TW201447680A - 感測裝置、輸入裝置及電子機器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種能夠以高精度檢測操作位置及按壓力之感測裝置。感測裝置具備:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層;電極基板,其設置於第1導體層與第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將第1導體層與電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將電極基板與第2導體層隔開。電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極。對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
Description
本技術係關於一種可靜電性地檢測輸入操作之感測裝置、輸入裝置及電子機器。
作為電子機器用之感測裝置,已知有例如包括電容元件且具有可檢測操作件相對於輸入操作面之操作位置及按壓力的構成者(例如參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利特開2011-170659號公報
近年來,使用藉由利用手指之動作之手勢(gesture)操作而使自由度較高之輸入方法,進而,只要能夠以高精度穩定地檢測操作面上之按壓力,則可期待實現更多彩之輸入操作。
鑒於如上所述之情況,本技術之目的在於提供一種能夠以高精度檢測操作位置及按壓力之感測裝置、輸入裝置及電子機器。
為解決上述問題,第1技術係一種感測裝置,其具備:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層;
電極基板,其設置於第1導體層與第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將第1導體層與電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將電極基板與第2導體層隔開;且電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
於第1技術中,當自第1導體層上進行輸入操作時,第1導體層彎曲,並且電極基板隔著第1構造體朝向第2導體層彎曲。藉此,第1及第2導體層各者與電極基板之間之相對距離分別變化,可基於該距離之變化而靜電性地檢測按壓等輸入操作。因此,可使靜電電容相對於輸入操作之變化量較大,從而可提高檢測感度。又,不僅可檢測有意識之按壓操作,亦可檢測接觸操作時之微小之按壓力,從而亦可用作觸控感測器。
於在對應於單位區域之中央部之位置自第1導體層上進行輸入操作之情形時,第1導體層彎曲,並且電極基板隔著單位區域內所含之2個以上之第1構造體向第2導體層彎曲。因此,與單位區域內包含1個第1構造體之情形(例如在單位區域之中心位置配置有1個第1構造體之情形)相比,可使上述輸入操作時使電極基板向第2導體層較大地彎曲之範圍更廣。藉此,與單位區域內包含1個第1構造體之情形相比,可提高上述輸入操作時之電容變化率及操作感度。
於在對應於單位區域間或其附近之位置自第1導體層上進行輸入操作之情形時,可藉由單位區域內所含之2個以上之第1構造體,而抑
制在單位區域間或其附近,第1導體層局部地朝向第2導體層較大地彎曲。因此,可獲得較佳之形狀之電容變化率分佈。
第1技術之感測裝置並非為操作件與電極基板之各電極直接電容耦合之構成,而是隔著第1導體層進行輸入操作,故而即便於使用戴有手套之手指或前端較細之筆尖等操作件之情形時,亦可精度良好地檢測輸入操作。
第2技術係一種輸入裝置,其具備:操作構件,其具有可撓性;導體層;電極基板,其設置於操作構件與導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將操作構件與電極基板隔開;及第2構造體,其將導體層與電極基板隔開;且電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
於第2技術中,若自操作構件上進行輸入操作,則操作構件彎曲,並且電極基板隔著第1構造體朝向第2導體層彎曲。藉此,操作構件及導體層各者與電極基板之間之相對距離分別變化,可基於該距離之變化而靜電性地檢測按壓等輸入操作。因此,可使靜電電容相對於輸入操作之變化量較大,從而可提高檢測感度。又,藉此,不僅可檢測有意識之按壓操作,亦可檢測接觸操作時之微小之按壓力,從而亦可用作觸控感測器。
於在對應於單位區域之中央部之位置自操作構件上進行輸入操
作之情形時,操作構件彎曲,並且電極基板隔著單位區域內所含之2個以上之第1構造體朝向導體層彎曲。因此,與單位區域內包含1個第1構造體之情形(例如在單位區域之中心位置配置有1個第1構造體之情形)相比,可使上述輸入操作時使電極基板朝向導體層較大地彎曲之範圍更廣。藉此,與單位區域內包含1個第1構造體之情形相比,可提高上述輸入操作時之電容變化率及操作感度。
於在對應於單位區域間或其附近之位置自操作構件上進行輸入操作之情形時,可藉由單位區域內所含之2個以上之第1構造體,而抑制在單位區域間或其附近,操作構件局部地朝向導體層較大地彎曲。因此,可獲得較佳之電容變化率分佈。
第3技術係一種電子機器,其具備:操作構件,其具有可撓性;導體層;電極基板,其設置於操作構件與導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將操作構件與電極基板隔開;第2構造體,其將導體層與電極基板隔開;及控制部,其基於電極基板之靜電電容之變化而產生與對操作構件之輸入操作對應之信號;且電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
第4發明係一種感測裝置,其具備:第1導體層,其具有可撓性;
第2導體層,其與第1導體層對向地設置;電極基板,其設置於第1導體層與第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將第1導體層與電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將電極基板與第2導體層隔開;且電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於單位區域內,包含2個以上之第1構造體。
第5發明係一種感測裝置,其具備:第1層,其具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於第1層與第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將第1層與電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將電極基板與第2層隔開;且第1層及第2層中之至少一者包含導體層,電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
第6發明係一種輸入裝置,其具備:第1層,其包含操作構件且具有可撓性;第2層;
電極基板,其設置於第1層與第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將第1層與電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將電極基板與第2層隔開;且第1層及第2層中之至少一者包含導體層,電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
第7發明一種電子機器,其具備:第1層,其包含操作構件且具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於第1層與第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將第1層與電極基板隔開;複數個第2構造體,其等將第2層與電極基板隔開;及控制部,其基於電極基板之靜電電容之變化而產生與對操作構件之輸入操作對應之信號;且第1層及第2層中之至少一者包含導體層,電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於第1電極與第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
第8發明係一種感測裝置,其具備:
第1層,其具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於第1層與第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將第1層與電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將電極基板與第2層隔開;且第1層及第2層中之至少一者包含導體層,電極基板包含具有複數個第1單位電極體之複數個第1電極、及包括複數個第2單位電極體之複數個第2電極,藉由第1電極體及第2電極體之組構成檢測部,對應於檢測部而設置複數個單位區域,於單位區域內,包含2個以上之第1構造體及第2構造體中之至少一者。
如上所述,根據本技術,能夠以高精度檢測操作位置及按壓力。
1‧‧‧感測裝置
10、10A、10B‧‧‧操作構件
11‧‧‧可撓性顯示器(顯示部)
11A、11Aa、11Ab‧‧‧可撓性片材
12‧‧‧金屬膜(第1導體層)
13、23、35‧‧‧接著層
20‧‧‧電極基板
20Dsi、20Dsi+1、20Dsi+2、20s、20s1、20s2、20s3、20si、20si+1、20si+2‧‧‧檢測部
20g‧‧‧配線基板
20r、20ri、20ri+1、20ri+2‧‧‧單位檢測區域
20s‧‧‧檢測部
21‧‧‧第1配線基板
21w、22w‧‧‧電極群
21z‧‧‧第1子電極
22‧‧‧第2配線基板
22z‧‧‧第2子電極
30‧‧‧第1支持體
31、31a、31c、211g‧‧‧基材
32、32a‧‧‧構造層
40‧‧‧第2支持體
50‧‧‧導體層(第2導體層)
50a‧‧‧高分子樹脂層
50b、50B、50C、50D、50E‧‧‧導體層
50h‧‧‧開口
51、51B、51C、51E‧‧‧階差部
60‧‧‧控制部
61‧‧‧運算部
62‧‧‧信號產生部
70、70a、70B‧‧‧電子機器
100、100A、100B、100C‧‧‧輸入裝置
100j、100k‧‧‧支持體
110、110A、110B‧‧‧第1面
111A、111Ab‧‧‧鍵區域
112A‧‧‧槽部
113‧‧‧可撓性配線基板
120、120A、120B‧‧‧第2面
210、210Dxi、210Dxi+1、210Dxi+2、210s、210xi、210xi+1、210xi+2‧‧‧第1電極線
210m、220m‧‧‧單位電極體
210n、220n‧‧‧連結部
210p、220p‧‧‧電極線部
210q‧‧‧跨接配線
210r‧‧‧絕緣層
210v、220v‧‧‧結合部
210w、220w‧‧‧子電極
210z、220z‧‧‧連接部
211、211D‧‧‧第1基材
220、220Dyi、220Dyi+1、220Dyi+2、220s、220y‧‧‧第2電極線
221‧‧‧第2基材
310‧‧‧第1構造體
310ai、310ai+1、310i-1、310i、310i+1、310i+2‧‧‧第1構造體
311c、321、321a‧‧‧第1凸部
312c、322、322a‧‧‧第2凸部
320‧‧‧第1框體
323、323a‧‧‧凹部
330、330i、330i+1‧‧‧第1空間部
341、341a、341c、723a‧‧‧接合部
342、342a‧‧‧防接著層
410、410b、410i-1、410i、410i+1‧‧‧第2構造體
420、420b‧‧‧第2框體
430、430i、430i+1、430i+2‧‧‧第2空間部
710‧‧‧控制器
711B‧‧‧操作區域
720a、720B‧‧‧殼體
721a‧‧‧開口部
722a‧‧‧支持部
724b‧‧‧輔助支持部
ai、ai+1、b‧‧‧箭頭
Cai、Cai+1、Cai+2‧‧‧靜電電容
Ci、Ci+1、Ci+2‧‧‧靜電電容之變化量
dx、dy‧‧‧子電極之間隔
Ex、Ey‧‧‧電極寬度
f‧‧‧手指
F、F1、F2、F3、F4‧‧‧力
h‧‧‧操作件
L1、L2、L3、L11、L12、L21、L22‧‧‧曲線
Li、Li+1‧‧‧單位檢測區域相對於X軸
方向之電容變化率分佈
Lx、Ly‧‧‧單位檢測區域之寬度
P1、P2、P3‧‧‧位置
RA、RB、RC‧‧‧區域
Ri、Ri+1‧‧‧波峰間之區域
s‧‧‧筆尖
s1~s9‧‧‧第2構造體
u1~u10‧‧‧第1構造體
Uc‧‧‧單位格子
Wx、Wy‧‧‧網眼寬度
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置之一構成例的概略剖面圖。
圖2係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置之一構成例的分解立體圖。
圖3係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置之主要部分之一構成例的概略剖面圖。
圖4係表示使用本技術之第1實施形態之輸入裝置之電子機器之一構成例的方塊圖。
圖5A係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置之導體層之構成例的概略剖面圖。圖5B係表示導體層之變化例之概略剖面圖。圖5C係
表示導體層之變化例之概略剖面圖。圖5D係表示導體層之變化例之概略剖面圖。圖5E係表示導體層之變化例之概略剖面圖。
圖6A係用以說明本技術之第1實施形態之輸入裝置之檢測部之構成的模式性剖面圖。圖6B係用以說明檢測部之變化例之構成之模式性剖面圖。
圖7A係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置之第1支持體之形成方法之一例的概略剖面圖。圖7B係表示第1支持體之形成方法之一例之概略剖面圖。圖7C係表示第1支持體之形成方法之一例之概略剖面圖。
圖8係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置之第2支持體之形成方法之一例的概略剖面圖。
圖9A係表示第1或第2支持體之形成方法之變化例之概略剖面圖。圖9B係表示第1或第2支持體之形成方法之變化例之概略剖面圖。
圖10A係表示第1及第2電極線之配置例之概略圖。圖10B係表示第1及第2電極線之一構成例之概略圖。圖10C係用以說明單位檢測區域之概略圖。
圖11係表示於藉由操作件將輸入裝置之第1面之點朝Z軸方向下方按壓時,對第1及第2構造體施加之力之情況之概略剖面圖。
圖12係表示第1面之第1構造體上之點受到操作件之操作時之輸入裝置之態樣之模式性主要部分剖面圖,且為表示此時之各檢測部之電容變化量之一例之圖。
圖13係表示第1面之第1空間部上之點受到操作件之操作時之輸入裝置之態樣的模式性主要部分剖面圖,且為表示此時之各檢測部之電容變化量之一例之圖。
圖14係表示第1面受到筆尖之操作時之輸入裝置之態樣之模式性
主要部分剖面圖,且為表示此時之各檢測部之電容變化量之一例之圖。
圖15係表示第1面受到手指之操作時之輸入裝置之態樣之模式性主要部分剖面圖,且為表示此時之各檢測部之電容變化量之一例之圖。
圖16係用以對在單位檢測區域內包含1個第1構造體之輸入裝置之荷重位置與電容變化量之關係進行說明之圖。
圖17係用以對在單位檢測區域內包含1個第1構造體之輸入裝置之荷重位置與電容變化量之關係進行說明之圖。
圖18係用以對在單位檢測區域內包含1個第1構造體之輸入裝置之荷重位置與電容變化量之關係進行說明之圖。
圖19A係表示理想之電容變化率分佈之圖。圖19B係表示實際之電容變化率分佈之圖。
圖20A、圖20B係用以對在電容變化率分佈中產生分裂之2個波峰之原因進行說明的概略剖面圖。
圖21A、圖21B係用以對可藉由於單位檢測區域內包含2個以上之第1構造體而改善座標計算之精度之理由進行說明的概略剖面圖。
圖22A係表示第1及第2構造體與第1電極線(Y電極)及第2電極線(X電極)之第1配置例之模式性俯視圖。圖22B係表示第1及第2構造體與第1電極線(Y電極)及第2電極線(X電極)之第2配置例之模式性俯視圖。
圖23A係表示對稱配置之第1例之俯視圖。圖23B係表示對稱配置之第2例之俯視圖。
圖24A係表示對稱配置之第3例之俯視圖。圖24B係表示對稱配置之第4例之俯視圖。
圖25A係表示對稱配置之第5例之俯視圖。圖25B係表示對稱配置
之第6例之俯視圖。
圖26係表示對稱配置之第9例之俯視圖。
圖27A係表示自Z軸方向觀察之情形時第1及第2構造體重疊地配置之輸入裝置之構成例之概略剖面圖。圖27B係表示自Z軸方向觀察之情形時第1及第2構造體重疊地配置之配置例之俯視圖。
圖28係表示第2構造體之第1配置例之俯視圖。
圖29A係表示將圖28所示之區域RA之附近放大表示之立體圖。圖29B係表示將圖28所示之區域RB之附近放大表示之立體圖。圖29C係表示將圖28所示之區域RC之附近放大表示之立體圖。
圖30A係表示第2構造體之第2配置例之俯視圖。圖30B係表示第2構造體之第3配置例之俯視圖。
圖31A、圖31B係用以對可藉由於單位檢測區域內包含2個以上之第1構造體而提高荷重感度之理由進行說明之概略剖面圖。
圖32A係表示第1配置例之概略剖面圖。圖32B係表示第2配置例之概略剖面圖。圖32C係表示第3配置例之概略剖面圖。
圖33A~圖33C係用以說明第1構造體間之距離Dx、Dy之概略剖面圖。
圖34係用以說明第1構造體間之距離Dx、Dy之俯視圖。
圖35A係用以對單位檢測區域內包含1個第1構造體之輸入裝置之描畫特性進行說明之概略剖面圖。圖35B係用以對單位檢測區域內包含1個第1構造體之輸入裝置之描畫特性進行說明之俯視圖。
圖36A係表示在圖23B所示之配置例中略微地發生凹陷之區域R之俯視圖。圖36B係表示在圖25A所示之配置例中略微地發生凹陷之區域R之俯視圖。
圖37A係表示第1電極線之變化例之俯視圖。圖37B係表示第2電極線之變化例之俯視圖。
圖38(A)~圖38(P)係表示單位電極體之形狀例之模式圖。
圖39A係表示對電子機器安裝本技術之第1實施形態之輸入裝置之例的概略剖面圖。圖39B係表示對電子機器安裝本技術之第1實施形態之輸入裝置之例之變化例的概略剖面圖。
圖40係表示本技術之第4實施形態之輸入裝置之一構成例之概略剖面圖。
圖41A係表示本技術之第4實施形態之輸入裝置之操作構件之一構成例之概略剖面圖。圖41B係表示操作構件之變化例之概略剖面圖。
圖42係表示組裝有本技術之第5實施形態之輸入裝置之電子機器之一構成例的概略剖面圖。
圖43係表示試驗例1中之模擬之條件之概略圖。
圖44A~圖44C係表示試驗例1-1之模擬之結果之圖。
圖45A~圖45C係表示試驗例1-2之模擬之結果之圖。
