产生电位差。由此,电位差Vg-Vh被作为电压信号输入至压力检测部5,压力检测部5能够基于该电压信号检测对触摸面板2的按压力。这里,温度变化引起的第一热电体56和第二热电体57的热电噪声如上所述被减少,因此电位差Vg-Vh主要与对第一热电体56和第二热电体57的按压力对应。这样,触摸面板2在环境温度变化的情况下也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体56和第二热电体57的按压力。
另外,本实施方式中,优选第一热电体与第二热电体因相同的温度变化而产生的热电电压相等。由此,在温度变化时,第一热电体的热电电压与第二热电体的热电电压大致完全抵消,因此能够大致消除第一热电体的一个面与第二热电体的一个面之间的电位差。由此,能够大致完全地消除热电噪声。
此外,在实用上,第一热电体与第二热电体因相同的温度变化而产生的热电电压也可以有若干差异。此时,在温度变化时,第一热电体的热电电压与第二热电体的热电电压部分抵消,因此,与第一热电体和第二热电体的两面的电位差相比,第一热电体的一个面与第二热电体的一个面之间的电位差(Ve-Vf或Vg-Vh)变小。由此,虽然不能完全消除热电噪声,但与现有结构相比,能够抑制热电噪声的影响。另外,第一热电体与第二热电体形状也可以不同。
另外,优选第一热电体和第二热电体具有同等水平的压电常数d33。另外,该第一热电体和第二热电体具有的同等水平的压电常数d33越低,则能够越大地减少因热电性产生的电信号,故而优选。具体而言,该第一热电体和第二热电体具有的压电常数d33都优选为25pC/N以下,更优选为20pC/N以下,进一步优选为8pC/N以下。
另外,为了在消除热电噪声的同时充分得到压电信号,优选使第一热电体和第二热电体的膜厚具有差异。具体而言,优选使第一热电体和第二热电体的膜厚的比为1.1倍以上,进一步优选为1.5倍以上,由此能够提高压电信号。
[实施方式3]
在上述实施方式1和2中,热电体与电极(导体层)直接叠层,在本实施方式中,对在热电体与电极之间设置了粘合剂或接合剂层的结构进行说明。此外,对于与在实施方式1和2中已说明的部件相同的部件,使用相同的符号,省略详细说明。
图19是表示实施方式3的压电元件结构体2B'的结构的截面图。压电元件结构体2B'是图2所示的触摸面板2的压电元件结构体2B的其它变形例。压电元件结构体2B'与压电元件结构体2Ba同样具备上部导电层25、第一热电体26、第二热电体27和下部导电层28。另外,压电元件结构体2B'具备4个粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2和2个保护层31、32。粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2分别设置在上部导电层25与第一热电体26之间、下部导电层28与第一热电体26之间、上部导电层25与第二热电体27之间、和下部导电层28与第二热电体27之间。换而言之,粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2分别设置在第一热电体26的一个面(上表面)与在该一个面(上表面)配置的电极之间、第一热电体26的另一个面(下表面)与在该另一个面(下表面)配置的电极之间、第二热电体27的一个面(上表面)与在该一个面(上表面)配置的电极之间、和第二热电体27的另一个面(下表面)与在该另一个面(下表面)配置的电极之间。
作为粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2,只要透明且能够使热电体与导电层接合即可,没有特别限定,可以是均匀的层,也可以是不均匀的层。粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2优选例如是丙烯酸类双面粘合片,也可以具有基材层。即,该粘合剂或接合剂层例如能够具有包括(1)由粘合剂或接合剂构成的层、(2)基材层、和(3)由粘合剂或接合剂构成的层的多层结构。该基材层只要是透明的膜即可,优选例如能够是聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚对苯硫醚、或聚酰胺酰亚胺的膜。
