CN107710124A - 输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在能够检测位置以及载荷这双方的输入装置中为薄型且能够提高防水性、防尘性的输入装置。本发明的输入装置的特征在于，具备：位置检测部，其设置在基材的上方，且具有多个检测电极；以及载荷检测用配线，其设置在位置检测部的多个检测电极之间，且其电阻值根据压力而发生变化。也可以为，多个检测电极具有沿相互交叉的方向延伸的第一电极和第二电极，第一电极具有在第一电极与第二电极的交叉位置设置的电桥配线部，载荷检测用配线以与电桥配线部交叉的方式设置。

Description

输入装置
技术领域
本发明涉及输入装置，尤其涉及在基材上设置有用于检测位置的多个检测电极的输入装置。
背景技术
在各种信息处理装置中，在彩色液晶显示面板的前方配置有透光性的输入装置。该输入装置被称作触摸面板。在触摸面板中，在电极间形成有静电电容，根据人的手指接近时的电荷的移动的变化来判断手指的接近位置的坐标。在检测该电荷的移动的变化时，使用静电电容式传感器。
在专利文献1中记载了在相互交叉的多个配线的交叉部分设置有电桥配线的结构。在该结构中，在多个配线的交叉部分隔着绝缘层形成有电桥配线，从而确保相互交叉的多个配线间的绝缘性。
在专利文献2中记载了作为触摸板输入设备的一部分而设置有力测定系统的力成像触摸板。该力成像触摸板包括由弹簧膜分离的导电迹线的第一组和第二组。当对该力成像触摸板施加力时，弹簧膜变形，使迹线的两个组以更加接近的方式移动。由此，互电容发生变化，该变化用于生成表示所施加的力的量或强度的图像。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-191847号公报
专利文献2：日本特开2007-272898号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在触摸传感器这样的输入装置中具备检测接触压力的机构的结构中，设置有根据压力而使两个构件的间隔发生变化的可动空间，因这种可动空间而与该厚度相应地难以实现薄型化，并且产生导致防水性、防尘性的降低的问题。
本发明的目的在于提供在能够检测位置以及载荷这双方的输入装置中为薄型且能够提高防水性、防尘性的输入装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的输入装置的特征在于，具备：位置检测部，其设置在基材的上方，且具有多个检测电极；以及载荷检测用配线，其设置在位置检测部的多个检测电极之间，且其电阻值根据压力而发生变化。根据这种结构，电阻值根据压力而发生变化的载荷检测用配线设置在位置检测部的多个检测电极之间，因此无需设置用于进行压力检测的可动空间，能够根据与向载荷检测用配线施加的压力相应的电阻值的变化来检测载荷。
在本发明的输入装置中，载荷检测用配线电可以以在位置检测部沿规定方向延伸出的方式设置。载荷检测用配线的电阻值根据压力而发生变化，因此沿位置检测部的规定方向延伸出且长度越长则载荷检测的精度越提高。
在本发明的输入装置中，载荷检测用配线也可以以规定的间隔设置有多个。由此，能够在位置检测部的区域的较大范围内进行载荷检测。
在本发明的输入装置中，也可以为，多个检测电极具有沿相互交叉的方向延伸的第一电极和第二电极，第一电极具有在第一电极与第二电极的交叉位置设置的电桥配线部，载荷检测用配线以与电桥配线交叉的方式设置。由此，在载荷检测用配线的与电桥配线交叉的交叉位置，由于电桥配线的突出而进行集中的加压，从而即便是微小的载荷，也能够产生载荷检测用配线的电阻值的较大变化。
在本发明的输入装置中，载荷检测用配线的材料也可以与电桥配线的材料相同。由此，简化了载荷检测用配线的制造工序。
在本发明的输入装置中，输入装置也可以还具备设置在载荷检测用配线与电桥配线之间的岛状绝缘部。由此，在载荷检测用配线的与电桥配线交叉的交叉位置，通过电桥配线的突出以及岛状绝缘部而进行集中的加压，从而即便是微小的载荷，也能够使载荷检测用配线的电阻值的变化较大。