圖46A~圖46C係表示試驗例2-1~2-2之模擬之結果之圖。
圖47A~圖47C係表示試驗例2-3~2-4之模擬之結果之圖。
圖48A~圖48C係表示試驗例2-5~2-6之模擬之結果之圖。
圖49A~圖49C係表示試驗例2-7~2-8之模擬之結果之圖。
圖50A~圖50C係表示試驗例2-9~2-10之模擬之結果之圖。
圖51A~圖51C係表示試驗例2-11~2-12之模擬之結果之圖。
圖52係表示試驗例3-1~3-4之模擬之結果之圖。
圖53係表示試驗例4-1~4-3之模擬之結果之圖。
圖54A係表示試驗例5-1、5-2之模擬之結果之圖。圖54B係表示試驗例5-1之模擬之結果之圖。圖54C係表示試驗例5-2之模擬之結果之圖。
圖55A係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置之變化例之概略
剖面圖。圖55B係表示第1面受到手指之操作時之輸入裝置之態樣的模式性主要部分剖面圖。
圖56A係表示輸入裝置之面內方向之複數個開口之配置位置之第1例的俯視圖。圖56B係表示輸入裝置之面內方向之複數個開口之配置位置之第2例的俯視圖。
圖57A係表示輸入裝置之接地之第1例之概略圖。圖57B係表示輸入裝置之接地之第2例之概略圖。
圖58A係表示對稱配置之第7例之俯視圖。圖58B係表示對稱配置之第8例之俯視圖。
圖59A係表示對稱配置之第10例之俯視圖。圖59B係表示對稱配置之第11例之俯視圖。
圖60A係表示具有圓筒狀之輸入裝置之形狀例之立體圖。圖60B係沿圖60A之A-A線之剖面圖。
圖61A係表示具有曲面狀之輸入裝置之形狀例之立體圖。圖61B係沿圖61A之A-A線之剖面圖。
圖62A係表示本技術之第2實施形態之輸入裝置之構成之一例的剖面圖。圖62B係將圖62A之一部分放大表示之剖面圖。
圖63A係表示Y電極之構成之一例之俯視圖。圖63B係表示X電極之構成之一例之俯視圖。
圖64A係表示X電極及Y電極之排列之一例之俯視圖。圖64B係沿圖64A之A-A線之剖面圖。
圖65A係表示X電極之構成之第1例之俯視圖。圖65B係表示Y電極之構成之第1例之俯視圖。
圖66A係表示X電極之構成之第2例之俯視圖。圖66B係表示Y電極之構成之第2例之俯視圖。
圖67A係表示本技術之第3實施形態之輸入裝置之構成之第1例的
剖面圖。圖67B係表示本技術之第3實施形態之輸入裝置之構成之第2例之剖面圖。
圖68A係表示本技術之第3實施形態之變化例之輸入裝置中之X、Y電極之構成之第1例的俯視圖。圖68B係表示本技術之第3實施形態之變化例之輸入裝置中之X、Y電極之構成之第2例的俯視圖。
圖69A係表示第1電極線(Y電極)之配置例之俯視圖。圖69B係表示第2電極線(X電極)之配置例之俯視圖。
圖70A係表示第1構造體之配置例之俯視圖。圖70B係表示第2構造體之配置例之俯視圖。
圖71係表示第1及第2電極線與第1及第2構造體之配置關係之俯視圖。
圖72係表示第1及第2構造體之配置例之俯視圖。
於本技術中,感測裝置及輸入裝置係較佳地應用於例如筆記型個人電腦、觸控面板顯示器、平板型電腦、行動電話(例如智慧型手機)、數位相機、數位視訊攝影機、視聽機器(例如可攜式音樂播放器)、遊戲機器等電子機器者。
於本技術中,導體層只要為具有電氣導電性之導電層便可,例如較佳為使用包含無機系導電材料之無機導電層、包含有機系導電材料之有機導電層、包含無機系導電性材料及有機系導電材料之兩者之有機-無機導電層等。
作為無機系導電材料,例如可列舉金屬、金屬氧化物等。此處,對於金屬係定義為包含半金屬者。作為金屬,例如可列舉銅、銀、金、鉑、鈀、鎳、錫、鈷、銠、銥、鐵、釕、鋨、錳、鉬、鎢、鈮、鉭、鈦、鉍、銻、鉛等金屬或該等之合金等,但並不限定於此。作為金屬氧化物,例如可列舉銦錫氧化物(ITO(Indium Tin Oxide))、
氧化鋅、氧化銦、添加銻之氧化錫、添加氟之氧化錫、添加鋁之氧化鋅、添加鎵之氧化鋅、添加矽之氧化鋅、氧化鋅-氧化錫系、氧化銦-氧化錫系、氧化鋅-氧化銦-氧化鎂系等,但並不限定於此。
作為有機系導電材料,例如可列舉碳材料、導電性聚合物等。作為碳材料,例如可列舉碳黑(carbon black)、碳纖維、富勒烯、石墨烯、奈米碳管(carbon nanotube)、螺旋碳纖維(carbon microcoil)、奈米角等,但並不限定於此。作為導電性聚合物,例如可使用經取代或未經取代之聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及包含選自該等中之1種或2種之(共聚物)聚合物等,但並不限定於此。
按以下之順序對本技術之實施形態進行說明。
1.第1實施形態(輸入裝置之例)
2.第2實施形態(輸入裝置之例)
3.第3實施形態(輸入裝置之例)
4.第4實施形態(輸入裝置之例)
5.第5實施形態(電子機器之例)
圖1係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置100之一構成例的概略剖面圖,圖2係表示輸入裝置100之一構成例的分解立體圖,圖3係表示輸入裝置100之主要部分之一構成例的概略剖面圖,圖4係表示使用輸入裝置100之電子機器70之一構成例的方塊圖。以下,對本實施形態之輸入裝置100之構成進行說明。再者,圖中之X軸(第1方向)及Y軸(第2方向)係表示相互正交之方向(輸入裝置100之面內方向),Z軸係表示與X軸及Y軸正交之方向(輸入裝置100之厚度方向或上下方向)。
輸入裝置100包括受理使用者之操作之可撓性顯示器(顯示部)11、及檢測使用者之操作之感測裝置1。輸入裝置100例如構成為
可撓性之觸控面板顯示器,且組裝於下述電子機器70。感測裝置1及可撓性顯示器11為沿與Z軸垂直之方向延伸之平板狀。
可撓性顯示器11包括第1面110、及第1面110之相反側之第2面120。可撓性顯示器11兼具作為輸入裝置100中之輸入操作部之功能、及作為顯示部之功能。即,可撓性顯示器11係使第1面110作為輸入操作面及顯示面發揮功能,自第1面110朝向Z軸方向上方顯示對應於使用者之操作之圖像。於第1面110,顯示有例如對應於鍵盤之圖像、或GUI(Graphical User Interface,使用者圖形介面)等。作為對可撓性顯示器11進行操作之操作件,例如可列舉圖15所示之手指f、或圖14所示之筆尖s。
可撓性顯示器11之具體之構成並無特別限定。例如作為可撓性顯示器11,可採用所謂電子紙、有機EL(Electroluminescence,電致發光)面板、無機EL面板、液晶面板等。又,可撓性顯示器11之厚度亦並無特別限定,例如為0.1mm~1mm。
感測裝置1包括金屬膜(第1導體層(導電層))12、導體層(第2導體層(導電層))50、電極基板20、第1支持體30及第2支持體40。感測裝置1係配置於可撓性顯示器11之第2面120側。
金屬膜12具有可撓性,例如構成為可變形之片狀。導體層50係與金屬膜12對向地配置。電極基板20具有可撓性,且包括複數根第1電極線210、及與複數根第1電極線210對向地配置並且與複數根第1電極線210交叉之複數根第2電極線220。電極基板20係可變形地配置於金屬膜12與導體層50之間,可靜電性地檢測與金屬膜12及導體層50之各者之距離之變化。第1支持體30例如包括:複數個第1構造體310,其將金屬膜12與電極基板20之間連接;及第1空間部330,其形成於複數個第1構造體310之間。藉由複數個第1構造體310將金屬膜12與電極基板20之間隔開。第2支持體40例如包括:複數個第2構造體410,其
等分別配置於相鄰之複數個第1構造體310間且將導體層50與電極基板20之間連接;及第2空間部430,其形成於複數個第2構造體410之間。藉由複數個第2構造體410將導體層50與電極基板20之間隔開。亦可於第1空間部330及第2空間部430填充液體或凝膠等介質。又,亦可填充除空氣以外之氣體。
本實施形態之感測裝置1(輸入裝置100)係藉由靜電性地檢測因可撓性顯示器11之第1面110上之輸入操作而導致之金屬膜12及電極基板20與導體層50及電極基板20之間之距離之變化,而檢測該輸入操作。該輸入操作並不限定於在第1面110上有意識之按壓(按下)操作,亦可為接觸(觸控)操作。即,輸入裝置100係如下所述,即便為藉由通常之觸控操作而施加之微小之按壓力(例如約數十g左右),亦可檢測出,故而構成為可實現與通常之觸控感測器相同之觸控操作。
輸入裝置100包括控制部60,該控制部60包含運算部61及信號產生部62。運算部61係基於檢測部20s之靜電電容之變化,而檢測使用者之操作。信號產生部62係基於運算部61之檢測結果而產生操作信號。
圖4所示之電子機器70包括基於輸入裝置100之信號產生部62所產生之操作信號進行處理之控制器710。已由控制器710進行處理之操作信號係例如作為圖像信號,輸出至可撓性顯示器11。可撓性顯示器11係經由可撓性配線基板113(參照圖2)而連接於搭載在控制器710之驅動電路。上述驅動電路亦可搭載於配線基板113。
於本實施形態中,可撓性顯示器11係構成為輸入裝置100之操作構件10之一部分。即,輸入裝置100包括操作構件10、電極基板20、第1支持體30、第2支持體40及導體層50。以下,對該等各要素進行說明。
操作構件10具有包含第1面110及第2面120之可撓性顯示器11與金屬膜12之積層構造。即,操作構件10包括受理使用者之操作之第1面110、及形成有金屬膜12且為第1面110之相反側之第2面120,構成為可變形之片狀。金屬膜12係設置於與導體層50對向之第2面120之側。
金屬膜12構成為可仿照可撓性顯示器11之變形而變形之片狀,例如包含Cu(銅)、Al(鋁)、不鏽鋼(SUS(Steel Use Stainless,日本不鏽鋼標準))等金屬箔、或網眼材料。又,可包括形成於片狀之基材上之導電體之蒸鍍膜或濺鍍膜等,亦可為導電膏等之塗膜。再者,金屬膜12只要作為導電層發揮功能便可,亦可為ITO(氧化銦錫)等氧化物導電體或奈米碳管等有機導電體。金屬膜12之厚度並無特別限定,例如為數10nm~數10μm。金屬膜12例如連接於接地電位。藉此,金屬膜12係於安裝在電子機器70時發揮作為電磁遮罩層之功能。即,例如可抑制來自可撓性顯示器11之電磁波之侵入或來自安裝於電子機器70之其他電子零件等之電磁波之侵入、及自輸入裝置100之電磁波之洩漏,而可有助於作為電子機器70之動作之穩定性。又,為強化此種作為電磁遮罩層之功能,金屬膜12亦可成為複數層。
例如圖3所示,金屬膜12係藉由將形成有金屬箔之黏著性之樹脂膜等接著層13貼附於可撓性顯示器11而形成。或,可包括直接形成於可撓性顯示器11之蒸鍍膜或濺鍍膜等,亦可為印刷於可撓性顯示器11之表面之導電膏等之塗膜。又,亦可於金屬膜12之與可撓性顯示器11為相反側之面形成非導電性之膜。作為非導電性之膜,例如可形成耐劃傷性硬塗層或耐腐蝕性之抗氧化膜等。
導體層50係構成輸入裝置100之最下部,且與金屬膜12於Z軸方向對向地配置。導體層50亦作為例如輸入裝置100之支持板發揮功能,構成為具有例如較操作構件10及電極基板20更高之彎曲剛性。導
體層50亦可包括例如包含Al合金、Mg(鎂)合金等金屬材料之金屬板或碳纖維強化型塑膠等導體板。或導體層50亦可具有於塑膠材料等絕緣體層上形成有鍍敷膜或蒸鍍膜、濺鍍膜、金屬箔等導體膜之積層構造。又,導體層50之厚度並無特別限定,例如為約0.3mm左右。
圖5A~圖5E係表示導體層50之構成例之概略剖面圖。導體層50並不限定於如圖5A所示般之構成為平坦之板狀之例,亦可包括圖5B、圖5C、圖5E所示之階差部51。或導體層50亦可如圖5D所示,構成為網狀。
例如圖5B所示之導體層50B包括藉由將周緣部朝Z軸方向上方彎折而形成之階差部51B,圖5C、圖5E所示之導體層50C、50E均包括形成於中央部且向下方凹陷之階差部51C、51E。藉由此種階差部51,可提高導體層50之Z軸方向上之彎曲剛性。
又,圖5D所示之導體層50D係形成為網狀。如此,藉由導體層50形成為網狀,可一面維持剛性一面提高散熱性,且可抑制輸入裝置100之不良而提高可靠性。
又,於圖5D、圖5E所示之導體層50D、50E,設置有1個或複數個開口50h。藉由如此於導體層50設置開口50h,可一面維持剛性一面提高散熱性,且可抑制輸入裝置100之不良而提高可靠性。又,藉由如上所述於導體層50設置開口50h,可使導體層50之體積減小,而可減輕輸入裝置100之重量。進而,藉由如上所述於導體層50設置開口50h,於第2空間部430之體積因變形而變化時,空氣容易流動,從而縮短電極基板20之響應時間。此處,所謂響應時間係指自對操作構件10之負重變化後至感測裝置1之電容實際地變化為止之時間。
作為開口50h之形狀,可列舉三角形或四邊形等多邊形狀、圓形狀、橢圓形狀、長圓形狀、不定形狀及狹縫狀等,亦可將該等形狀單獨或組合2種以上而使用。於在導體層50設置複數個開口50h之情形
時,複數個開口50h係以規則或不規則之圖案排列,就感測感度之均勻性之觀點而言,較佳為規則之圖案。該排列可為一維排列及二維排列之任一者。又,於在導體層50設置複數個開口50h之情形時,設置有複數個開口50h之導體層50可整體上具有網狀或條紋狀,亦可為複數個開口50h整體上構成幾何學圖樣。
於在導體層50設置開口50h之情形時,開口50h較佳為設置於不與第2構造體410或構成群組之第2構造體410之任一者對向之位置或區域。即,較佳為將開口50h與第2構造體410以於Z軸方向(即,輸入裝置100之厚度方向)不重疊之方式在面內(XY面內)方向錯開地設置。其目的在於利用第2構造體410將電極基板20與導體層50穩定地連接。
又,導體層50中之開口50h之位置較佳為不與下述複數個電極群21w和複數個電極群22w之交叉區域(檢測部20s)對向之位置。即,較佳為將開口50h與檢測部20s以於Z軸方向(即,輸入裝置100之厚度方向)不重疊之方式在面內(XY面內)方向錯開地設置。其原因在於,於將導體層50之開口50h配置於與檢測部20s對向之位置之情形時,與未將導體層50之開口50h配置於與檢測部20s對向之位置之情形相比,檢測部20s之初始電容或電容變化率變化,輸入裝置100內之感測感度變得不均勻。
開口50h之配置位置較佳為於各單位檢測區域20r中全部為相同位置。然而,輸入裝置100之最外周及最外周附近之單位檢測區域20r除外。其目的在於防止如上所述於輸入裝置100內感測感度變得不均勻。再者,關於單位檢測區域20r之詳細情況係於下文進行敍述。若就防止感測感度變得不均勻之觀點而言,開口50h較佳為相對於檢測部(交叉區域)20s之中心對稱地配置。更具體而言,開口50h較佳為相對於第1及第2電極線210、220各自之中心線而線對稱地配置。
圖56A、圖56B係表示輸入裝置100之面內(XY面內)方向之複數個
開口50h之配置位置之例的俯視圖。於圖56A中,表示使開口50h為長圓形狀之例,於圖56B中,表示使開口50h為圓形狀之例。表示如下之例:以複數個開口50h於自Z軸方向(即,輸入裝置100之厚度方向)觀察時,配置於單位檢測區域20r之外周(周)上,並且與第2構造體410及檢測部20s之任一者於Z軸方向不重疊之方式,將開口50h與第2構造體410及檢測部20s於面內(XY面內)方向錯開地設置。
導體層50例如連接於接地電位。藉此,導體層50係發揮安裝於電子機器70時之作為電磁遮罩層之功能。即,例如可抑制來自安裝於電子機器70之其他電子零件等之電磁波之侵入及自輸入裝置100之電磁波之洩漏,而可有助於作為電子機器70之動作之穩定性。
為強化作為電磁遮罩層之功能,特別是為防止來自可撓性顯示器11之電磁波之侵入,金屬膜12及導體層50之接地電位連接方法較佳為如下所述。
較佳為,如圖57A所示,不僅將金屬膜12與導體層50連接於控制部60之接地,亦將其等連接於控制器710之接地。可撓性顯示器11係連接於控制器710,且可藉由直接連接於雜訊來源而提高金屬膜12之屏蔽效果。進而,若使金屬膜12與導體層50於多個接點結合,則效果較好。
又,如圖57B所示,導體層50之接地係設為控制部60,亦可配置複數個金屬膜12,將該等金屬膜12中之設置於最靠近可撓性顯示器11處之金屬膜12連接於控制器710。進而,亦可將該等金屬膜12中之設置於最靠近電極基板20處之金屬膜12之接地連接於控制部60與控制器710之兩者。再者,於圖57B中,表示設置有2片金屬膜12之例。
亦可於可撓性顯示器11與金屬膜12之間設置接著層13。接著層13例如包括具有絕緣性之接著劑或黏著帶。作為接著劑,例如可使用選
自由丙烯酸系接著劑、聚矽氧系接著劑及胺基甲酸酯系接著劑等所組成之群中之1種以上。於本技術中,黏著(pressure sensitive adhesion)係定義為接著(adhesion)之一種。按照該定義,黏著層可視作接著層之一種。
亦可藉由接著層13將可撓性顯示器11與金屬膜12之整個面接著。此情形時,能夠於可撓性顯示器11與金屬膜12面內整個面獲得牢固之接著及均勻之感度。
又,亦可藉由接著層13僅將可撓性顯示器11與金屬膜12之外周部接著,特佳為兩者僅於第1框體320之上方之部分接著。第1框體320之部分較第1構造體310之部分接著力更強,而可於對可撓性顯示器11施加如向上方剝離之力之情形時,抑制第1構造體310之部分之破壞或金屬膜12與第1構造體310之剝離及電極基板20與第1構造體310之剝離。
又,亦可藉由接著層13僅將可撓性顯示器11之顯示區域(有效區域)接著。於在可撓性顯示器11之外周部附有配線、FPC(Flexible Print Circuitc,可撓性印刷配線板)、或驅動器等之情形時,可防止對可撓性顯示器11造成損壞,且藉由接著可撓性顯示器11之外周部之階差,可防止周邊之感測器之感度發生異常。於可撓性顯示器11之外周部之階差較大之情形或翹曲較大之情形時,亦可僅於較顯示區域(有效區域)更靠內側進行接合。
又,作為接著層13,例如可使用在可撓性顯示器11與金屬膜12之間以大致均勻之厚度連續地設置之接著層、或在可撓性顯示器11及金屬膜12之面內方向具有特定之圖案之接著層。該接著層13之圖案亦可為特定之接著圖案於一方向重複之一維圖案、及特定之接著圖案於兩方向重複之二維圖案之任一者。作為具體之圖案形狀,例如可列舉柱狀、條紋狀、格子狀等,但並不限定於此。接著層13係如上述般具有圖案,藉此,可抑制於可撓性顯示器11之貼合時氣泡混入至接著層
13,從而可提高良率。於接著層13如上述般具有圖案之情形時,接著層13之厚度較佳為薄於金屬膜12之厚度。進而,接著層13較佳為較第1構造體310更高精細。即,接著層13之圖案之大小較佳為相對於第1構造體310之大小較小。此情形時,接著層13之圖案之大小較佳為第1構造體310之大小之十分之一以下。藉由使接著層13較第1構造體310更高精細,可抑制接著層13之圖案與第1構造體310之圖案干涉,而導致感度產生不均勻性或感度產生週期性。再者,亦可不存在接著層13,而僅將可撓性顯示器11置於金屬膜12之上。
電極基板20係包含包括第1電極線210之第1配線基板21與包括第2電極線220之第2配線基板22之積層體。
