CN107544704A - 触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备 - Google Patents

触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107544704A
CN107544704A CN201710456186.5A CN201710456186A CN107544704A CN 107544704 A CN107544704 A CN 107544704A CN 201710456186 A CN201710456186 A CN 201710456186A CN 107544704 A CN107544704 A CN 107544704A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tactile cue
dielectric film
electrode
driving electrodes
tactile
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.)
Granted
Application number
CN201710456186.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107544704B (zh
Inventor
杉本大辅
芳贺浩史
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.)
Tianma Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
NLT Technologeies 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 NLT Technologeies Ltd filed Critical NLT Technologeies Ltd
Publication of CN107544704A publication Critical patent/CN107544704A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107544704B publication Critical patent/CN107544704B/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
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • 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
    • 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
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

本发明提供了一种触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备。触觉提示面板包括：支承基板；驱动电极，所述驱动电极位于所述支承基板上；第一绝缘膜，所述第一绝缘膜位于所述支承基板上并覆盖所述驱动电极；多个浮动电极，所述多个浮动电极相互电气独立并配置于所述第一绝缘膜上；以及第二绝缘膜，所述第二绝缘膜覆盖所述多个浮动电极。

Description

触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备
技术领域
本申请涉及触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备。
背景技术
近来，具有大量安装有触摸面板的信息装置。触摸面板可直接检测人体(例如，手指)的操作位置而将该位置用于输入，并且对于使用者的使用性的提高是有效的。目前，存在采用提示触觉感知、压力或振动的感觉(以下，称作“触觉”)的技术的触摸面板。为了将物体表面的纹理感提示为触觉，例如，使用在面板表面上产生的静电力。其中的静电力通过隔着绝缘膜彼此相对的人体和电极之间形成的电容耦合而产生。
这种技术的例子包括美国专利申请No.2014/0266648的公开中记载的触觉提示装置。该触觉提示装置具有从下层侧到人体触摸的上层侧依次层叠有被直接施加信号电压的导电体、绝缘层、半导体层、以及表面绝缘层的结构，通过半导体层和人体之间形成的电容耦合使使用者感知触觉。
但是，用于触觉提示的面板的表面可能在使用过程中损坏，导致可在深度方向生长而达到电极的伤痕。
而且，例如，水等导电性的杂质可能侵入伤痕内。在美国专利申请No.2014/0266648的公开中记载的示例中，导电性的杂质可能侵入从表面绝缘层的表面延伸至半导体层的伤痕内。
但是，很难从表面侧，目视识别伤痕的深度和内部状态。因此，使用者可能继续使用具有加重的伤痕的面板。在使用这种状态的面板的情况下，当使用者触摸具有伤痕的部分时，电极中累积的电荷可能经由杂质漏出到人体。此时流动的电荷在下文中称作“漏电流”。
即使漏电流流动，如果其大小充分低，则人体也不会受影响。但是，美国专利申请No.2014/0266648的公开中记载的触觉提示装置未示出减小该电流的必要性或机构。例如，在半导体层中累积与在导电体和半导体层之间形成的电容器的静电电容的大小成比例的电荷，但是静电电容的大小与半导体层的面积成比例。
同时，美国专利申请No.2014/0266648的公开中记载的触觉提示装置中使用的半导体层的面积与使用者用于操作的操作区域的大小基本上相同。因此，在半导体层和导电体之间形成的电容器的静电电容的大小必须取大值，导致难以抑制漏电流的大小。
发明内容
因此，本发明提供触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备，其能够抑制经由形成在操作面上的伤痕流入人体中的任何可能的漏电流的大小。