在本发明的输入装置中，载荷检测用配线也可以具有第一配线部和第二配线部，在从基材的上方观察的情况下，在电桥配线的位置，电桥配线部的一部分、岛状绝缘层的一部分、以及第二配线部的一部分重叠，在电桥配线以外的位置，第一配线部的一部分与第二配线部的一部分重叠。由此，对载荷检测用配线进行电桥配线的突出、在第一配线部与第二配线部的重叠部分进行集中的加压，从而即便是微小的载荷，也能够使载荷检测用配线的电阻值的变化较大。
在本发明的输入装置中，载荷检测用配线的至少一部分也可以在基材的上方与多个检测电极设置为同层。由此，即使在位置检测部设置载荷检测用配线，也能够在不增加层结构的层数的情况下形成输入装置。
发明效果
根据本发明，在能够检测位置以及载荷这双方的输入装置中，无需设置用于进行载荷检测的可动空间，能够实现薄型且提高防水性、防尘性。
附图说明
图1的(a)以及(b)是例示第一实施方式所涉及的静电电容式传感器的俯视图。
图2的(a)以及(b)是静电电容式传感器的局部的剖视图。
图3是例示第二实施方式所涉及的静电电容式传感器的俯视图。
图4的(a)以及(b)是静电电容式传感器的局部的剖视图。
图5的(a)以及(b)是例示第三实施方式所涉及的静电电容式传感器的图。
图6的(a)以及(b)是例示第四实施方式所涉及的静电电容式传感器的图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，对相同的构件标注相同的附图标记，对于已经说明了的构件适当省略其说明。
(第一实施方式)
图1的(a)以及(b)是例示第一实施方式所涉及的静电电容式传感器的俯视图。在图1的(a)中示出静电电容式传感器1的整体图，在图1的(b)中示出图1的(a)的A部的放大图。在本实施方式中，静电电容式传感器1是输入装置的一例。
如图1的(a)所示，本实施方式所涉及的静电电容式传感器1具备在基材10的位置检测部S设置的第一电极11以及第二电极12。第一电极11以及第二电极12是在位置检测部S内检测手指接触(接近)的位置的检测电极。
第一电极11在沿基材10的表面的X方向上延伸，第二电极12在沿基材10的表面且与X方向正交的Y方向上延伸。第一电极11以及第二电极12相互绝缘。在本实施方式中，沿Y方向以规定的间距配置有多个第一电极11，沿X方向以规定的间距配置有多个第二电极12。
第一电极11具有多个第一岛状电极部111。在本实施方式中，多个第一岛状电极部111具有近似菱形的形状，沿X方向排列地配置。另外，第二电极12具有多个第二岛状电极部121。多个第二岛状电极部121也具有近似菱形的形状，沿Y方向排列地配置。
在多个第一电极11分别连接有向位置检测部S的外侧引出的引出配线11a。另外，在多个第二电极12也分别连接有向位置检测部S的外侧引出的引出配线12a。在静电电容式传感器1中，通过未图示的检测电路来检测在各引出配线11a以及12a中流动的电流的变化。例如，当在对第一电极11以及第二电极12赋予规定的电位的状态下，使手指接近位置检测部S时，在第一电极11以及第二电极12各自与手指之间产生静电电容变化。通过检测由该静电电容变化产生的电位降低，从而判断手指接近的位置检测部S内的X、Y坐标。
如图1的(b)所示，第一电极11与第二电极12在相邻的两个第一岛状电极部111的连结位置、以及相邻的两个第二岛状电极部121的连结位置处交叉。在该交叉部分隔着岛状绝缘部30而设置有电桥配线部20，从而第一电极11与第二电极12不在交叉部分接触。
在本实施方式中，电桥配线部20设置为跨越相邻的两个第二岛状电极部121之间。电桥配线部20设置在沿Y方向排列的各第二岛状电极部121之间。由此，多个第二岛状电极部121处于导通状态。岛状绝缘部30设置在电桥配线部20与第一电极11之间，发挥在交叉部分使第一电极11与第二电极12绝缘的作用。