第1配線基板21包括第1基材211(參照圖2)、及複數根第1電極線(Y電極)210。第1基材211例如包含具有可撓性之片體材料,具體而言,包含PET(Polyethylene Terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN(Polyethylene Naphthalate,聚萘二甲酸乙二酯)、PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)、PMMA(Polymethyl Methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯)、聚醯亞胺等電氣絕緣性之塑膠片(膜)等。第1基材211之厚度並無特別限定,例如為數10μm~數100μm。
複數根第1電極線210係一體地設置於第1基材211之一面。複數根第1電極線210係沿X軸方向隔開特定之間隔排列,且沿Y軸方向大致筆直地形成。第1電極線210各者係被拉出至第1基材211之緣部等,分別連接於不同之端子。又,第1電極線210各者係經由該等端子而電性連接於控制部60。
再者,複數根第1電極線210各者可包含單一之電極線,亦可包含沿X軸方向排列之複數個電極群21w(參照圖10)。又,構成各個電極群21w之複數根電極線可連接於共用之端子,亦可分開連接於不同之
2個以上之端子。
另一方面,第2配線基板22包括第2基材221(參照圖2)、及複數根第2電極線(X電極)220。第2基材221係與第1基材211同樣地,例如包含具有可撓性之片體材料,具體而言,包含PET、PEN、PC、PMMA、聚醯亞胺等電氣絕緣性之塑膠片(膜)等。第2基材221之厚度並無特別限定,例如為數10μm~數100μm。第2配線基板22係與第1配線基板21對向地配置。
複數根第2電極線220係與複數根第1電極線210同樣地構成。即,複數根第2電極線220係一體地設置於第2基材221之一面,且沿Y軸方向隔開特定之間隔排列,且沿X軸方向大致筆直地形成。又,複數根第2電極線220各者可包含單一之電極線,亦可包含沿Y軸方向排列之複數個電極群22w(參照圖10)。
第2電極線220各者係被拉出至第2基材221之緣部等,分別連接於不同之端子。構成各電極群22w之複數根電極線既可連接於共用之端子,亦可分開連接於不同之2個以上之端子。又,第2電極線210各者係經由該等端子而電性連接於控制部60。
關於第1及第2電極線210、220係既可利用網版印刷、凹膠印刷(gravure offset printing)或噴墨印刷等印刷法形成導電膏等,亦可利用使用有金屬箔或金屬層之光微影技術之圖案化法形成導電膏等。又,第1及第2基材211、221均由具有可撓性之片材構成,藉此,可使電極基板20整體上為具有可撓性之構成。
如圖3所示般,電極基板20包括將第1配線基板21與第2配線基板22相互接合之接著層23。接著層23具有電氣絕緣性,且例如包含接著劑之硬化物、黏著帶等黏著材料等。
電極基板20係分別形成於第1電極線210與第2電極線220之交叉區域,且包括金屬膜(第1導體層)12、及電容可對應於與導體層(第2導
體層)50各者之相對距離而改變之複數個檢測部20s。複數個第1構造體310亦可構成與各檢測部20s建立對應之群組。又,複數個第2構造體410亦可構成與各檢測部20s建立對應之群組。構成該等各群組之複數個第1及第2構造體310、410亦可相對於檢測部(交叉區域)20s之中心對稱地配置。更具體而言,亦可相對於第1及第2電極線210、220各者之中心線而線對稱地配置。
圖6A係用以說明檢測部20s之構成之模式性剖面圖。檢測部20s包含交替電容方式之電容元件,該電容元件包括第1電極線210、與第1電極線210對向之第2電極線220、及設置於第1及第2電極線210、220之間之介電層。再者,於圖6A、圖6B中,設為各第1及第2電極線210、220分別包含單一之電極線進行說明。
圖6A係表示第1電極線210(210xi、210xi+1、210xi+2)與第2電極線220(220y)於Z軸方向相互對向地配置之例。於圖6A所示之例中,藉由接著層23將第1配線基板21及第2配線基板22相互接合,第1配線基板21之第1基材211與接著層23構成上述介電層。此情形時,構成為於第1電極線210xi、210xi+1、210xi+2各者與第2電極線220y電容耦合之交叉區域分別形成有檢測部20si、20si+1、20si+2,且該等靜電電容Ci、Ci+1、Ci+2對應於金屬膜12及導體層50各者與第1電極線210xi、210xi+1、210xi+2、第2電極線220y之電容耦合而變化。再者,檢測部20s之初始電容係例如根據第1及第2電極線210、220間之對向面積、第1及第2電極線210、220間之對向距離、接著層23之介電常數而設定。
又,圖6B係表示檢測部20s之構成之變化例,且表示第1電極線210D(210Dxi、210Dxi+1、210Dxi+2)與第2電極線220D(220Dyi、220Dyi+1、220Dyi+2)被配置於第1基材211D上之同一面內,且於XY平面內電容耦合之例。於此情形時,例如第1基材211D構成檢測部20Ds(20Dsi、20Dsi+1、20Dsi+2)之介電層。即便為此種配置,亦構成
為檢測部20Dsi、20Dsi+1、20Dsi+2之靜電電容Cai、Cai+1、Cai+2對應於金屬膜12及導體層50各者與第1及第2電極線210Dx、220Dy之電容耦合而可變。又,於上述構成中,無需第2基材221及接著層23,而可有利於輸入裝置100之薄型化。
於本實施形態中,複數個檢測部20s各者亦可與第1構造體310、或第1構造體310所構成之群組於Z軸方向對向地配置。或,亦可與第2構造體410、或第2構造體410所構成之群組於Z軸方向對向地配置。又,於本實施形態中,第1配線基板21以成為較第2配線基板22更上層之方式積層,但並不限定於此,亦可將第2配線基板22以成為較第1配線基板21更上層之方式積層。
控制部60係電性連接於電極基板20。更詳細而言,控制部60係經由端子而分別連接於複數個第1及第2電極線210、220各者。控制部60係構成可基於複數個檢測部20s之輸出而產生與對第1面110之輸入操作有關之資訊(信號)之信號處理電路。控制部60係一面以特定之週期掃描複數個檢測部20s各者一面獲取各檢測部20s之電容變化量,且基於該電容變化量而產生與輸入操作有關之資訊(信號)。
典型而言,控制部60由包括CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)/MPU(Micro Processing Unit,微處理單元)、記憶體等之電腦構成。控制部60既可包含單一之晶片零件,亦可包含複數個電路零件。控制部60既可搭載於輸入裝置100,亦可搭載於組裝有輸入裝置100之電子機器70。於前者之情形時,例如安裝於連接在電極基板20之可撓性配線基板上。於後者之情形時,亦可與控制電子機器70之控制器710一體地構成。
控制部60係如上所述包括運算部61及信號產生部62,且按照儲存於未圖示之記憶部之程式而執行各種功能。運算部61係基於自電極
基板20之第1及第2電極線210、220各者輸出之電氣信號(輸入信號)而算出第1面110上之XY座標系統中之操作位置,且信號產生部62係基於該結果而產生操作信號。藉此,對於可撓性顯示器11,可使其顯示基於第1面110上之輸入操作之圖像。
圖3、圖4所示之運算部61係基於來自被分配了固有之XY座標之各檢測部20s之輸出而算出第1面110上之操作件之操作位置之XY座標。具體而言,運算部61係基於自各X電極210、Y電極220所獲得之靜電電容之變化量,而算出形成於各X電極210、Y電極220之交叉區域之各檢測部20s中之靜電電容之變化量。根據該各檢測部20s之靜電電容之變化量之比率等,可算出操作件之操作位置之XY座標。
又,運算部61可判定第1面110是否受到操作。具體而言,例如於檢測部20s整體之靜電電容之變化量或檢測部20s各者之靜電電容之變化量等為特定之閾值以上之情形時,可判定第1面110受到操作。又,藉由設定2個以上之該閾值,可區別地判定例如觸控操作與(有意識之)按下操作。進而,亦可基於檢測部20s之靜電電容之變化量而算出按壓力。
運算部61可將該等算出結果輸出至信號產生部62。
信號產生部62係基於運算部61之算出結果,而產生特定之操作信號。該操作信號例如亦可為用以產生輸出至可撓性顯示器11之顯示圖像之圖像控制信號、對應於顯示在可撓性顯示器11上之操作位置之鍵盤圖像之鍵的操作信號、或與對應於GUI(Graphical User Interface)之操作有關之操作信號等。
此處,輸入裝置100包括第1及第2支持體30、40,作為藉由第1面110上之操作而使金屬膜12及導體層50各者與電極基板20(檢測部20s)之距離發生變化之構成。以下,對第1及第2支持體30、40進行說明。
第1支持體30係配置於操作構件10與電極基板20之間。第1支持體30包括複數個第1構造體310、第1框體320、及第1空間部330。於本實施形態中,第1支持體30係經由接著層35而接合於電極基板20之上(參照圖3)。接著層35既可為接著劑,亦可包含黏著帶等黏著材料。
如圖3所示,本實施形態之第1支持體30具有基材31、設置於基材31之表面(上表面)之構造層32及形成於構造層32上之特定位置之複數個接合部341的積層構造。基材31包含PET、PEN、PC等電氣絕緣性之塑膠片。基材31之厚度並無特別限定,例如為數μm~數100μm。
構造層32包含UV(Ultraviolet,紫外線)樹脂等電氣絕緣性之樹脂材料,且於基材31之上形成複數個第1凸部321、第2凸部322及凹部323。第1凸部321各者例如具有向Z軸方向突出之圓柱狀、角柱狀、錐梯形狀等形狀,於基材31上以特定間隔排列。第2凸部322係以包圍基材31之周圍之方式以特定之寬度形成。
又,構造層32包含具有可藉由第1面110上之輸入操作使電極基板20變形之程度之相對較高之剛性的材料,但亦可包含於輸入操作時可與操作構件10一併變形之彈性材料。即,構造層32之彈性率並無特別限定,能夠於可獲得目標之操作感或檢測感度之範圍適當選擇。
凹部323包含形成於第1及第2凸部321、322之間之平坦面。即,凹部323上之空間區域係構成第1空間部330。又,於凹部323上,亦可形成由黏著性較低之UV樹脂等所形成之防接著層(於圖3中未圖示)。防接著層之形狀並無特別限定,可形成為島狀,亦可以平坦膜形成於凹部323上。
進而,於第1及第2凸部321、322各者之上,形成有由黏著性之樹脂材料等構成之接合部341。即,第1構造體310各者係由第1凸部
321與形成於其上之接合部341之積層體構成,且第1框體320各者係由第2凸部322與形成於其上之接合部341之積層體構成。藉此,第1構造體310及第1框體320之厚度(高度)係構成為大致相同,於本實施形態中例如為數μm~數100μm。再者,防接著層之高度只要低於第1構造體310及第1框體320之高度,則並無特別限定,例如以低於第1及第2凸部321、322之方式形成。
複數個第1構造體310係例如對應於檢測部20s或下述單位檢測區域各者之配置而配置。於本實施形態中,複數個第1構造體310係例如與複數個檢測部20s或下述單位檢測區域於Z軸方向對向地配置。
另一方面,第1框體320係以沿電極基板20之周緣包圍第1支持體30之周圍之方式形成。第1框體320之短邊方向之長度、即寬度只要可充分地確保第1支持體30及輸入裝置100整體之強度,則並無特別限定。
另一方面,第2支持體40係配置於電極基板20與導體層50之間。第2支持體40包括複數個第2構造體410、第2框體420及第2空間部430。
如圖3所示,本實施形態之第2支持體40包括直接形成於導體層50上之第2構造體410及第2框體420。第2構造體410及第2框體420例如包含具有黏著性之絕緣性之樹脂材料,且亦兼具將導體層50與電極基板20之間接合之接合部之功能。第2構造體410及第2框體420之厚度並無特別限定,例如為數μm~數100μm。再者,第2構造體410之厚度較佳為小於第1構造體310之厚度。其目的在於如下述之圖12般使電極基板20變形至觸底於導體層50為止,而獲得較大之電容變化量。
第2構造體410係對應於檢測部20s各者之配置而配置,例如分別配置於相鄰之檢測部20s間。亦可使第2構造體410分別配置於相鄰之第1構造體310間。另一方面,第2框體420係以沿導體層50之周緣包圍
第2支持體40之周圍之方式形成。第2框體420之寬度只要可充分地確保第2支持體40及輸入裝置100整體之強度,則並無特別限定,例如以與第1框體320大致相同之寬度構成。
又,第2構造體410係與構成第1構造體310之構造層32同樣地,彈性率並無特別限定。即,能夠於可獲得目標之操作感或檢測感度之範圍內適當選擇,亦可包含能夠於輸入操作時與電極基板20一同變形之彈性材料。
又,第2空間部430係形成於第2構造體410之間,構成第2構造體410及第2框體420之周圍之空間區域。第2空間部430係例如自Z軸方向觀察時,收容各檢測部20s及第1構造體310之至少一部分。
如上述般之構成之第1及第2支持體30、40係以如下方式形成。
圖7A、圖7B、圖7C係表示第1支持體30之形成方法之一例之概略剖面圖。首先,於基材31a之上配置UV樹脂,於該樹脂形成特定之圖案。藉此,如圖7A所示,形成包括複數個第1及第2凸部321a、322a及凹部323a之構造層32a。作為上述UV樹脂,既可使用固形之片體材料,亦可使用液狀之UV硬化性材料。又,圖案形成方法並無特別限定,例如可應用如下方法:藉由形成有特定之凹凸形狀之圖案之輥狀之模具將模具之凹凸形狀之圖案轉印至UV樹脂,並且自基材31a側進行UV照射而使UV樹脂硬化。又,除使用UV樹脂之成型以外,例如既可藉由通常之熱成形(例如加壓成形或射出成形)形成,亦可藉由利用分注器(dispenser)等之樹脂材料之噴出而形成。
其次,如圖7B所示,於凹部323a,例如藉由網版印刷法將接著性較低之UV樹脂等以特定圖案塗佈,而形成防接著層342a。藉此,例如於形成構造層32a之樹脂材料為接著性較高之材料之情形時,可防止配置於第1支持體30上之金屬膜12與凹部323接著。再者,於形成
構造層32a之樹脂材料之接著性較低之情形時,亦可不形成防接著層342a。
其次,如圖7C所示,於凸部321a上,例如藉由網版印刷法而形成包含接著性較高之UV樹脂等之接合部341a。藉由接合部341a,將第1支持體30與金屬膜12之間接合。藉由上述形成方法,可形成具有所期望之形狀之第1構造體310及第1框體320。
另一方面,圖8係表示第2支持體40之形成方法之一例之概略剖面圖。於圖8中,於導體層50b上,直接藉由例如網版印刷法將接著性較高之UV樹脂等以特定圖案塗佈,而形成第2構造體410b及第2框體420b。藉此,可大幅度地削減步驟數,而可提高生產性。
以上之形成方法為一例,例如既可利用圖8所示之方法形成第1支持體30,亦可利用圖7所示之方法形成第2支持體40。又,亦可利用以下之圖9所示之方法形成第1及第2支持體30、40。
圖9A、圖9B係表示第1及第2支持體30、40之形成方法之變化例之概略剖面圖。再者,於圖9中,標註對應於第1支持體30之符號進行說明。於圖9A中,於基材31c等之上,藉由例如網版印刷法將UV樹脂等以特定圖案塗佈,形成第1凸部311c及第2凸部312c。進而,於第1凸部311c及第2凸部312c上,藉由例如網版印刷法而形成包含接著性較高之UV樹脂等之接合部341c。藉此,可形成包含第1凸部311c及接合部341c之第1構造體310(第2構造體410)、及包含第2凸部312c及接合部341c之第1框體320(或第2框體420)。
圖10A係表示第1及第2電極線210、220之配置例之概略圖。第1電極線210係於Y軸方向延伸且設置為條紋狀之Y電極。第2電極線220係於X軸方向延伸且設置為條紋狀之X電極。第1電極線210與第2電極線220係以相互正交之方式配置。
圖10B係表示第1及第2電極線210、220之一構成例之概略圖。第1電極線210亦可藉由包含複數個第1電極要素21z之群之電極群21w構成。第1電極要素21z例如為於Y軸方向延伸之線狀之導電構件(子電極)。第2電極線220亦可藉由包含複數個第2電極要素22z之群之電極群22w構成。第2電極要素22z例如為於X軸方向延伸之線狀之導電構件(子電極)。
圖10C係用以說明單位檢測區域20r之概略圖。對應於第1及第2電極線210、220之各交叉部,設置有複數個單位檢測區域20r。複數個單位檢測區域20r例如二維地填充排列於X軸方向(第1方向)及Y軸方向(第2方向)。單位檢測區域20r例如具有包含於X軸方向延伸之一組邊及於Y軸方向延伸之一組邊之正方形狀或長方形狀。於單位檢測區域20r具有正方形狀或長方形狀之情形時,複數個單位檢測區域20r之填充排列為格子狀(矩陣狀)之填充排列。
複數個第2構造體410例如配置於鄰接之單位檢測區域20r間。即,複數個第2構造體410例如配置於單位檢測區域20r之外周(周)上。又,複數個第2構造體410例如相對於單位檢測區域20r之中心對稱地配置。於單位檢測區域20r具有正方形狀或長方形狀之情形時,作為第2構造體410之配置位置,可列舉如下位置,較佳為形成單位檢測區域20r之各邊之中點及單位檢測區域20r之各頂部(角部)之兩者之位置,更佳為形成單位檢測區域20r之各邊之中點之位置,進而較佳為單位檢測區域20r之各頂部(角部)之位置。其原因在於,可藉由該配置位置而提高輸入操作之檢測感度。於圖10C中,表示於單位檢測區域20r之各頂部(角部)配置有第2構造體410之例。
於單位檢測區域20r,包含2個以上之第1構造體310。於本揭示中,所謂「包含第1構造體310」不僅意指包含第1構造體310之整體之情形,亦意指包含第1構造體310之一部分之情形。例如,於在單位檢
測區域20r之外周(周)上配置有第1構造體310之情形時,將配置於該外周上之第1構造體310中之以該外周為分界而看見之存在於單位檢測區域20r之內側之1個第1構造體310之一部分,定義為作為第1構造體310之個數(例如1/2個、1/4個等)計算者。再者,「包含第1構造體310」亦以與上述相同之意義使用。
圖11係表示藉由操作件h將第1面110上之點P朝Z軸方向下方按壓時,對第1及第2構造體310、410施加之力之情況的概略剖面圖。圖中之中空箭頭係模式性地表示朝Z軸方向下方(以下僅稱為「下方」)之力之大小。於圖11中,未表示金屬膜12及電極基板20等之彎曲、第1及第2構造體310、410之彈性變形等態樣。再者,於以下之說明中,即便於進行使用者未意識到按壓之觸控操作之情形,由於實際上會施加微小之按壓力,故而將該等輸入操作總括為「按壓」來進行說明。
例如,於藉由操作件h將第1面110中之與單位檢測區域20r之中心對應之位置P1以力F向下方按壓之情形時,點P之正下方之金屬膜12向下方彎曲。伴隨於此,配置於單位檢測區域20r內之第1構造體310i+1承受力F1,於Z軸方向彈性變形而厚度略微減少。又,藉由金屬膜12之彎曲,鄰接於第1構造體310i+1之第1構造體310i、310i+2亦承受較F1小之力F2。進而,藉由力F1、F2而對電極基板20亦施加力,第1構造體310i+1正下方之檢測部20si+1向下方移位。藉此,檢測部20si+1與導體層50接近或接觸。又,配置於第1構造體310i、310i+1之間之第2構造體410i、及配置於第1構造體310i+1、310i+2之間之第2構造體410i+1亦分別承受較F1小之力F3,於Z軸方向彈性變形而厚度略微地減少。又,隔著第2空間部430i與第2構造體410i鄰接之第2構造體410i-1、及隔著第2空間部430i+2與第2構造體410i+1鄰接之第2構造體410i+2係分別承受較F3小之F4。
