触摸传感器和电子设备的制造方法_2

文档序号:8399300阅读:来源:国知局
【具体实施方式】
[0040]<第I实施方式>
[0041](I)触摸传感器的结构的概要
[0042]图1是示出第I实施方式的触摸传感器的概要的示意图。触摸传感器10具有传感器面板20、微控制器50、开关电路60、61和基准电阻70。图1所示的触摸传感器10构成为,能够利用矩阵电阻膜方式来检测手指等为了进行输入操作而接触的位置和按压力。
[0043]传感器面板20经由开关电路61与基准电阻70连接。基准电阻70具有固定的电阻值。此外,传感器面板20经由开关电路60与施加直流电压Vcc的直流电源80连接。该基准电阻70的一个端子与开关电路61的输出端子连接,另一个端子接地。微控制器50与基准电阻70的一个端子连接,被输入在基准电阻70的一个端子处产生的电压。
[0044]开关电路60的输入端子与直流电源80连接,开关电路60的4个输出端子分别与沿Y轴方向排列的4组上部电阻膜31a连接。开关电路60根据来自微控制器50的命令对输入端子和输出端子的连接进行切换,依次向4组上部电阻膜31a施加直流电压Vcc。
[0045]开关电路61的输入端子与沿X轴方向排列的3组下部电阻膜32a连接。开关电路61根据来自微控制器50的命令对输入端子和输出端子的连接进行切换,由此,依次使3组下部电阻膜32a与基准电阻70的一个端子连接。
[0046]微控制器50具有Α/D转换器51和检测器件52。Α/D转换器51输出与在基准电阻70的一个端子处产生的电压的值对应的数字信号。检测器件52根据从Α/D转换器51输出的数字信号,检测在基准电阻70中产生的电压值,检测因输入操作而使上部电阻膜31a与下部电阻膜32a接触的坐标和输入操作的按压力。
[0047](2)检测器件的动作
[0048]在图1中,针对4组上部电极31,从由箭头Arl指示的电极起,依次记作第I行、第2行、第3行、第4行,针对3组下部电极32,从箭头Arl指示的电极起,依次记作第I列、第2列、第3列,来进行以下说明。此外,在以下的说明中,M行的上部电极31与N列的下部电极32的重合部分的坐标表示为(M、N)。其中,在图1的触摸传感器10中,M、N为满足为I彡M彡4、I彡N彡3的条件的自然数。
[0049]首先,开关电路60使第I行的上部电极31与直流电源80连接。在该状态下,开关电路61依次切换第I列?第3列的下部电极32与基准电阻70的连接。由于第I行的上部电极31与第I列的下部电极32接触,因此,在微控制器50中,检测到第I行的上部电极31与第I列的下部电极32之间的电阻值的下降,检测出在第I行的上部电极31与第I列的下部电极32的重叠部分的坐标(1、1)处存在输入操作。
[0050]此外,在开关电路60依次切换第2行?第4行的上部电极31与直流电源80的连接的期间内,如上所述,在各行中,开关电路61反复进行第I列?第3列的下部电极32的切换。但是,在第I行的上部电极31与第I列的下部电极32的重叠部分以外,没有检测到电阻值的下降,因此,微控制器50检测出在坐标(1、1)以外没有输入操作。
[0051]此外,微控制器50在检测出在坐标(1、1)处存在输入操作时,还检测输入操作时的按压力。图2是用于说明按压力与传感器面板的变形之间的关系的图,图2的(a)示出按压力较小的情况下的传感器面板的截面形状,图2的(b)示出按压力较大的情况下的传感器面板的截面形状。在图2中,箭头Ar2、Ar3的大小表示操作者的手指100的按压力的大小。在对微控制器50中的按压力检测进行说明之前,使用图3,对传感器面板20的结构进一步进行详细说明。
[0052](3)传感器面板的结构
[0053]图3示出传感器面板20的截面结构的概要。图3的传感器面板20具有的多个层主要由树脂板21、层叠在树脂板21上的PET (聚对苯二甲酸乙二酯)膜22、与PET膜22相对地配置的PET膜23、在2张PET膜22、23之间形成的空气层24、配置在PET膜23上的硬涂层膜25构成。
[0054]为了形成空气层24,2张PET膜22、23借助围住空气层24的周围的间隔体27,隔开一定距离相对地安装。