在位置检测部S中的多个第一岛状电极部111以及多个第二岛状电极部121之间设置有载荷检测用配线13。载荷检测用配线13是电阻值根据压力而发生变化的配线。载荷检测用配线13沿着菱形的第一岛状电极部111以及第二岛状电极部121之间设置为之字形，并且设置为整体沿例如X方向延伸出。
图2的(a)以及(b)是静电电容式传感器的局部的剖视图。在图2的(a)中示出图1的(b)的Y1-Y1剖面，在图2的(b)中示出图1的(b)的X1-X1剖面。
在基材10的面10a的上方配置有第一电极11的第一岛状电极部111以及第二电极12的第二岛状电极部121。另外，在基材10的面10a的上方的第一电极11与第二电极12之间设置有载荷检测用配线13。载荷检测用配线13设置在基材10的面10a的上方，即设置为与第一电极11的第一岛状电极部111以及第二电极12的第二岛状电极部121同层。由此，即使在设置有载荷检测用配线13的情况下也能够抑制层数的增加。
在相邻的第二岛状电极部121之间隔着岛状绝缘部30而设置有电桥配线部20。在第一电极11、第二电极12以及电桥配线部20的上方设置有层间弹性构件40，在该层间弹性构件40上设置有保护构件50。层间弹性构件40例如使用作为光学透明粘接层的OCA(Optical Clear Adhesive)。层间弹性构件40具备在从保护构件50的上方施加有按压力时向载荷检测用配线13传递适当的压力的弹力。
在这种静电电容式传感器1中，载荷检测用配线13的电阻值由未图示的检测电路检测。即，当在使手指与保护构件50的上方接触的状态下施加规定的压力时，该压力传递至载荷检测用配线13，载荷检测用配线13的电阻值与受到的压力相应地发生变化。通过利用未图示的检测电路来检测该电阻值的变化，能够得到对载荷检测用配线13施加的压力。
在本实施方式中，根据第一电极11以及第二电极12各自与手指之间的电容变化来判断手指接近的位置检测部S内的X、Y坐标。并且，能够根据载荷检测用配线13的电阻值的变化来检测通过该手指按压位置检测部S时的压力。因此，能够以相对应的方式得到使手指接触时的位置(X、Y坐标)与按压力。
对于这种载荷检测用配线13，电阻值根据压力而发生变化，因此无需设置用于进行压力检测的可动空间，能够根据与向载荷检测用配线13施加的压力相应的电阻值的变化来检测载荷。
在此，载荷检测用配线13例如可以沿Y方向以规定的间隔设置多个。由此，能够在位置检测部S的区域的较大范围内进行载荷检测。在多个载荷检测用配线13沿规定方向(例如，X方向)以规定的间隔设置的情况下，能够根据各载荷检测用配线13的电阻值的变化的平衡，利用运算求出在Y方向上的哪个位置施加了最大的压力。例如，在相邻的两个载荷检测用配线13中分别产生了电阻值的变化的情况下，通过对两个电阻值的变化量进行比例分配能够求出两个载荷检测用配线13之间的压力的峰值位置。
另外，在本实施方式中，载荷检测用配线13设置在与电桥配线部20交叉的位置。由此，在从保护构件50的上方通过手指施加压力时，由于电桥配线部20的突出而对载荷检测用配线13进行集中的加压，从而即便是微小的载荷也能够使载荷检测用配线13的电阻值的变化较大。
(静电电容式传感器的制造方法)
在制造本实施方式所涉及的静电电容式传感器1时，首先，在基材10的面10a的上方形成有第一电极11的第一岛状电极部111、第二电极12的第二岛状电极部121、以及载荷检测用配线13。
基材10例如使用玻璃、丙烯酸树脂、树脂片。第一电极11、第二电极12以及载荷检测用配线13通过光刻以及蚀刻、丝网印刷形成。例如，在通过光刻以及蚀刻形成的情况下，例如通过溅射在基材10上形成ITO(Indium Tin Oxide)层，并在该ITO层的上方形成抗蚀剂。在对抗蚀剂进行曝光以及显影而图案化后，对ITO层进行蚀刻。之后，剥离抗蚀剂。由此，在基材10上形成由图案化了的ITO层构成的第一电极11、第二电极12以及载荷检测用配线13。
接下来，在第一电极11与第二电极12的交叉位置形成岛状绝缘部30。岛状绝缘部30通过丝网印刷、干膜抗蚀剂、液状抗蚀剂形成。在通过丝网印刷形成的情况下，例如通过丝网印刷涂敷具有高透光性的绝缘材料(光学材料)，并实施退火。在通过干膜抗蚀剂形成的情况下，例如在粘贴具有透光性的干膜抗蚀剂后，进行曝光以及显影。在通过液状抗蚀剂形成的情况下，例如在涂敷具有透光性的液状抗蚀剂后，进行曝光以及显影。