如此,可藉由第1及第2構造體310、410於厚度方向傳遞力,而可容易地使電極基板20變形。又,藉由金屬膜12及電極基板20彎曲,按壓力影響至面內方向(與X軸方向及Y軸方向平行之方向),而不僅可使力到達操作件h之正下方之區域,亦可使力到達其附近之第1及第2構造體310、410。
又,藉由第1及第2空間部330、430,可容易地使金屬膜12及電極基板20變形。進而,藉由以柱體等構成之第1及第2構造體310、410,可相對於操作件h之按壓力而對電極基板20帶來較高之壓力,可使電極基板20有效率地彎曲。
進而,於自Z軸方向來看第1及第2構造體310、410未重疊地配置之情形時,第1構造體310可隔著其下方之第2空間部430使電極基板20朝向導體層50容易地彎曲。
以下,表示具體之操作時之檢測部20s之靜電電容之變化量之一例。
圖12、圖13係表示第1面110受到操作件h之操作時,輸入裝置100之態樣之模式性主要部分剖面圖、及表示此時之各檢測部20s之電容變化量之一例之圖。圖12、圖13中之沿X軸表示之條形圖,係模式性地表示各檢測部20s中之靜電電容自標準值之變化量。又,圖12係表示操作件h按壓與單位檢測區域20r之中心對應之位置時之態樣,圖13係表示按壓對應於單位檢測區域20r與相鄰之單位檢測區域20r之中間之位置時之態樣。
於圖12中,位於操作位置之正下方之單位檢測區域20r內之第1構造體310i+1承受最大之力,第1構造體310i+1自身彈性變形並且向下方移位。藉由該移位,第1構造體310i+1正下方之檢測部20si+1向下方移位。藉此,檢測部20si+1與導體層50隔著第2空間部430i+1而接近或接
觸。即,檢測部20si+1係藉由與金屬膜12距離少許變化且與導體層50之距離較大地變化,而獲得靜電電容之變化量Ci+1。另一方面,因金屬膜12之彎曲之影響,第1構造體310i、310i+2亦略微地向下方移位,檢測部20si、20si+2中之靜電電容之變化量分別成為Ci、Ci+2。
於圖12所示之例中,Ci+1最大,與Ci和Ci+2大致相同且小於Ci+1。即,如圖12所示,靜電電容之變化量Ci、Ci+1、Ci+2係表示以Ci+1為頂點之山形之分佈。此情形時,運算部61可基於Ci、Ci+1、Ci+2之比率而算出重心等,且可算出檢測部20si+1上之XY座標作為操作位置。
另一方面,於圖13中,因金屬膜12之彎曲,操作位置附近之第1構造體310i+1、310i+2略微地彈性變形,並且向下方移位。藉由該移位,電極基板20彎曲,且第1構造體310i+1、310i+2正下方之檢測部20si+1、20si+2向下方移位。藉此,檢測部20si+1、20si+2與導體層50隔著第2空間部430i+1、430i+2而接近或接觸。即,檢測部20si+1、20si+2係藉由與金屬膜12之距離略微地變化且與導體層50之距離相對較大地變化,而分別獲得靜電電容之變化量Ci+1、Ci+2。
於圖13所示之例中,Ci+1與Ci+2大致相同。藉此,運算部61可算出檢測部20si+1、20si+2之間之XY座標作為操作位置。
如此,根據本實施形態,檢測部20s及金屬膜12與檢測部20s及導體層50之厚度之兩者可根據按壓力而變化,故而可使檢測部20s中之靜電電容之變化量更大。藉此,可提高輸入操作之檢測感度。
又,即便可撓性顯示器11上之操作位置為第1構造體310上、第1空間部330上之任一點,亦可算出操作位置之XY座標。即,藉由使金屬膜12向面內方向施加按壓力之影響,不僅可於操作位置正下方之檢測部20s發生靜電電容變化,亦可於自Z軸方向觀察時操作位置之附近之檢測部20s發生靜電電容變化。藉此,可抑制第1面110內之檢測精
度之不均,且可於第1面110整個面維持較高之檢測精度。
此處,作為經常被用作操作件者,可列舉手指或筆尖。作為兩者之特徵,由於手指具有較筆尖更大之接觸面積,故而於負載相同之荷重(按壓力)之情形時,手指相對於按壓力之壓力(以下設為操作壓力)變小。另一方面,筆尖之接觸面積較小,例如就通常之交替電容方式之靜電電容感測而言,與感測元件之電容耦合量較小,而有檢測感度較低之問題。根據本實施形態,即便於使用該等中之任一操作件之情形時,亦可以高精度檢測輸入操作。以下,使用圖14、圖15進行說明。
圖14、圖15係表示第1面110藉由筆尖或指而受到操作時之輸入裝置100之態樣之模式性主要部分剖面圖及表示此時之各檢測部20s之電容變化量之一例之圖。圖14係表示操作件為筆尖s之情形,圖15係表示操作件為手指f之情形。又,圖14、圖15中之沿X軸表示之條形圖係與圖12、圖13同樣地,模式性地表示各檢測部20s中之靜電電容自標準值之變化量。
如圖14所示,筆尖s係使金屬膜12變形,並且對操作位置正下方之第1構造體310i+1施加按壓力。此處,筆尖s係因接觸面積較小,故而可對金屬膜12及第1構造體310i+1施加較大之操作壓力。因此,可使金屬膜12較大地變形,其結果,如檢測部20si+1之靜電電容之變化量Ci+1所示般,可產生較大之靜電電容變化。藉此,檢測部20si、20si+1、20si+2各者之靜電電容之變化量Ci、Ci+1、Ci+2成為以Ci+1為頂點之山形之分佈。
如此,本實施形態之輸入裝置100可基於操作壓力之面內分佈而檢測靜電電容之變化量。其原因在於:輸入裝置100並非檢測因與操作件之直接電容耦合而引起之靜電電容之變化量,而隔著可變形之金屬膜12及電極基板20檢測靜電電容之變化量。因此,即便為接觸面積
較小之筆尖s般之操作件,亦可檢測精度良好地操作位置及按壓力。
另一方面,如圖15所示,手指f係因接觸面積較大,故而操作壓力變小,可使較筆尖s更大範圍之金屬膜12直接變形。藉此,可使第1構造體310i、310i+1、310i+2分別向下方移位,而可產生檢測部20si、20si+1、20si+2各者之靜電電容之變化量Ci、Ci+1、Ci+2。Ci、Ci+1、Ci+2係與圖14之Ci、Ci+1、Ci+2相比成為平緩之山形之分佈。
本實施形態之輸入裝置100係於單位檢測區域20r內包含2個以上之第1構造體310。以下,對在單位檢測區域20r內包含2個以上之第1構造體310之理由進行說明。
此處,於在單位檢測區域20r之外周(周)上配置有第1構造體310之情形時,可將以該外周為分界而看見之存在於單位檢測區域20r之內側之1個第1構造體310之一部分定義為作為第1構造體310之個數計算者。具體而言,例如,於在構成單位檢測區域20r之邊上分割為兩個部分,配置第1構造體310之情形時,將該第1構造體310之個數定義為「1/2」。又,於在正方形狀或長方形狀之單位檢測區域20r之頂部(角部)配置有第1構造體310之情形時,將該第1構造體310之個數定義為「1/4」。
以下,參照圖16~圖18,對在單位檢測區域20r內包含1個第1構造體310之輸入裝置100中之荷重位置與電容變化量之關係進行說明。
首先,如圖16所示,若藉由操作件h在第1面110中之與單位檢測區域20ri+1之中心對應之位置P1進行按壓,則電容變化量Ci+1增加得最大,電容變化量Ci、Ci+2增加大致相程度。
其次,如圖17所示,若將操作件h(即荷重)自位置P1移動至單位檢測區域20ri+1、20ri+2之間之附近之位置P2,則電容變化量Ci、Ci+1
減少,且電容變化量Ci+2增加。藉此,電容變化量Ci+1、Ci+2成為相同程度。
其次,如圖18所示,若將操作件h(即荷重)自位置P2移動至與單位檢測區域20ri+2之中心對應之位置P3,則電容變化量Ci、Ci+1進而減少,相對於此,電容變化量Ci+2進而增加。藉此,電容變化量Ci+2成為最大,電容變化量Ci在Ci、Ci+1、Ci+2中成為最小,電容變化量Ci+1成為其等之電容變化量Ci、Ci+2之中間之值。
圖19A係表示理想之電容變化率分佈之圖。於圖19A中,Ci、Ci+1分別表示單位檢測區域20ri、20ri+1(檢測部20si、20si+1)之中心位置。又,Li、Li+1分別表示單位檢測區域20ri、20ri+1(檢測部20si、20si+1)相對於X軸方向之電容變化率分佈。
如圖19A之箭頭b所示,於使對輸入裝置100之第1面110施加之荷重自中心位置Ci移動至中心位置Ci+1之情形時(參照圖16~圖18),較理想為呈現如下之傾向。即,較理想為呈現如下傾向:檢測部20si之電容變化率如箭頭ai所示般單調遞減,相對於此,檢測部20si+1之電容變化率如箭頭ai+1所示般單調遞增。
但是,於在單位檢測區域20r內包含1個第1構造體310之輸入裝置100中,電容變化率分佈並非成為圖19A所示之理想之分佈,而成為圖19B所示之分佈。即,在單位檢測區域20ri、20ri+1之中心位置Ci、Ci+1並非出現1個電容變化率分佈之波峰,而是以該中心位置Ci、Ci+1為中心分裂並出現2個波峰。如此分裂之2個波峰間之區域Ri、Ri+1係成為導致座標計算之偏差之原因。
此處,以下參照圖20A、20B,對上述之分裂之2個波峰之產生原因進行說明。如圖20A所示,若藉由操作件h在第1面110中之與單位檢測區域20ri+1之中心對應之位置P1進行按壓,則金屬膜12與電極基
板20係變形為大致相同之形狀。藉此,於按壓後,金屬膜12與電極基板20之距離亦可保持為大致固定。另一方面,如圖20B所示,若藉由操作件h在第1面110中之單位檢測區域20ri+1、20ri+2之間之附近之位置P2進行按壓,則僅該按壓位置P2之附近之金屬膜12較大地變形。藉此,在按壓後,僅按壓位置P2之附近之金屬膜12與電極基板20之距離較大地變化。其結果,在電容變化率分佈中,如上所述,在檢測部20si之中心位置Ci之兩側分別產生1個波峰。
於本實施形態之輸入裝置100中,為避免產生上述分裂成2個之波峰,於單位檢測區域20r內配置複數個第1構造體310。
此處,參照圖21A、圖21B,對可藉由在單位檢測區域20r內配置複數個第1構造體310而改善座標計算之精度之理由進行說明。如圖21A所示,若藉由操作件h在第1面110中之與單位檢測區域20ri+1之中心對應之位置P1進行按壓,則金屬膜12與電極基板20係變形為大致相同之形狀。藉此,於按壓後,金屬膜12與電極基板20之距離亦保持為大致固定。另一方面,如圖21B所示,若藉由操作件h在第1面110中之單位檢測區域20ri+1、20ri+2之間之附近之位置P2進行按壓,則僅該按壓位置P2之附近之金屬膜12略微地向下方變形。藉此,可抑制於按壓後亦僅按壓位置P2之附近之金屬膜12與電極基板20之距離較大地變化。其原因在於:可抑制因在單位檢測區域20ri+1、20ri+2內配置有複數個第1構造體310i+1、310i+2之影響而導致按壓位置P2之附近之金屬膜12變形。如此,可抑制局部之距離之較大之變化,結果,如圖19A所示,可獲得自單位檢測區域20r之中心單調遞減之理想之電容變化率分佈。
其次,對第1及第2構造體310、410之平面之配置進行說明。
圖22A、圖22B係表示第1及第2構造體310、410與第1電極線(Y電極)210及第2電極線(X電極)220之配置例之模式性俯視圖。於圖22中,表示各X電極210、各Y電極220分別包括電極群21w、22w之例。又,各檢測部20s係如上所述形成於X電極210、Y電極220之交叉部。再者,圖22所示之黑圓點表示第1構造體310,白圈表示第2構造體410。
對應於X電極210、Y電極220之交叉部,設置有單位檢測區域(單位感測區域)20r。於該單位檢測區域20r內設置有檢測部20s。於單位檢測區域20r之外周上,配置有複數個第2構造體410。所謂單位檢測區域20r係指以與X電極210、Y電極220之交叉部對應之方式,將輸入裝置100之主表面均勻分割而獲得之區域。典型而言,單位檢測區域20r係如以下之(A)或(B)般定義。
此處,由第2構造體410規定之區域係單位檢測區域20r之各邊(例如各邊之中點)及/或各頂部(角部)之位置。
-Lx/2≦X<+Lx/2
-Ly/2≦X<+Ly/2
(然而,式中、Lx:X電極210之中心間隔、Ly:Y電極220之中心間隔。)
作為單位檢測區域20r之外周Cr、檢測部(交叉部)20s之外周Cs、與單位檢測區域20r中所含之第1構造體310之配置位置之位置關係,例如可列舉以下所示之位置關係(a)、(b),且就提高電容變化率等特性之觀點而言,較佳為位置關係(b)。然而,該等位置關係意指自Z軸
方向(即與第1面110垂直之方向)觀察輸入裝置100時之位置關係。
(a)檢測部20s之外周Cs位於單位檢測區域20r之外周Cr之內側,且將第1構造體310配置於檢測部20s之外周Cs之內側(參照圖22A)。
(b)檢測部20s之外周Cs位於單位檢測區域20r之外周Cr之內側,且將第1構造體310配置於檢測部20s之外周Cs與單位檢測區域20r之外周Cr之間(參照圖22B)。
在單位檢測區域20r內,包含2個以上之第1構造體310。藉此,可提高輸入裝置100之座標計算之精度。又,可提高輸入裝置100之負重感度。第1及第2構造體310、410較佳為相對於單位檢測區域20r之中心對稱(相對於通過單位檢測區域20r之中心且與單位檢測區域20r之2個排列方向平行之線段別線對稱)地配置。然而,最外周或最外周附近之檢測部20s中之單位檢測區域20r內之複數個第1構造體310、複數個第2構造體410、複數個第1電極要素21z、複數個第2電極要素22z等之構成亦可為相對於單位檢測區域20r之中心為非對稱。
以下,參照圖23A~圖25B、圖26、圖58A~圖59B,對相對於單位檢測區域20r之中心將複數個第1及第2構造體310、410對稱配置之例進行說明。更具體而言,對相對於第1及第2電極線210、220各者之中心線(即X軸及Y軸)線對稱地配置之例進行說明。再者,圖23A~圖25B、圖26、圖58、圖58A~圖59B中所示之線段係表示X電極210、Y電極220之中心線。
圖23A係表示對稱配置之第1例之俯視圖。第1例係在單位檢測區域20r內包含合計2個第1構造體310、及在單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。
第2構造體410係配置於由X軸方向之邊之長度Lx及Y軸方向之邊
之長度Ly構成之長方形狀之單位格子Uc之各頂點(各格子點)之位置。即,第2構造體410係於X軸方向以長度Lx之配置間距(週期)排列,於Y軸方向以長度Ly之配置間距(週期)排列。此處,單位格子Uc係為了說明第1構造體310及第2構造體410之配置而假想地設定者。
單位格子Uc之區域係與單位檢測區域20r一致。又,單位檢測區域20r之中心位置係與X電極210及Y電極220之交叉部之中心位置一致。此處,以單位格子Uc為長方形狀之情形為例進行說明,但單位格子Uc並不限定於該例,例如亦可使用正方格子、斜方格子、菱形格子、矩形格子、等腰三角格子、長方格子、六角格子或正三角格子等。
單位格子Uc包含(1/4)個配置於各頂點之第2構造體410。而且,單位格子Uc之區域與單位檢測區域20r一致,故而於1個單位檢測區域20r內,包含合計1個(=(1/4)[個]×4)第2構造體410。
第1構造體310係排列於單位格子Uc之各邊之中點。單位格子Uc之對角線方向之第1構造體310間之距離(配置間距)為(1/2)×√(Lx2+Ly2)。此處,√(Lx2+Ly2)意指(Lx2+Ly2)之平方根。
單位格子Uc包含(1/2)個排列於各邊之中點之第1構造體310。而且,單位格子Uc之區域係與單位檢測區域20r一致,故而於1個單位檢測區域20r內,包含合計2個(=(1/2)[個]×4)第1構造體310。
圖23B係表示對稱配置之第2例之俯視圖。第2例係在單位檢測區域20r內包含合計3個第1構造體310、在單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。第2例與第1例不同之方面在於:在單位格子Uc之中心進而配置有1個第1構造體310。
單位格子Uc包含(1/2)個排列於各邊之中點之第1構造體310,並且包含排列於中心之1個第1構造體310。而且,單位格子Uc之區域係
與單位檢測區域20r一致,故而在1個單位檢測區域20r內,包含合計3個(=(1/2)[個]×4+1[個])第1構造體310。
圖24A係表示對稱配置之第3例之俯視圖。第3例係於單位檢測區域20r內包含合計4個第1構造體310、及於單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。第2構造體410之配置係與上述對稱配置之第1例相同,故而省略說明。
於自單位格子Uc之中心位置與各頂點之間之位置各配置有1個第1構造體310。此處,自單位格子Uc之中心位置與各頂點之間之位置例如為自單位格子Uc之中心位置與各頂點之中點。X軸方向之第1構造體310間之距離(配置間距)為Lx/2,Y軸方向上之第1構造體310間之距離(配置間距)為Ly/2。
圖24B係表示對稱配置之第4例之俯視圖。第4例係於單位檢測區域20r內包含合計4個第1構造體310、及於單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。第4例與第2例不同之方面在於:在單位格子Uc之各頂點(各格子點)之位置分別進而排列有第1構造體310。
單位格子Uc包含(1/4)個配置於各頂點之第1構造體310及(1/2)個排列於各邊之中點之第1構造體310,並且包含排列於中心之1個第1構造體310。而且,單位格子Uc之區域係與單位檢測區域20r一致,故而於1個單位檢測區域20r內,包含合計4個(=(1/4)[個]×4+(1/2)[個]×4+1[個])第1構造體310。
圖25A係表示對稱配置之第5例之俯視圖。第5例係於單位檢測區域20r內包含合計4個第1構造體310、及於單位檢測區域20r內包含合
計1個第2構造體410之對稱配置之例。第2構造體410之配置係與上述之對稱配置之第1例相同,故而省略說明。
於自單位格子Uc之中心位置與各邊之中點之間之位置,各配置有1個第1構造體310。此處,自單位格子Uc之中心位置與各邊之中點之間之位置例如為自單位格子Uc之中心位置與各邊之中點之間之中點。X軸方向之第1構造體310間之距離(配置間距)為Lx/2,Y軸方向之第1構造體310間之距離(配置間距)為Ly/2。
圖25B係表示對稱配置之第6例之俯視圖。第6例係於單位檢測區域20r內包含合計5個第1構造體310、及於單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。第6例與第3例不同之方面在於:在單位格子Uc之中心進而配置有1個第1構造體310。
圖58A係表示對稱配置之第7例之俯視圖。第7例係在單位檢測區域20r內包含合計6個第1構造體310、及在單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。第7例與第3例不同之方面在於:在單位格子Uc之各邊之中點進而配置有第1構造體310。第7配置例係於作為可撓性顯示器11使用非常柔軟者之情形時,可抑制其局部之變形,故而特別有效。