保护层31设置在上部导电层25的与第一热电体26和第二热电体27相反一侧的面,保护层32设置在下部导电层28的与第一热电体26和第二热电体27相反一侧的面。作为保护层31、32的例子,可以列举聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚对苯硫醚、聚酰胺酰亚胺等具有挠性的树脂片材等。
粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2也可以具有绝缘性。在这样的情况下,也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体26或第二热电体27的按压力。
此外,粘合剂或接合剂层的数量不限定于此,也可以是在上部导电层25与第一热电体26之间、下部导电层28与第一热电体26之间、上部导电层25与第二热电体27之间、和下部导电层28与第二热电体27之间的至少任一处部位设置了粘合剂或接合剂层的结构。即,可以将粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2中的至少任一个省略。
图20是表示图8所示的压电元件结构体2Ba的变形例的压电元件结构体2Ba'的结构的截面图。压电元件结构体2Ba'与压电元件结构体2Ba同样具备上部导电层25、下部导电层28、中间导电层29、第一热电体36和第二热电体37。另外,压电元件结构体2Ba'具备4个粘合剂或接合剂层Fc1、Fc2、Fd1、Fd2和2个保护层31、32。粘合剂或接合剂层Fc1、Fc2、Fd1、Fd2分别设置在上部导电层25与第一热电体36之间、第二热电体37与下部导电层28之间、第一热电体36与中间导电层29之间、和中间导电层29与第二热电体37之间。换而言之,粘合剂或接合剂层Fc1、Fc2、Fd1、Fd2分别设置在第一热电体36的一个面(上表面)与在该一个面(上表面)配置的电极之间、第二热电体37的一个面(下表面)与在该一个面(下表面)配置的电极之间、第一热电体36的另一个面(下表面)与在该另一个面(下表面)配置的电极之间、和第二热电体37的另一个面(上表面)与在该另一个面(上表面)配置的电极之间。
粘合剂或接合剂层Fc1、Fc2、Fd1、Fd2能够用与上述粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2相同的材料形成。另外,保护层31、32能够用与图19所示的保护层31、32相同的材料形成。
粘合剂或接合剂层Fc1、Fc2、Fd1、Fd2也可以具有绝缘性。在这样的情况下,也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体36和第二热电体37的按压力。
此外,粘合剂或接合剂层的数量不限定于此,也可以将粘合剂或接合剂层Fc1、Fc2、Fd1、Fd2中的至少任一个省略。
图21是表示图12所示的压电元件结构体2Bb的变形例的压电元件结构体2Bb'的结构的截面图。压电元件结构体2Bb'与压电元件结构体2Bb同样具备2个上部导电层25a、25b、第一热电体46和第二热电体47,另外,压电元件结构体2Bb'具备3个粘合剂或接合剂层Fe1、Fe2、Ff1。粘合剂或接合剂层Fe1、Ff1分别设置在上部导电层25a与第一热电体46之间和上部导电层25a与第二热电体47之间。换而言之,粘合剂或接合剂层Fe1、Ff1分别设置在第一热电体46的一个面(上表面)与在该一个面(上表面)配置的电极之间、和第二热电体的一个面(上表面)与在该一个面(上表面)配置的电极之间。另外,粘合剂或接合剂层Fe2设置在第一热电体46和第二热电体47的下部。即,压电元件结构体2Bb'是在图12所示的压电元件结构体2Bb中,进一步具备粘合剂或接合剂层Fe1、Ff1,且具备粘合剂或接合剂层Fe2代替下部导电层28的结构。粘合剂或接合剂层Fe1、Fe2、Ff1能够用与上述粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2相同的材料形成。
另外,也可以在上部导电层25a、25b上设置保护上部导电层25a、25b的保护层。该保护层能够用与图19所示的保护层31、32相同的材料形成。
粘合剂或接合剂层Fe1、Fe2、Ff1也可以具有绝缘性。在这样的情况下,也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体46或第二热电体47的按压力。
此外,粘合剂或接合剂层的数量不限定于此,也可以将粘合剂或接合剂层Fe1、Fe2、Ff1中的至少任一个省略。