为了解决上述问题，根据本发明的触觉提示面板包括：支承基板；位于所述支承基板上的驱动电极；位于所述支承基板上并覆盖所述驱动电极的第一绝缘膜；配置于所述第一绝缘膜上并相互电气独立的多个浮动电极；以及覆盖所述多个浮动电极的第二绝缘膜。
根据本发明，即使漏电流经过形成于操作面上的伤痕流入人体中，也可以抑制其大小。
附图说明
图1是示出根据实施例1的触觉提示装置的示意性结构的剖视图(与图2的沿I－I的位置相对应)；
图2是从表面侧上的绝缘膜侧观察的排列有浮动电极的示例的俯视图；
图3示意性示出导电性杂质侵入到达浮动电极的伤痕中的状态下的使用；
图4示出杂质与最大数量的浮动电极接触的情况下的位置关系；
图5A示出用于仿真的比较例1的剖面结构；
图5B示出用于仿真的实施例1的剖面结构；
图6是示出根据实施例1的人体与浮动电极之间的接触模型的透视立体图；
图7A是示出针对人体的不同的状态获得的仿真结果的图；
图7B是示出人体具有干燥手指的情况下获得的仿真结果的图；
图8是示出根据实施例2的触觉提示装置的示意性结构的剖视图(与图9中沿VIII－VIII的位置相对应)；
图9是从表面侧的绝缘膜侧观察的根据实施例2的驱动电极的结构例的俯视图；
图10是图9中由附图标记X表示的驱动电极的一部分的放大图；
图11是示出根据实施例2的菱形电极和浮动电极之间的关联的透视立体图；
图12示意性示出导电性杂质侵入到达浮动电极的伤痕中的状态下的使用；
图13示出杂质与最大数量的浮动电极接触的情况下的位置关系；
图14A示出用于仿真的比较例2的剖面结构；
图14B示出用于仿真的实施例2的剖面结构；
图15A是示出对人体的不同的状态获得的仿真结果的图；
图15B是示出人体具有干燥手指的情况下获得的仿真结果的图；
图16是示出根据实施例3的驱动电极的示意性结构的剖视图；
图17是示出根据实施例4的驱动电极的示意性结构的剖视图；以及
图18示出安装有触觉提示装置的电子设备的外观的示例。
具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的实施方式。可理解的是，下述的实施方式仅是属于本发明的范围的示例。
[实施例1]
图1示出根据实施例1的触觉提示装置1的示意性结构。触觉提示装置1配置有触觉提示面板2和信号电源3。触觉提示面板2由从信号电源3施加的驱动信号(例如，由电压信号)驱动，从而允许将面板表面用作操作区域的使用者感知触觉。在本实施例中，假定信号电源3与触觉提示面板2进行外部连接。但是，信号电源3也可以与触觉提示面板2集成在一起。
触觉提示面板2由支承基板11、驱动电极12、第一绝缘膜13、多个浮动电极14、以及第二绝缘膜15构成。在支承基板11的上表面，从下层侧到人体触摸的上层侧依所示出的次序层叠驱动电极12、第一绝缘膜13、浮动电极14以及第二绝缘膜15。对各部件，使用已知的材料，其将在下文进行描述。要注意，在需要透过触觉提示装置1视觉识别字符、图像、视频以及其他信息的情况下，构成触觉提示面板2的各部件期望由透明材料制成。如果不需要透过触觉提示装置1视觉识别信息，则构成触觉提示面板2的各部件可由不透明的材料制成。
驱动电极12是具有与支承基板11基本上相同的面积的单个电极。第一绝缘膜13形成于支承基板11的上表面上，并且配置为覆盖驱动电极12的整个表面。根据本实施例，对第一绝缘膜13使用丙烯酸树脂。根据本实施例，第一绝缘膜13的膜厚D1为5μm。可理解的是，该数值仅是示例。
图2是从第二绝缘膜15侧观察浮动电极14的俯视图。在第一绝缘膜13的上表面上配置有相互电气独立的多个浮动电极14。根据本实施例，如图2所示，浮动电极14以二维阵列配置。可理解的是，图2中所示的浮动电极14的阵列仅是示例。如图1所示，各浮动电极14和与其对置的驱动电极12形成电容器，并通过与驱动电极12的电容耦合而感应电压。由各浮动电极14和驱动电极12形成的电容器的静电电容由浮动电极14的面积决定。
根据本实施例，如图2所示，多个浮动电极14均具有相同形状和相同面积。但是，浮动电极14可具有不同的形状和不同的面积。根据本实施例，假定第二绝缘膜15上产生的伤痕的形状为直径3mm的大致圆柱形。
在此，容纳伤痕的浮动电极14最小的形状对应于一边为3mm的正方形。因此，在本实施例中，将浮动电极14设置为每边为3mm的正方形。在此，浮动电极14的面积为9mm2。可以理解的是，各浮动电极14的形状或面积仅仅是示例，可根据假定的伤痕的形状或尺寸来确定。根据本实施例，相邻的浮动电极14以彼此之间具有0.5mm的间隙配置在平面中。
如图1所示，在多个浮动电极14的上表面上，配置有覆盖这些电极14的第二绝缘膜15。第二绝缘膜15也用作被使用者直接接触的操作面，防止人体4与浮动电极14进行接触。根据本实施例，例如，对第二绝缘膜15使用丙烯酸树脂。另外，第二绝缘膜15的膜厚D2为5μm。可理解的是，该数值仅仅是示例。根据本实施例，第一绝缘膜13的膜厚D1与第二绝缘膜15的膜厚D2相同。但是，第二绝缘膜15的膜厚D2不一定与第一绝缘膜13的膜厚D1相同。
接着，将对使用根据本实施例的触觉提示装置1的示例进行说明。在第二绝缘膜15不具有伤痕的情况下，或者即使有伤痕，该伤痕也未达到浮动电极14的情况下，当人体4的一部分接触第二绝缘膜15时，关于接触位置，在人体4与隔着第二绝缘膜15与人体4对置的一个或多个浮动电极14之间形成电容器，这引起依据由浮动电极14感应的电压的大小的静电力作用于人体4。
根据本实施例，对驱动电极12施加100Hz，作为信号频率。该信号频率满足使用者可感知触觉的范围(5Hz-500Hz)(参照日本专利申请特开No.2015－97076号)。因此，使用者可将静电力的变化感知为触觉。