圖58B係表示對稱配置之第8例之俯視圖。第8例係於單位檢測區域20r內包含合計7個第1構造體310、及於單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。第7例與第6例不同之方面在於:在單位格子Uc之各邊之中點進而配置有第1構造體310。第7配置例係於作為可撓性顯示器11使用非常柔軟者之情形時,可抑制其局部之變形,故而特別有效。
圖26係表示對稱配置之第9例之俯視圖。第9例係於單位檢測區域20r內包含合計1個第1構造體310、及於單位檢測區域20r內包含合計1個第2構造體410之對稱配置之例。如此,亦可於單位檢測區域20r內包含合計1個第1構造體310。第1構造體310係排列於單位格子Uc之中心。
藉由調整第1及第2構造體310、410之數量及配置(間距),可調整金屬膜12及導體層50各者與檢測部20s之距離相對於按壓力之變化量,以獲得目標之操作感或檢測感度。操作構件10之變形係以鄰接之第1構造體310間之距離之大致平方變小。只要於單位檢測區域20r內配置有4個第1構造體310,則操作構件10之變形成為約1/4。
圖59A係表示對稱配置之第10例之俯視圖。於第10例中,單位檢測區域20r具有X軸方向之邊之長度Lx與Y軸方向之邊之長度Ly不同之長方形狀。於X軸方向之邊之長度Lx與Y軸方向之邊之長度Ly不同之情形時,相對於第1電極線210之中心線之線對稱性與相對於第2電極線220之中心線之線對稱性亦可不同。於第9例中,在單位檢測區域20r內,配置有合計6個第1構造體310及合計1個第2構造體410。
圖59B係表示對稱配置之第11例之俯視圖。第11例與第9例之不同方面在於:在單位檢測區域20r內配置有合計8個第1構造體310、及在單位檢測區域20r內配置有合計1個第2構造體410。
如圖27A及圖27B所示,於自Z軸方向觀察之情形時,若第1及第2構造體310、410有重疊地配置之部分,則有操作構件10及電極基板20之變形得到抑制,而該重疊部分之感度降低之傾向。因此,較佳為,
於自Z軸方向觀察之情形時(即,於輸入裝置100之厚度方向),以第1及第2構造體310、410未全部重疊之方式配置第1及第2構造體310、410。
於自Z軸方向觀察時第1構造體310與第2構造體410未重疊,而第1構造體310配置於第2空間部430上之情形時,藉由例如操作時之數十g左右之微小之按壓力,亦可使金屬膜12及導體層50變形。
以下,參照圖28、圖29A~圖29C、圖30A、圖30B,對第2構造體410之配置例進行說明。
圖28係表示第2構造體410之第1配置例之俯視圖。於第1配置例中,第2構造體410係配置於正方形狀之單位格子(正方格子)Uc之各頂點之位置。
圖29A、圖29B、圖29C係分別將圖28所示之區域RA、區域RB、區域RC之附近放大表示之立體圖。區域RA、區域RB、區域RC分別感度不同,區域RA及區域RB之感度良好,相對於此,區域Rc與區域RA及區域RB相比有感度降低之傾向。
圖30A係表示第2構造體410之第2配置例之俯視圖。於第2配置例中,第2構造體410係配置於正方形狀之單位格子(正方格子)Uc之各邊之中點之位置。
圖30B係表示第2構造體410之第3配置例之俯視圖。於第3配置例中,第2構造體410係配置於正方形狀之單位格子(正方格子)Uc之各頂點之位置、及正方形狀之單位格子(正方格子)Uc之各邊之中點之位置。
於配置有第2構造體410之位置,檢測部20s之檢測感度有降低之傾向。因此,就減小對座標計算之影響之觀點而言,較佳為自單位格子Uc之中心觀察時,在X軸方向與Y軸方向之間之方向配置第2構造體410。具體而言,較佳為自單位格子Uc之中心觀察時,在單位格子Uc之對角線之方向配置第2構造體410。即,於單位格子Uc為正方格子之情形時,較佳為以X軸方向為基準,在大致45°、大致135°、大致215°及大致305°之方向配置第2構造體410。
於如上述之第1~第3配置例般配置第2構造體410之情形時,該等配置例中之檢測部20s之檢測感度之強度之關係係如下所述。
(第1配置例之檢測感度)>(第2配置例之檢測感度)>(第3配置例之檢測感度)
於本實施形態之輸入裝置100中,藉由在單位檢測區域20r內包含2個以上之第1構造體310,可提高荷重感度。
此處,參照圖31A、圖31B,對可藉由在單位檢測區域20r內包含2個以上之第1構造體310而提高荷重感度之理由進行說明。
於圖31A中,表示在單位檢測區域20r內包含1個第1構造體310之輸入裝置100之例。於該例所示之輸入裝置100中,若藉由操作件h在第1面110中之與單位檢測區域20ri+1之中心對應之位置P1進行按壓,則如圖31A所示,僅第1構造體310之正下方之電極基板20朝向導體層50局部地變形。
另一方面,於圖31B中,表示在單位檢測區域20r內包含2個以上之第1構造體310之輸入裝置100之例。於該例所示之輸入裝置100中,若如圖31B所示,藉由操作件h在第1面110中之與單位檢測區域20ri+1之中心對應之位置P2進行按壓,則如圖31B所示,單位檢測區域20ri+1之中心附近之由第1構造體310包圍之大範圍之電極基板20朝向導體
層50變形。其結果,藉由操作件h在與單位檢測區域20ri+1之中心對應之位置P2進行按壓時之電容變化量增加。
以下,參照圖32A~圖32C,對單位檢測區域20r內之第1構造體310之配置位置之例進行說明。
圖32A係表示第1配置例之概略剖面圖。再者,圖26對應於該第1配置例之俯視圖。在第1例中,表示在單位檢測區域20r配置有1個第1構造體310之輸入裝置100之例。就該第1配置例所示之輸入裝置100而言,若藉由操作件h對第1面110進行按壓,則金屬膜12及電極基板20中之對應於該按壓位置之部分向下方(導體層50之方向)變形。
圖32B係表示第2配置例之概略剖面圖。再者,圖25B對應於該第2配置例之俯視圖。於第2例中,表示在單位檢測區域20r配置有5個第1構造體310之輸入裝置100之例。在該第2配置例所示之輸入裝置100中,若藉由操作件h對第1面110進行按壓,則與第1例所示之輸入裝置100相比,可使電極基板20更大範圍地變形。但是,於藉由操作件h對5個第1構造體310中之配置於中央之第1構造體310上進行按壓之情形時,若對該中央之第1構造體310施加較多荷重,中央之第1構造體310與導體層50接觸,則電極基板20之變形停止,變形之範圍變窄。
圖32C係表示第3配置例之概略剖面圖。再者,圖24A對應於該第3配置例之俯視圖。在第3例中,表示在單位檢測區域20r配置有4個第1構造體310之輸入裝置100之例。在該第3配置例所示之輸入裝置100中,若藉由操作件h按壓第1面110,則與第1例所示之輸入裝置100相比,可使電極基板20更大範圍地變形。又,如圖32C中之區域R所
示,可使荷重均勻地分散。進而,如圖32C中假想線(虛線)C所示,在電極基板20之變形飽和之後,金屬膜12亦繼續變形。為了在單位檢測區域20r之中央獲得最大之電容變化率,如第3排列例般,在單位檢測區域20r內排列複數個第1構造體310,並且使該等自單位檢測區域20r之中心偏離地排列。
圖33A~圖33C係用以說明鄰接之第1構造體310間之距離Dx、Dy之概略剖面圖。圖34係用以說明鄰接之第1構造體310間之距離Dx、Dy之俯視圖。在圖33A~圖33C、圖34中,表示在1個單位檢測區域20r,排列有4個第1構造體310,在X軸方向鄰接之第1構造體310間之距離為Dx,在Y軸方向鄰接之第1構造體310間之距離為Dy之例。
如圖33A所示,若鄰接之第1構造體310間之距離Dx、Dy較窄,則金屬膜12及電極基板20之變形範圍R變窄。若如此變形範圍R較窄,則檢測部20s之感度降低。另一方面,如圖33B所示,若鄰接之第1構造體310間之距離Dx、Dy較寬,則金屬膜12及電極基板20之變形範圍R變寬。若如此變形範圍R變寬,則檢測部20s之感度提高。但是,如圖33C所示,若第1構造體310間之距離Dx、Dy過寬,則如圖33C中之箭頭a所示,來自第2構造體410之反作用變大,故而金屬膜12及電極基板20難以向下方變形,因此,檢測部20s之感度降低。
距離Dx較佳為(1/4)×Lx≦Dx,更佳為(1/4)×Lx≦Dx≦(3/4)×Lx,最較佳為Lx/2。然而,Lx為X軸方向之第1構造體310之配置間距。若Dx≦(3/4)×Lx,則可抑制檢測部20s之感度之降低。若(1/4)×Lx≦Dx,則可進而提高抑制相對於電容變化率分佈產生2個波峰(參照圖19B)之效果。
距離Dy較佳為(1/4)×Ly≦Dy,更佳為(1/4)×Ly≦Dy≦(3/4)×Ly,最較佳為Ly/2。然而,Ly為Y軸方向之第1構造體310之配置間距。若
Dy≦(3/4)×Ly,則可抑制檢測部20s之感度之降低。若(1/4)×Ly≦Dy,則可進一步提高相對於位置感度分佈產生2個波峰(參照圖19B)之效果。
以下,參照圖35A、圖35B,對在單位檢測區域20r內包含1個第1構造體310之輸入裝置100之描畫特性進行說明。如圖35B之箭頭a所示,於進行使施加於第1面110上之荷重朝X軸方向移動之動態描畫之情形時,動態描畫特性係呈現進行避開第1構造體310之移動之傾向。其原因在於:於在單位檢測區域20r內配置有1個第1構造體310之情形時,如圖35A所示,在單位檢測區域20r間之交界附近操作構件10(金屬膜12)朝下方大幅度地陷入。
藉由在單位檢測區域20r內配置複數個第1構造體310,可抑制上述動態描畫特性之降低。較佳為複數個第1構造體310係於相互正交之X軸方向(第1方向)及Y軸方向(第2方向)二維排列,且於X軸方向及Y軸方向之兩個方向,第1構造體310係等間隔地配置。其原因在於可獲得優異之描畫特性。操作構件10(金屬膜12)之變形係以第1構造體310間之距離之大致平方變小。例如,於在單位檢測區域20r內存在4個第1構造體310之情形時,與在單位檢測區域20r內存在1個第1構造體310之情形相比,操作構件10之變形成為約(1/4)。
作為用以抑制此種動態描畫特性之降低之第1構造體310之配置例,例如可列舉以下之配置例。
在單位檢測區域20r內配置3個第1構造體310之配置例:圖23B所示之配置例
在單位檢測區域20r內配置4個第1構造體310之配置例:圖24A、圖24B、圖25A所示之配置例
然而,在圖23B、圖25A所示之配置例中,雖然可抑制動態描畫
特性之降低,但有略微地發生凹陷之區域。圖36A、圖36B係表示在圖23B、圖25A所示之配置例中略微地發生凹陷之區域R。因此,若就提高動態描畫特性之觀點而言,作為第1構造體310之配置例,較佳為圖24B所示之配置例,更佳為圖24A所示之配置例。
本實施形態之輸入裝置100係如上所述檢測基於金屬膜12及導體層50各者與檢測部20s之間之兩者之電容耦合之靜電電容之變化量,故而即便為如手指f般之較大之接觸面積之操作件,亦可發生充分之靜電電容之變化。又,於是否進行過操作之判定中,例如使用將發生靜電電容之變化之檢測部20si、20si+1、20si+2全部之靜電電容之變化量合計之值,藉此,即便於操作壓力較小之情形時,亦可基於第1面110整體之按壓力精度良好地判定接觸。進而,由於靜電電容基於第1面110內之操作壓力分佈而變化,故而可基於該等變化量之比率等,而算出符合使用者之直感之操作位置。
進而,於通常之靜電電容感測之情形時,利用操作件與X、Y電極之電容耦合檢測操作位置等。即,於在操作件與X、Y電極之間配置有導電體之情形時,藉由該導電體與X、Y電極之電容耦合,輸入操作之檢測較難。又,對於操作件與X、Y電極之間之厚度較大之構成,亦有該等之間之電容耦合量變小,而檢測感度減小之問題。就該等情況而言,無需在顯示器之顯示面上配置感測裝置,顯示器之顯示品質之劣化成為問題。
因此,本實施形態之輸入裝置100(感測裝置1)係利用金屬膜12、導體層50各者與X、Y電極210、220之電容耦合,故而即便於在操作件與感測裝置之間配置有導電體之情形時,對檢測感度亦無影響。又,只要可藉由操作件之按壓力使金屬膜12變形即可,操作件與X、Y電極之間之厚度之限制亦較少。因此,即便於在可撓性顯示器11之
背面配置有感測裝置1之情形時,亦可精度良好地檢測操作位置及按壓力,而可抑制可撓性顯示器11之顯示特性之劣化。
進而,存在於操作件與X、Y電極之間之絕緣體(介電體)之厚度之限制亦較少,故而即便於例如使用者配戴作為絕緣體之手套等進行操作之情形時,檢測感度亦不會降低。因此,可有助於提高使用者之方便性。
於上述第1實施形態中,對利用直線狀之複數個電極群21w、22w構成第1及第2電極線210、220之例進行說明(參照圖10B),但第1及第2電極線210、220之構成並不限定於該例。
圖37A係表示第1電極線210之變化例之俯視圖。第1電極線210包括複數個單位電極體210m、及將複數個單位電極體210m彼此連結之複數個連結部210n。單位電極體210m藉由包含複數個子電極(電極要素)之群之電極群構成,該等子電極具有規則或不規則之圖案。在圖37A所示之例中,單位電極體210m包含自中心部呈放射狀延伸之複數根筆直之電極圖案之集合體。連結部210n係於Y軸方向延伸,且將相鄰之單位電極體210m彼此連結。
圖37B係表示第2電極線220之變化例之俯視圖。第2電極線220包括複數個單位電極體220m、及將複數個單位電極體220m彼此連結之複數個連結部220n。單位電極體220m藉由包含複數個子電極(電極要素)之群之電極群構成,該等子電極具有規則或不規則之圖案。在圖37B所示之例中,單位電極體220m包含自中心部呈放射狀延伸之複數根筆直之電極圖案之集合體。連結部220n係於X軸方向延伸,且將相鄰之單位電極體220m彼此連結。
第1及第2電極線210、220係以自Z軸方向觀察時,單位電極體
210m與單位電極體220m重疊之方式交叉地配置。
圖38(A)~圖38(P)係表示單位電極體210m、220m之形狀例之模式圖。再者,圖38(A)~圖38(P)係表示第1及第2電極線210、220之交叉部之形狀,且除此以外之部分之形狀並無特別限定,例如亦可設為直線狀。又,第1及第2電極線210、220之單位電極體210m、220m之形狀之組合可為圖10(B)或圖38(A)~圖38(P)中之同一種之2組,亦可為不同種之2組。
圖38(A)係相當於圖37A、圖37B之單位電極體210m、220m。圖38(B)係表示圖38(A)之例所示之放射狀之線電極中之一條形成為較其他線電極粗之例。藉此,可相比其他線電極上之靜電電容變化量更提高較粗之線電極上之靜電電容變化量。進而圖38(C)、圖38(D)係表示於大致中心配置有環狀之線狀電極,且自該線狀電極呈放射狀形成有線電極之例。藉此,可抑制中心部之線狀電極之集中,且可防止感度降低區域之產生。
圖38(E)~圖38(H)均表示將形成為環狀或矩形環狀之複數個線狀電極組合而形成集合體之例。藉此,可提高正電極之密度,且可抑制感度降低區域之形成。又,圖38(I)~圖38(L)均表示將排列於X軸方向或Y軸方向之複數個線狀電極組合而形成集合體之例。藉由調整該線狀電極之形狀、長度及間距等,可形成所期望之電極密度。進而,圖38(M)~圖38(P)係將線電極在X軸方向或Y軸方向呈非對稱地配置之例。
亦可調換第1實施形態之第1及第2構造體310、410之相互之層間之配置位置(金屬膜12與電極基板20之間之配置位置、及導體層50與電極基板20之間之配置位置)。以下,對具有進行此種調換之構成之輸入裝置100進行說明。
圖55A係表示本技術之第1實施形態之輸入裝置100之變化例之概略剖面圖。第1構造體310a係將第1實施形態之第2構造體410設置於金屬膜12與電極基板20之間而成者,除此以外之方面(即面內方向之配置位置、構成、材料及形成方法等方面)係與第1實施形態之第2構造體410相同。第2構造體410a係將第1實施形態之第1構造體310設置於導體層50與電極基板20之間而成者,除此以外之方面(即面內方向之配置位置、構成、材料及形成方法等之方面)係與第1實施形態之第1構造體310相同。在具有此種構成之輸入裝置100中,檢測部20s或單位檢測區域20r亦可與第2構造體410a、或第2構造體410所構成之群組於Z軸方向對向地配置。又,在單位檢測區域20r配置有2個以上之第2構造體410a。
圖55B係表示第1面110受到手指f之操作時之輸入裝置100之態樣之模式性主要部分剖面圖。於圖55B中,操作位置之正下方之操作構件10(金屬膜12)受到最大之力,其正下方部分及其附近之操作構件10(金屬膜12)朝向電極基板20變形,相對於電極基板20接近或接觸。又,藉由該操作構件10之變形,隔著第1構造體310ai、310ai+1對電極基板20中之對應於單位檢測區域20ri、20ri+1間及單位檢測區域20ri+1、20ri+2間之部分施加力,該部分朝向導體層50變形,且相對於導體層50接近。
於第1實施形態中,以輸入裝置100具有平板狀之情形為例進行說明,但輸入裝置100之形狀並不限定於此。例如,輸入裝置100亦可具有筒狀、曲面狀、帶狀、不定形狀等。作為曲面狀,例如可列舉具有圓弧狀、橢圓弧狀、抛物線狀等剖面之曲面。又,輸入裝置100之整體可具有剛性,亦可具有可撓性。於輸入裝置100之整體具有可撓性之情形時,輸入裝置100亦可為隨身之裝置。
圖60A係表示具有圓筒狀之輸入裝置100之形狀例之立體圖。圖60B係沿圖60A之A-A線之剖面圖。再者,於圖60B中,為容易理解輸入裝置100之層構成,相比圖60A,較厚地表示輸入裝置100之厚度。於輸入裝置100之外周面側設置有可撓性顯示器11,於內周面側設置有導體層50。因此,輸入裝置100之外周面側作為輸入操作面及顯示面發揮功能。亦可將輸入裝置100嵌合於圓柱狀等之支持體100j或手腕等人體而使用。又,亦可帶狀之輸入裝置100捲繞於圓柱狀等之支持體100j或手腕等人體而使用。
圖61A係表示具有曲面狀之輸入裝置100之形狀例之立體圖。圖61B係沿圖61A之A-A線之剖面圖。再者,於圖61B中,為容易理解輸入裝置100之層構成,相比圖61A,較厚地表示輸入裝置100之厚度。於圖61B中,藉由於凸狀之曲面側設置可撓性顯示器11,於凹狀之曲面側設置導體層50,而使凸狀之曲面側作為輸入操作面及顯示面發揮功能之例。再者,亦可與該例相反,於凹狀之曲面側設置可撓性顯示器11,於凸狀之曲面側設置導體層50,藉此使凹狀之曲面側作為輸入操作面及顯示面發揮功能。亦可將輸入裝置100嵌合於具有凸狀之曲面之支持體100k或手腕等人體而使用。又,亦可將帶狀之輸入裝置100以仿照之方式搭載於具有凸狀之曲面之支持體100k或手腕等人體而使用。
圖39A、圖39B係表示對電子機器70安裝本實施形態之輸入裝置100之例之圖。圖39A之電子機器70a包括包含配置有輸入裝置100之開口部721a之殼體720a。又,於開口部721形成有支持部722a,經由黏著帶等接合部723a而支持導體層50之周緣部。又,導體層50與支持部722a之接合方法並不限定於上述,例如亦可利用螺絲等進行固定。
又,本實施形態之輸入裝置100係沿周緣形成有第1及第2框體
320、420,故而於安裝時亦可維持穩定之強度。
