CN105793803A - 触摸传感器以及触摸面板装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供即使进行滑动输入的开关的配置面积小也能容易地感测静电电容变化的触摸传感器、和具有该触摸传感器的触摸面板装置。触摸面板装置11，其层叠地配置着设置有开关标识的触摸面板12、和设置有具有山状部15与山谷状部16并对应于开关标识的多个电极13的触摸传感器14，且能够通过在电极13的排列方向上的滑动操作来进行滑动输入，其中，沿滑动操作方向的假想线L与山谷状部16的谷底16a交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线L与山状部15的顶部15a交叉而形成的交叉角中构成电极13的内角的山侧内角A，且在电极13中设置有抬高山谷状部16的谷底16a的埋设部17。

Description

触摸传感器以及触摸面板装置

技术领域

本发明涉及可用指尖等接触进行滑动输入的触摸传感器以及触摸面板装置。

背景技术

在触摸面板装置中，公知的有静电电容式的触摸面板装置，其由表面侧显示开关画面的触摸面板、和设置有与该开关对应的多个电极的触摸传感器重叠配置而成。如果操作者用手指接触开关画面，则该接触部分中配置的电极的静电电容发生变化，进而控制器检测该静电电容变化。

在该触摸面板装置中，将多个电极排列地配置在直线上、曲线上或圆周上，并可通过用手指连续地对该电极接触来滑动输入，例如可改变机器的音量或风量等的强弱。作为这样的电极的形状，例如在日本特开昭56-001438号公报(专利文献1)中记载有在一个电极中具有两个称为手指单元的山状部的双峰电极形状。另外，在日本特开2011-204136号公报(专利文献2)中记载有在一个电极中具有一个山状部的单峰电极形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭56-001438号公报

专利文献2:日本特开2011-204136号公报

发明内容

发明要解决的问题

可滑动输入的触摸面板装置随着安装有触摸面板装置的电子设备的小型化以及触摸面板装置本身的小型化的发展，进行滑动输入的开关的配置面积逐渐变小。其结果，构成开关的单个电极的面积也变小，从而滑动手指时的静电电容的变化的感测将变得困难。因此，要求在不改变滑动开关所占的外缘位置、和构成该滑动开关的单个电极的数量的情况下来容易地感测静电电容的变化。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明提供触摸面板装置，其层叠配置着设置有开关标识的触摸面板、和设置有具有山状部与山谷状部并对应于开关标识的多个电极的触摸传感器，且可通过在电极的排列方向上的滑动操作来进行滑动输入，其特征在于，沿滑动操作方向的假想线与山谷状部的谷底交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线与山状部的顶部交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A。

由于设置有开关标识的触摸面板、和设置有具有山状部与山谷状部并对应于开关标识的多个电极的触摸传感器是层叠关系，从而触摸面板和触摸传感器可分别制造，并在制造触摸面板装置时组装两者。因此，触摸面板和触摸传感器可以由不同的生产线来制造。

由于触摸传感器设置有具有山状部与山谷状部并对应于开关标识的多个电极，因此触摸面板装置可通过在电极的排列方向上的滑动操作来进行滑动输入。

由于采用了如下形状的电极，即：沿滑动操作方向的假想线与山谷状部的谷底交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线与山状部的顶部交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A，从而与不具备这样的条件的情形相比，可在使滑动开关所占的外缘的大小、即滑动开关所占的大小为一定的同时，增大单个电极的面积。因此，容易感测静电电容变化。

在电极中，可设置抬高山谷状部的谷底的埋设部。由于电极中设置有抬高山谷状部的谷底的埋设部，从而可增大单个电极的占有面积，另外可缩短从相邻电极的顶部的滑动操作方向的距离。因此，能增大感测静电电容变化，使高灵敏度的检测成为可能。

在形成电极的山状部或山谷状部的外缘处可设置填补部，所述填补部缩短从相邻电极的山状部的顶部的滑动操作方向的距离。由于在形成电极的山状部或山谷状部的外缘设置有缩短从相邻电极的顶部的滑动操作方向的距离的填补部，从而也可缩短在电极的端部处的电极间的距离，当从电极中心偏离而在电极端部进行滑动操作时也能容易地感测静电电容变化。