接下来，以跨越岛状绝缘部30的上方的方式形成电桥配线部20。电桥配线部20通过光刻以及蚀刻、丝网印刷形成。在通过光刻以及蚀刻形成电桥配线部20的情况下，例如通过溅射形成ITO层、金属层以及ITO层的层叠体，并在该层叠体的上方形成抗蚀剂。在对抗蚀剂进行曝光以及显影而图案化后，对层叠体进行蚀刻。之后，剥离抗蚀剂。由此，形成跨越岛状绝缘部30的上方且两端与相邻的两个第二岛状电极部121导通的电桥配线部20。
在通过丝网印刷形成电桥配线部20的情况下，例如在岛状绝缘部30的上方丝网印刷包含银纳米线的导电膜。接下来，对银纳米线的导电膜进行退火以及辊压。在此，也可以进行闪光灯退火。由此，在岛状绝缘部30的上方形成电桥配线部20。
接下来，在整个面粘贴由OCA形成的层间弹性构件40，在该层间弹性构件40的上方粘贴保护构件50。由此，完成静电电容式传感器1。
需要说明的是，在上述的例子中，通过与第一电极11以及第二电极12相同的工序、相同的材料形成载荷检测用配线13，但可以通过与第一电极11以及第二电极12不同的工序、不同的材料形成载荷检测用配线13。此时，可以使载荷检测用配线13的材料与电桥配线部20的材料相同。由此，简化了载荷检测用配线13的制造工序。
(第二实施方式)
图3是例示第二实施方式所涉及的静电电容式传感器的俯视图。在图3中示出与图1的(a)的A部相当的部分的放大图。
本实施方式所涉及的静电电容式传感器1B在第一电极11与第二电极12的交叉部分处，在岛状绝缘部30的上方设置有第一电极11的连结部112以及载荷检测用配线13。
在第一电极11的相邻的两个第一岛状电极部111之间设置有连结部112。连结部112设置为将相邻的两个第一岛状电极部111的相向的角部相连。另外，在第二电极12的相邻的两个第二岛状电极部121之间设置有电桥部122。电桥部122形成在基材10上，且设置为将相邻的两个第二岛状电极部121的相向的角部的下表面相连。
在第一电极11与第二电极12的交叉部分，连结部112设置为隔着岛状绝缘部30而与电桥部122交叉。另外，在第一电极11与第二电极12的交叉部分，载荷检测用配线13设置为隔着岛状绝缘部30而与电桥部122交叉。
图4的(a)以及(b)是静电电容式传感器的局部的剖视图。在图4的(a)中示出图3的Y2-Y2剖面，在图4的(b)中示出图3的X2-X2剖面。
在基材10的面10a的上方配置有第一电极11的第一岛状电极部111以及第二电极12的第二岛状电极部121。在第一电极11与第二电极12的交叉部分，第一电极11的连结部112与第二电极12的电桥部122隔着岛状绝缘部30而相互交叉，并且相互绝缘。
岛状绝缘部30设置为覆盖第二电极12的电桥部122的上方，以跨越该岛状绝缘部30的上方的方式设置有第一电极11的连结部112以及载荷检测用配线13。另外，第二岛状电极部121的端部(角部)以爬上从岛状绝缘部30露出的电桥部122的端部的方式与其连接。在岛状绝缘部30的位置，在相对于基材10的面10a突出的岛状绝缘部30的上方设置有载荷检测用配线13，在从保护构件50的上方通过手指施加压力时，通过岛状绝缘部30的突出而对载荷检测用配线13进行集中的加压，从而即便是微小的载荷也能够使载荷检测用配线13的电阻值的变化较大。
(第三实施方式)
图5的(a)以及(b)是例示第三实施方式所涉及的静电电容式传感器的图。在图5的(a)中示出与图1的(a)的A部相当的部分的放大图，在图5的(b)中示出图5的(a)的A-A线剖视图。
在本实施方式所涉及的静电电容式传感器1C中，在岛状绝缘部30的位置，载荷检测用配线13被分割。载荷检测用配线13具有第一配线部131和第二配线部132。
第二配线部132设置在岛状绝缘部30的下方。第二配线部132设置在被分割的第一配线部131之间。第二配线部132的两端部与被分割的第一配线部131的各个端部重叠。另外，电桥配线部20设置为隔着岛状绝缘部30而跨越第二配线部132的上方。