图3示出了在第二绝缘膜15中产生到达浮动电极14的伤痕并且水等导电性的杂质20进入伤痕内部的状态。如前所述，本实施例假定形成有具有直径3mm的大致圆柱形的伤痕。该情况下，如图4所示，杂质20最多与四个浮动电极14电接触。在图4中，a及b分别表示浮动电极14的各边的长度，而c表示杂质20的直径。在本实施例中，a、b及c分别为3mm。此时，当人体4接触杂质20时，在与四个浮动电极14的总面积(36mm2)相对应的电容器中累积的电荷作为漏电流I，流入人体4中。但是，漏电流I与在具有相当于36mm2的面积的电极中累积的电荷量相等，并且与未采取针对漏电流I的任何对策的触觉提示装置相比，小得多。
下面将对可能流入根据本实施例的触觉提示装置1中的漏电流和可能流入未采取任何对策的触觉提示装置中的漏电流之间的大小差异的仿真结果进行说明。首先，图5A和图5B示出了用于仿真的模型的结构例。图5A示出对漏电流未采取任何对策的比较例1的剖面结构。图5B示出本实施例的剖面结构。要注意，图5B所示的剖面结构对应于图6所示的结构。图6示出了从斜上方观察触觉提示装置1的透视图。
在图5A和图5B中，第一绝缘膜13的厚度D1和第二绝缘膜15的厚度D2均为5μm。在此，假定伤痕具有直径3mm的圆柱形，并且杂质20进入其中。人体4的阻抗由Z表示。可将真空的介电常数ε0计算为8.85×10-12F/m，将各绝缘膜的相对介电常数ε假设为3.0。在图5A的情况下，150V/100Hz的驱动信号施加于驱动电极12。另一方面，在图5B的情况下，184V/100Hz的驱动信号施加于驱动电极12。
如上所述，本实施例中的浮动电极14具有每边为3mm的正方形。因此，根据图5B所示的本实施例，如图6所示，杂质20最多与四个浮动电极14接触。因此，人体4经由杂质20接触的电极的最大面积为36mm2。另一方面，在图5A所示的比较例1中，手指经由杂质20接触的面积对应于驱动电极12的总面积。
本实施例与比较例1之间，绝缘膜的厚度不同。因此，如果本实施例和比较例1中的装置由相同大小的信号电压驱动，则在面板表面上可感知的触觉的强度产生差异。因此，在仿真中，在本实施例中施加184V的信号电压，以符合比较例1中的面板表面上感知的触觉的强度。
图7A和7B示出仿真的结果。图7B是图7A的一部分的放大图。针对三种模式执行本仿真，这三种模式包括：[1]与面板表面接触的人体4的一部分干燥并且不与GND接触的情况；[2]人体4的一部分干燥并且与GND接触的情况；[3]人体4的全部被水润湿并且与GND接触的情况。图中，框线条表示针对未采取减小漏电流的对策的触觉提示面板(比较例1)的漏电流I1的大小，而阴影条表示针对采取了减小漏电流的对策的触觉提示面板(实施例1)的漏电流12的大小。要注意，将人可感知的电流值称作“最小感知电流”。最小感知电流通常如图7A中虚线所示，视为1mA(“关于电击的基础事实和过去30年间的死亡事故统计”(“BasicFacts about Electric Shocks and Fatal Accident Statistics for the Last30Years”)，劳动安全和卫生的国家研究所，2009，p14，1.2.1)。
在与面板表面接触的人体的一部分干燥并且与GND接触[2]的情况下，如图7A所示，未采取减小漏电流的对策的比较例1中，漏电流I1的大小为2.53mA，而在采取减小漏电流的对策的本实施例中，漏电流I2的大小减小到22.1μA。在全身被水润湿并与GND接触[3]的情况下，比较例1中，漏电流I1的大小为300mA，而在本实施例中，漏电流I2的大小减小到22.1μA。在干燥手指的情况下，如图7B的放大图所示，在比较例1中，漏电流I1的大小为9.42μA，在本实施例中，漏电流I2的大小减小到7.60μA。
由图7A和图7B可清楚地看出，在[1]至[3]的任一情况下，根据本实施例的触觉提示装置1中的漏电流I2小于比较例1中的漏电流I1。而且，漏电流I2的大小比最小感知电流小得多。具体地，在[2]和[3]的情况下，与比较例1相对应的漏电流I1超过最小感知电流，而与本实施例相对应的漏电流I2大幅减小到低于最小感知电流。根据该仿真结果，通过使用采用本实施例中提出的结构的触觉提示装置1，即使在第二绝缘膜15上产生伤痕并且导电性杂质20进入伤痕中，也可将漏电流减小到安全水平，防止使用者感知漏电流。
[实施例2]
图8示出根据实施例2的触觉提示装置101的示意性结构。图8中，与图1中的部件相对应的部件将由相同的附图标记表示。图8示出沿下述的图9的VIII－VIII截取的位置上的剖面结构。触觉提示装置101的基本结构与根据实施例1的触觉提示装置1的基本结构相同。不同之处在于，构成触觉提示面板102的驱动电极112分成多个电极。
图9示出本实施例中采用的驱动电极112的结构的俯视图。驱动电极112由在支承基板11上的沿第一方向(X方向)延伸的多个X电极112A、以及同样地在支承基板11上的沿第二方向(Y方向)延伸的多个Y电极112B构成。所述多个X电极112A连接到X电极驱动电路(未图示)，而所述多个Y电极112B连接到Y电极驱动电路(未图示)。
图10是由图9中的附图标记X表示的部分的放大图。一个X电极112A具有通过将多个菱形电极114A经由各连接部113以珠状方式连接在一起得到的形状。另一方面，一个Y电极112B具有通过将多个菱形电极114B经由各连接部113以珠状方式连接在一起得到的形状。根据本实施例，菱形电极114A在Y方向的尺寸d为1668μm，而其在X方向的尺寸e为1692μm。这同样适用于菱形电极114B。
X电极112A仅在对应的连接部113处与Y电极112B重叠，同时菱形电极114A与菱形电极114B在同一面上在它们之间有间隙地相邻。即，不存在菱形电极114A与菱形电极114B重叠的区域。X电极112A和Y电极112B在它们之间设有绝缘膜，在相应的连接部113处彼此交叉，以维持彼此电绝缘。
在根据本实施例的触觉提示装置101中，X电极驱动电路以150V/1000Hz驱动X电极112A，而Y电极驱动电路以150V/1240Hz驱动Y电极112B。分别对X电极112A和Y电极112B施加不同的信号频率的信号电压的原因是为了利用节拍现象来提示触觉。因此，需要由菱形电极114A引起的静电力和由菱形电极114B引起的静电力二者作用于各浮动电极14和人体4之间。