作为一个实施方式，即沿滑动操作方向的假想线与山谷状部的谷底交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线与山状部的顶部交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A的实施方式，谷侧外角B可以大致为直角。由于谷侧外角B大致为直角，因此可缩短从相邻电极的顶部的距离。另外，可设置所述埋设部。

触摸面板和触摸传感器可用相同的树脂膜形成并一体化。由于触摸面板和触摸传感器用相同的树脂膜形成并一体化，从而触摸面板和触摸传感器可用一个部件形成，可削减材料费。另外，不会产生当触摸面板和触摸传感器分别制造而组装两者时的位置校准问题，使触摸面板装置的制造容易。

进而，本发明还提供触摸传感器，其设置有具有山状部与山谷状部的多个电极，并能通过在所述多个电极的排列方向上的滑动操作来进行滑动输入，其特征在于，沿滑动操作方向的假想线与山谷状部的谷底交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线与山状部的顶部交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A。

由于触摸传感器设置有具有山状部与山谷状部并对应于开关标识的多个电极，因此能通过在电极的排列方向上的滑动操作来进行滑动输入。

另外，由于采用了如下形状的电极，即：沿滑动操作方向的假想线与山谷状部的谷底交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线与山状部的顶部交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A大，从而与不具备这样的条件的情形相比，能在使滑动开关所占的外缘的大小、即滑动开关所占的大小一定的同时，增加单个电极的面积。因此，容易感测静电电容变化。

发明的效果

本发明的触摸传感器或触摸面板装置容易感测静电电容的变化。

另外，本发明的触摸传感器或触摸面板装置可高灵敏度地感测手指等的接触带来的静电电容变化。

附图说明

图1是一个实施例的触摸面板装置的剖面分解示意图。

图2是图1的触摸面板的俯视图。

图3是图1的触摸传感器的俯视图。

图4是表示图1的触摸传感器所具有的电极的局部放大俯视图。

图5是图1的一个电极的放大俯视图。

图6是和图5的电极作对比的、已知电极的放大俯视图。

图7是说明从图5和图6的电极的端部到配线的距离的说明图。

图8是表示图5所示的电极的变形例的放大俯视图。

图9是表示图5所示的电极的另一个变形例的放大俯视图。

图10是表示另一个实施例的电极的、相当于图4的俯视图。

图11是图10的一个电极的放大俯视图。

图12是和图10的电极作对比的已知电极的、相当于图10的俯视图。

图13是说明从图11和图12的电极的端部到配线的距离的说明图。

图14是表示又一个实施例的电极的、相当于图4的俯视图。

图15是图14的一个电极的放大俯视图。

图16是和图14的电极作对比的已知电极的、相当于图10的俯视图。

图17是表示再又一个实施例的电极的俯视图。

图18是表示图17所示的电极的变形例的俯视图。

符号说明

3、3a、3b电极

4、4a、4b触摸传感器

5山状部

6山谷状部

6a谷底

11触摸面板装置

12触摸面板

12a滑动开关输入部

12b树脂膜

12c触摸开关输入部

13、23、33、43、53、63、73电极

13a上部

13b下部

14、44、54、64、74触摸传感器

14b树脂膜

14c配线

14d连接器单元

14e触摸开关用电极

15、45、55、65、75山状部

15a、45a、55a、65a、75a顶部

15b、45b、55b、65b、75b外缘

16、23、36、46、56、66、76山谷状部

16a、26a、36a、46a、56a、66a、76a谷底

16b、26b、36b、46b、56b、66b、76b外缘

16c、26c、36c、46c、56c、66c、76c虚拟谷底

17、27、37、47、57、67、77埋设部

A山侧内角

B谷侧外角

C1～C4端部

D1～D3距离

R1～R13距离

S支承面板

P电路基板

F壳体

L假想线

具体实施例

基于实施例对本发明作进一步详细说明。在以下的各实施例中，对相同部位赋予相同符号，并省略重复性的说明。另外，对于相同的材质、制造方法、作用效果等也省略重复性的说明。

第一实施例(图1～图5)：

本实施例的触摸面板装置11具备设置有开关标识的触摸面板12、和设置有与该开关标识对应的多个电极13的触摸传感器14，且根据需要与电路基板P或支承面板S等组装于壳体F而构成。图1表示的是触摸面板装置11的构成。