圖39B之電子機器70b亦具有與電子機器70a大致相同之構成,且包括包含開口部721a及支持部722a之殼體720b。作為不同方面,為包括支持導體層50之背面之至少1個輔助支持部724b之方面。輔助支持部724b既可利用黏著帶等與導體層50接合,亦可不接合。藉由上述構成,可更穩定地支持輸入裝置100。
圖62A係表示本技術之第2實施形態之輸入裝置100之構成之一例之剖面圖。圖62B係將圖62A之一部分放大表示之剖面圖。第2實施形態與第1實施形態不同之方面在於:電極基板20包含配線基板20g。配線基板20g包括基材211g、以及設置於該基材211g之同一主表面之複數根第1電極線(Y電極)210s及複數根第2電極線(X電極)220s。
此處,參照圖63A、圖63B,對第1電極線210s及第2電極線220s之構成之一例進行說明。如圖63A所示,第1電極線210s具備電極線部210p、複數個單位電極體210m及複數個連接部210z。電極線部210p係於Y軸方向延伸。複數個單位電極體210m係於Y軸方向以固定之間隔配置。電極線部210p與單位電極體210m係隔開特定間隔而配置,兩者之間係藉由連接部210z而連接。再者,亦可採用省略連接部210z,於電極線部210p直接設置有單位電極體210m之構成。
單位電極體210m整體具有梳齒狀。具體而言,單位電極體210m具備複數個子電極210w及結合部210v。複數個子電極210w係於Y軸方向延伸。相鄰之子電極210w之間係隔開特定之間隔。複數個子電極210w之一端係連接於在X軸方向延伸之結合部210v。
如圖63B所示,第2電極線220s具備電極線部220p、複數個單位電極體220m及複數個連接部220z。電極線部220p係於X軸方向延伸。複數個單位電極體220m係於X軸方向以固定之間隔配置。電極線部
220p與單位電極體220m係隔開特定間隔配置,兩者之間係藉由連接部220z而連接。
單位電極體220m整體具有梳齒狀。具體而言,單位電極體220m具備複數個子電極220w及結合部220v。複數個子電極220w係於Y軸方向延伸。相鄰之子電極220w之間係隔開特定之間隔。複數個子電極220w之一端係連接於在X軸方向延伸之結合部220v。
如圖64A所示,所謂梳齒狀之單位電極體210m、220m係使相當於該等梳齒部分之子電極210w、220w嚙合而對向配置。單位電極體210m之複數個子電極210w與單位電極體220m之複數個子電極220w係朝X軸方向交替地排列。子電極210w、220w之間係隔開特定之間隔。
如圖64B所示,於第2電極線220s之電極線部220p上設置有絕緣層210r。而且,以跨越該絕緣層210r之方式設置跨接配線210q。藉由該跨接配線210q而將電極線部210p連結。
於本技術之第3實施形態之輸入裝置100中,第1電極線210及第2電極線220中之一者之單位電極體包含子電極,相對於此,另一者之單位電極體包含平板狀之電極。第3實施形態係除此以外之方面與第1實施形態之變化例1相同。
如圖65A所示,第1電極線210之單位電極體210m包含複數個子電極210w。另一方面,如圖65B所示,第2電極線220之單位電極體220m包含平板狀之電極。
於採用第1構成例作為第1及第2電極線210、220之構成之情形時,如圖67A所示,亦可省略隔著第2支持體40與第2電極線220對向之導體層50(參照圖1)或代替導體層50而採用高分子樹脂層50a。可如
此省略導體層50之原因在於,第2電極線220中所含之平板狀之電極(單位電極體220m)具有外部雜訊(外部電場)之屏蔽效果。又,相反地,藉由與導體層50複合地使用,亦可賦予牢固之屏蔽效果,且亦可成為對外部雜訊穩定之檢測部20s。
如圖66A所示,第1電極線210之單位電極體210m包含平板狀之電極。另一方面,如圖66B所示,第2電極線220之單位電極體220m包含複數個子電極220w。
於採用第2構成例作為第1及第2電極線210、220之構成之情形時,如圖67B所示,亦可省略隔著第1支持體30與第1電極線210對向之金屬膜12(參照圖1)。可如此省略金屬膜12之原因在於,第1電極線210中所含之平板狀之電極(單位電極體210m)具有外部雜訊(外部電場)之屏蔽效果。又,相反地,藉由與金屬膜12複合地使用,亦可賦予牢固之屏蔽效果,且亦可成為對外部雜訊穩定之檢測部20s。
再者,第1、第2電極線210、220之構成並不限定於此,亦可藉由平板狀之電極構成第1電極線210之單位電極體210m、及第2電極線220之單位電極體42m之兩者。
於上述第1實施形態中,亦可使第1電極線210及第2電極線220中之一者包含複數個子電極,相對於此,使另一者包含1個平板狀之電極。
如圖68A所示,第1電極線210包含複數個子電極42w,相對於此,第2電極線220包含平板狀之電極。於採用此種構成作為第1及第2電極線210、220之構成之情形時,亦可與第3實施形態之第1構成例同樣地,省略隔著第2支持體40與第2電極線220對向之導體層50(參照圖
1)或代替導體層50而採用高分子樹脂層50a。
如圖68B所示,第1電極線210包含平板狀之電極,相對於此,第2電極線220包含複數個子電極220w。於採用此種構成作為第1及第2電極線210、220之構成之情形時,亦可與第3實施形態之第2構成例同樣地,省略隔著第1支持體30與第1電極線210對向之金屬膜112(參照圖1)。
再者,第1及第2電極線210、220之構成並不限定於此,亦可藉由平板狀之1個電極構成第1及第2電極線210、220之兩者。
圖40係表示本技術之第4實施形態之輸入裝置100A之一構成例之概略剖面圖。本實施形態之輸入裝置100A之除操作構件10A以外之構成係與第1實施形態相同,適當省略其說明。圖40係與第1實施形態之圖1對應之圖。
本實施形態之輸入裝置100A包括代替可撓性顯示器之可撓性片材11A、及與第1實施形態相同之感測裝置1。於可撓性片材11A,如下所述配置有複數個鍵區域111A,且輸入裝置100A整體被用作鍵盤裝置。
可撓性片材11A例如包含PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、PI(聚醯亞胺)等具有可撓性之絕緣性之塑膠片。可撓性片材11A之厚度並無特別限定,例如為0.1mm~1mm。
再者,可撓性片材11A並不限定於單層構造,亦可為積層有2層以上之片材之構成。於此情形時,除上述塑膠片外,例如作為基材亦
可積層有PET、PEN、PMMA、PC、PI等具有可撓性之絕緣性之塑膠片。
可撓性片材11A包括作為操作面之第1面110A、及第1面110A之背面之第2面120A。於第1面110A,排列有複數個鍵區域111A。另一方面,於第2面120A亦可積層有金屬膜12。
可撓性片材11A及金屬膜12既可包含於樹脂片材之表面預先貼附有金屬箔之複合片材等,亦可包含形成有第2面120A面之蒸鍍膜或濺鍍膜等。或亦可為印刷於第2面120A之導電膏等之塗膜。
各鍵區域111A係相當於由使用者進行按壓操作之鍵頂(key top),且具有對應於鍵之種類之形狀、大小。亦可對各鍵區域111A施加適當之鍵顯示,該鍵顯示可為顯示鍵之種類者,可為顯示各個鍵之位置(輪廓)者,亦可為顯示該等兩者之鍵顯示。對於顯示,可採用適當之印刷方法、例如網版印刷或軟版印刷、凹版印刷等。
第1面110A具有於鍵區域111A之周圍形成有槽部112A之形態。對相當於鍵區域111A之凹凸面之形成,可採用加壓成形或蝕刻、雷射加工等適當之加工技術。或,亦可藉由射出成形等成形技術形成具有凹凸面之可撓性片材11A。
又,可撓性片材11A之構成並不限定於上述之例。例如圖41A、圖41B係模式性地表示可撓性片材11A之變化例之圖。圖41A所示之可撓性片材11Aa係表示第1面110A由平坦面構成之例。此情形時,未圖示之各鍵區域既可藉由印刷等而記載,亦可不包括鍵區域而用作觸控感測器。又,圖41B所示之可撓性片材11Ab係藉由對可撓性片材11A進行加壓成形等而形成,且各鍵區域111Ab構成為可獨立地向上下方向(片材厚度方向)變形。
進而,可撓性片材11A亦可包含金屬等具有導電性之材料。藉此,可無需金屬膜12而使操作構件10A薄型化。此情形時,可撓性片
材11A亦具有作為金屬膜12之功能,例如連接於接地電位。
如圖10B,第1電極線210亦可藉由包含複數個第1電極要素21z之群之電極群21w構成。第1電極要素21z例如為於Y軸方向延伸之線狀之導電構件(子電極)。如圖10B,第2電極線220亦可藉由包含複數個第2電極要素22z之群之電極群22w構成。第2電極要素22z例如為於X軸方向延伸之線狀之導電構件(子電極)。於在可撓性片材11A無金屬膜12之情形時,複數根第1電極線210亦可包含單一之電極要素(即,亦可為不包含複數個第1電極要素21z之群之較粗之1根電極)。其目的在於遮斷來自可撓性片材11A之外(外界)之電氣雜訊。
於本實施形態中,於使用者進行鍵輸入操作時,按壓鍵區域111A之中央部。因此,可以如下方式配置第1及第2構造體310、410與檢測部20s。
例如圖40所示,第2支持體40之第2構造體410亦可配置於槽部112A之下方。此情形時,檢測部20s係配置於自Z軸方向觀察時與第1構造體310重疊之位置,第1構造體310係在單位檢測區域20r內配置有2個以上。第2構造體410係配置於單位檢測區域20r之間。
於配置例1中,如圖12中所說明般,於鍵輸入操作時,第1構造體310上之位置被按壓,操作位置下之複數個第1構造體310向下方移位,而使電極基板20彎曲,藉此,第2構造體410亦略微地彈性變形。藉此,金屬膜12及導體層50各者與檢測部20s接近,而可獲得檢測部20s之靜電電容變化。
又,第2構造體410之形狀並不限定於圖22A、圖22B所示般之圓柱體等,例如亦可沿槽部112A配置為壁狀。此情形時,各第2構造體410係沿複數個鍵區域111A間之交界配置。
再者,檢測部20s之配置並不限定於上述,例如亦可與第2構造體
410重疊地配置。
圖69A係表示第1電極線(Y電極)210之配置例之俯視圖。第1電極線210具備複數個單位電極體210m、及將複數個單位電極體210m彼此連結之複數個連結部210n。單位電極體210m藉由包含複數個子電極(電極要素)210w之群之電極群構成。複數個子電極210w具有對應於鍵佈局之規則或不規則之圖案。於圖69A中,表示複數個子電極210w具有對應於鍵佈局之不規則之圖案之例。於該例中,具體而言,複數個子電極210w為於Y軸方向延伸之線狀之導電構件,該等導電構件呈條紋狀排列。
圖69B係表示第2電極線(X電極)220之配置例之俯視圖。第2電極線(X電極)220係於X軸方向延伸之具有大致固定之寬度之細長的矩形狀電極。該矩形狀電極藉由包含複數個子電極(電極要素)220w之群之電極群構成。子電極220w例如為於X軸方向延伸之線狀之導電構件。
再者,如圖69B所示,複數根第2電極線(X電極)220中之一部分亦可為具備複數個單位電極體220m、及將複數個單位電極體220m彼此連結之複數個連結部220n者。
此處,對將第1電極線(Y電極)210設置於金屬膜12之側(上側)且將第2電極線(X電極)220設置於導體層50之側(下側)之例進行了說明,但亦可將第2電極線220設置於金屬膜12之側(上側)且將第1電極線210設置於導體層50之側。
圖70A係表示第1構造體310之配置例之俯視圖。圖70B係表示第2構造體410之配置例之俯視圖。複數個第1及第2構造體310、410係以對應於鍵佈局之特定圖案二維排列。第1構造體310亦可根據配置位置而大小或形狀等不同。第2構造體410亦同樣地,可根據配置位置而大小或形狀等不同。
圖71係表示第1及第2電極線210、220與第1及第2構造體310、
410之配置關係之俯視圖。第1電極線(Y電極)210之複數個單位電極體210m係以自Z軸方向觀察時與矩形狀之第2電極線(X電極)220重疊之方式設置。
以下,參照圖72,對第1及第2構造體310、410之配置例進行詳細說明。於鍵盤裝置之情形時,較佳為與利用筆尖等操作件之描畫不同,按壓鍵區域111A時之金屬膜12及電極基板20之變形不傳遞至鄰接之鍵區域111A。
於X軸方向(左右方向)之鍵區域111A間之部分(即槽部112A),較佳為第1及第2構造體s4、u10、第1及第2構造體s8、u9分別以自Z軸方向觀察時重疊之方式設置。其原因在於,於第1及第2構造體s4、u10、第1及第2構造體s8、u9重疊之部位,感度下降,X軸方向(左右方向)之變形之傳遞減少。
於Y軸方向(上限方向)之鍵區域111A間之部分,亦可為自Z軸方向觀察時,第1構造體以重疊於第2構造體s2、s6上之方式設置。此情形時,Y軸方向(上限方向)之變形之傳遞亦減少。
於X軸方向與Y軸方向之間之方向(斜向)之鍵區域111A間之部分,亦可為自Z軸方向觀察時,第1構造體重疊於第2構造體s1、s3、s5、s7上之方式設置。此情形時,X軸方向與Y軸方向之間之方向(斜向)之變形之傳遞亦減少。
較佳為於單位檢測區域20r內設置複數個第1構造體u5~u8。藉此,藉由複數個第1構造體u5~u8使電極基板20中之與單位檢測區域20r對應之部分變形,故而按壓鍵區域111A時之感度提高。因此,利用手指按壓鍵區域111A之情形與利用指甲按壓鍵區域111A之情形之感度差變小。
較佳為子電極210w、220w之交點聚集於單位檢測區域20r之中央部附近,且存在於由第1構造體u5~u8規定之區域之內側。其原因在
於可提高荷重感度。
於鍵盤裝置之情形,較佳為按壓鍵區域111A之中央之情形與按壓鍵區域111A之端部之情形之感度差較小。若於單位檢測區域20r之周邊部配置有第1構造體u1~u4、u9、u10及第2構造體s1~s8,則有單位檢測區域20r之中央部之變形量變大且感度變高之傾向。此情形時,較佳為藉由於單位檢測區域20r之中央部配置第2構造體s9,而使單位檢測區域20r之中央部之感度相對地減少,且使鍵區域111A之中央與鍵區域111A之端部之感度差較小。進而,為於鍵區域111A之端部亦可獲得充分之感度,較佳為子電極210w、220w之交點存在至鍵區域111A之外側為止。
設置於單位檢測區域20r之周邊部之第1構造體u1~u4、u9、u10及第2構造體s1~s8較佳為比設置於單位檢測區域20r之中央部之第1構造體u4~u7及第2構造體s9大。其原因在於可提高金屬膜12與電極基板20之間、及導體層50與電極基板20之間之接著力。
各鍵區域111A(單位檢測區域20r)較佳為未被隔離,空氣可於各鍵區域111A間無阻力地充分地移動。其原因在於,於各鍵區域111A中輸入裝置100A之內壓上升,而可抑制感度之降低或恢復延遲之發生等。
控制部60係如上所述包括運算部61及信號產生部62,且電性連接於電極基板20。又,於本實施形態中,控制部60構成為可基於複數個檢測部20s之靜電電容之變化而產生與對複數個鍵區域111A各者之輸入操作相應之信號。更具體而言,控制部60構成為可基於複數個檢測部20s之輸出而產生與對複數個鍵區域111A各者之輸入操作有關之資訊。即,運算部61係基於自電極基板20之第1及第2電極線210、220各者輸出之電氣信號(輸入信號)而算出第1面110上之XY座標系統中之操作位置,決定分配至該操作位置之鍵區域111A。信號產生部62係
產生與檢測出該按壓之鍵區域111A對應之操作信號。
輸入裝置100A可藉由組裝於筆記型之個人電腦、或行動電話等電子機器,而如上所述作為鍵盤裝置而應用。又,輸入裝置100A亦可構成為藉由包括未圖示之通信部,而利用有線或無線與個人電腦等其他電子機器電性連接,實現用於控制該電子機器之輸入操作。
進而,輸入裝置100A亦可如第1實施形態中所說明般,作為指向裝置(pointing device)使用。即,對各檢測部20s之輸出設定2個以上之閾值,且運算部61對觸控操作及按下操作進行判定,藉此可成為指向裝置與鍵盤兼用之輸入裝置。
圖42係表示組裝有本技術之第5實施形態之輸入裝置100B之電子機器70B之一構成例之概略剖面圖。本實施形態之輸入裝置100B,除了操作構件10B以外之構成係皆與第1實施形態相同,適當省略其說明。
本實施形態之輸入裝置100B中,電子機器70B之殼體720B之一部分構成操作構件10B之一部分。即,輸入裝置100B包括構成殼體720B之一部分之操作區域711B、及與第1實施形態相同之感測裝置1。作為電子機器70B,例如可適用搭載有觸控感測器之個人電腦等。
操作構件10B具有包含第1面110B及第2面120B且可變形之操作區域711B與金屬膜12之積層構造。即,第1面110B為殼體720B之一表面、第2面120B為該一表面之背面(內表面)。
操作區域711B亦可以例如與殼體720B之其他區域相同之材料、例如鋁合金或鎂合金等導體材料或塑膠材料來構成,此情形時,以使用者之觸控操作或按下操作時可變形之厚度來構成。或者操作區域711B亦可以與殼體720B之其他區域不同之材料來構成,此情形時,可採用剛性小於該其他區域之材料。
又,於第2面120B,形成有形成於黏著性之樹脂膜等接著層13的金屬箔等金屬膜12。再者,於操作區域711B係以導體材料來構成之情形時,無需金屬膜12而可使操作構件10B薄型化。此情形時,操作區域711B亦具有作為金屬膜12之功能,例如連接於接地電位。
如上所述,本實施形態之輸入裝置100B可利用導體材料等之殼體720B之一部分構成。其原因在於如上所述,輸入裝置100B並非利用操作件與X、Y電極之電容耦合來檢測輸入操作,而是利用受操作件按壓之金屬膜12及與其對向之導體層50各者、與檢測部20s之電容耦合。因此,根據輸入裝置100B,可減少電子機器70B之零件件數,且可更提高生產性。
又,本實施形態之輸入裝置100B包括與上述第1實施形態相同之感測裝置1,故即便為微小之按壓力,亦可精度良好地檢測操作位置及按壓力。因此根據本實施形態,可提供一種對操作區域711B之材料之限制亦較少且檢測感度較高之輸入裝置100B。
以下,藉由試驗例對本技術進行具體說明,但本技術並不限定於該等試驗例。
以下之模擬係使用有限元素法進行應力分析及靜電分析。作為具體之程式,使用Murata Software公司製造、商品名:FEMTET。
表1係表示檢測部之模擬條件之表。於以下之各模擬中,如表1所示,設定檢測部之構成。再者,表1中之網眼(電極要素)寬度Wx、Wy、網眼(電極要素)間隔dx、dy、及電極寬度Ex、Ey係如圖10A、圖10B所示。網眼間隔dx、dy係構成網眼之電極要素之中心間隔。
表2係表示輸入裝置之模擬條件之表。於以下之各模擬中,如表2所示,設定輸入裝置之構成。
按以下之順序對本技術之實施例進行說明。
1 配置於單位檢測區域內之第1構造體之個數
2 配置於單位檢測區域內之第1構造體之個數量及配置
3 第1及第2構造體之配置關係
4 第2構造體之配置
5 單位檢測區域內之第1構造體之配置位置
首先,藉由模擬對在單位檢測區域內配置有4個第1構造體之輸入裝置與在單位檢測區域內配置有1個第1構造體之輸入裝置之特性之差異進行研究。
圖43係表示試驗例1中之模擬之條件之概略圖。如圖43所示,設定構成輸入裝置之操作構件、第1構造體、電極基板、第2構造體、及導體層之各數值。作為電極基板中所含之檢測部之構成,使用表1所示之檢測部1之構成。如圖24A所示般配置第1構造體及第2構造體。
對設定為上述條件之輸入裝置,藉由模擬進行以下之(1)至(3)之分析。將其結果顯示於圖44A~圖44C中。