因此，在本实施例中，使作为X电极112A与Y电极112B在俯视图中重叠的部分的连接部113的面积尽可能小。这可减小对X电极112A和Y电极112B施加AC电压信号的情况下的负载容量。其结果，能够实现触觉提示装置101的尺寸增大和空间分辨率的提高，由此抑制可由电极之间的电容耦合产生的不需要的电压的引发。
根据本实施例的浮动电极14在俯视图中具有与各菱形电极114A及114B相同的形状。另外，如图11所示，上层的浮动电极14与下层的菱形电极114A和菱形电极114B以一一对应的方式对置，以形成电容器。即，浮动电极14配置在各菱形电极114A和菱形电极114B的正上方。另外，各菱形电极114A和菱形电极114B优选与各浮动电极14在俯视图中对齐。
菱形电极114A或菱形电极114B与各浮动电极14之间的一一对应允许由施加于X电极112A和Y电极112B的电压信号二者引起的静电力作用于各浮动电极14和人体4之间而没有浪费。另外，可以使施加了用于提示触觉的驱动信号的菱形电极114A和菱形电极114B的位置与面板表面上的被提示触觉的位置对齐。这防止触觉的分辨率下降。但是，菱形电极114A或菱形电极114B与各浮动电极14之间的位置关系在制造允许的范围内认可错位。可理解的是，在本实施例中，浮动电极14彼此电隔离。
接着，将对使用根据本实施例的触觉提示装置101的示例进行说明。在第二绝缘膜15没有伤痕、或者即使有伤痕，伤痕也未达到浮动电极14的情况下，当人体4的一部分触摸第二绝缘膜15时，在人体4与相对于接触位置夹着第二绝缘膜15与人体4对置的一个或多个浮动电极14之间形成电容器，其引起根据由浮动电极14感应的电压的大小的静电力作用于人体4。
如上所述，施加于X电极112A的信号频率和施加于Y电极112B的信号频率均为500Hz或更高，而两个信号频率之差的绝对值为240Hz。该驱动条件满足使用者可感知纹理感的条件(两个信号频率分别为500Hz或更高，并且两个信号频率之差的绝对值大于10Hz且小于1000Hz)(参照日本专利申请特开2015－97076号公报)。因此，使用者可将静电力的变化感知为纹理感。
图12示出了在第二绝缘膜15中产生到达浮动电极14的伤痕并且水等导电性杂质20进入伤痕内的状态。在此，还假设形成有具有直径3mm的大致圆柱形的伤痕。根据本实施例，杂质20最多与14个浮动电极14电接触。图13用阴影示出接触的浮动电极14。可理解的是，根据接触位置，浮动电极14的数量可以减少。
当人体4触摸杂质20时，累积在与14个浮动电极14的总面积(19.7mm2)相对应的电容器中的电荷作为漏电流I流入人体4。但是，漏电流I的大小与累积在具有与19.7mm2相对应的面积的电极中的电荷量基本上相等，并且比未采取对漏电流的任何对策的触觉提示装置中的漏电流小得多。
下面将对可能流入根据本实施例的触觉提示装置101中的漏电流与可能流入未采取任何对策的触觉提示装置中的漏电流之间的大小差异的仿真结果进行说明。图14A和图14B示出用于仿真的模型的结构例。图14A示出对漏电流未采取对策的比较例2的剖面结构。图14B示出本实施例的剖面结构。
在图14A和图14B中，第一绝缘膜13的厚度D1和第二绝缘膜15的厚度D2均为5μm。在此假定伤痕具有直径3mm的圆柱形并且杂质20进入伤痕中。人体的阻抗由Z表示。真空的介电常数ε0可计算为8.85×10-12F/m，绝缘膜的相对介电常数ε假定为3.0。在图14A的情况下，150V/1240Hz的驱动信号施加于驱动电极112。在图14B的情况下，184V/1240Hz的驱动信号施加于驱动电极112。
另外，根据本实施例的浮动电极14具有Y方向的尺寸为1668μm、X方向的尺寸为1692μm的菱形形状。由于本实施例和比较例2之间绝缘膜的膜厚不同，因此，如果它们被相同大小的信号电压驱动，则面板表面上可感知的触觉的强度产生差异。因此，在仿真中，在本实施例中，施加184V的信号电压，以符合比较例2中的在面板表面上感知的触觉的强度。由于随着频率增加，阻抗Z降低，因此漏电流I2更容易流动。因此，在本仿真中，在用于驱动X电极112A的1000Hz与用于驱动Y电极112B的1240Hz之间，采用1240Hz的较高的频率。这是因为，如果在1240Hz的情况下是安全的，则即使以电流更难以流动的1000Hz驱动，也确保安全。
图15A和图15B表示仿真的结果。图15B是图15A的一部分的放大图。与图7A的情况相同，也针对三种模式执行本仿真，这三种模式包括：[1]与面板表面接触的人体4的一部分干燥并且不与GND接触的情况；[2]人体4的一部分干燥并且与GND接触的情况；[3]人体4的全部被水润湿并且与GND接触的情况。图中，框线条表示针对未采取减小漏电流的对策的触觉提示面板(比较例2)的漏电流I1的大小，而阴影条表示针对采取了减小漏电流的对策的触觉提示面板(实施例2)的漏电流I2的大小。
最小感知电流如图15A中虚线所示，视为1mA。在与面板表面接触的人体的一部分干燥并且与GND接触[2]的情况下，在未采取减小漏电流的对策的比较例2中，漏电流I1的大小为6.36mA，而在采取了减小漏电流的对策的本实施例中，漏电流I2的大小减小到148μA。在全身被水润湿并与GND接触[3]的情况下，比较例2中，漏电流I1的大小为300mA，而在本实施例中，漏电流I2的大小减小到150μA。在干燥手指的情况下，如图15B的放大图所示，比较例2中，漏电流I1的大小为117μA，而在本实施例中，漏电流I2的大小减小到73.4μA。
从图15A和图15B可清楚地看出，在[1]至[3]的任一情况下，根据本实施例的触觉提示装置1的漏电流I2小于比较例2中的漏电流I1。而且，漏电流I2的大小比最小感知电流小得多。具体地，在[2]和[3]的情况下，与比较例2相对应的漏电流I1超过最小感知电流，而与本实施例相对应的漏电流I2大幅减小到低于最小感知电流。根据该仿真结果，通过使用采用本实施例中提出的结构的触觉提示装置101，即使在第二绝缘膜15上产生伤痕并且导电性杂质20进入伤痕中，也可将漏电流减小到安全水平，防止使用者感知漏电流。
[实施例3]