触摸面板12是显示用于使操作者进行开关操作的操作画面的部件，具有至少印刷有进行滑动输入的滑动开关输入部(开关标识)12a的薄的树脂膜部分。只要具有这样的树脂膜部分，则如图2所示，用薄的、有定形性的树脂膜12b来形成触摸面板12整体即可，而用有厚度的树脂材料来形成除了滑动开关输入部12a以外的部分即可。

另外，在触摸面板12的表面除了设置滑动开关输入部12a以外，也可设置有进行单纯指定功能的开和关的、或进行模式切换的多个触摸开关输入部12c。

如图3所示，触摸传感器14是在树脂膜14b上并列地配置有与滑动输入对应的多个电极13的部件。所述各电极13上连接着配线14c，且连接于树脂膜14b的端部处所具有的连接器单元14d。

且，当设置有触摸开关时，具有与其对应的触摸开关用电极14e。

将电极13的排列状态示于图4。各电极13通过间隙在滑动操作方向上连续地配置，一个电极13具有包含向该电极13的外部突出的一个顶部15a的山状部15、和包含向内部凹进的谷底16a的山谷状部16。进而，两个电极13相邻的方式为：该一个电极13与相邻的电极13之间，山状部15和山谷状部16相对，且和一个电极13的山谷状部16相邻的电极13的山状部15进入该山谷状部16。

图5放大地示出一个电极13。在电极13中设置有抬高山谷状部16的谷底16a的埋设部17。该埋设部17形成为埋设有虚拟谷底16c的状态，且从虚拟谷底16c抬高至谷底16a的位置，所述虚拟谷底16c通过使形成山谷状部16的电极13的外缘16b中构成最大倾斜角度的切线向内部延长而形成。

再来看沿滑动操作方向的假想线L。如图5所示，在该假想线L和山谷状部16的谷底16a中央交叉而形成的交叉角中构成电极13的外角的谷侧外角B大于在该假想线L和山状部15的顶部15a交叉而形成的交叉角中构成电极13的内角的山侧内角A。即，山侧内角A为锐角，相对地，谷侧外角B大致为90度，谷侧外角B＞山侧内角A的关系成立。

由于这样地设置埋设部17，使得谷侧外角B＞山侧内角A，因此能扩大单个电极13的面积，增大静电电容的变化量。

如图4所示，将电极13间的距离设为：一个电极13的山状部15的外缘15b与相邻电极13的山谷状部16的外缘16b间的距离D1、一个电极13的上部13a(或下部13b)与相邻电极13的上部13a(或下部13b)间的距离D2、一个电极13的顶部15a和相邻电极的谷底16a间的距离D3。如此，电极13间的距离D1、D2或D3优选为0.5mm～2.0mm。这是由于如果比0.5mm小，则难以印刷形成，如果比2.0mm大，则难以感测手指等的连续操作。

另一方面，图6中示出的是不含埋设部17的已知类型的电极3。在该已知类型的电极3中，假想线L和山谷状部6的交叉角中构成电极3的外角的谷侧外角B大致与该假想线L和山状部5的交叉角中构成电极3的内角的山侧内角A相等。因此，无法增大静电电容的变化量。

另外，在电极3间的距离D1、D2或D3中，尤其是谷底6a处的电极3间的距离D3、电极3间的端部的距离D2变大，从而难以进行静电电容变化的感测。

另外，由于从各电极13的上部13a或下部13b引出的配线14c缩短了从山状部15的端部到配线14c的导通距离，因此能增大感测静电电容变化。具体参照图7来进行说明，在已知类型的电极3中，从其端部C1到配线14c的最短距离为R1，在电极13中，从端部C1到配线14c的最短距离也为相同的R1。然而，从电极3的端部C2到配线14c的最短距离为R2+R3+R4，相对地，从电极13的端部C2到配线14c的最短距离为R2+R5，从电极13的端部C2到配线14c的最短距离更短。从而，能增大感测静电电容变化。