(1)於操作構件之表面中之對應於單位檢測區域之中心之位置施加負重時之操作構件及電極基板之變形位置(圖43:XZ剖面內之變形
位置)
於操作構件之表面中之對應於單位檢測區域之間之位置施加負重時之操作構件及電極基板之變形位置(圖43:XZ剖面內之變形位置)
(2)檢測部20s1、20s2、20s3之電容變化率分佈相對於負重位置之變化
(3)於操作構件之表面中之對應於單位檢測區域之中心之位置施加負重時之電容變化率之荷重相關性
再者,電容變化率係藉由以下之式而算出。
(電容變化率)[%]=[(初始電容C0)-(變化後電容C1)]/(初始電容C0)
上述式中,「初始電容C0」及「變化後電容C1」具體而言表示以下內容。
初始電容C0:未對操作構件之表面施加負重之狀態下之輸入裝置之靜電電容
變化後電容C1:對操作構件之表面施加負重後之輸入裝置之靜電電容
如圖26所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地藉由模擬進行上述(1)至(3)之分析。將其結果顯示於圖45A~圖45C中。
圖44A~圖44C係表示試驗例1-1之模擬之結果之圖。圖45A~圖45C係表示試驗例1-2之模擬之結果之圖。圖44A、圖45A中,符號「L11」表示對單位檢測區域之中心施加負重時之操作構件之變形位置,符號「L12」係表示對單位檢測區域間施加負重時之操作構件之變形位置。圖44A、圖45A中,符號「L21」係表示對單位檢測區域之中心施加負重時之電極基板之變形位置,且符號「L22」係表示對單
位檢測區域間施加負重時之電極基板之變形位置。
根據圖44A、圖45A之比較可知以下內容。
於在單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形時,若對單位檢測區域之中心施加荷重,則僅電極基板中之與單位檢測區域之中心對應之部分局部地向下方變形。另一方面,於在單位檢測區域內配置有4個第1構造體之情形時,電極基板中之由4個第1構造體包圍之區域大範圍地向下方變形。
於在單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形時,若對單位檢測區域間施加荷重,則施加有該荷重之部位之操作構件局部較大地變形。另一方面,於在單位檢測區域內配置有4個第1構造體之情形時,即便對單位檢測區域間施加荷重,亦得以抑制施加有該荷重之部位之操作構件之較大之變形。
根據圖44B、圖45B之比較可知以下內容。
於在單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形時,電容變化率分佈中產生2個波峰。因此,無法獲得隨著荷重位置遠離單位檢測區域之中心而電容變化率分佈單調遞減之理想之電容變化率分佈。
另一方面,於在單位檢測區域內配置有4個第1構造體之情形時,電容變化率分佈中僅產生1個波峰。因此,可獲得當荷重位置遠離單位檢測區域之中心時,電容變化率分佈單調遞減之理想之電容變化率分佈。
根據圖44C、圖45C之比較可知以下內容。
於在單位檢測區域內配置有4個第1構造體之情形時,與於單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形相比,可提高電容變化率。又,於在單位檢測區域內配置有4個第1構造體之情形時,與於單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形相比,可提高輸入裝置之荷重感度。此處,所謂荷重感度意指荷重「0gf」附近之電容變化率分佈之
曲線之斜率。
其次,對配置於單位檢測區域內之第1構造體之個數量及配置進行各種變更,藉由模擬對該等特性之差異進行研究。
如圖23A所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖46A、圖46B中。
作為電極基板中所含之檢測部之構成,使用表1所示之檢測部2之構成。除此以外的部分係與試驗例2-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)之分析。將其結果顯示於圖46C中。
如圖23B所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖47A、圖47B中。
作為電極基板中所含之檢測部之構成,使用表1所示之檢測部2之構成。除此以外的部分係與試驗例2-3同樣地,藉由模擬進行上述(2)之分析。將其結果顯示於圖47C中。
如圖24A所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖48A、圖48B中。
作為電極基板中所含之檢測部之構成,使用表1所示之檢測部2
之構成。除此以外的部分係與試驗例2-5同樣地,藉由模擬進行上述(2)之分析。將其結果顯示於圖48C中。
如圖24B所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖49A、圖49B中。
作為電極基板中所含之檢測部之構成,使用表1所示之檢測部2之構成。除此以外的部分係與試驗例2-7同樣地,藉由模擬進行上述(2)之分析。將其結果顯示於圖49C中。
如圖25A所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖50A、圖50B中。
作為電極基板中所含之檢測部之構成,使用表1所示之檢測部2之構成。除此以外的部分係與試驗例2-9同樣地,藉由模擬進行上述(2)之分析。將其結果顯示於圖50C中。
如圖25B所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖51A、圖51B中。
作為電極基板中所含之檢測部之構成,使用表1所示之檢測部2之構成。除此以外的部分係與試驗例2-11同樣地,藉由模擬進行上述(2)之分析。將其結果顯示於圖51C中。
圖46A~圖46C、圖47A~圖47C、圖48A~圖48C、圖49A~圖49C、圖50A~圖50C、圖51A~圖51C係分別表示試驗例2-1~2-2、試驗例2-3~2-4、試驗例2-5~2-6、試驗例2-7~2-8、試驗例2-9~2-10、試驗例2-11~2-12之模擬之結果之圖。再者,於圖47A、圖48A、圖49A、圖50A及圖51A中,為比較而亦表示試驗例1-2之模擬之結果(曲線L1)。再者,如上所述,試驗例1-2之模擬係關於在單位檢測區域內配置有1個第1構造體之輸入裝置之模擬。
根據圖46A~圖46C(試驗例2-1、2-2),可知於在單位檢測區域內如圖23A所示般對稱配置2個第1構造體之情形時,作為輸入裝置之特性,可獲得以下之特性。
電容變化率分佈之波峰可於單位檢測區域之中心形成1個。即,可防止電容變化率分佈中產生2個波峰。電容變化率分佈之形狀具有以單位檢測區域之中心位置為頂點之大致三角形狀。
可獲得隨著荷重位置遠離單位檢測區域之中心而電容變化率分佈單調遞減之理想之電容變化率分佈。
即便將檢測部之構成自檢測部1改變為檢測部2(密集型電極),電容變化率分佈亦呈現大致相同之傾向。然而,使用檢測部2作為檢測部之構成之情形與使用檢測部1作為檢測部之構成之情形相比,電容變化率分佈之波峰值變高。
因此,為了使電容變化率分佈之波峰值較高,較佳為檢測部之外周位於單位區域之外周之內側,且單位檢測區域中所含之第1構造體係配置於檢測部之外周與單位區域之外周之間。
與於單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形相比,可提高電容變化率。又,與於單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形相比,可提高輸入裝置之荷重感度。
根據圖47A~圖47C(試驗例2-3、2-4),可知於在單位檢測區域內如圖23B所示般對稱配置4個第1構造體之情形時,可獲得以下之特性作為輸入裝置之特性。
電容變化率分佈之形狀具有相對於通過單位檢測區域之中心之垂線對稱之大致梯形狀。除此以外之特性係與試驗例2-1、2-2(圖46A~圖46C)大致相同。再者,即便電容變化率分佈之形狀為大致梯形狀,亦可基於電容變化進行座標計算。
根據圖48A~圖48C(試驗例2-5、2-6),可知於在單位檢測區域內如圖24A所示般對稱配置4個第1構造體之情形時,可獲得與試驗例2-1、2-2(圖46A~圖46C)大致相同之特性。
根據圖49A~圖49C(試驗例2-7、2-8),可知於在單位檢測區域內如圖24B所示般對稱配置4個第1構造體之情形時,可獲得以下之特性作為輸入裝置之特性。
與於單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形相比,無法獲得提高電容變化率之效果。又,與於單位檢測區域內配置有1個第1構造體之情形相比,亦無法獲得提高輸入裝置之荷重感度之效果。除此以外之特性係與試驗例2-1、2-2(圖46A~圖46C)大致相同。
若考慮上述特性,則可知較佳為以第1構造體與第2構造體於輸入裝置之厚度方向不重疊之方式配置兩構造體。再者,關於該方面,於下述試驗例中,更詳細地進行研究。
根據圖50A~圖50C(試驗例2-9、2-10),可知於在單位檢測區域內如圖25A所示般對稱配置4個第1構造體之情形時,可獲得與試驗例2-1、2-2(圖46A~圖46C)大致相同之特性。
根據圖51A~圖51C(試驗例2-11、2-12),可知於在單位檢測區域內如圖25B所示般對稱配置5個第1構造體之情形時,可獲得與試驗例2-3、2-4(圖47A~圖47C)大致相同之特性。
藉由模擬對第1及第2構造體以於厚度方向重疊地方式配置之輸入裝置與第1及第2構造體以於厚度方向不重疊之方式配置之輸入裝置之特性之差異進行研究。
如圖24A所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(3)之分析。將其結果顯示於圖52中。
對設定為與試驗例3-1相同之條件之輸入裝置,藉由模擬進行以下之(4)之分析。將其結果顯示於圖52中。
(4)於在操作構件之表面中之對應於單位檢測區域之間之位置施加負重時之電容變化率之荷重相關性
如圖24B所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(3)之分析。將其結果顯示於圖52中。
對設定為與試驗例3-3相同之條件之輸入裝置,藉由模擬以下之(4)之分析。將其結果顯示於圖52中。
(4)於在操作構件之表面中之對應於單位檢測區域之間之位置施加負重時之電容變化率之荷重相關性
圖52係表示試驗例3-1~3-4之模擬之結果之圖。於圖52中,曲線L11、L12、L21、L22分別表示試驗例3-1、3-2、3-3、3-4之模擬結果。
根據圖52可知以下內容。
對於具有第1構造體與第2構造體於厚度方向重疊之區域之輸入裝置,與不具有第1構造體與第2構造體於厚度方向重疊之區域之輸入裝置相比,有電容變化率降低之傾向。特別是,該降低之傾向係相比單位檢測區域之中央,於單位檢測區域間顯著地出現。
對於具有第1構造體與第2構造體於厚度方向重疊之區域之輸入裝置,與不具有第1構造體與第2構造體於厚度方向重疊之區域之輸入裝置相比,有荷重感度降低之傾向。再者,所謂荷重感度係如上所述意指荷重「0gf」附近之電容變化率之曲線之斜率。
對第2構造體之配置位置進行各種變更,藉由模擬研究該等特徵之差異。
如圖28所示般配置第1構造體及第2構造體,以區域RA(參照圖29A)成為單位檢測區域之中心部之方式規定與第1及第2電極線之位置關係。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬上述(3)之分析。將其結果顯示於圖53中。
以區域RB(參照圖29B)成為單位檢測區域之中心部之方式規定與第1及第2電極線之位置關係。除此以外的部分係與試驗例4-1同樣地,藉由模擬進行上述(3)之分析。將其結果顯示於圖53中。
以區域RC(參照圖29C)成為單位檢測區域之中心部之方式規定與第1及第2電極線之位置關係。除此以外的部分係與試驗例4-1同樣地,藉由模擬進行上述(3)之分析。將其結果顯示於圖53中。
圖53係表示試驗例4-1~4-3之模擬結果之圖。
藉由將區域RA(圖29A)、區域RB(圖29B)及區域RC(圖29C)之任一者設為單位檢測區域之中心部,電容變化率及荷重感度存在差異。
於使區域RA(圖29A)為單位檢測區域之中心部之情形時,電容變化率及荷重感度變得最高。於使區域RC(圖29C)為單位檢測區域之中心部之情形時,電容變化率及荷重感度變得最低。於使區域RB(圖29B)為單位檢測區域之中心部之情形時,可獲得上述兩種情形之中間之電容變化率及荷重感度。
因此,就提高電容變化率及荷重感度之觀點而言,較佳為在鄰接之單位檢測區域間配置第2構造體。即,較佳為以單位檢測區域內不包含1個第2構造體整體之方式配置第2構造體。
又,配置第2構造體之方向係自單位檢測區域之中心觀察時,較佳為X軸方向及/或Y軸方向,更佳為X軸方向與Y軸方向之間之方向(例如單位檢測區域之對角線方向)。
藉由模擬對在單位檢測區域之中心配置有第1構造體之輸入裝置與自單位檢測區域之中心偏離地配置有第1構造體之輸入裝置之特性之差異進行研究。
如圖24A所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖54A、圖54B中。
如圖25B所示般配置第1構造體及第2構造體。除此以外的部分係與試驗例1-1同樣地,藉由模擬進行上述(2)及(3)之分析。將其結果顯示於圖54A、圖54C中。
圖54A係表示試驗例5-1、5-2之模擬之結果之圖。圖54B係表示
試驗例5-1之模擬之結果之圖。圖54C係表示試驗例5-2之模擬之結果之圖。再者,於圖54A中,曲線L1、L2分別表示試驗例5-1、5-2之模擬之結果。再者,於圖54A中,為了比較,亦表示試驗例1-2之模擬之結果(曲線L3)。
於自單位檢測區域之中心偏離地配置第1構造體之情形時,電容變化率分佈成為於單位檢測區域之中心位置具有波峰之大致三角形狀。相對於此,於在單位檢測區域之中心配置第1構造體之情形時,電容變化率分佈具有相對於通過單位檢測區域之中心之垂線對稱之大致梯形狀。認為該分佈之形狀之差異係由於在單位檢測區域之中心不存在第1構造體者容易獲得於單位檢測區域之中心電容變化率增大且電容變化率自單位檢測區域之中心單調遞減之電容變化率分佈之形狀。
於自單位檢測區域之中心偏離地配置第1構造體之情形時,與在單位檢測區域之中心對稱配置第1構造體之情形相比,最大電容變化率(單位檢測區域之中心位置之電容變化率)變高。認為該特性提高係由於在自單位檢測區域之中心偏離地配置第1構造體之情形時,荷重均勻地分散至對稱配置之第1構造體,而電極基板遍及大範圍變形(參照圖32B、圖32C)。又,認為於電極基板之形狀變化飽和之後操作構件進而變形亦為特性提高之原因之一(參照圖32C)。
以上,對本技術之實施形態進行了具體說明,但本技術並不限定於上述之實施形態,亦可進行基於本技術之技術性思想之各種變形。
例如,於上述實施形態中列舉之構成、方法、步驟、形狀、材料及數值等終究為示例,亦可視需要使用與此不同之構成、方法、步驟、形狀、材料及數值等。
又,上述實施形態之構成、方法、步驟、形狀、材料及數值等
只要不脫離本技術之主旨,則可相互組合。
又,亦可使輸入裝置不包括金屬膜地檢測因操作件、導體層各者與X、Y電極之電容耦合而引起之檢測部之靜電電容變化。於此情形時,作為操作構件,可使用包含絕緣材料之可撓性片材(第2實施形態參照)。藉由此種構成,亦可使第1及第2支持體與操作件、導體層各者及檢測部之距離變化,成為操作位置及按壓力之檢測精度較高之輸入裝置。
於以上之實施形態中,說明了檢測部構成交替電容方式之電容元件,但亦可構成自電容方式之電容元件。此情形時,可基於金屬膜及導體層各者與檢測部中所含之電極層之靜電電容之變化量,檢測輸入操作。
又,輸入裝置並不限定於平板狀之構成,例如亦可以第1面成為曲面之方式組裝於電子機器。即,本技術之感測裝置係整體為可撓性之構成,故而可利用自由度較高之安裝方法。
又,本技術亦可採用以下之構成。
一種感測裝置,其具備:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層,其與上述第1導體層對向地設置;電極基板,其設置於上述第1導體層及上述第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1導體層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2導體層隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉
之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體。
如(1)之感測裝置,其中上述第1構造體及上述第2構造體係相對於上述交叉部之中心對稱地配置。
如(1)或(2)之感測裝置,其中上述第1構造體及上述第2構造體係於厚度方向不重疊地設置。
如(1)至(3)中任一項之感測裝置,其中上述第2構造體係設置於上述單位區域間。
如(1)至(4)中任一項之感測裝置,其中上述單位區域係於第1方向及第2方向上二維排列,且上述第2構造體係設置於在上述第1方向與上述第2方向之間之方向上鄰接之上述單位區域之間。
如(1)至(5)中任一項之感測裝置,其中上述單位區域具有正方形狀或長方形狀。
如(1)至(6)中任一項之感測裝置,其中上述第1構造體係偏離上述單位區域之中心而設置。
如(1)至(7)中任一項之感測裝置,其中上述複數個第1構造體係於
相互正交之第1方向及第2方向上二維排列,且於上述第1方向及上述第2方向之兩個方向上,上述第1構造體呈等間隔配置。
如(1)至(8)中任一項之感測裝置,其中上述電極基板包含分別形成於上述複數個第1電極與上述複數個第2電極之交叉區域,且電容可對應於與上述第1導體層及上述第2導體層各者之相對距離而改變之複數個檢測部。
如(1)至(9)中任一項之感測裝置,其進而具備:第1框體,其於上述第1導體層與上述電極基板之間,沿上述電極基板之周緣設置;及第2框體,其於上述第2導體層與上述電極基板之間,與上述第1框體對向地設置。
如(9)之感測裝置,其中上述檢測部之外周位於上述單位區域之外周之內側,且上述單位區域中所含之2個以上之上述第1構造體,係配置於上述檢測部之外周與上述單位區域之外周之間。
如(1)至(11)中任一項之感測裝置,其中於上述單位區域內包含4個上述第1構造體。
如(1)至(12)中任一項之感測裝置,其中上述電極基板可靜電性地檢測與上述第1導體層及上述第2導體層各者之距離之變化。
一種輸入裝置,其具備:操作構件,其具有可撓性;
導體層,其與上述操作構件對向地設置;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;及第2構造體,其將上述導體層與上述電極基板隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體。
如(14)之輸入裝置,其中上述操作構件包含設置於與上述導體層對向之面之導體層。