图16示出根据实施例3的触觉提示装置201的示意性结构。图16中，与图8中的部分相对应的部分将由相同的附图标记表示。触觉提示装置201的基本结构与根据实施例2的触觉提示装置101的基本结构相同。不同之处在于，构成触觉提示面板202的驱动电极212和第一绝缘膜213具有如下结构。
(a)驱动电极212
构成驱动电极212的菱形电极114A及菱形电极114B的面积是根据实施例2的菱形电极114A和菱形电极114B的面积的五分之一。
(b)第一绝缘膜213
第一绝缘膜213的膜厚D11是根据实施例2的第一绝缘膜13的膜厚D1的五分之一。即，D11相当于D1/5。
因此，在浮动电极14和相对应的菱形电极114A或菱形电极114B之间形成的电容器的静电电容由下式表示。
在此，C201是在浮动电极14和相对应的菱形电极114A或菱形电极114B之间形成的电容器的静电电容。S201表示本实施例中的菱形电极114A和菱形电极114B的面积，而S101表示实施例2中的菱形电极114A和菱形电极114B的面积。
参照右边第二表达式，分子和分母均包括常数、即1/5。在此，如果将常数消去，消去后的值将是与实施例2中浮动电极14和相对应的菱形电极114A或菱形电极114B之间形成的电容器的静电电容相同的值。即，在浮动电极14和相对应的菱形电极114A或菱形电极114B之间形成的电容器的静电电容取与实施例2中的值相同的值。因此，针对施加于X电极112A和Y电极112B的信号频率的阻抗也取与实施例2中的值相同的值。
因此，即使在触觉提示装置201的第二绝缘膜15中产生到达浮动电极14的伤痕，并且漏电流I2经由侵入到该伤痕的导电性杂质20流入人体4，也可以获得与实施例2相同的减小这种漏电流I2的效果。另外，本实施例中的浮动电极14的尺寸与实施例2中的浮动电极14的尺寸相同，因此人体4与浮动电极14对置的面积以及人体4与浮动电极14之间的电位差也相同。因此，触觉提示装置201可提供给使用者与使用根据实施例2的触觉提示装置101的情况相同的触觉。另外，根据本实施例，可减薄第一绝缘膜213，这可减小触觉提示装置201的整体厚度。
[实施例4]
图17示出根据实施例4的触觉提示装置301的示意性结构。图17中，与图8中的部件相对应的部件将由相同的附图标记标注。触觉提示装置301的基本结构与根据实施例2的触觉提示装置101的基本结构相同。不同之处在于，取代浮动电极14和第二绝缘膜15，使用在第一绝缘膜13的上表面上层叠防眩光层316形成的触觉提示面板302。
防眩光层316是所谓的反射防护层。根据本实施例的防眩光层316由用作浮动电极的导电粒子314以及用作第二绝缘膜的绝缘涂覆层315形成。防眩光层316通过例如将均匀地包含导电粒子314的用于绝缘涂层315的材料涂布于第一绝缘膜13的表面上而形成。防眩光层316的膜厚D12例如为5μm。可以理解的是，该数值仅是示例。
导电粒子314在涂层315的内部相互电绝缘而存在。因此，导电粒子314与实施例2中的浮动电极14起同样的作用。涂层315内的粒子314优选地在涂层315中形成有直径3mm的圆柱形的伤痕的情况下，与人体4接触的总面积为19.7mm2或更小。
根据本实施例的防眩光层316不仅如上所述可应用于根据实施例2的触觉提示面板102，而且可应用于根据实施例1的触觉提示面板2或根据实施例3的触觉提示面板202。在所述的任一情况中，都可简化浮动电极14和第二绝缘膜15的制造工序。
[其他结构例]
(a)在上述的实施例中，作为第一绝缘膜13的材料，例示了丙烯酸树脂，也可使用具有更大强度的SiO2、SiN或类金刚石等透明材料。在该情况下，驱动电极12、112和浮动电极14形成为透明电极。当然，如果不需要透过触觉提示装置视觉识别字符、图像、视频和其它信息，可以可替选地使用强度比丙烯酸树脂强的不透明的材料。使用更强的材料，防止在第一绝缘膜13中产生裂纹。另外，即使在第二绝缘膜15和涂层315中产生裂纹，该裂纹也不可能扩展到第一绝缘膜13。其结果，可使第一绝缘膜13变薄。第一绝缘膜13的薄化也可以应用于实施例3中的第一绝缘膜213(参照图16)。由于膜厚减小，因此也可以采用对于沉积而言需要长时间的绝缘材料。
(b)在上述的实施例中作为第二绝缘膜15的材料，例示了丙烯酸树脂，但是也可使用具有更大强度的SiO2、SiN或类金刚石等透明材料。该情况下，驱动电极12、112和浮动电极14构成为透明电极。当然，如果不需要透过触觉提示装置视觉识别字符、图像、视频和其它信息，则可以可替选地使用强度比丙烯酸树脂强的不透明的材料。使用更强的材料，防止在第二绝缘膜15中产生裂纹，也降低裂纹的生长风险。由于可使第二绝缘膜15更薄，因此也可采用对于沉积而言需要长时间的绝缘材料。要注意，第二绝缘膜15的材料可以与第一绝缘膜13的材料相同。
[应用例]
图18示出了作为根据上述的各实施例的触觉提示装置1、触觉提示装置101、触觉提示装置201或触觉提示装置301的应用的电子设备400的外观的示例。电子设备400具体地是智能手机、平板电子书阅读器、笔记本型个人计算机。
电子设备400包括触摸面板显示装置401和触觉提示装置402。触觉提示装置402是根据上述的实施例的任一者的触觉提示装置，并且配置在触摸面板显示装置401的显示屏幕侧或背面侧。对于触摸面板显示装置401的输入方式，使用作为目前主流的静电电容方式以外的输入方式(例如，光学式或阻抗膜式)。这是因为，根据上述的各实施例的触觉提示装置402和静电电容方式的触摸面板显示装置401均利用与人体之间的电容耦合，因此在它们的功能方面无法相容。
电子设备400具有内置其中的处理器403，处理结果显示在触摸面板显示装置401上。使用者通过对多个操作键404等的触摸操作，对显示在触摸面板式显示装置401的显示屏幕上的内容输入数据。可替选地，电子设备400可显示经由电缆或无线通信与其在外部进行连接的外部装置(例如，台式个人计算机)的处理结果，并将操作输入返回到外部装置。
参照附图对本发明的几个实施例进行了说明，但本发明不限于上述的实施例。只要可获得减小流经人体的漏电流的效果，则本发明也可具有采用公知的可选的结构的构造。