图8以及图9中示出的是电极13的变形例。

在图8所示的电极23中，山谷状部26中设置有凹曲线状的外缘26b。在该电极23形状中，谷侧外角B＞山侧内角A的关系也成立。其原因在于，山谷状部26的谷底26a处的外缘26b的切线与假想线L垂直相交，从而谷侧外角B比山侧内角A大是显而易见的，且虽然随着离开该谷底26a而外缘26b的切线和假想线L的交叉角变小，但其总是比山侧内角A大。而且，以具有对虚拟谷底26c进行了抬高的谷底26a的方式形成有埋设部27，所述虚拟谷底26c是使在形成山谷状部26的电极23的外缘26b中构成最大倾斜角度的切线向内部延长而形成的虚拟谷底26c。

在图9所示的电极33中，山谷状部36中设置有具有凸曲线状轮廓的凸部。在该电极33中，沿着滑动操作方向的假想线L与山谷状部36交叉而形成的交叉角中构成电极33的外角的谷侧外角B也大于该假想线L与山状部15的顶部15a交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A。

另外，以具有对虚拟谷底36c进行了抬高的谷底36a的方式形成有埋设部37，所述虚拟谷底36c是使在形成山谷状部36的外缘36b中构成最大倾斜角度的切线向内部延长而形成的虚拟谷底36c。

触摸面板12中所用的树脂膜12b、或触摸传感器14中所用的树脂膜14b可使用聚对苯二甲酸乙酯、聚碳酸酯或聚氨酯等的透明的树脂膜，电极13、23、33可用导电油墨印刷形成。配线14c也可用导电油墨或银浆来形成。

触摸面板12和触摸传感器14可在与壳体F组装时，位置校准后进行层叠，也可事先用粘合胶带或粘合剂对两者进行粘附。

且，在本实施例中，虽然触摸面板12和触摸传感器14分别形成于不同的树脂膜，但也可用一个部件来形成触摸面板12和触摸传感器14，比如在一张树脂膜上形成电极13、23、33，并通过与其层叠后的透明树脂层来印刷形成滑动输入部12a等。

这样的触摸传感器13可通过连接器单元14d而与IC芯片等的一些分析电路单元(未图示)相连来使用。

第二实施例(图10、图11)：

本实施例的触摸传感器44与上述实施例所示的触摸传感器14相比，电极形状不同。将触摸传感器44中设置的电极43的排列状态示于图10，另外将一个电极43的放大俯视图示于图11。在电极43中，一个电极43中分别设置有多个山状部45和山谷状部46。因此，山状部45和山谷状部46呈连续显露状，山状部45的外缘45b和山谷状部46的外缘46b具有同样的部分。

通过形成这样的电极43的形状，从而即使当由手指等的滑动操作从电极43中心向上下偏离而进行时，也能良好地感测滑动输入。

电极43与上述实施例所示的电极13相同，山谷状部46与沿着滑动操作方向的假想线L的交叉角中构成电极43的外角的谷侧外角B大于山状部45与假想线L的交叉角中构成电极43的内角的山侧内角A。即，设置有抬高山谷状部46的谷底46a的埋设部47。由此，缩短了作为电极43间的间隔的、山状部45的顶部45a和山谷状部46的谷底46a间的距离D3，扩大了单个电极43的面积，增大了静电电容的变化量。

另外，在本实施例中，在形成一个电极43的山状部45或山谷状部46的外缘45b、46b处，设置有填补部48，所述填补部48缩短从与该一个电极43相邻的另一个电极43的顶部45a的滑动操作方向的距离D2。

通过设置填补部48，从而缩短了电极43的端部处的电极43间的距离D2，另外扩大了单个电极43的面积，增大了静电电容的变化量。

图12中示出的是已知类型的触摸传感器4a所提供的电极3a，可知单个电极43的面积大于单个电极3a的面积。另外可知，电极43间的距离D2、D3也更短。

另外，由于从各电极43的上部13a或下部13b引出的配线14c缩短了从山状部45的端部到配线14c的导通距离，因此可增大感测静电电容变化。具体参照图13进行说明，在已知类型的电极4a中，从其端部C3到配线14c的最短距离为R6+R7+R8+R9，相对地，从电极43的端部C3到配线14c的最短距离为R6+R10，电极43一方的最短距离更短。另外，如果对从另一个端部C4到配线14c的最短距离进行比较，则已知类型的电极4a中为R11+R12+R13+R8+R9，相对地，电极43中为R11+R14。因此可知，电极43一方，从端部C4到配线14c的距离也更短。从而，在电极43中，能增大感测静电电容变化。