图22是表示图15所示的压电元件结构体2Bc的变形例的压电元件结构体2Bc'的结构的截面图。压电元件结构体2Bc'与压电元件结构体2Bc同样具备上部导电层25、下部导电层28、中间导电层29、第一热电体56和第二热电体57。另外,压电元件结构体2Bc'具备4个粘合剂或接合剂层Fg1、Fg2、Fh1、Fh2和2个保护层31、32。粘合剂或接合剂层Fg1、Fg2、Fh1、Fh2分别设置在上部导电层25与第一热电体56之间、第一热电体56与中间导电层29之间、中间导电层29与第二热电体57之间、和第二热电体57与下部导电层28之间。换而言之,粘合剂或接合剂层Fg1、Fg2、Fh1、Fh2分别设置在第一热电体56的一个面(上表面)与在该一个面(上表面)配置的电极之间、第一热电体56的另一个面(下表面)与在该另一个面(下表面)配置的电极之间、第二热电体的一个面(下表面)与在该一个面(下表面)配置的电极之间、和第二热电体的另一个面(上表面)与在该另一个面(上表面)配置的电极之间。
粘合剂或接合剂层Fg1、Fg2、Fh1、Fh2能够用与上述粘合剂或接合剂层Fa1、Fa2、Fb1、Fb2相同的材料形成。另外,保护层31、32能够用与图19所示的保护层31、32相同的材料形成。
粘合剂或接合剂层Fg1、Fg2、Fh1、Fh2也可以具有绝缘性。在这样的情况下,也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体56和第二热电体57的按压力。
此外,粘合剂或接合剂层的数量不限定于此,也可以将粘合剂或接合剂层Fg1、Fg2、Fh1、Fh2中的至少任一个省略。
图23是表示压电元件结构体2Bc'的另一个变形例的压电元件结构体2Bc”的结构体的截面图。压电元件结构体2Bc”是在压电元件结构体2Bc'中设置了粘合剂或接合剂层Fi代替中间导电层29和粘合剂或接合剂层Fg2、Fh2而成的。即,压电元件结构体2Bc”是第一热电体56与第二热电体57以第一热电体56的另一个面(下表面)与第二热电体57的另一个面(上表面)对置的方式叠层、在第一热电体56的另一个面(下表面)与第二热电体57的另一个面(上表面)之间设置了粘合剂或接合剂层Fi的结构。此时,第一热电体56的另一个面与第二热电体57的另一个面绝缘。这样的结构中,也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体56和第二热电体57的按压力。
此外,粘合剂或接合剂层的数量不限定于此,也可以将粘合剂或接合剂层Fg1、Fh1、Fi中的至少任一个省略。
[附加事项]
本发明中的触摸面板只要具有热电体即可,能够使用电阻膜方式、静电电容方式等所有方式的触摸面板。
本发明不限定于上述实施方式,能够在权利要求所示的范围中进行各种变更,将实施方式中公开的技术手段适当组合得到的方式也包括在本发明的技术范围中。例如,上述实施方式中,说明了能够检测触摸面板中的触摸位置的触摸输入装置,但本发明不限定于此。检测对触摸面板的按压力但不检测触摸位置的触摸传感器等也包括在本发明的技术范围中。该触摸传感器能够用于电子设备(例如碰撞传感器、扫地机器人)。
另外,上述实施方式中,设置了第一热电体和第二热电体各1个,但也可以用多个热电体构成第一热电体和第二热电体的至少一方。
另外,上述实施方式中,用不同的结构体(触摸面板结构体、压电元件结构体)检测触摸位置和按压力,但也可以用1个结构体检测。例如,可以在X方向上延伸的多个电极与Y方向上延伸的多个电极之间,夹入构成为能够减少热电噪声的第一热电体与第二热电体的叠层体(例如图8、图15)。具体而言,可以在日本特开2010-026938号公报中公开的触摸面板100中,将压电体层3置换为本申请的实施方式中的第一热电体与第二热电体的叠层体。
用手指等按压本发明的触摸面板时,能够得到与片状的第一热电体和第二热电体的应变的经时变化相应的电信号,因此只要使用该触摸面板,就能够确定按压的有无、速度、大小(强弱)、或它们的变化、或者它们的组合。这里,按压的大小(即静压)能够用上述电信号的积分值确定。
采用本发明的触摸面板,能够减少因热电性产生的电信号,选择性地得到因压电性产生的电信号。
本发明的触摸面板能够用于电子设备(例如移动电话(例如智能手机)、便携信息终端(PDA)、平板PC、ATM、自动售票机、和数字化仪、触摸板、车辆导航系统、FA(工厂自动化)机器等的触摸面板显示器(触摸面板监视器))。该电子设备能够基于触摸位置、触摸按压力或其双方进行操作和动作(例如在绘图软件中,根据笔压改变屏幕上显示的线的粗细等操作)。