Claims (14)

1.一种触觉提示面板，包括：
支承基板；
驱动电极，所述驱动电极位于所述支承基板上；
第一绝缘膜，所述第一绝缘膜位于所述支承基板上并覆盖所述驱动电极；
多个浮动电极，所述多个浮动电极相互电气独立并配置于所述第一绝缘膜上；以及
第二绝缘膜，所述第二绝缘膜覆盖所述多个浮动电极。
2.根据权利要求1所述的触觉提示面板，其中，
各所述浮动电极具有矩形形状，所述多个浮动电极以二维阵列配置在所述第一绝缘膜上。
3.根据权利要求1或2所述的触觉提示面板，其中，
所述驱动电极具有一个平板的形状。
4.根据权利要求1或2所述的触觉提示面板，其中，
所述驱动电极分成多个电极。
5.根据权利要求4所述的触觉提示面板，其中，
在从所述第二绝缘膜这一侧看到的俯视图中，各所述浮动电极与各所述驱动电极一一对应地对齐。
6.根据权利要求5所述的触觉提示面板，其中，
在所述俯视图中，各所述驱动电极的面积比与所述驱动电极分别对齐的各所述浮动电极的面积小。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的触觉提示面板，其中，
各所述浮动电极的面积等于或小于9mm2。
8.根据权利要求1所述的触觉提示面板，其中，
各所述浮动电极为导电粒子。
9.根据权利要求8所述的触觉提示面板，其中，
所述第二绝缘膜和所述多个浮动电极构成防眩光层。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的触觉提示面板，其中，
所述驱动电极和所述多个浮动电极的每一者为透明电极。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的触觉提示面板，其中，
所述第一绝缘膜由SiO2、SiN以及类金刚石中的任一者形成。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的触觉提示面板，其中，
所述第二绝缘膜由SiO2、SiN以及类金刚石中的任一者形成。
13.一种触觉提示装置，包括：
根据权利要求1至12中任一项所述的触觉提示面板；以及
信号电源，所述信号电源与所述触觉提示面板中包括的驱动电极连接，并且将用于提示触觉的电压信号供应给所述驱动电极。
14.一种电子设备，包括：
触摸面板显示装置，所述触摸面板显示装置显示通过内置的处理器获得的处理结果，并接收与所述处理结果相对应的操作输入；以及
根据权利要求13所述的触觉提示装置，所述触觉提示装置提示与所述处理结果的显示相对应的纹理感。
CN201710456186.5A 2016-06-24 2017-06-16 触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备 Active CN107544704B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016125802A JP7011141B2 (ja) 2016-06-24 2016-06-24 触覚提示用パネル、触覚提示装置および電子機器
JP2016-125802 2016-06-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107544704A true CN107544704A (zh) 2018-01-05
CN107544704B CN107544704B (zh) 2021-09-10