第三实施例(图14、图15)：

本实施例的触摸传感器54与上述实施例所示的触摸传感器44相比，电极形状不同。将触摸传感器54中设置的电极53的排列状态示于图14，另外将一个电极53的放大俯视图示于图15。

在该电极53中，单个电极53的山状部55以及山谷状部56的外缘55b、56b呈锐利的耸立状，且相邻电极53间呈互相大幅度的进入状。另外，与图8所示的电极23相同，埋设部57的表面形状中具有凹曲线状的底部56a。

在电极53中，山谷状部56与沿滑动操作方向的假想线L的交叉角中构成电极53的外角的谷侧外角B也大于山状部55与假想线L的交叉角中构成电极53的内角的山侧内角A。且，设置有抬高山谷状部56的谷底56a的埋设部57。进而，在形成电极53的山状部55或山谷状部56的外缘55b、56b处，设置有填补部58，所述填补部58缩短从相邻电极53的顶部55a的滑动操作方向的距离D2。

通过设置这样的埋设部57，从而缩短了山状部55的顶部55a和山谷状部56的谷底56a间的距离D3，另外，通过设置填补部58，能缩短在电极53的端部处的电极53间的距离D2。且，扩大了单个电极53的面积，增大了静电电容的变化量。

图16表示的是已知类型的触摸传感器4b所提供的电极3b，与该已知类型的电极3b相比，在电极53中，相邻电极53间的距离D2，D3更短，由于电极53间的干涉大，从而在进行滑动操作时的静电电容变化能更连续地改变。

第四实施例(图17)：

在目前为止的实施例中，示出的是在直线上配置单个电极而进行直线上的滑动操作的触摸传感器，但也可以是在圆内配置单个电极而进行旋转操作的触摸传感器64。

将该触摸传感器64示于图17。此时，山谷状部66的谷侧外角B也大于山状部65的山侧内角A。即，通过具有在电极63的连续方向(滑动操作方向)上直行的轮廓形状的谷底66a而形成埋设部67，扩大了电极67的形状。由此，缩短了作为电极63间的间隔的、山状部65的顶部65a和山谷状部66的谷底65a间的距离D3。

作为这样的触摸传感器64也能扩大单个电极63的面积，增大静电电容的变化量

图18中表示的是作为电极63的变形例的、设置有电极73的例子。在图18所示的触摸传感器74中，由于在其电极73中也满足谷侧外角B＞山侧内角A，并设置有埋设部77，从而扩大了单个电极73的面积，增大了静电电容的变化量。

上述实施例是本发明的一个例子，本发明并不限于这样的形态，只要在不违反本发明的技术构思的限度内，就包含各部件的形状、材质、制造方法等的变化形态。

Claims (6)

1.触摸面板装置，其层叠地配置着设置有开关标识的触摸面板、和设置有具有山状部与山谷状部并对应于开关标识的多个电极的触摸传感器，且能通过在电极的排列方向上滑动操作进行滑动输入，其特征在于，

沿滑动操作方向的假想线与山谷状部的谷底交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线与山状部的顶部交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A。

2.如权利要求1所述的触摸面板装置，其特征在于，所述电极中设置有抬高山谷状部的谷底的埋设部。

3.如权利要求1或2所述的触摸面板装置，其特征在于，在形成所述电极的山状部或山谷状部的外缘处设置有填补部，所述填补部缩短从相邻电极的所述顶部的滑动操作方向的距离。

4.如权利要求1～3中任一项所述的触摸面板装置，其特征在于，所述谷侧外角B大致为直角。

5.如权利要求1～4中任一项所述的触摸面板装置，其特征在于，触摸面板和触摸传感器由相同的树脂膜形成并一体化。

6.触摸传感器，其设置有具有山状部和山谷状部的多个电极，且能够通过在所述多个电极的排列方向上的滑动操作来进行滑动输入，其特征在于，

沿滑动操作方向的假想线与山谷状部的谷底交叉而形成的交叉角中构成电极外角的谷侧外角B大于该假想线与山状部的顶部交叉而形成的交叉角中构成电极内角的山侧内角A。