即，在从基材10的上方观察的情况下，在电桥配线部20的位置，具有电桥配线部20的一部分、岛状绝缘部30的一部分、以及第二配线部132的一部分重叠的部分。另外，在电桥配线部20以外的位置，具有第一配线部131的一部分与第二配线部132的一部分重叠的部分。在此，电桥配线部20设置在岛状绝缘部30的凹陷的位置(第一配线部131与第二配线部132不重叠的位置)。由此，能够降低电桥配线部20的重叠的位置处的层叠的厚度。
根据这种结构，对载荷检测用配线13进行电桥配线部20的突出、在第一配线部131与第二配线部132的重叠部分进行集中的加压。换句话说，在电桥配线部20的位置，从保护构件50的上方施加的按压力因电桥配线部20的一部分与第二配线部132的一部分的重叠而集中地施加于载荷检测用配线13。另外，在岛状绝缘部30上的电桥配线部20以外的部分，因岛状绝缘部30的一部分、第二配线部132的一部分以及第一配线部131的一部分的重叠而集中地施加于载荷检测用配线13。由此，即便是微小的载荷，也能够使载荷检测用配线13的电阻值的变化较大。
(第四实施方式)
图6的(a)以及(b)是例示第四实施方式所涉及的静电电容式传感器的图。在图6的(a)中示出与图1的(a)的A部相当的部分的放大图，在图6的(b)中示出图6的(a)的B-B线剖视图。
在本实施方式所涉及的静电电容式传感器1D中，载荷检测用配线13被分割。载荷检测用配线13具有第一配线部131和第二配线部132。
在第一电极11与第二电极12的交叉部分，第二电极12的电桥部122与第一电极11的连结部112以隔着岛状绝缘部30交叉的方式设置。岛状绝缘部30设置为覆盖在基材10的面10a设置的第二电极12的电桥部122的上方。第二岛状电极部121以爬上从岛状绝缘部30露出的电桥部122的端部的方式与其连接。以跨越该岛状绝缘部30的上方的方式设置有第一电极11的连结部112。载荷检测用配线13的第一配线部131以从基材10的面10a爬上岛状绝缘部30的端部的方式设置。载荷检测用配线13的第二配线部132设置在岛状绝缘部30的上方，并且第二配线部132的端部以与设置在岛状绝缘部30上的第一配线部131的端部重叠的方式设置。
即，在从基材10的上方观察的情况下，在岛状绝缘部30的位置具有第二配线部132的一部分、岛状绝缘部30的一部分、以及电桥部122的一部分重叠的部分。另外，在岛状绝缘部30以外的位置具有第一配线部131的一部分与第二配线部132的一部分重叠的部分。
根据这种结构，对载荷检测用配线13进行岛状绝缘部30的突出、在第一配线部131与第二配线部132的重叠部分进行集中的加压。换句话说，在岛状绝缘部30的位置，从保护构件50的上方施加的按压力因岛状绝缘部30的一部分与第二配线部132的一部分的重叠而集中地施加于载荷检测用配线13。由此，即便是微小的载荷，也能够使载荷检测用配线13的电阻值的变化较大。
如以上说明那样，根据本实施方式，在能够检测位置以及载荷这双方的静电电容式传感器1、1B、1C以及1D中，无需设置用于进行载荷检测的可动空间，能够实现薄型且提高防水性、防尘性。
需要说明的是，以上对本实施方式进行了说明，但本发明不限定于这些例子。例如，对于本领域技术人员对前述的各实施方式适当进行构成要素的追加、删除、设计变更的方式、将各实施方式的特征适当组合而成的方式而言，只要具备本发明的主旨，则均包含于本发明的范围。
附图标记说明
1、1B、1C、1D…静电电容式传感器；
10…基材；
10a…面；
11…第一电极；
11a…引出配线；
12…第二电极；
12a…引出配线；
13…载荷检测用配线；
20…电桥配线部；
30…岛状绝缘部；
40…层间弹性构件；
50…保护构件；
111…第一岛状电极部；
112…连结部；
121…第二岛状电极部；
122…电桥部；
131…第一配线部；
132…第二配线部；