Family

ID=60677513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710456186.5A Active CN107544704B (zh) 2016-06-24 2017-06-16 触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10788933B2 (zh)
JP (2) JP7011141B2 (zh)
CN (1) CN107544704B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110133884A (zh) * 2019-06-19 2019-08-16 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、驱动电路及显示装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180348909A1 (en) * 2017-05-30 2018-12-06 Egalax_Empia Technology Inc. Touch panel
US10416772B2 (en) 2017-09-06 2019-09-17 Apple Inc. Electrical haptic output array
US10775890B2 (en) 2017-09-27 2020-09-15 Apple Inc. Electronic device having a piezoelectric body for friction haptics
US10585482B2 (en) * 2017-09-27 2020-03-10 Apple Inc. Electronic device having a hybrid conductive coating for electrostatic haptics
US10248211B1 (en) 2017-09-28 2019-04-02 Apple Inc. Ground-shifted touch input sensor for capacitively driving an electrostatic plate
CN110032300B (zh) * 2017-12-28 2024-02-20 天马日本株式会社 触摸面板及触摸面板装置
GB2573752B (en) * 2018-05-11 2022-12-07 Tangi0 Ltd Sensor device and method
GB201816785D0 (en) 2018-10-15 2018-11-28 Tangi0 Ltd Sensor device and method
US11243646B2 (en) * 2019-12-04 2022-02-08 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
US11726598B2 (en) * 2021-06-24 2023-08-15 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Tactile presentation device
CN115528064A (zh) * 2021-06-25 2022-12-27 京东方科技集团股份有限公司 显示装置、显示面板及其制作方法
KR20230135351A (ko) * 2022-03-16 2023-09-25 동우 화인켐 주식회사 지문 센서 및 이를 포함하는 화상 표시 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099769A (zh) * 2008-05-19 2011-06-15 森赛格公司 用于触摸输入和触感输出传输的界面设备
CN103198878A (zh) * 2006-10-31 2013-07-10 日立化成工业株式会社 电路连接结构体
CN103636068A (zh) * 2011-07-07 2014-03-12 日立化成株式会社 电路连接材料和电路基板的连接结构体
CN104571685A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 Nlt科技股份有限公司 触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法
US9235265B2 (en) * 2012-05-17 2016-01-12 Sharp Kabushiki Kaisha Touch-screen device including tactile feedback actuator