如(14)或(15)之輸入裝置,其中上述操作構件包含顯示部。
如(14)至(16)中任一項之輸入裝置,其中上述操作構件包含複數個鍵區域。
如(17)之輸入裝置,其中上述電極基板包含分別形成於上述複數個第1電極與上述複數個第2電極之交叉區域,且電容可對應於與上述導體層及上述操作構件各者之相對距離而改變之複數個檢測部。
如(18)之輸入裝置,其進而具備基於上述複數個檢測部之靜電電容之變化,而產生與對上述複數個鍵區域各者之輸入操作對應之信號
之控制部。
如(17)至(19)中任一項之輸入裝置,其中上述複數個第1構造體係沿上述複數個鍵區域間之交界設置。
一種電子機器,其具備:操作構件,其具有可撓性;導體層,其與上述操作構件對向地設置;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;第2構造體,其將上述導體層與上述電極基板隔開;及控制部,其基於上述電極基板之靜電電容之變化,而產生與對上述操作構件之輸入操作對應之信號;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體。
一種感測裝置,其具備:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層,其與上述第1導體層對向地設置;電極基板,其設置於上述第1導體層及上述第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1導體層與上述電極基板隔
開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2導體層隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體或上述第2構造體。
一種輸入裝置,其具備:操作構件,其具有可撓性;導體層,其與上述操作構件對向地設置;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;及第2構造體,其將上述導體層與上述電極基板隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體或上述第2構造體。
一種電子機器,其具備:操作構件,其具有可撓性;
導體層,其與上述操作構件對向地設置;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;第2構造體,其將上述導體層與上述電極基板隔開;及控制部,其基於上述電極基板之靜電電容之變化,而產生與對上述操作構件之輸入操作對應之信號;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體或上述第2構造體。
又,本技術亦可採用以下之構成。
一種感測裝置,其具備:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層;電極基板,其設置於上述第1導體層及上述第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1導體層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2導體層隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,
對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
如(1)之感測裝置,其中於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體。
如(1)或(2)之感測裝置,其中上述第1構造體及上述第2構造體係相對於上述交叉部之中心對稱地配置。
如(1)至(3)中任一項之感測裝置,其中上述第1構造體及上述第2構造體係於厚度方向不重疊地設置。
如(2)之感測裝置,其中上述第2構造體係設置於上述單位區域間。
如(2)之感測裝置,其中上述單位區域係於第1方向及第2方向上二維排列,且上述第2構造體係設置於在上述第1方向與上述第2方向之間之方向上鄰接之上述單位區域之間。
如(2)之感測裝置,其中上述第1構造體係偏離上述單位區域之中心而設置。
如(2)之感測裝置,其中上述複數個第1構造體係於相互正交之第
1方向及第2方向上二維排列,且於上述第1方向及上述第2方向之兩個方向上,上述第1構造體呈等間隔配置。
如(1)至(8)中任一項之感測裝置,其中上述電極基板包含分別形成於上述複數個第1電極與上述複數個第2電極之交叉區域,且電容可對應於與上述第1導體層及上述第2導體層各者之相對距離而改變之複數個檢測部。
如(1)至(9)中任一項之感測裝置,其進而具備:第1框體,其於上述第1導體層與上述電極基板之間,沿上述電極基板之周緣設置;及第2框體,其於上述第2導體層與上述電極基板之間,與上述第1框體對向地設置。
如(9)之感測裝置,其中上述檢測部之外周位於上述單位區域之外周之內側,且上述單位區域中所含之2個以上之上述第1構造體,係配置於上述檢測部之外周與上述單位區域之外周之間。
如(1)至(11)中任一項之感測裝置,其中於上述單位區域內包含4個上述第1構造體。
如(1)至(12)中任一項之感測裝置,其中上述電極基板可靜電性地檢測與上述第1導體層及上述第2導體層各者之距離之變化。
一種輸入裝置,其具備:操作構件,其具有可撓性;
導體層;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述導體層與上述電極基板隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
如(14)之輸入裝置,其中上述操作構件包含設置於與上述導體層對向之面之導體層。
如(14)或(15)之輸入裝置,其中上述操作構件包含顯示部。
如(14)至(16)中任一項之輸入裝置,其中上述操作構件包含複數個鍵區域。
如(17)之輸入裝置,其中上述電極基板包含複數個檢測部,該複數個檢測部分別形成於上述複數個第1電極與上述複數個第2電極之交叉區域,且電容可對應於與上述導體層及上述操作構件各者之相對距離而改變。
如(18)之輸入裝置,其進而具備控制部,該控制部基於上述複數
個檢測部之靜電電容之變化,而產生與對上述複數個鍵區域各者之輸入操作對應之信號。
如(17)至(19)中任一項之輸入裝置,其中上述複數個第1構造體係沿上述複數個鍵區域間之交界設置。
如(17)至(20)中任一項之輸入裝置,其中上述複數個第1構造體及上述複數個第2構造體中之一部分,係於上述複數個鍵區域間之交界於厚度方向上重疊設置。
一種電子機器,其具備:操作構件,其具有可撓性;導體層;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;複數個第2構造體,其等將上述導體層與上述電極基板隔開;及控制部,其基於上述電極基板之靜電電容之變化,而產生與對上述操作構件之輸入操作對應之信號;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
一種感測裝置,其具備:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層,其與上述第1導體層對向地設置;電極基板,其設置於上述第1導體層及上述第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1導體層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2導體層隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體。
一種感測裝置,其具備:第1層,其具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2層隔開;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個
單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
如(24)之感測裝置,其中於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體;上述第1層及上述第2層包含導體層。
一種輸入裝置,其具備:第1層,其包含操作構件且具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2層隔開;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
一種電子機器,其具備:第1層,其包含操作構件且具有可撓性;第2層;
電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;複數個第2構造體,其等將上述第2層與上述電極基板隔開;及控制部,其基於上述電極基板之靜電電容之變化,而產生與對上述操作構件之輸入操作對應之信號;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極,對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域,於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
一種感測裝置,其具備:第1層,其具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2層隔開;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含具有複數個第1單位電極體之複數個第1電極、及包括複數個第2單位電極體之複數個第2電極,藉由上述第1電極體及上述第2電極體之組而構成檢測部;對應於上述檢測部而設置有複數個單位區域;
於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
如(28)之感測裝置,其中上述第1電極體及上述第2電極體係對向地配置。
如(28)或(29)之感測裝置,其中上述複數個第1電極與上述複數個第2電極係交叉。
如(28)之感測裝置,其中上述第1單位電極體包含複數個第1子電極,上述第2單位電極體包含複數個第2子電極,上述檢測部包含交替地配置於同一平面之上述複數個第1子電極及上述複數個第2子電極。
1‧‧‧感測裝置
10‧‧‧操作構件
11‧‧‧可撓性顯示器(顯示部)
12‧‧‧金屬膜(第1導體層)
20‧‧‧電極基板
30‧‧‧第1支持體
40‧‧‧第2支持體
50‧‧‧導體層(第2導體層)
100‧‧‧輸入裝置
110‧‧‧第1面
120‧‧‧第2面
Claims (31)
- 一種感測裝置,其包含:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層;電極基板,其設置於上述第1導體層及上述第2導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1導體層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2導體層隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極;對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
- 如請求項1之感測裝置,其中於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體。
- 如請求項1之感測裝置,其中上述第1構造體及上述第2構造體係相對於上述交叉部之中心對稱地配置。
- 如請求項1之感測裝置,其中上述第1構造體及上述第2構造體係於厚度方向不重疊地設置。
- 如請求項2之感測裝置,其中上述第2構造體係設置於上述單位區域間。
- 如請求項2之感測裝置,其中上述單位區域係於第1方向及第2方 向上二維排列,且上述第2構造體係設置於在上述第1方向與上述第2方向之間之方向上鄰接之上述單位區域之間。
- 如請求項2之感測裝置,其中上述第1構造體係偏離上述單位區域之中心而設置。
- 如請求項2之感測裝置,其中上述複數個第1構造體係於相互正交之第1方向及第2方向上二維排列,且於上述第1方向及上述第2方向之兩個方向上,上述第1構造體呈等間隔配置。
- 如請求項1之感測裝置,其中上述電極基板包含複數個檢測部,該複數個檢測部分別形成於上述複數個第1電極與上述複數個第2電極之交叉區域,且電容可對應於與上述第1導體層及上述第2導體層各者之相對距離而改變。
- 如請求項1之感測裝置,其進而包含:第1框體,其於上述第1導體層與上述電極基板之間,沿上述電極基板之周緣設置;及第2框體,其於上述第2導體層與上述電極基板之間,與上述第1框體對向地設置。
- 如請求項9之感測裝置,其中上述檢測部之外周位於上述單位區域之外周之內側,且上述單位區域中所含之2個以上之上述第1構造體,係配置於上述檢測部之外周與上述單位區域之外周之間。
- 如請求項2之感測裝置,其中於上述單位區域內包含4個上述第1構造體。
- 如請求項1之感測裝置,其中上述電極基板可靜電性地檢測與上述第1導體層及上述第2導體層各者之距離之變化。
- 一種輸入裝置,其包含: 操作構件,其具有可撓性;導體層;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述導體層與上述電極基板隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極;對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
- 如請求項14之輸入裝置,其中上述操作構件包含設置於與上述導體層對向之面之導體層。
- 如請求項14之輸入裝置,其中上述操作構件包含顯示部。
- 如請求項14之輸入裝置,其中上述操作構件包含複數個鍵區域。
- 如請求項17之輸入裝置,其中上述電極基板包含複數個檢測部,該複數個檢測部分別形成於上述複數個第1電極與上述複數個第2電極之交叉區域,且電容可對應於與上述導體層及上述操作構件各者之相對距離而改變。
- 如請求項18之輸入裝置,其進而包含控制部,該控制部基於上述複數個檢測部之靜電電容之變化,而產生與對上述複數個鍵區域各者之輸入操作對應之信號。
- 如請求項17之輸入裝置,其中上述複數個第2構造體係沿上述複數個鍵區域間之交界設置。
- 如請求項17之輸入裝置,其中上述複數個第1構造體及上述複數個第2構造體中之一部分,係於上述複數個鍵區域間之交界於厚度方向上重疊設置。
- 一種電子機器,其包含:操作構件,其具有可撓性;導體層;電極基板,其設置於上述操作構件與上述導體層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述操作構件與上述電極基板隔開;複數個第2構造體,其等將上述導體層與上述電極基板隔開;及控制部,其基於上述電極基板之靜電電容之變化,而產生與對上述操作構件之輸入操作對應之信號;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極;對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
- 一種感測裝置,其包含:第1導體層,其具有可撓性;第2導體層,其與上述第1導體層對向地設置;電極基板,其設置於上述第1導體層及上述第2導體層之間, 且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1導體層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2導體層隔開;且上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極;對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體。
- 一種感測裝置,其包含:第1層,其具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2層隔開;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極;對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
- 如請求項24之感測裝置,其中於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體,上述第1層及上述第2層包含導體層。
- 一種輸入裝置,其包含:第1層,其包含操作構件且具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2層隔開;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極;對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
- 一種電子機器,其包含:第1層,其包含操作構件且具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;複數個第2構造體,其等將上述第2層與上述電極基板隔開; 及控制部,其基於上述電極基板之靜電電容之變化,而產生與對上述操作構件之輸入操作對應之信號;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含複數個第1電極、及與該複數個第1電極交叉之複數個第2電極;對應於上述第1電極與上述第2電極之各交叉部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
- 一種感測裝置,其包含:第1層,其具有可撓性;第2層;電極基板,其設置於上述第1層與上述第2層之間,且具有可撓性;複數個第1構造體,其等將上述第1層與上述電極基板隔開;及複數個第2構造體,其等將上述電極基板與上述第2層隔開;且上述第1層及上述第2層中之至少一者包含導體層;上述電極基板包含具有複數個第1單位電極體之複數個第1電極、及包括複數個第2單位電極體之複數個第2電極;藉由上述第1電極體及上述第2電極體之組而構成檢測部;對應於上述檢測部而設置有複數個單位區域;於上述單位區域內,包含2個以上之上述第1構造體及上述第2構造體中之至少一者。
- 如請求項28之感測裝置,其中上述第1電極體及上述第2電極體係對向地配置。
- 如請求項29之感測裝置,其中上述複數個第1電極與上述複數個第2電極係交叉。
- 如請求項28之感測裝置,其中上述第1單位電極體包含複數個第1子電極,上述第2單位電極體包含複數個第2子電極,上述檢測部包含交替地配置於同一平面之上述複數個第1子電極及上述複數個第2子電極。
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