符号说明
1触摸输入装置
2触摸面板
2A触摸面板结构体
2B压电元件结构体
2B'压电元件结构体
2Ba压电元件结构体
2Ba'压电元件结构体
2Bb压电元件结构体
2Bb'压电元件结构体
2Bc压电元件结构体
2Bc'压电元件结构体
2Bc”压电元件结构体
3信号处理部
4位置检测部
5压力检测部
21保护膜
22密封件
23隔件
24保护膜
25上部导电层
25a上部导电层
25b上部导电层
26第一热电体
26a上表面(一个面)
26b下表面(另一个面)
27第二热电体
27a上表面(一个面)
27b下表面(另一个面)
28下部导电层
29中间导电层
36第一热电体
36a上表面(一个面)
36b下表面(另一个面)
37第二热电体
37a上表面(另一个面)
37b下表面(一个面)
46第一热电体
46a上表面(一个面)
46b下表面(另一个面)
47第二热电体
47a上表面(一个面)
47b下表面(另一个面)
56第一热电体
56a上表面(一个面)
56b下表面(另一个面)
57第二热电体
57a上表面(另一个面)
57b下表面(一个面)
Ea1、Ea2、Eb1、Eb2、Ec1、Ec2、Ed1、Ed2电极
Ee1、Ee2、Ef1、Ef2、Eg1、Eg2、Eh1、Eh2电极
Fa1、Fa2、Fb1、Fb2、Fc1、Fc2、Fd1、Fd2粘合剂或接合剂层
Fe1、Fe2、Ff1、Fg1、Fg2、Fh1、Fh2、Fi粘合剂或接合剂层

Claims (13)

1.一种触摸面板,其特征在于:
具备片状的第一热电体和第二热电体,能够检测对所述第一热电体和/或所述第二热电体的按压力,
所述第一热电体的一个面和所述第二热电体的另一个面是在温度上升时产生第一极性的电荷、在温度下降时产生与所述第一极性相反的第二极性的电荷的面,
所述第一热电体的另一个面和所述第二热电体的一个面是在温度上升时产生所述第二极性的电荷、在温度下降时产生所述第一极性的电荷的面,
在所述第一热电体的一个面配置的电极与在所述第二热电体的一个面配置的电极电连接,
在所述第一热电体的另一个面配置的电极与在所述第二热电体的另一个面配置的电极电连接。
2.一种触摸面板,其特征在于:
具备片状的第一热电体和第二热电体,能够检测对所述第一热电体和/或所述第二热电体的按压力,
所述第一热电体的一个面和所述第二热电体的一个面是在温度上升时产生第一极性的电荷、在温度下降时产生与所述第一极性相反的第二极性的电荷的面,
所述第一热电体的另一个面和所述第二热电体的另一个面是在温度上升时产生所述第二极性的电荷、在温度下降时产生所述第一极性的电荷的面,
在所述第一热电体的一个面和所述第二热电体的一个面配置有电极。
3.如权利要求2所述的触摸面板,其特征在于:
在所述第一热电体的另一个面配置的电极与在所述第二热电体的另一个面配置的电极电连接。
4.如权利要求3所述的触摸面板,其特征在于:
所述第一热电体与所述第二热电体以所述第一热电体的另一个面与所述第二热电体的另一个面对置的方式叠层;
在所述第一热电体的另一个面与所述第二热电体的另一个面之间设置有粘合剂或接合剂层。
5.如权利要求1~3中任一项所述的触摸面板,其特征在于:
所述第一热电体与所述第二热电体并列地配置。
6.如权利要求5所述的触摸面板,其特征在于:
具备多对相互相邻的1对包括所述第一热电体与所述第二热电体的热电体对。
7.如权利要求1~3中任一项所述的触摸面板,其特征在于:
所述第一热电体与所述第二热电体叠层。
8.如权利要求1~7中任一项所述的触摸面板,其特征在于:
所述第一热电体与所述第二热电体形状相同。
9.如权利要求1~8中任一项所述的触摸面板,其特征在于:
所述第一热电体和第二热电体是有机压电膜。
10.如权利要求9所述的触摸面板,其特征在于:
所述有机压电膜是偏氟乙烯类膜。
11.如权利要求9所述的触摸面板,其特征在于:
所述有机压电膜是偏氟乙烯/四氟乙烯共聚物膜。
12.一种触摸输入装置,其特征在于,具备:
权利要求1~11中任一项所述的触摸面板;和
压力检测部,其基于所述触摸面板输出的信号,检测对所述触摸面板的按压力。
13.一种电子设备,其特征在于:
具备权利要求1~11中任一项所述的触摸面板或者如权利要求12所述的触摸输入装置。
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