专利名称：信息输入装置及在信息输入装置中使用的压力检测单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过用户在面板部件上进行按压操作，能够将与该按压力相对应的信息输入的信息输入装置及在信息输入装置中使用的压力检测单元。
背景技术：
作为具备具有信息输入功能的面板部件的信息输入装置，在液晶显示器上配置触摸面板的结构得到广泛应用。在具有液晶监视器的数字照相机中存在如下结构在液晶监视器的上表面，设置能够检测接触位置及按压力的面板部件，根据接触时的按压强度的不同而发出不同的指示(例如，参照专利文献1、图22)。并且，在车辆导航装置的显示装置中，存在如下结构在液晶显示器的表面部具备触摸面板，利用按压时间、按压次数等检测对触摸面板的按压力，进而发出不同的指示(例如，参照专利文献2)。除触摸面板以外，还存在如下结构在移动终端的进行文字输入等的操作按钮的下方配置压力传感器，对将该操作按钮按下时的压力进行测量，根据所测得的压力值的不同而改变输入的文字的大小(例如，参照专利文献3)。专利文献1 日本特开平11-355617号公报专利文献2 日本特开2006-39745号公报专利文献3 日本特开2004-177994号公报如图23所示，检测对面板部件的按压力的压敏传感器通常，特别是在检测轻载荷时，存在检测值(阻抗值)的误差范围大、灵敏度不稳定这样的问题。由此，基本不采用误差范围大的轻载荷时的检测值，主要采用规定的载荷(起始自图23的箭头所示位置的载荷) 的检测值进行控制。然而，这样一来，面板部件初期按压时的轻载荷对信息输入毫无影响， 其后从施加了稳定的检测值的范围内的载荷开始才进行信息输入，因此无法进行迅速的信息输入操作。
发明内容
因此，本申请所涉及的发明的目的在于，获得对信息输入操作响应性良好的信息输入装置以及在信息输入装置中使用的、能够将对信息输入操作的响应性提高的压力检测单元。本发明所涉及的信息输入装置的第一特征结构在于，具备具备接触式的信息输入功能的面板部件；框体，其具有对所述面板部件进行支承的支承部；压力检测部，其跨设于所述面板部件和所述支承部，检测对于所述面板部件的按压操作力；以及初期载荷施加部，其跨设于所述面板部件和所述支承部，拉近所述面板部件及所述支承部，从而对所述压力检测部施加初期载荷。根据该结构，初期载荷施加部拉近面板部件及支承部从而将两者间的距离缩短， 减小压力检测部在无加压的状态下的厚度，结果，对压力检测部施加初期载荷。预先对压力检测部施加初期载荷，从而自动地将初期的不稳定的检测值排除。面板部件被按压，由于利用压力检测部检测出的值处于压力检测部的稳定的检测值的范围，因此能够灵活地将该检测值原封不动地用作信息输入值。因此，响应性良好，对于处于误差范围的初期载荷，也无需进行取消 压力检测部的检测值的控制等。并且，由于初期载荷施加部拉近面板部件及所述支承部来对压力检测部施加初期载荷，因此初期载荷施加部未被配置在使信息输入装置的厚度增加的方向上。因此，还能够实现设置有初期载荷施加部的信息输入装置的薄型化。本发明所涉及的信息输入装置的第二特征结构在于，所述初期载荷施加部为与所述面板部件和所述支承部连接的弹性部件。根据该结构，能够以弹性部件简单地构成初期载荷施加部。因此，能够简单且迅速地制造本发明所涉及的信息输入装置。其中，作为被用作初期载荷施加部的弹性部件，例如能够举出粘合性粘结剂、双面粘合材料、橡胶、拉伸螺旋弹簧、板簧等各种部件。本发明所涉及的信息输入装置的第三特征结构在于，在所述压力检测部与所述面板部件之间、或在所述压力检测部与所述支承部之间具备载荷传递部，该载荷传递部集中承受来自所述面板部件或所述支承部的载荷，进而使该载荷分散地向所述压力检测部传递，并且允许所述面板部件或所述支承部相对于所述压力检测部的姿势变化。根据该结构，在对面板部件进行按压操作时，载荷传递部将来自面板部件或支承部的载荷可靠地向压力检测部传递。并且，即使在对面板部件进行按压操作时面板部件的周缘部向上方翻起的情况下，由于载荷传递部允许面板部件或支承部相对于压力检测部的姿势变化，因此与面板部件水平时无异，载荷传递部也会集中承受来自所述面板部件或所述支承部的载荷，进而使该载荷分散地向所述压力检测部传递。这样，由于对面板部件的按压操作力稳定地向压力检测部传递从而压力被检测出，因此能够正确地检测出对面板部件的按压操作力。本发明所涉及的信息输入装置的第四特征结构在于，将所述压力检测部以及所述初期载荷施加部设置于面板部件的周缘部的至少一部分。通过以该方式构成，仅在面板部件的周缘部的需要的部分配置压力检测部以及初期载荷施加部，能够实现面板部件的结构的简化。本发明所涉及的压力检测单元的第一特征结构在于，所述压力检测单元在信息输入装置中使用，具备第一基板；与所述第一基板对置配置的第二基板；压力检测部，其设置于所述第一基板与所述第二基板之间，对所述第一基板与所述第二基板相互间的按压力进行检测；以及初期载荷施加部，其跨设于所述第一基板和所述第二基板，朝所述压力检测部的一侧对所述第一基板和所述第二基板施力而施加初期载荷。根据该结构，初期载荷施加部将第一基板与第二基板之间的距离缩短，减小压力检测部无加压状态下的厚度，以此对压力检测部施加初期载荷。即使在对轻载荷的力进行检测的情况下，由于预先对压力检测部施加载荷，因此能够自动地排除初期的不稳定的检测值。这也极其减小了与载荷相对应的的检测值(阻抗值)的误差范围，从而能够提高对压力的测量精度。并且，压力检测部和对压力检测部施加初期载荷的部件一体地装入压力检测单元，当制造具有具备接触式的信息输入功能的面板部件的信息输入装置时，无需特别配置与对信息输入装置自身施加初期载荷的弹性部件相当的结构。因此，还能够简化信息输入装置的结构。进而，由于施加初期载荷的部件拉近第一基板以及第二基板，从而对压力检测部施加初期载荷，因此与从第一基板或第二基板的外侧进行按压而对压力检测部施加初期载荷的情况相比，能够减薄压力检测单元的厚度。本发明所涉及的压力检测单元的第二特征结构在于，所述初期载荷施加部为与所述第一基板和所述第二基板连接的弹性部件。根据该结构，能够以弹性部件简单地构成初期载荷施加部。作为被用作初期载荷施加部的弹性部件，例如能够举出粘合性粘结剂、双面粘合材料、橡胶、拉伸螺旋弹簧、板簧等各种部件。本发明所涉及的压力检测单元的第三特征结构在于，所述压力检测部具有在所述第一基板与所述第二基板之间配置的一对电极；以及具有导电性的压敏油墨，该压敏油墨配置于上述一对电极之间，电特性根据来自外部的载荷而变化。根据该结构，能够利用印刷法将构成压力检测部的一对电极和具有导电性的压敏油墨涂敷于第一基板、第二基板，从而能够减薄压力检测部的厚度。因此，结果，能够实现压力检测单元整体的薄型化。本发明所涉及的压力检测单元的第四特征结构在于，所述压力检测部具有在所述第一基板或所述第二基板的任一方配置的一对电极；以及具有导电性的压敏油墨，该压敏油墨以覆盖上述一对电极的方式配置于所述第一基板或所述第二基板的另一方，且电特性根据来自外部的载荷而变化。根据该结构，能够利用印刷法以覆盖在构成压力检测部的一方的基板配置的一对电极的方式，涂敷具有导电性的压敏油墨，由于电极层为1层，因此能够更加减薄压力检测部的厚度，结果，能够实现压力检测单元的薄型化。并且，作为在一方的基板配置的一对电极使用梳齿电极，增大了电极与导电性压敏油墨的接触面积，由此也能够容易调整灵敏度。本发明所涉及的压力检测单元的第五特征结构在于，具备载荷传递部，其配置于所述第一基板的外表面和所述第二基板的外面中的任何至少一方，且形成为其设置面积在所述压力检测部与所述第一基板或所述第二基板所接触的接触面积以下。根据该结构，当对压力检测单元施加来自外部的载荷时，载荷传递部支承压力检测部，从而不会使来自外部的载荷分散，而是集中承受，进而将该载荷可靠地向压力检测部传递。由于压力检测部以该方式被可靠地按压，因此能够提高压力检测单元对压力的测量精度。本发明所涉及的压力检测单元的第六特征结构在于，所述载荷传递部形成为越远离供其设置的所述第一基板或所述第二基板的外表面，截面积越小。根据该结构，载荷传递部在一定程度上允许压力检测部、和按压压力检测部的外部部件(例如面板部件等)的姿势变化。因此，在压力检测部和外部部件的姿势变化小的情况下，来自外部的载荷向压力检测部以外的部件的分散被载荷传递部抑制。
图1是信息输入装置的立体图。图2是图1的II-II剖视图。图3是图2的压力检测部附近的放大图。图4是示出信息输入装置的压力检测部和初期载荷施加部的配置的图。
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图5是其它实施方式的信息输入装置的主要部分的剖视图。
图6是其它实施方式的信息输入装置的主要部分的剖视图。图7是其它实施方式的信息输入装置的主要部分的剖视图。图8是其它实施方式的信息输入装置的主要部分的剖视图。图9是其它实施方式的信息输入装置的主要部分的剖视图。图10是其它实施方式的信息输入装置的主要部分的剖视图。图11是示出其它实施方式的信息输入装置的压力检测部和初期载荷施加部的配置的图。图12是配置有本发明所涉及的压力检测单元的信息输入装置的立体图。图13是图12的XIII-XIII剖视图。图14是示出压力检测单元在信息输入装置中的配置的图。图15是图13的压力检测单元附近的放大图。图16是示出压力检测单元的实施方式3的图。图17是示出压力检测单元的实施方式3的动作状态的图。图18是示出在效果确认试验中使用的样本的图。图19是示出实施例(样本Sl S15)中的阻抗值与载荷的关系的图表。图20是示出比较例(样本S16 S30)中的阻抗值与载荷的关系的图表。图21是示出样本Sl S30的阻抗值的变动系数与载荷的关系的图表。图22是现有技术所涉及的信息输入装置的剖视图。图23是示出压敏传感器上的载荷与阻抗值的关系的图表。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明所涉及的信息输入装置1的实施方式进行说明。如图1、图2所示，信息输入装置1构成为在前表面形成有开口部2A等的框体2具备具有液晶或有机EL等的显示部3A的显示装置3 ；以及具有接触式的信息输入功能的面板部件4。在本发明中，如图2所示，框体2的开口部2A形成为以具有允许面板部件4的嵌入的阶梯的方式将框体2的上表面切除，在其底面具有使在框体2的内部装备的显示装置 3的显示部3A朝向外部的显示装置用开口部2a ；以及对面板部件4的周缘部4A进行支承的框状的支承部2b。开口部2A的形状及大小，能够根据面板部件4的形状及大小进行各种变更。并且， 开口部2A的安装深度，能够根据面板部件4的厚度等进行各种变更。进而，开口部2A的显示装置用开口部2a的形状及大小，能够根据显示部3A的形状及大小等进行各种变更。此处，将开口部2A、显示装置用开口部2a、显示部3A以及面板部件4的形状设定为矩形状或大致矩形状。然而，对面板部件4等的形状并未做特殊限定，例如可以为圆形。只要开口部 2A的安装深度被设定为框体2的表面与面板部件4的表面大致位于相同高度即可。在信息输入装置1，设置有用于检测对于面板部件4的按压操作力的压力检测机构。该压力检测机构由跨设于面板部件4和框体2的支承部2b的压力检测部5、以及对来自该压力检测部5的输出信号进行处理的未图示的信号处理电路等构成。对压力检测部5的结构并未做特殊限定，只要是能够检测按压力的即可。如图1及图4所示，至少1个以上的压力检测部5配置于面板部件4的周缘部4A。该压力检测机构也可以具备如下的所谓的触摸输入功能基于对于面板部件4的触摸操作测知成为该操作位置的X-Y坐标。并且，对于具备触摸输入功能的结构，可以从阻抗膜方式、电容量方式、以及电磁感应方式等中进行选择。如图1 图4所示，对压力检测部5施加初期载荷的初期载荷施加部6具备拉伸部件6a，配置成靠近压力检测部5的两侧。拉伸部件6a设置成被夹于面板部件4和支承部 2b之间的状态，构成为拉近面板部件4和支承部2b。拉伸部件6a例如为形成为厚度比压力检测部5还薄的非弹性的隔块(亦可是包括与面板部件4、支承部间粘结的粘结层的粘结剂单体)，在允许面板部件4或支承部2b的变形的情况下，由面板部件4或支承部2b进一步压缩施加有初期载荷的压力检测部5，从而检测按压力。并且，拉伸部件6a可以为具有弹性的粘合性粘结剂或双面粘合材料，也可以为设定成可发挥拉伸力的状态的橡胶、拉伸螺旋弹簧、板簧等的各种弹性部件。拉伸部件6a将其厚度设定为比压力检测部5在无加压状态下的厚度还薄，配置于面板部件4和支承部2b之间。使所配置的拉伸部件6a保持最初的厚度，将面板部件4和支承部2b互相拉近。这样，将面板部件4与支承部2b之间的距离缩短，将压力检测部5在无加压状态下的厚度减小，结果，对压力检测部5施加初期载荷。通过以该方式构成初期载荷施加部6，能够在对面板部件4进行按压操作之前，对压力检测部5施加初期载荷，然后当对面板部件4进行按压操作时，将压力检测部5检测出的值原封不动地用于信息输入的控制。并且，由于拉伸部件6a的厚度比压力检测部5在无加压状态下的厚度还薄，因此不会由弹性部件6a使信息输入装置1的厚度增加。虽然对压力检测部5的结构并未做特殊限定，但是作为一例对使用了压敏油墨的压力检测部5进行说明。如图3、图4所示，压力检测部5在框状的上部电极21a、和与上部电极21a对置配置的框状的下部电极2 之间，配置有点状的上部压敏油墨23a和点状的下部压敏油墨23b。上部压敏油墨23a配置成将上部电极21a覆盖，下部压敏油墨2 配置成将下部电极2 覆盖、且与上部压敏油墨23a对置。压敏油墨部分的电极设计成比压敏油墨印刷尺寸稍小。然而，只要考虑到电极部分不与在对置的基板配置的电极直接接触，则对尺寸大小等并不做特殊限定。例如利用浆糊等粘结剂或双面粘合胶带等的粘合层将压力检测部5粘贴于面板部件4的下表面。上部电极21a以及下部电极22a的厚度尺寸，例如设定为10 μ m 20 μ m。上部压敏油墨23a或下部压敏油墨23b的厚度尺寸，例如设定为 15μπι 35μπι。另外，压敏油墨可以仅具有上部或下部的1层。压敏油墨的形状并不局限于点状，也可以为俯视时的圆形、矩形、框状。对于电极，也未必一定要配置为框状，也可以在框状的基板上单独配置。并且，也可以不将电极配置于压敏油墨的上下两表面，而是仅配置于上下表面中的任一表面。在该情况下，通过使一对电极形成为梳齿状、螺旋状等，并对与压敏油墨的接触面积进行控制，能够获得期望的检测范围内的信号。作为上部电极21a和下部电极2 的材料，能够使用金、银、铜或镍等金属、抑或含有碳或多种这些材料的混合物等的具有导电性的胶。作为这些部件的形成方法，能够举出屏幕印刷、胶版印刷、凹版印刷、或柔版印刷等印刷法、光刻胶法等。并且，还能够通过粘贴铜或金等的金属箔形成上部电极21a以及下部电极22a。进而，还能够以下述方式形成上部电极21a以及下部电极22a 在电镀有铜等金属的FPC上利用抗蚀剂形成电极图案，对未利用抗蚀剂保护的部分的金属箔进行刻蚀处理。对于上部电极21a以及下部电极22a，还可将此处列举的形成方法及材料组合或叠加。构成上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨23b的组成物，以电阻值等电特性根据外力的不同而变化的材料构成。作为所述组成物，例如能够采用英国的Peratech公司制造的量子隧道效应复合材料(商品名称“QTC”)。上部压敏油墨23a、下部压敏油墨23b，能够通过涂敷而配置于上部电极21a、下部电极22a。作为上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨 23b的涂敷方法，也能够采用屏幕印刷、胶版印刷、凹版印刷或柔版印刷等印刷法。可以仅在上部电极21a或下部电极22a的任意单面涂敷压敏油墨。 上部电极21a以及下部电极22a，与连接器(未图示)连接，连接器与内装于信息输入装置1的按压检测部(未图示)连接。所述结构的压力检测部5在通常情况下(无加压的情况下)，上部压敏油墨23a和下部压敏油墨23b未被加压。在该状态下，当对在压力检测部5上方设置的面板部件4的触摸输入面施加按压操作力时，由该按压操作力使上部压敏油墨23a与下部压敏油墨23b加压接触。上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨23b的电阻值和接触阻抗值因该加压接触而减小。通过对该阻抗变化进行检测，能够检测出对面板部件4的触摸输入面的按压操作力。并且，若对面板部件4的触摸输入面的按压操作力增大，则对上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨23b施加的外力增大，上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨23b的电阻值和接触阻抗值进一步减小。通过检测出这样的阻抗变化，能够检测出对上部压敏油墨23a 或下部压敏油墨23b施加的外力，并能够检测出对面板部件4的触摸输入面的按压操作力。[信息输入装置的其它实施方式](1)虽然在上述实施方式中，是使拉伸部件6a的厚度比压力检测部5在无加压状态下的厚度薄来对压力检测部5施加初期载荷的，但是在因拉伸部件6a的材料等而无法使其厚度比通常的压力检测部5的厚度薄的情况下，相反可以构成为增加压力检测部5的厚度而使其比拉伸部件6a的厚度大，从而对压力检部5施加初期载荷。另外，为了增加压力检测部5的厚度，对上部电极21a、下部电极22a或压敏油墨23a、23b进行涂敷或印刷等，使之比通常时厚，或者进行反复涂敷等。(2)可以将压力检测部5固定于面板部件4，从而构成为单元化的面板单元的一部分。并且，如图5所示，还可以将拉伸部件6a与压力检测部5 —起固定于面板部件4，从而构成为面板单元的一部分。如图5所示，在将压力检部5固定于面板部件4的面板单元、且在压力检测部5的外侧安装有由硬质材料、非弹性材料等构成的板状部件9。通过形成为上述那样的面板单元，在组装信息输入装置1时，能够节省对压力检测部5以及作为初期载荷施加部6的拉伸部件6a进行设置的劳力。因此，以此还能够实现制造成本的降低以及制造工序的简化。(3)如图6 图8所示，优选为在压力检测部5和面板部件4之间、或在压力检测部5和支承部2b之间具备载荷传递部8，该载荷传递部8集中承受来自面板部件4或支承部2b的载荷，进而使该载荷分散地向压力检测部5传递，并且允许面板部件4或支承部2b 相对于压力检测部5的姿势变化。在图6中，在面板部件4和支承部2b之间，压力检测部 5、凸状的载荷传递部8被按序进行配置，在压力检测部5和凸状的载荷传递部8的侧部配置有拉伸部件6a，在面板部件4固定有压力检测部5、凸状的载荷传递部8。在图7中，在面板部件4和支承部2b之间，压力检测部5、凸状的载荷传递部8被按序进行配置，在压力检测部5的侧部配置有拉伸部件6a，在面板部件4固定有压力检测部5、拉伸部件6a、板状部件9、凸状的载荷传递部8。无论在何种情况下，凸状的载荷传递部8均集中承受来自支承部2b的载荷，并将该载荷分散地向压力检测部5传递。当对面板部件4进行按压操作时，即使在面板部件4的周缘部4A向上方翻起的情况下，凸状的载荷传递部8与支承部2b侧的接触面积也几乎不变化，允许支承部2b相对于压力检测部5的姿势变化。因此，与面板部件4水平时无异，载荷传递部8也会集中承受来自支承部2b的载荷，进而使该载荷分散地向压力检测部5传递。这样，由于来自支承部2b 的载荷可靠地向压力检测部5传递从而压力被检测出，因此能够正确地检测出对面板部件 4的按压操作力。在图8中，在面板部件4和支承部2b之间，配置有凸状的载荷传递部8和板状部件9、压力检测部5、拉伸部件6a，这些部件固定于支承部2b。在该情况下，凸状的载荷传递部8集中承受来自面板部件4的载荷，并将该载荷分散地向压力检测部5传递。(4)载荷传递部8可以如图9所示那样地由在面板部件4的里面侧形成的凸部10 和板状部件9构成，也可以如图10所示那样地由在支承部2b形成的凸部10和板状部件9 构成。在图9中，在面板部件4和支承部2b之间，配置有凸部10、板状部件9、压力检测部
5、拉伸部件6a，在支承部2b固定有板状部件9、压力检测部5、拉伸部件6a。凸部10固定设置于面板部件4，凸部10将来自面板部件的载荷集中并向板状部件9传递，进而使其分散地向压力检测部5传递。并且，在图10中，在面板部件4和支承部2b之间，配置有压力检测部5、拉伸部件6a、板状部件9、凸部10，在面板部件固定有压力检测部5、拉伸部件6a、板状部件9。在该情况下，凸部10将来自支承部2b的载荷集中并向板状部件9传递，进而使其分散地向压力检测部5传递。(5)压力检测部5以及初期载荷施加部6只要设置于面板部件4的周缘部4A的至少一部分即可，优选地，初期载荷施加部6如图4所示那样地配置于压力检测部5的附近。 若将初期载荷施加部6设置于面板部件4的周缘部4A的一部分，则能够仅在需要的部分设置初期载荷施加部6，在被配置于面板部件4的压力检测部5少等的情况下，能够便于制造信息输入装置1。(6)如图11所示，也可以在面板部件4的周缘部4A的整体具备初期载荷施加部
6。在将多个压力检测部5配置于面板部件4等的情况下，与在面板部件4的周缘部4A的一部分具备初期载荷施加部6的情况相比，更容易在周缘部4A的整体具备初期载荷施加部 6。并且，虽未图示，但是也可以将压力检测部5与初期载荷施加部6 —起配备于面板部件 4的周缘部4A的整体。接下来，基于附图对本发明所涉及的压力检测单元20的实施方式1进行说明。[压力检测单元的实施方式1]首先，基于图12 图15对装配有压力检测单元20的信息输入装置1的结构进行说明。如图12、图13所示，信息输入装置1具备在前表面形成有开口部2A等的框体2 ；具备接触式的信息输入功能的面板部件4;压力检测单元，该压力检测机构包括用于检测对该面板部件4施加的按压操作力的压力检测单元20。
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如图15所示，压力检测机构由下述部件构成跨设于面板部件4和框体2的支承部2b的压力检测单元20 ；以及对来自该压力检测单元20的输出信号进行处理的未图示的信号处理电路等。作为压力检测机构，例如若具备如下的所谓的触摸输入功能便可提高装置的便利性基于使用者对面板部件4的触摸操作，测知成为该操作位置的X-Y坐标。对于具备触摸输入功能的结构，可以从阻抗膜方式、电容量方式、以及电磁感应方式等中进行选择。 接下来，对压力检测单元20的结构进行说明。如图15所示，压力检测单元20具备第一基板21 ；与第一基板21对置配置的第二基板22 ；以及压力检测部23，其夹于第一基板21和第二基板22之间，并且将对压力检测部23施加初期载荷的部件30跨设于第一基板21和第二基板22。压力检测部23对第一基板21和第二基板22相互之间的按压力进行检测。如图14、15所示，在信息输入装置1中使用的压力检测单元20具备框状的第一基板、与第一基板21对置配置的框状的第二基板22。框状的第一基板21、第二基板22的内径与开口部2A的尺寸一致，外径与另外具备的XY坐标检测装置(未图示)一致。上部电极21a呈框状地配置在在第一基板21的与第二基板22的对置面。下部电极22a以与上部电极21a呈对置的方式呈框状地配置在第二基板22的与第一基板21的对置面。在第一基板21的拐角部分、周缘部分，以覆盖上部电极21a的方式配置有点状的上部压敏油墨23a。 第二基板22的情况也相同，在第二基板22的拐角部分、其周缘部分，以覆盖下部电极22a 且与上部压敏油墨23a对置的方式配置有点状的下部压敏油墨23b。压敏油墨部分的电极设计成比压敏油墨印刷尺寸稍小。然而，只要考虑电极部分不与在对置的基板配置的电极直接接触，则对尺寸大小等并不做特殊限定。压力检测单元20通过利用例如粘合剂(未图示)将第二基板22粘贴于支承部2b上，从而将压力检测单元20安装于开口部2A。压力检测部23具有在第一基板21上形成的上部电极21a ；与上部电极21a对置地在第二基板22上形成的下部电极22a ；在上部电极21a上形成的上部压敏油墨23a ；以及以与上部压敏油墨23a对置的方式在下部电极22a上形成的下部压敏油墨23b。初期载荷施加部30具备拉伸部件30a，配置于第一基板21和第二基板22的对置区域，且在压力检测部23的周缘部。拉伸部件30a以夹于第一基板21和第二基板22之间的状态设置，构成为向压力检测部23的一侧对第一基板21和第二基板22施力。拉伸部件 30a例如为形成为厚度比压力检测部5还薄的非弹性的隔块(亦可为包括与基板21、22粘结的粘结层的粘结剂单体)，在允许第一基板21或第二基板22的变形的情况下，由第一基板21或第二基板22进一步压缩施加有初期载荷的压力检测部23，从而检测按压力。并且， 拉伸部件30a可以为具有弹性的粘合性粘结剂或双面粘结材料，也可以为设定成可发挥拉伸力的状态的橡胶、拉伸螺旋弹簧、板簧等的各种弹性部件。另外，虽然在图15中压力检测部23与初期载荷施加部30分离，但是压力检测部23与初期载荷施加部30也可以局部接触。此处，拉伸部件30a构成为在自由状态下其厚度比压力检测部23的厚度薄。对被配置的拉伸部件30a作用欲保持最初的厚度的力，该力作用于使第一基板21与第二基板22 互相接近的方向。这样，通过缩短第一基板21与第二基板22之间的距离，减小压力检测部 23在无加压状态下的厚度，结果，对压力检测部23施加初期载荷。
以下，对在信息输入装置1装配的压力检测单元20的动作进行说明。在信息输入装置1的内部，上部电极21a及下部电极2 与连接器(未图示)连接，连接器与内装于信息输入装置的载荷检测部(未图示)连接。对面板部件4被按压操作时的在压力检测单元20的压力检测部23的上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨2 所施加的阻抗的变化进行检测。通过对该阻抗的变化的检测， 能够检测出对两压敏油墨23a、2!3b所施加的外力，并能够检测出对面板部件4的载荷。此时，由于在压力检测单元20设置有拉伸部件30a，因此在对面板部件4进行按压操作之前，在压力检测部23施加有初期载荷。由于将从无载荷到稳定检测载荷间的检测偏差大的载荷范围消除，因此能够将随后在面板部件4被按压操作时压力检测部23所测出的值原封不动地用于对信息输入的控制中。压力检测部件20的第一基板21以及第二基板22例如为薄膜等，作为材质，采用在柔性基板中能够使用的材质，例如能够举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯系树脂、聚烯烃系树脂、ABS树脂、AS树脂、丙烯酸系树脂、AN树脂等常用树脂。另外，还能够使用聚苯乙烯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚缩醛系树脂、聚碳酸酯改性聚苯醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、超高分子量聚乙烯树脂等常用工程树脂、或聚砜树脂、聚亚苯基硫醚系树脂、 聚苯醚系树脂、聚芳酯树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、液晶聚酯树脂、聚烯丙基系耐热树脂等的超级工程树脂。作为压力检测部23的上部电极21a和下部电极2 的材料，能够使用金、银、铜或镍等金属、抑或含有碳或多种这些材料的混合物等具有导电性的胶。作为上部电极21a以及下部电极2 在第一基板21以及第二基板22上的形成方法，能够举出屏幕印刷、胶版印刷、凹版印刷、或柔版印刷等印刷法、或光刻胶法等。并且，还能够通过粘贴铜或金等的金属箔形成上部电极21a以及下部电极22a。进而，还能够以下述方式形成上部电极21a以及下部电极22a:在电镀有铜等金属的FPC上利用抗蚀剂形成电极图案，对未利用抗蚀剂保护的部分的金属箔进行刻蚀处理。对于上部电极21a以及下部电极22a，还可将此处列举的形成方法及材料组合或叠加。构成压力检测部23的上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨2 的组成物，以电阻值等电特性根据外力的不同而变化的原材料构成。作为组成物，能够采用英国的Peratech 公司制造的量子隧道效应复合材料(商品名称“QTC”)。上部压敏油墨23a及下部压敏油墨23b，能够通过涂敷配置于第一基板21及第二基板22。作为上部压敏油墨23a以及下部压敏油墨23b的涂敷方法，也能够采用面板幕印刷、胶版印刷、凹版印刷或柔版印刷等印刷法。也可以仅在第一基板21或第二基板22的任意单面涂敷压敏油墨。压力检测单元20例如被浆糊等粘结剂、双面粘合胶带等的粘合层粘贴于信息输入装置1的面板部件4的下表面，以被面板部件4的周缘部4A的装饰部遮蔽的方式配置至少一个。因此，构成压力检测单元20的各部件，并不局限于以透明的材料构成，也可以以有色的材料构成。[压力检测单元的实施方式2]在实施方式1中，利用在第一基板21与第二基板22之间配置的一对电极21a、 22a、和在该一对电极之间配置有压敏油墨的压力检测部23进行了说明，但是，压力检测部 23也可以形成为如下结构在第一基板21或第二基板22的任一方配置的一对电极，压力检测部23以覆盖该一对电极的方式配置于第一基板或第二基板的另一方。这样，由于电极层成为1层，因此压力检测部23的厚度进一步减薄，结果，能够实现压力检测单元20的薄型化。在该情况下，使一对电极形成为梳齿状、螺旋状等，并对与压敏油墨部件的接触面积进行控制，以此能够获得期望的检测范围内的信号。[压力检测单元 的实施方式3]如图16所示，作为载荷传递部24，也可以在第二基板22的外表面设置凸起24a。 凸起24a的设置面积，形成为在压力检测部23与第二基板24a的接触面积以下。当对压力检测部23施加来自外部的载荷时，凸起24a从下方支承压力检测部23，将该载荷集中进而向压力检测部23传递(图17)。作为凸起24a的结构，存在通过印刷或涂敷等方式配置热硬化性树脂或紫外线硬化性树脂进而使其硬化的结构、使尺寸与压力检测部一致地剪裁并粘贴的薄膜或树脂板、PE泡沫或氨基甲酸乙酯泡沫等的发泡体、粘合性粘结剂或双面粘结材料、双面胶带等。凸起24a可以设置于第一基板21的外表面，也可以设置于第一基板 21的外表面及第二基板22的外表面的双方。此处，凸起24a的高度尺寸例如为50 μ m 200 μ m(包括用于粘结于第二基板22的粘结层的厚度)。优选地，凸起24a配置于压力检测部23所设置的位置的背面侧(正下方)。这样，能够使上部压敏油墨23a与下部压敏油墨23b互相可靠地按压到一起，并能够提高压力检测单元20对压力的测量精度。[压力检测单元的实施方式4]优选地，如图16所示，凸起24a形成为越远离所设置的第二基板22的外表面，截面积越小。如此一来，能在一定程度上允许压力检测部23、和按压压力检测部23的外部部件(例如为面板部件等)的姿势变化。因此，在压力检测部23与外部部件的姿势变化小的情况下，来自外部的载荷因凸起24a而向压力检测部23以外的部位的分散得以抑制。另外， 凸起24a可以是非弹性部件、弹性部件中的任意部件。[压力检测单元的其它实施方式](1)虽然在上述实施方式中，使拉伸部件30a的厚度比压力检测部23在无加压状态下的厚度还薄，对压力检测部23施加了初期载荷，但是，在拉伸部件30a因其材料等而无法比通常的压力检测部23的厚度减薄其厚度的情况下，也可以相反来增加压力检测部23 的厚度，使得其厚度比拉伸部件30a的厚度大，并对压力检测部5施加初期载荷。另外，为了增加压力检测部23的厚度，对于上部电极21a、下部电极22a或压敏油墨23a、23b，进行涂敷或印刷等或者进行反复涂敷等，而使其比通常厚。(2)虽然在上述实施方式1中，作为压力检测部23，利用由一对电极、和夹于该电极之间的2层的压敏油墨23a、23b构成的结构进行了说明，但是只要压力检测部23的结构为能够检测按压力的结构即可，并未做特殊限定，压敏油墨也可以为1层。并且，压敏油墨的形状并不局限于点状，在俯视的情况下，可以为圆形、矩形、框状。对于压力检测部23的电极，也未必一定要配置成框状，也可以单独地配置于框状的基板上。(3)虽然在上述实施方式1中，将上部压敏油墨23a或下部压敏油墨23b配置于第一基板21或第二基板22的各拐角部，但是本发明并非局限于此。上部压敏油墨23a或下部压敏油墨23b，可以配置成沿第一基板21或第二基板22的缘部散布。如图14所示，上部压敏油墨23a和下部压敏油墨23b，可以左右对称且等间隔地配置。如此一来，只要具备基于使用者对面板部件4的触摸操作而测知作为该操作位置的X-Y坐标的功能，则对X-Y坐标的检测变得容易，可提高装置的便利性。(4)虽然在上述实施方式1中将压力检测单元20粘贴于面板部件4的下表面，但是也可以将压力检测单元20粘贴于框体的支承部2b，而非面板部件4。(压力的测量精度的评价试验)接下来，对使用在第一基板21与第二基板22的对置区域具备厚度相比压力检测部23的厚度减薄的拉伸部件30a的压力检测单元20来作为初期载荷施加部30的压力检测单元20进行的效果确认试验的结果进行说明。此处，作为本发明所涉及的压力检测单元的实施例，如图18所示，将压力检测部 23按银电极21a、压敏油墨23a、碳印刷、银电极22b的顺序配置于上部薄膜(第一基板)21 与下部薄膜(第二基板)22之间。制作出15个样本Sl S15，这些样本配置有厚度比压力检测部23的厚度(银电极21a、2h与压敏油墨23a、碳的合计厚度)薄的拉伸部件30a(浆糊印刷)。并且，作为比较例，制作了 15个样本S16 S30，这些样本配置有与本发明的实施例相同的压力检测部23，并在上部薄膜21与下部薄膜22之间，配置厚度比压力检测部 23的厚度厚的双面胶带(将丙烯系的粘结材料涂敷于两面)。将银电极2la、2 设定为直径4mm、厚度10 μ m，将压敏油墨23a设定为直径3mm、 厚度20 μ m,将碳设定为直径3mm、厚度10 μ m (将厚度检测部23的厚度设定为共计50 μ m)， 并分别印刷成大致圆形。将样本Sl S15的拉伸部件30a(浆糊印刷)的厚度设定为 30 μ m,将样本S16 S30的双面胶带的厚度设定为70 μ m。对于压敏油墨23a，采用英国的 Peratech公司制造的“QTC”(商品名称)。另外，上部薄膜21是厚度为50 μ m的PET薄膜， 下部薄膜22是将厚度为50 μ m的PET薄膜与厚度为38 μ m的PET薄膜这2张薄膜粘贴而成的。在上部薄膜21及下部薄膜22的厚度为50 μ m的PET薄膜印刷有银电极21a、22a，在下部薄膜22的厚度为38 μ m的薄膜，配置有直径为1mm、高度为100 μ m的凸起(未图示)。在将各样本Sl S30载置于试验台以后，将重物配置于各样本Sl S30的压敏油墨23a所处的中央部分C，对各样本各测量3次阻抗值。改变重物的重量而反复进行多次该动作，针对与压敏油墨所承受的载荷相对应的阻抗值进行测量。图19是示出了样本Sl S15中的阻抗值(测量3次的阻抗值的平均值)与载荷之间的关系的图表。图9是示出了样本S16 S30中的阻抗值(测量3次的阻抗值的平均值)与载荷之间的关系的图表。在本发明的实施例(样本Sl S15)中，如图19所示，当载荷为大约IOOgf以上时，无论哪个样本均显示出基本相同的阻抗值。另一方面，在比较例(样本S16 S30)中， 如图20所示，载荷越小，各样本的阻抗值越会产生偏差。当载荷比200gf小时，该阻抗的偏差特别明显。另外，在载荷不足150gf的情况下，无法测量阻抗值。图21是示出样本Sl S30中的阻抗值的变动系数与载荷之间的关系的图表。此处，变动系数是指对标准偏差进行算术平均所得的值，显示出变动系数越大，相对于载荷的阻抗值的偏差越大。在本发明的实施例(样本Sl S15)中，如图21所示，即使在对各样本施加的载荷小的情况下，各样本的载荷的阻抗值的变动系数也非常小。另一方面，在比较例(样本 S16 S30)中，载荷越小，各样本的阻抗值的变动系数越大。当载荷比200gf小时，该变动系数的增加特别明显。
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根据以上的试验结果可以确认通过在第一基板21与第二基板22之间配置厚度比压力检测部23薄的拉伸部件30a，即使在来自外部的载荷小的情况下，也能够提高压力的测量精度。
另外，通过适当地组合所述各种实施方式中的任意的实施方式，能够得到各自所具有的效果。产业上的利用可能性本发明所涉及的信息输入装置以及压力检测单元，能够有效地用于移动电话机、 智能手机、PDA、车辆导航装置、数字照相机、数字摄像机、游戏机以及标牌等电子设备，能够用以实现电子设备的多功能化及操作性的提高。
权利要求
1.一种信息输入装置，其特征在于，具备 具备接触式的信息输入功能的面板部件；框体，其具有对所述面板部件进行支承的支承部；压力检测部，其跨设于所述面板部件和所述支承部，检测对于所述面板部件的按压操作力；以及初期载荷施加部，其跨设于所述面板部件和所述支承部，拉近所述面板部件及所述支承部，从而对所述压力检测部施加初期载荷。
2.根据权利要求1所述的信息输入装置，其特征在于，所述初期载荷施加部为与所述面板部件和所述支承部连接的弹性部件。
3.根据权利要求1或2所述的信息输入装置，其特征在于，在所述压力检测部与所述面板部件之间、或在所述压力检测部与所述支承部之间具备载荷传递部，该载荷传递部集中承受来自所述面板部件或所述支承部的载荷，进而使该载荷分散地向所述压力检测部传递，并且允许所述面板部件或所述支承部相对于所述压力检测部的姿势变化。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的信息输入装置，其特征在于，将所述压力检测部及所述初期载荷施加部设置于所述面板部件的周缘部的至少一部分。
5.一种压力检测单元，该压力检测单元在信息输入装置中使用，其特征在于，具备第一基板；与所述第一基板对置配置的第二基板；压力检测部，其设置于所述第一基板与所述第二基板之间，对所述第一基板与所述第二基板相互间的按压力进行检测；以及初期载荷施加部，其跨设于所述第一基板和所述第二基板，朝所述压力检测部一侧对所述第一基板和所述第二基板施力，从而施加初期载荷。
6.根据权利要求5所述的压力检测单元，其特征在于，所述初期载荷施加部为与所述第一基板和所述第二基板连接的弹性部件。
7.根据权利要求5或6所述的压力检测单元，其特征在于， 所述压力检测部具有在所述第一基板与所述第二基板之间配置的一对电极；以及导电性的压敏油墨，该压敏油墨配置于所述一对电极之间，且电特性根据来自外部的载荷而变化。
8.根据权利要求5或6所述的压力检测单元，其特征在于， 所述压力检测部具有在所述第一基板或所述第二基板的任一方配置的一对电极；以及导电性的压敏油墨，该压敏油墨以覆盖所述一对电极的方式配置于所述第一基板或所述第二基板的另一方，且电特性根据来自外部的载荷而变化。
9.根据权利要求5 8中任意一项所述的压力检测单元，其特征在于，具备载荷传递部，其配置于所述第一基板的外表面和所述第二基板的外表面中的任何至少一方，且形成为其设置面积在所述压力检测部与所述第一基板或所述第二基板所接触的接触面积以下。
10.根据权利要求5 9中任意一项所述的压力检测单元，其特征在于， 所述载荷传递部形成为越远离所述第一基板或所述第二基板的外表面，所述载荷传递部截面积越小。
全文摘要
本发明提供信息输入装置及在信息输入装置中使用的压力检测单元。信息输入装置(1)具备具备接触式的信息输入功能的面板部件(4)；框体(2)，其具有对面板部件(4)进行支承的支承部(2b)；压力检测部(5)，其跨设于面板部件(4)和支承部(2b)，检测对面板部件(4)的按压操作力；以及初期载荷施加部(6)，其遍及面板部件(4)和支承部(2b)地设置，拉近面板部件(4)及支承部(2b)，从而对压力检测部(5)施加初期载荷，形成为能够迅速地进行与对面板部件(4)的按压力相对应的信息输入操作。
文档编号G06F3/041GK102365608SQ20108001427
公开日2012年2月29日 申请日期2010年3月23日 优先权日2009年3月31日
发明者平井圣子, 清水润, 甲斐义宏, 远藤裕子, 铃木贵博, 面了明, 高井雄一郎 申请人:日本写真印刷株式会社