S…位置检测部。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种输入装置，其特征在于，具备：
位置检测部，其设置在基材的上方，且具有多个检测电极；以及
载荷检测用配线，其设置在所述位置检测部的所述多个检测电极之间，且其电阻值根据压力而发生变化，
所述多个检测电极具有沿相互交叉的方向延伸的第一电极和第二电极，
所述第一电极具有在所述第一电极与所述第二电极的交叉位置设置的电桥配线部，
所述载荷检测用配线以与所述电桥配线部交叉的方式设置。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线以在所述位置检测部沿规定方向延伸出的方式设置。
3.根据权利要求2所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线以规定的间隔设置有多个。
4.(删除)
5.(修改后)根据权利要求1至3中任一项所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线的材料与所述电桥配线部的材料相同。
6.(修改后)根据权利要求1至5中任一项所述的输入装置，其中，
所述输入装置还具备设置在所述载荷检测用配线与所述电桥配线部之间的岛状绝缘部。
7.根据权利要求6所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线具有第一配线部和第二配线部，
在从所述基材的上方观察的情况下，在所述电桥配线部的位置，所述电桥配线部的一部分、所述岛状绝缘部的一部分、以及所述第二配线部的一部分重叠，在所述电桥配线部以外的位置，所述第一配线部的一部分与所述第二配线部的一部分重叠。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的输入装置，其中，
载荷检测用配线的至少一部分在所述基材的上方与所述多个检测电极设置为同层。

Claims (8)

1.一种输入装置，其特征在于，具备：
位置检测部，其设置在基材的上方，且具有多个检测电极；以及
载荷检测用配线，其设置在所述位置检测部的所述多个检测电极之间，且其电阻值根据压力而发生变化。
2.根据权利要求1所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线以在所述位置检测部沿规定方向延伸出的方式设置。
3.根据权利要求2所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线以规定的间隔设置有多个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的输入装置，其中，
所述多个检测电极具有沿相互交叉的方向延伸的第一电极和第二电极，
所述第一电极具有在所述第一电极与所述第二电极的交叉位置设置的电桥配线部，
所述载荷检测用配线以与所述电桥配线部交叉的方式设置。
5.根据权利要求4所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线的材料与所述电桥配线部的材料相同。
6.根据权利要求4或5所述的输入装置，其中，
所述输入装置还具备设置在所述载荷检测用配线与所述电桥配线部之间的岛状绝缘部。
7.根据权利要求6所述的输入装置，其中，
所述载荷检测用配线具有第一配线部和第二配线部，
在从所述基材的上方观察的情况下，在所述电桥配线部的位置，所述电桥配线部的一部分、所述岛状绝缘部的一部分、以及所述第二配线部的一部分重叠，在所述电桥配线部以外的位置，所述第一配线部的一部分与所述第二配线部的一部分重叠。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的输入装置，其中，
载荷检测用配线的至少一部分在所述基材的上方与所述多个检测电极设置为同层。
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