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4517255B2 (ja) * 2000-03-31 2010-08-04 東洋紡績株式会社 タッチパネル用透明導電性フィルム、タッチパネル用透明導電性シートおよびタッチパネル
JP5025858B2 (ja) * 2001-06-20 2012-09-12 日東電工株式会社 防眩フィルム、防眩層付偏光板、防眩層付タッチパネル、及びこれを用いた防眩層付表示装置、並びにその製造方法
US9360967B2 (en) * 2006-07-06 2016-06-07 Apple Inc. Mutual capacitance touch sensing device
JP2008140327A (ja) * 2006-12-05 2008-06-19 Smk Corp タッチパネル
ATE497204T1 (de) * 2007-06-08 2011-02-15 Research In Motion Ltd Haptische anzeige für ein elektronisches handgerät
JP4945483B2 (ja) * 2008-02-27 2012-06-06 株式会社 日立ディスプレイズ 表示パネル
JP5345336B2 (ja) * 2008-04-15 2013-11-20 株式会社ジャパンディスプレイ 入力装置、及びそれを備えた表示装置
JP2010086471A (ja) 2008-10-02 2010-04-15 Sony Corp 操作感提供装置、および操作感フィードバック方法、並びにプログラム
EP2239793A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-13 Bayer MaterialScience AG Elektrisch schaltbarer Polymerfilmaufbau und dessen Verwendung
JP2011053033A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Pentel Corp 座標入力パネル用評価装置
US8766933B2 (en) * 2009-11-12 2014-07-01 Senseg Ltd. Tactile stimulation apparatus having a composite section comprising a semiconducting material
US9634660B2 (en) * 2011-12-20 2017-04-25 Atmel Corporation Touch sensor with reduced anti-touch effects
US20130164543A1 (en) 2011-12-26 2013-06-27 Asahi Glass Company, Limited Front panel for touch sensor
JP2015043113A (ja) * 2011-12-26 2015-03-05 旭硝子株式会社 高抵抗積層体および触覚センサー用前面板
KR101428568B1 (ko) * 2012-08-08 2014-08-12 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린을 포함하는 표시장치 및 그 구동 방법
US20140049271A1 (en) * 2012-08-20 2014-02-20 Matthew Trend Self-shielding co-planar touch sensor
CN111290669B (zh) * 2014-02-21 2024-03-12 坦瓦斯股份有限公司 具有同时感测和致动的触觉显示器
US20150316986A1 (en) * 2014-05-01 2015-11-05 Samsung Display Co., Ltd. Apparatus and method to realize dynamic haptic feedback on a surface
JP6555608B2 (ja) * 2014-12-01 2019-08-07 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 ディスプレイ装置および電子機器
KR102443039B1 (ko) * 2016-05-27 2022-09-13 노오쓰웨스턴 유니버시티 햅틱 터치스크린 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103198878A (zh) * 2006-10-31 2013-07-10 日立化成工业株式会社 电路连接结构体
CN102099769A (zh) * 2008-05-19 2011-06-15 森赛格公司 用于触摸输入和触感输出传输的界面设备
CN103636068A (zh) * 2011-07-07 2014-03-12 日立化成株式会社 电路连接材料和电路基板的连接结构体
US9235265B2 (en) * 2012-05-17 2016-01-12 Sharp Kabushiki Kaisha Touch-screen device including tactile feedback actuator
CN104571685A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 Nlt科技股份有限公司 触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110133884A (zh) * 2019-06-19 2019-08-16 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、驱动电路及显示装置
CN110133884B (zh) * 2019-06-19 2022-04-26 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、驱动电路及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7153781B2 (ja) 2022-10-14
JP2021185545A (ja) 2021-12-09
US20170371490A1 (en) 2017-12-28
JP2017228232A (ja) 2017-12-28
CN107544704B (zh) 2021-09-10
US10788933B2 (en) 2020-09-29
JP7011141B2 (ja) 2022-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107544704A (zh) 触觉提示面板、触觉提示装置及电子设备
CN104571715B (zh) 阵列基板及其制作方法和驱动方法、显示装置
CN205665677U (zh) 一种显示面板
CN104714689B (zh) 附带触摸检测功能的显示装置以及电子设备
CN104615323B (zh) 一种3d模组、3d显示装置和3d模组的驱动方法
CN106066740B (zh) 触控显示面板和触控显示装置
CN104699320B (zh) 一种阵列基板、彩膜基板以及触摸显示装置
CN104216564B (zh) 一种触摸屏、触摸显示面板及显示装置
CN104517991B (zh) 显示装置
CN103713789B (zh) 包括具有突起的感测电极的触摸面板
CN104199586B (zh) 一种阵列基板、内嵌式触摸屏和触控显示装置
CN104077573B (zh) 指纹识别传感器、指纹识别检测组件及终端设备
WO2014002449A1 (ja) 触感的な感覚を呈示する方法およびその装置
CN104461154B (zh) 触控显示基板、触控显示面板和触控显示装置
CN106293209B (zh) 一种集成触控显示面板及其触控显示设备
CN107077213A (zh) 用于具有同时感测和致动的触觉显示器的材料和结构
CN106155413B (zh) 触控显示装置以及触控显示装置的驱动方法
CN101320309A (zh) 单层触控感测结构以及使用该结构的触控显示面板
CN108008855A (zh) 一种显示面板和显示装置
KR20190017758A (ko) 햅틱 터치스크린 및 그 제조방법
CN103793094B (zh) 触控面板及其制作方法
CN108415630A (zh) 一种结合了电容式触控传感器的装置及其制造方法
CN107291152A (zh) 手持式电子装置
CN103246384B (zh) 触摸面板
CN110162214A (zh) 触控面板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Kanagawa Prefecture, Japan

Applicant after: Tianma Japan, Ltd.

Address before: Kanagawa Prefecture, Japan

Applicant before: NLT TECHNOLOGIES, Ltd.

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191126

Address after: 1918 Tianma Building, Liuxian Avenue, Beizhan community, Minzhi street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Tianma Micro-Electronics Co.,Ltd.

Address before: Kanagawa Prefecture, Japan

Applicant before: Tianma Japan, Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant