TW201305879A - 具按壓檢測功能之觸控面板 - Google Patents

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Junichi Shibata
Yuichiro Takai
Yuko Endo
Junpei Morita
Takahiro Suzuki
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Abstract

本發明具按壓檢測功能之觸控面板為抑制厚度，並且抑制靈敏度之參差不齊，而構造成於上部透明基板之下面將複數上部透明電極設成條狀，於下部透明電極之上面於與上部透明電極交叉之方向將複數下部透明電極設成條狀，並於上部透明電極與下部透明電極之對向區域設間隙形成構件，而於上部透明電極與下部透明電極間形成間隙，將透明壓感油墨構件設成覆蓋上部透明電極或下部透明電極至少一者，而於對上部透明電極之厚度方向施加外力時，透明壓感油墨構件接觸上部透明電極及下部透明電極兩者而使兩者導通。

Description

具按壓檢測功能之觸控面板 發明領域
本發明係有關於一種具測定對面施加之外力中垂直於該面之方向成份之壓力的按壓檢測功能之觸控面板。
發明背景
近年，在具有觸控面板之電子機器、特別是行動電話或行動遊戲機等行動型電子機器中，要求於觸控面板附加按壓檢測功能作為取代決定按鈕者。在此，按壓檢測功能係指測定對某面施加之外力之壓力(亦稱為按壓力)的功能。具按壓檢測功能之觸控面板有揭示於專利文獻1(日本專利公報第4642158號)者。以下，將具按壓檢測功能之觸控面板稱為觸控輸入裝置。
第13圖係顯示於電子機器安裝專利文獻1之觸控輸入裝置之狀態的截面圖。如第13圖所示，專利文獻1之觸控輸入裝置包含有觸控面板本體101、以黏著劑103貼附於觸控面板本體101之下面之壓感感測器102。壓感感測器102形成框狀，並接著於位於電子機器之顯示部104之周圍之殼體105的框部份105a。
第14圖係壓感感測器102之分解立體圖。如第13圖及第14圖所示，壓感感測器102具有上部薄膜121、對上部薄膜121之下面對向配置之下部薄膜122。於上部薄膜121之下面配置有上部電極121a。於下部薄膜122之上面配置有下部電 極122a。
在上部薄膜121之角部，點狀之上部壓感油墨構件123a配置成被覆上部電極121a。在下部薄膜122之角部，點狀之下部壓感油墨構件123b配置成被覆下部電極122a且與上部壓感油墨構件123a對向。於上部薄膜121與下部薄膜122之對向區域配置有間隙保持構件124。間隙保持構件124係絕緣性構件，其係具黏著性而將上部薄膜121與下部薄膜122接著，並且用以於上部壓感油墨構件123a與下部壓感油墨構件123b之各對向面間保持間隙131者。於間隙保持構件124之角部設有貫穿孔124a。於該貫穿孔124a內配置有上部及下部壓感油墨構件123a、123b。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利公報第4642158號
發明概要
在具有前述結構之專利文獻1之觸控輸入裝置中，由於將觸控面板本體101與壓感感測器102於厚度方向積層成直列，故有觸控輸入裝置之厚度大之課題。又，由於壓感感測器102形成框狀，故按壓觸控面板本體101之中心部時及按壓觸控面板本體101之周緣部時，壓感感測器102之靈敏度不同。即，有因按壓位置壓感感測器102之靈敏度參差不齊之課題。
又，近年，要求增大電子機器之顯示部104之面積。要增大顯示部104之面積考慮縮小壓感感測器102及殼體105之框部份105a之寬度尺寸為有效。然而，縮小壓感感測器102之寬度尺寸係與增大前述靈敏度之參差不齊具關聯性。因此，縮小壓感感測器102之寬度尺寸有界限。
又，習知壓感感測器102形成為上部薄膜121、上部電極121a、上部壓感油墨構件123a、下部薄膜122、下部電極122b、下部壓感油墨構件123b藉由間隙保持構件124接著之構造。於間隙保持構件124形成有貫穿孔124a，俾於按壓壓感感測器102時，上部壓感油墨構件123a與下部壓感油墨構件123b可接觸。在形成有此貫穿孔124a之部份，上部薄膜121、上部電極121a、上部壓感油墨構件123a、下部薄膜122、下部電極122b、下部壓感油墨構件123b當然不接著。因此，有上部薄膜121與下部薄膜122易剝離之問題。
因而，本發明之目的在於解決前述課題，在於提供可抑制厚度並且可抑制靈敏度之參差不齊之具按壓檢測功能之觸控面板。
為達成前述目的，本發明如以下構成。
根據本發明之第1態樣，提供一種具按壓檢測功能之觸控面板，其包含有上部透明基板、複數上部透明電極、下部透明基板、複數下部透明電極、間隙形成構件及導電性透明壓感油墨構件，該複數上部透明電極係於前述上部透明基板之下面配置成條狀者；該下部透明基板係與前述上 部透明基板之下面對向配置者；該複數下部透明電極係於前述下部透明電極之上面於與前述複數上部透明電極交叉之方向配置成條狀者；該間隙形成構件係配置於前述上部透明基板與前述下部透明基板之對向區域，並具有黏著性而將前述上部透明基板與前述下部透明基板接著，並且於前述複數上部透明電極與前述複數下部透明電極間形成間隙者；該導電性透明壓感油墨構件係設成覆蓋前述複數上部透明電極或前述複數下部透明電極至少一者，且電特性因所施加之按壓力而變化者；又，當前述上部透明基板因對前述上部透明基板之厚度方向施加外力而變形時，前述透明壓感油墨構件可接觸前述上部透明電極及前述下部透明電極兩者而使兩者導通。
根據本發明之第2態樣，提供如第1態樣之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明壓感油墨構件設成僅覆蓋前述複數下部透明電極。
根據本發明之第3態樣，提供如第1或第2態樣之具按壓檢測功能之觸控面板，其中於前述間隙填充有具絕緣性之透明液。
根據本發明之第4態樣，提供如第3態樣之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明液之折射率高於空氣之折射率。
根據本發明之第5態樣，提供如第3或第4態樣之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明液在25℃之動黏度低於50萬mm2/S。
根據本發明之第6態樣，提供如第3至第5態樣中任一態樣之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明液之耐熱性之範圍係-45℃~125℃。
根據本發明之第7態樣，提供如第1至第6態樣中任一態樣之具按壓檢測功能之觸控面板，其中於前述上部透明電極之上面形成有透明導電膜。
根據本發明之第8態樣，提供如第1至第7態樣中任一態樣之具按壓檢測功能之觸控面板，其包含有檢測電路、複數開關、及控制部，該檢測電路係分別與前述複數上部透明電極及前述複數下部透明電極連接而用以檢測前述上部透明基板被按壓之位置者；該複數開關係將前述複數上部透明電極及前述複數下部透明電極分別與前述檢測電路間接觸及分離者；該控制部係將前述複數開關依相互相鄰之預定數之各開關控制開啟及關閉者。
習知具按壓檢測功能之觸控面板係在將觸控面板本體與壓感感測器個別製作後組合之思想下製作。因此，分別需要支撐觸控面板本體之各電極及壓感感測器之各電極的複數基板、接著該等基板之複數接著層，厚度增大。
相對於此，根據本發明之具按壓檢測功能之觸控面板，於上部透明基板及下部透明基板2個基板設發揮觸控面板之功能所需之上部透明電極及下部透明電極、發揮壓感感測器之功能所需之壓感墨水構件。藉此，可大幅抑制厚度。
又，根據本發明之具按壓檢測功能之觸控面板，不將透明壓感油墨構件設成框狀，而設成覆蓋複數上部透明電極或複數下部透明電極之至少一者。即，於複數上部透明基板或複數下部透明基板之約全體設透明壓感油墨構件。藉此，可抑制靈敏度之參差不齊。又，由於使用透明壓感油墨構件作為壓感油墨構件，故可抑制壓感油墨構件之透過率(顯示部之目視辨認性)之降低。又，由於不需如專利文獻1般，於間隙形成構件設貫穿孔，故可使上部透明基板與下部透明基板之接著性提高。
圖式簡單說明
本發明之該等及其他目的與特徵從與關於添加之圖式之較佳實施形態相關的下述記述可明瞭。在此圖式中如下述。
第1圖係搭載本發明第1實施形態之觸控輸入裝置之行動電話的立體圖。
第2圖係第1圖之A1-A1線之示意截面圖。
第3圖係顯示在第1圖之觸控輸入裝置中對上部透明基板之輸入面施加按壓力時之狀態的示意截面圖。
第4圖係顯示本發明第1實施形態之觸控輸入裝置之第1變形例的示意截面圖。
第5圖係顯示本發明第1實施形態之觸控輸入裝置之第2變形例的示意截面圖。
第6圖係示意顯示複數上部透明電極分別藉由開關連結並且複數下部透明電極分別藉由開關連結之狀態的說明 圖。
第7圖係本發明第2實施形態之觸控輸入裝置之示意截面圖。
第8圖係顯示在第1圖之觸控輸入裝置中對上部透明基板之輸入面施加按壓力時之狀態的示意截面圖。
第9圖係本發明第3實施形態之觸控輸入裝置之示意截面圖。
第10圖係顯示形成於上部透明電極之上面之透明導電膜之第1形成圖形的上視圖。
第11圖係顯示形成於上部透明電極之上面之透明導電膜之第2形成圖形的上視圖。
第12圖係顯示形成於上部透明電極之上面之透明導電膜之第3形成圖形的上視圖。
第13圖係顯示於電子機器安裝習知觸控輸入裝置之狀態之截面圖。
第14圖係習知觸控輸入裝置具有之壓感感測器之分解立體圖。
用以實施發明之形態
以下，就本發明之實施形態，一面參照圖式，一面說明。此外，在以下之所有圖中，於同一或相當部份附上同一標號，而省略重複之說明。
第1實施形態
本發明第1實施形態之觸控輸入裝置適合具有作為電 子機器、特別是行動電話或遊戲機等行動式電子機器之顯示器之觸控輸入裝置的功能。在本第1實施形態中，說明觸控輸入裝置搭載於行動電話之例。
第1圖係搭載本發明第1實施形態之觸控輸入裝置之行動電話的立體圖，第2圖係第1圖之A1-A1線之示意截面圖。
如第1圖及第2圖所示，行動電話1包含有於前面形成有矩形顯示窗2A之合成樹脂製約長方體形狀的殼體2、具有液晶或有機EL等矩形之顯示部3A且內藏於殼體2之顯示裝置3、嵌入顯示窗2A之觸控輸入裝置4、配置於殼體2之前面之複數輸入鍵5。
殼體2之顯示窗2A為容許觸控輸入裝置4之嵌入，而形成為具有段差。於顯示窗2A之底面形成有矩形開口部2a，俾可目視辨認顯示裝置3之顯示部3A。觸控輸入裝置4以黏著劑(圖中未示)貼附於開口部2a之周圍之矩形框狀框部份2b，而堵塞開口部2a。
此外，顯示窗2A之形狀或大小可按觸控輸入裝置4之形狀或大小，進行各種變更。顯示窗2A之段差可按觸控輸入裝置4之厚度等，進行各種變更。顯示窗2A之開口部2a之形狀或大小可按顯示部3A之形狀或大小等，進行各種變更。在本第1實施形態中，一例係令顯示窗2A、開口部2a、顯示部3A及觸控輸入裝置4之形狀為矩形，設定顯示窗2A之段差成殼體2之表面與觸控輸入裝置4之表面之高度相同。
觸控輸入裝置4構造成依據對觸控輸入裝置4之輸入面之觸控操作，檢測作為其操作位置之平面座標(XY座標)， 並且檢測對與輸入面垂直相交之方向(Z方向)施加之按壓力的強度。
具體言之，觸控面板輸入裝置4具有作為輸入面之上部透明基板11、作為接著於殼體2之框部份2b之部份的下部透明基板12。在上部透明基板11之下面，複數個上部透明電極11a配置成條狀。在下部透明基板12之上面，複數下部透明電極12a於對複數上部透明電極11a交叉之方向(較佳為垂直相交之方向)配置成條狀。在本第1實施形態中，一例係將複數上部透明電極11a於X軸方向形成條狀，將複數下部透明電極12a於Y軸方向形成條狀。此外，上部透明電極11a及下部透明電極12a非限於直線狀者，可為波狀，亦可為粗度在中途改變者。又，複數上部透明電極11a及複數下部透明電極12a雖圖中未示，但與用以與匯流排或環繞端等外部通電之預定圖形之環繞電路連接。
在複數下部透明電極12a上，具有導電性之透明壓感油墨構件13配置成覆蓋複數下部透明電極12a。即，透明壓感油墨13設於複數下部透明電極12a之約全體。透明壓感油墨構件13具有電特性因所施加之按壓力而變化之性質。於上部透明基板11與下部透明基板12之對向區域配置有間隙形成構件14。間隙形成構件14係絕緣性構件，其具黏著性而將上部透明基板11與下部透明基板12接著，並用以於複數上部透明電極12a與壓感感測器13間形成間隙21。間隙形成構件14形成框狀，俾於從厚度方向觀看觸控輸入裝置4時，包含複數上部透明電極11a、複數下部透明電極12a、及壓 感油墨構件13。
使用者之手指等導體從第2圖所示之上部透明基板11之上方靠近時，上部透明電極11a與導體之距離變化，藉此，產生於上部透明電極11a與導體間之靜電容變化。又，藉下部透明電極12a與導體之距離變化，產生於下部透明電極12a與導體間之靜電容變化。藉檢測該等靜電容之變化，可檢測平面觀看之導體之位置(XY座標)。
第3圖顯示對上部透明基板11之輸入面施加按壓力P時之觸控輸入裝置4的狀態。如第3圖所示，於以手指等導體對上部透明基板11之輸入面施加按壓力P時，上部透明基板11撓曲等而變形。藉此，至少最靠近施加按壓力P之部份之透明壓感油墨構件13a接觸上部透明電極11a及下部透明電極12a兩者，兩者導通。由於透明壓感油墨構件13因從上部及下部透明電極11a、12a接收之挾持力之變化，電特性(電阻值)變化，故藉測定藉由該透明壓感油墨構件13導通之上部透明電極11a與下部透明電極12a間之電壓值，可檢測對與輸入面垂直相交之方向(Z方向)施加之按壓力P之強度。
另一方面，筆等絕緣體從第2圖所示之上部透明基板11之上方靠近時，絕緣體與上部透明電極11a間之靜電容、及絕緣體與下部透明電極12a間之靜電容不變化。因此，絕緣體之位置及絕緣體之按壓力P可如以下探測。
即，以筆等絕緣體如第3圖所示，施加按壓力P時，如前述，至少最靠近施加按壓力P之部份之透明壓感油墨構件13a接觸上部透明電極11a及下部透明電極12a兩者，兩者導 通。此時，藉檢測複數上部透明電極11a及複數下部透明電極12a中任一上部透明電極11a及下部透明電極12a是否導通，可檢測作為操作位置之平面座標(XY座標)。又，如前述，藉檢測藉由透明壓感油墨構件13導通之上部透明電極11a及下部透明電極12a間之電壓值，可檢測對與輸入面垂直相交之方向(Z方向)施加之按壓力P的強度。
此外，於以導體或絕緣體使上部透明基板11撓曲至下方時，由於上部透明電極11a與下部透明電極12a之距離變化，故產生於上部透明電極11a與下部透明電極12a間之靜電容變化。亦可依據此靜電容之變化，檢測作為前述操作位置之平面座標(XY座標)。
上部及下部透明基板11、12之厚度尺寸設定為25μm~100μm。上部及下部透明基板11、12之材質宜使用透視性、剛性及加工性優異之材質。舉例言之，上部透明基板11之材質可使用玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、或聚碳酸酯(PC)樹脂等。又，上部及下部透明基板11、12之材質可使用可用於可撓性基板之材質，例如聚對酞酸乙二酯、聚苯乙烯系樹脂、聚烯系樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、丙烯酸系樹脂或AN樹脂等通用樹脂。再者，上部及下部透明基板11、12之材質可使用聚苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚縮醛系樹脂、聚碳酸酯變性聚苯醚樹脂、聚丁烯對苯二甲酸酯樹脂或超高分子量聚乙烯等通用工程樹脂、聚碸樹脂、聚苯硫系樹脂、聚伸苯醚系樹、聚芳酯樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、液晶聚酯樹脂或者聚丙 烯系耐熱樹脂等超級工程樹脂。
上部及下部透明電極11a、12a之厚度尺寸設定為50~2000Å。上部及下部透明電極11a、12a由透明導電膜構成。透明導電膜之材料可舉氧化錫、氧化銦、氧化銻、氧化鋅、氧化鎘、或ITO等金屬氧化物、或者奈米銀線、奈米碳管、導電性聚合物之薄膜為一例。上部及下部透明電極11a、12a之形成方法有下述方法，前述方法係使用真空沉積法、濺鍍、離子鍍、CVD法或輥塗法等，於各透明基板11、12整面形成導電性被膜後，蝕刻去除不必要之部份。前述蝕刻係藉於欲保留作為電極之部份使用光刻法或網版印刷法等形成抗蝕層後，浸漬於鹽酸等蝕刻液來進行。又，前述蝕刻亦可藉於形成前述抗蝕層後，噴射蝕刻液，去除未形成有抗蝕層之部份之導電性被膜，之後，浸漬於溶劑，藉此，使抗蝕膜膨脹或溶解而予以去除來進行。又，上部及下部透明電極11a、12a之形成亦可藉雷射來進行。
透明壓感應油墨構件13之厚度尺寸(自下部透明基板12起之高度)設定成大於下部透明電極12a之厚度尺寸、例如1μm~10μm。構成透明壓感油墨構件13之組成物以電阻值等電特性按外力變化之導電性原材料構成。更具體言之，透明壓感油墨構件13係隨著壓力之施加，在為前述組成物之內部所含之許多導電性粒子之壓壓粒子間且靠近之複數壓感粒子間，與直接之接觸之有無無關，穿隧電流流動而從絕緣狀態變化成通電狀態者。前述組成可使用可從英國達靈頓(Darlington)之配拉泰克公司(Peratech LTD)以商品 名「QTC Clear」取得之量子穿隧複合材料(Quantum Tunneling Composite)。此外，藉使用量子穿隧複合材料，透明壓感油墨構件13可按所施加之力，使電阻值變化。透明壓感油墨構件13可以塗佈配置於下部透明基板12。透明壓感油墨構件13之塗佈方法可使用網版印刷、平版印刷、凹版印刷或柔版印刷等印刷法。
間隙保持構件14之厚度尺寸設定成2~300μm。間隙形成構件14除了使用於聚對酞酸乙二酯薄膜等芯材之兩面形成有丙烯酸系接著漿糊等黏著劑之兩面黏著帶外，還可使用UV硬化性接著劑、熱硬化性接著劑、濕氣硬化型接著劑、厭氧性硬化型接著劑。
以上，根據本第1實施形態之觸控輸入裝置，於上部透明基板11與下部透明基板12之2個基板設發揮觸控面板之功能所需之上部透明電極11a及下部透明電極12a與發揮壓感感測器之功能所需之透明壓感油墨構件13。藉此，相較於習知觸控輸入裝置，可大幅抑制厚度。
又，根據本第1實施形態之觸控輸入裝置，不將透明壓感油墨構件13設成框狀，而設成覆蓋複數下部透明電極12a。即，於複數下部透明基板12a之約全體設透明壓感油墨構件13。藉此，可抑制靈敏度之參差不齊。又，由於可使用透明壓感油墨構件13作為壓感油墨構件，故可抑制壓感油墨構件之透過率(顯示部3A之目視辨認性)之降低。又，由於不需如專利文獻1般於間隙形成構件14設貫穿孔，故可使上部透明基板11與下部透明基板12之接著性提高。
又，根據本第1實施形態之觸控輸入裝置，由於在不憑靠透明壓感油墨構件13之寬度尺寸下，可縮小殼體2之框部份2b之寬度尺寸，故可增大顯示部3A之面積。
又，本第1實施形態之觸控輸入裝置可使用作為電阻膜式觸控面板、靜電容式觸控面板、可對應於該等兩方式之觸控面板。
此外，本發明不限於前述第1實施形態，可以其他各種態樣實施。舉例言之，在前述第1實施形態中，如第2圖所示，於複數下部透明電極12a分別形成透明壓感油墨構件13，本發明不限於此。亦可如第4圖所示，以1個透明壓感油墨構件13覆蓋複數下部透明電極12a。
又，在前述第1實施形態中，僅於複數下部透明電極12a形成透明壓感油墨構件13，本發明不限於此。舉例言之，亦可如第5圖所示，以透明壓感油墨構件13覆蓋複數上部透明電極11a及複數下部透明電極12a兩者。又，亦可僅於複數上部透明電極11a形成透明壓感油墨構件13。即，以透明壓感油墨構件13覆蓋複數上部透明電極11a及複數下部透明電極12a之至少任一者即可。此外，對上部透明基板11施加按壓力P時，通常上部透明基板11之變形量(撓曲量)較下部透明基板12大。因此變形量之不同，設於上部透明電極11a之透明壓感油墨構件13較設於下部透明電極12a之透明壓感油墨構件13易惡化。因此，於複數上部透明電極11a及複數下部透明電極12a其中任一者設透明壓感油墨構件13時，以於複數下部透明電極12a設透明壓感油墨構件13為 佳。
又，在前述第1實施形態，構造成以上部透明電極11之上面為輸入面，而可直接按壓上部透明基板11，本發明不限於此。舉例言之，亦可於上部透明基板11之上面設保護面板等其他透明基板，間接地按壓上部透明基板11。此時，由於上部透明基板11不露出至外部，故喪失使用表面耐摩擦性等優異之材質作為上部透明基板11之材質的必要性。此外，保護面板係用以保護上部透明基板11之薄膜或板材並具耐傷性、防污性者。保護面板之厚度尺寸為0.25~3.00mm。保護面板可使用有機無機混成材料。又，亦可於上部透明基板11之上面設裝飾本發明之觸控面板之加飾層。
又，在前述第1實施形態中，將下部透明基板12之下面直接接著於殼體2之框部份2b，本發明不限於此。舉例言之，亦可構造成於下部透明基板12之下面設其他透明基板，將下部透明基板12間接地接著於殼體2之框部份2b。又，宜於下部透明基板12之下面設遮蔽從顯示裝置3產生之妨礙電磁波(交流之雜訊)之發揮所謂電磁屏蔽之作用的電磁屏蔽用透明電極。此電磁屏蔽用透明電極亦可設於前述其他透明基板。
接著，使用第6圖，就本第1實施形態之觸控輸入裝置4之按壓位置檢測方法的一例作說明。第6圖係示意顯示複數上部透明電極分別藉由開關連結並且複數下部透明電極分別藉由開關連結之狀態的說明圖。
在此，為方便說明，複數上部透明電極11a係以8條上部透明電極11a1~11a8構成者。又，複數下部透明電極12a係以8條下部透明電極12a1~12a8構成者。又，觸控輸入裝置4係使用作為靜電容式觸控面板者。
如第6圖所示，上部透明電極11a1~11a8及下部透明電極12a1~12a8與用以檢測按壓上部透明基板11之位置之檢測電路6連接。各上部透明電極11a1~11a8與檢測電路6以開關S1~S8接觸及分離。又，各下部透明電極12a1~12a8與檢測電路6以開關S11~S18接觸及分離。開關S1~S8及開關S11~S18分別以控制部7控制開啟及關閉。
舉例言之，控制部7如以下控制開關S1~S8及開關S11~S18之開啟及關閉。
首先，控制部7僅開啟開關S1~S8中之開關S1。藉此，檢測電路6檢測產生於上部透明電極11a1與手指間之靜電容。
接著，控制部7關閉開關S1，開啟開關S2。藉此，檢測電路6檢測產生於上部透明電極11a2與手指間之靜電容。
然後，控制部7關閉開關S2，開啟開關S3。藉此，檢測電路6檢測產生於上部透明電極11a3與手指間之靜電容。
以下同樣地進行，控制部7反覆進行開啟1個開關並關閉另一開關之控制至開關S1~S8為止，檢測電路6逐次檢測產生於連接於已開啟之開關之上部透明電極與手指間之靜電容。
與前述開關S1~S8之開啟關閉同步或前述開啟關閉控 制後，控制部7僅開啟開關S11~S18中之開關S11。藉此，檢測電路6檢測產生於下部透明電極12a1與手指間之靜電容。
接著，控制部7關閉開關S11，開啟開關S12。藉此，檢測電路6檢測產生於下部透明電極12a2與手指間之靜電容。
然後，控制部7關閉開關S12，開啟開關S13。藉此，檢測電路6檢測產生於下部透明電極12a3與手指間之靜電容。
以下同樣地進行，控制部7反覆進行開啟1個開關並關閉另一開關之控制至開關S11~S18為止，檢測電路6逐次檢測產生於連接於已開啟之開關之上部透明電極與手指間之靜電容。
舉例言之，使用者之手指靠近上部透明電極11a3與下部透明電極12a3之交點B1時，產生於上部透明電極11a1~8與手指間之各靜電容之檢測值中產生於上部透明電極11a3與手指間之靜電容之檢測值最大。又，產生於下部透明電極12a1~8與手指間之各靜電容之檢測值中產生於下部透明電極12a3與手指間之靜電容之檢測值最大。因而，可依據該等最大之檢測值，界定手指靠近之位置。
此外，如前述，本第1實施形態之觸控輸入裝置4可使用作為電阻膜式觸控面板，亦可使用作為靜電容式觸控面板。舉例言之，觸控輸入裝置4可適用於電阻膜式數位型觸控面板或互(mutual)容式觸控面板、自(self)容式觸控面板等。一般，由於電阻膜式數位型觸控面板與互(mutual)容式觸控面板相較，電極寬度(配線寬度)狹小，故擔心靈敏度降低。又，在電阻膜式數位型觸控面板中，上部電極與下部 電極之電極寬度大多幾乎相同，而在互容式觸控面板中，在發送側及接收側，電極寬度大多不同(為防止相互之干擾引起之靈敏度降低)。又，自(self)容式觸控面板各電極寬度狹窄，而無法充分確保靈敏度。再者，在檢測靜電之狀態下，上部電極與下部電極逕接觸時，有無法進行靜電容之檢測之虞。
是故，控制部7宜如以下控制開關S1~S8及開關S11~S18之開啟關閉。
首先，控制部7將開關S1~S8中之開關S1、S2(相互相鄰之2個開關)同時開啟。藉此，檢測電路6檢測產生於上部透明電極11a1、11a2與手指間之靜電容。
接著，控制部7關閉開關S1、S2，開啟開關S3、S4。藉此，檢測電路6檢測產生於上部透明電極11a3、11a4與手指間之靜電容。
以下同樣地進行，控制部7反覆進行開啟相互相鄰之2個開關並關閉其他開關之控制至開關S1~S8為止，檢測電路6逐次檢測產生於連接於已開啟之開關之2條上部透明電極與手指間之靜電容。
與前述開關S1~S8之開啟關閉同步或前述開啟關閉控制後，控制部7開啟開關S11~S18中之開關S11、S12(相互相鄰之2個開關)。藉此，檢測電路6檢測產生於下部透明電極12a1、12a2與手指間之靜電容。
接著，控制部7關閉開關S11、S12，開啟開關S13、S14。藉此，檢測電路6檢測產生於下部透明電極12a3、12a4與手 指間之靜電容。
以下同樣地進行，控制部7反覆進行開啟相互相鄰之2個開關並關閉其他開關之控制至開關S11~S18為止，檢測電路6逐次檢測產生於連接於已開啟之開關之2條下部透明電極與手指間之靜電容。
舉例言之，使用者之手指靠近上部透明電極11a3與下部透明電極12a3之交點B1時，產生於上部透明電極11a1~8與手指間之各靜電容之檢測值中產生於上部透明電極11a3與手指間之靜電容之檢測值最大。又，產生於下部透明電極12a1~8與手指間之各靜電容之檢測值中產生於下部透明電極12a3、12a4與手指間之靜電容之檢測值最大。因而，可依據該等最大之檢測值，界定手指靠近之位置。
藉進行如前述之同步開啟相互相鄰之2個開關的控制，在外觀上，可使電極寬度為2倍。藉此，即使上部透明電極11及下部透明電極12之電極寬度狹窄時，在外觀上，亦可增大該等之電極寬度，而使靈敏度提高。此外，在前述中，進行同步開啟相互相鄰之2個開關之控制，亦可進行同步開啟相互相鄰之3個以上之開關之控制。藉此，可使靈敏度任意地變化。
又，在前述中，依序開啟開關S1~S8及開關S11~S18全部，亦可依開關S1、開關S3、開關S5、開關S7之順序開啟等減少開啟之開關。即，亦可在檢測解析度不降低之範圍，略去開啟之開關。藉此，可在外觀上，縮小電極寬度，而可防止檢測速度之降低。
又，在前述，將開關S1~S8依開關S1、S2→開關S3、S4→開關S5、S6…之順序開啟，亦可依開關S1、S2→開關S2、S3→開關S3、S4…之順序開啟。依開關S1、S2→開關S3、S4→開關S5、S6…之順序開啟時，相較於逐一依序開啟開關S1~S8時，解析度為一半。此解析度之降低於進行同步開啟相互相鄰之3個以上之開關的控制時特別顯著。藉依開關S1、S2→開關S2、S3→開關S3、S4…之順序開啟、即使開啟之開關一部份重複，可使靈敏度提高，並且減低解析度之降低。此外，在前述，就開關S1~S8之開啟關閉控制作了敘述，開關S11~S18亦相同。
第2實施形態
第7圖係本發明第2實施形態之觸控輸入裝置之示意截面圖。本第2實施形態之觸控輸入裝置4A與前述第1實施形態之觸控輸入裝置4不同之點係於間隙21填充有具絕緣性之透明液41。
在前述第1實施形態之觸控輸入裝置4，於間隙21存在空氣。由於空氣透明，故觸控輸入裝置4全體之透過率高。然而，因觀看觸控輸入裝置4之角度，有因存在於間隙21之空氣，光反射，透過率降低之情形。
相對於此，根據本第2實施形態之觸控輸入裝置4A，藉於間隙21填充具絕緣性之透明液41，可抑制光之反射，而抑制透過率之降低。又，由於液體通常介電常數較空氣高，故藉於間隙41填充具絕緣性之透明液41，可使靈敏度提高。
此外，於間隙21填充透明液41時，需提高間隙21之密 閉度，俾使透明液41不致漏出。因此，如第8圖所示，間隙形成構件14宜構造成可彈性變形，俾即使對觸控輸入裝置4A施加按壓力，上部透明基板11等變形時，間隙21之體積亦不改變。
透明液41宜使用矽系、氟系、烴系或醇系之惰性液體。此種透明液可舉3M公司製之Fluorinert(註冊商標)、Novec(註冊商標)、信越化學公司製之矽油(商品名「KF」、「HIVAC」)、烴系光學油、醇系之聚乙二醇等為例。
又，透明液41之折射率宜高於空氣、即高於1.0。藉此，可抑制牛頓環之產生，使光學特性透過率提高，而使顯示部3A之目視辨認性提高。又，透明液41之折射率以在上部透明基板11之折射率之±0.5之範圍為更佳。藉此，可更抑制牛頓環之產生，使光學特性透過率更提高，而使顯示部3A之目視辨認性更提高。
又，當透明液41之動黏度過高時，按壓觸控輸入裝置4A時，上部透明電極11a與透明壓感油墨構件13不易接觸。因此，透明液41之在25℃之動黏度宜低於50萬mm2/S。又，透明液41在25℃之動黏度宜低於5萬mm2/S。藉此，可使上部透明電極11a與透明壓感油墨構件13更易接觸，並且於該接觸後，易回復原本之狀態。又，當透明液41在25℃之動黏度低時，密封透明液41之構件(例如上部透明基板11及下部透明基板12等)之剛性低時，將觸控輸入裝置4A配置於垂直方向時，有無法保持絕緣性之虞。因此，透明液41在25℃之動黏度宜為0.65mm2/S。
又，透明液41宜使用耐熱性之範圍為-45℃~125℃者。藉此，不致因通常之使用環境，透明液41凝固或變稀，而可於使用觸控輸入裝置4A時，獲得穩定之輸入值(提高再現性(精確度))。
第3實施形態
第9圖係本發明第3實施形態之觸控輸入裝置之示意截面圖。本第3實施形態之觸控輸入裝置4B與前述第2實施形態之觸控輸入裝置4A不同之點係於上部透明電極11之上面形成有透明導電膜51。
透明導電膜51形成為具有作為行動電話之天線等之功能。藉此，將觸控輸入裝置4B安裝於行動電話等之際，可節省另外安裝天線等之工夫。
此外，使用觸控輸入裝置4B作為靜電容式觸控面板時，當於形成有上部透明電極11a及下部透明電極12a之區域VA形成透明導電膜51時，因該透明導電膜51阻礙產生於手指與上部透明電極11a或下部透明電極12a間之靜電容的探測。因此，使用觸控輸入裝置4B作為靜電容式觸控面板時，如第10圖所示，宜於區域VA之外側之區域形成透明導電膜51A。另一方面，使用觸控輸入裝置4B作為電阻膜式觸控面板時，不產生前述問題。即，由於電阻膜式之位置檢測係藉探測上部透明電極11a與下部透明電極12a是否導通來進行，故不需探測產生於手指與上部透明電極11a或下部透明電極12a間之靜電容。因此，如第11圖或第12圖所示，可將透明導電膜51B、51C形成為橫穿區域VA。
此外，藉適宜組合前述各種實施形態中之任意實施形態，可發揮各自具有之效果。
本發明係一面參照附加圖式，一面與較佳之實施形態相關充分記載，對熟悉此技術之人而言，可明白各種變形及修正。應理解該種變形及修正只要不脫離附加之申請專利範圍之本發明之範圍，便包含在其中。
於2011年6月24日提申之日本專利申請案No.2011-140926號之說明書、圖式及申請專利範圍之揭示內容係參照全體而納入本說明書中者。
產業上之可利用性
本發明之具有按壓功能由於可抑制厚度，並且可抑制靈敏度之參差不齊，故對PDA、個人電腦等行動資訊終端、影印機、傳真機等OA機器、智慧型手機、行動電話、行動遊戲機、電子字典、汽車導航系統、小型PC或各種家電品等電子機器有用。
1‧‧‧行動電話
2，105‧‧‧殼體
2A‧‧‧顯示窗
2a‧‧‧開口部
2b，105a‧‧‧框部份
3‧‧‧顯示裝置
3A，104‧‧‧顯示部
4，4A，4B‧‧‧觸控輸入裝置
5‧‧‧輸入鍵
6‧‧‧檢測電路
7‧‧‧控制部
11‧‧‧上部透明基板
11a，11a1-11a8‧‧‧上部透明電極
12‧‧‧下部透明基板
12a，12a1-12a8‧‧‧下部透明電極
13‧‧‧透明壓感油墨構件(壓感感測器)
14‧‧‧間隙形成構件
21，131‧‧‧間隙
41‧‧‧透明液
51，51A-51C‧‧‧透明導電膜
101‧‧‧觸控面板本體
102‧‧‧壓感感測器
103‧‧‧黏著劑
121‧‧‧上部薄膜
121a‧‧‧上部電極
122‧‧‧下部薄膜
122a‧‧‧下部電極
123a‧‧‧上部壓感油墨構件
123b‧‧‧下部壓感油墨構件
124‧‧‧間隙保持構件
124a‧‧‧貫穿孔
B1‧‧‧交點
P‧‧‧按壓力
S1-S8，S11-S18‧‧‧開關
VA‧‧‧區域
第1圖係搭載本發明第1實施形態之觸控輸入裝置之行動電話的立體圖。
第2圖係第1圖之A1-A1線之示意截面圖。
第3圖係顯示在第1圖之觸控輸入裝置中對上部透明基板之輸入面施加按壓力時之狀態的示意截面圖。
第4圖係顯示本發明第1實施形態之觸控輸入裝置之第1變形例的示意截面圖。
第5圖係顯示本發明第1實施形態之觸控輸入裝置之第 2變形例的示意截面圖。
第6圖係示意顯示複數上部透明電極分別藉由開關連結並且複數下部透明電極分別藉由開關連結之狀態的說明圖。
第7圖係本發明第2實施形態之觸控輸入裝置之示意截面圖。
第8圖係顯示在第1圖之觸控輸入裝置中對上部透明基板之輸入面施加按壓力時之狀態的示意截面圖。
第9圖係本發明第3實施形態之觸控輸入裝置之示意截面圖。
第10圖係顯示形成於上部透明電極之上面之透明導電膜之第1形成圖形的上視圖。
第11圖係顯示形成於上部透明電極之上面之透明導電膜之第2形成圖形的上視圖。
第12圖係顯示形成於上部透明電極之上面之透明導電膜之第3形成圖形的上視圖。
第13圖係顯示於電子機器安裝習知觸控輸入裝置之狀態之截面圖。
第14圖係習知觸控輸入裝置具有之壓感感測器之分解立體圖。
2‧‧‧殼體
2A‧‧‧顯示窗
2a‧‧‧開口部
2b‧‧‧框部份
3‧‧‧顯示裝置
3A‧‧‧顯示部
4‧‧‧觸控輸入裝置
11‧‧‧上部透明基板
11a‧‧‧上部透明電極
12‧‧‧下部透明基板
12a‧‧‧下部透明電極
13‧‧‧透明壓感油墨構件
14‧‧‧間隙形成構件
21‧‧‧間隙

Claims (8)

  1. 一種具按壓檢測功能之觸控面板，係包含有：上部透明基板；複數上部透明電極，係於前述上部透明基板之下面配置成條狀者；下部透明基板，係與前述上部透明基板之下面對向配置者；複數下部透明電極，係於前述下部透明電極之上面於與前述複數上部透明電極交叉之方向配置成條狀者；間隙形成構件，係配置於前述上部透明基板與前述下部透明基板之對向區域，並具有黏著性而將前述上部透明基板與前述下部透明基板接著，且於前述複數上部透明電極與前述複數下部透明電極間形成間隙者；及導電性透明壓感油墨構件，係設成覆蓋前述複數上部透明電極或前述複數下部透明電極至少一者，且電特性因所施加之按壓力而變化者；又，當前述上部透明基板因對前述上部透明基板之厚度方向施加外力而變形時，前述透明壓感油墨構件可接觸前述上部透明電極及前述下部透明電極兩者而使兩者導通。
  2. 如申請專利範圍第1項之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明壓感油墨構件設成僅覆蓋前述複數下部透明電極。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之具按壓檢測功能之觸控面 板，其中於前述間隙填充有具絕緣性之透明液。
  4. 如申請專利範圍第3項之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明液之折射率高於空氣之折射率。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明液在25℃之動黏度低於50萬mm2/S。
  6. 如申請專利範圍第3至5項中任一項之具按壓檢測功能之觸控面板，其中前述透明液之耐熱性之範圍係-45℃~125℃。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之具按壓檢測功能之觸控面板，其中於前述上部透明電極之上面形成有透明導電膜。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之具按壓檢測功能之觸控面板，其包含有：檢測電路，係分別與前述複數上部透明電極及前述複數下部透明電極連接而用以檢測前述上部透明基板被按壓之位置者；複數開關，係將前述複數上部透明電極及前述複數下部透明電極分別與前述檢測電路間接觸及分離者；及控制部，係將前述複數開關依相互相鄰之預定數之各開關控制開啟及關閉者。
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