[0055]在作为与PET膜22相对的相对面的PET膜23的下表面,为了使光透射,利用ITOdndium Tin Oxide:氧化铟锡)形成上部电极31。在作为与PET膜23相对的相对面的PET膜22的上表面,为了使光透射,利用ITO形成下部电极32。在下部电极32的周围,利用丙烯酸聚氨酯树脂等绝缘体隔开一定间隔形成有点状间隔体28。点状间隔体28利用印刷等形成,防止没有被进行输入操作的上部电极31与下部电极32接触。
[0056]硬涂层膜25具有比PET膜22、23高的硬度和耐擦伤性且具有对损伤的复原性,例如由PET树脂或聚酰亚胺等构成。
[0057]在PET膜22的上表面的下部电极32的周围和PET膜23的下表面的上部电极31的周围,利用银膏或铜箔等形成金属布线图案33、34。金属布线图案33、34与柔性布线基板29 (以下,称作FPC)连接,以进行与开关电路60、61的连接。图4的(a)示出PET膜23的下表面的图案的一例,图4的(b)不出PET膜22的上表面的一例。在图4的(a)所不的例子中,设置有5组上部电阻膜31a,每组沿X轴方向延伸且沿Y轴方向排列配置6条上部电阻膜31a。各组的6条上部电阻膜31a的X轴方向的一端分别在连接图案31b处连接。在图4的(b)所示的例子中,设置有7组下部电阻膜32a,每组沿Y轴方向延伸且沿X轴方向排列配置有7条下部电阻膜32a。各组的7条上部电阻膜32a的Y轴方向的一端分别在连接图案32b处连接。
[0058](4)传感器面板的按压力的检测
[0059]在传感器面板20中,在按压力较小时,例如在图2的(a)所示的情况下,与上部电阻膜31a接触的下部电阻膜32a仅有I条。虽然在图2的(a)中未示出,但同样地,与下部电极32接触的上部电极31也为I条。与此相对,在按压力较大时,例如在图2的(b)所示的情况下,与上部电阻膜31a接触的下部电阻膜32a为3条。虽然在图2的(b)中未示出,但同样地,与下部电极32接触的上部电极31也为3条。此外,此处所示的上部电极31与下部电极32的接触条数只是一例,所接触的上部电极31与下部电极32的条数会因按压方式而不同。
[0060]在图5中,例如抽取图1所示的第I行的上部电极31与第I列的下部电极32而示出。图5中的电阻测定装置90是测定从上部电极31到下部电极32的电阻值的装置,例如是包含图1所示的微控制器50、开关电路60、61和基准电阻70的装置。图5所示的金属布线图案33、34的电阻构成为与上部电阻膜31a和下部电阻膜32a相比足够小,因此在按压力的检测中即使忽略也能够进行检测。不过,为了提高精度,考虑金属布线图案33、34的电阻而进行按压力的检测也可以。
[0061]此处,对按压力较小的图2的(a)所示的状态和按压力较大的图2的(b)所示的状态进行比较说明。首先,在图2的(a)的状态下,在I条上部电阻膜31a与I条下部电阻膜32a接触的接触部位产生接触电阻Rcont。从该接触部位起到连接图案31b为止的I条上部电阻膜31a的电阻值为图2的(a)的状态的上部电极31的电阻值RA。此外,从该接触部位起到连接图案32b为止的I条下部电阻膜32a的电阻值为图2的(a)的状态的下部电极32的电阻值RB。接下来,在图2的(b)的状态下,在3条上部电阻膜31a与3条下部电阻膜32a接触的接触部位产生接触电阻Rcont。从该接触部位起到连接图案31b为止的3条上部电阻膜31a并联连接后的电阻值为图2的(b)的状态的上部电极31的电阻值RA。此外,从该接触部位起到连接图案32b为止的3条下部电阻膜32a并联连接后的电阻值为图2的(b)的状态的下部电极32的电阻值RB。
[0062]在图2的(a)的状态下接触点为I个,与此相对,在图2的(b)的状态下,接触点为9个,因此可知,图2的(b)的状态下的接触电阻Rcont较小。此外,各条上部电阻膜31a均形成得相同,因此,显然相对于图2的(a)的状态的上部电极31的电阻值RA,图2的(b)的状态下的电阻值RA为3分之I左右。同样,各条下部电阻膜32a均形成得相同,因此,显然相对于图2的(a)的状态的下部电极32的电阻值RB,图2的(b)的状态下的电阻值RB为3分之I左右。由电阻测定装置90测定的电阻值由接触电阻Rcont、电阻值RA与电阻值RB之和给出。在这样的传感器面板20的结构中,与电阻值RA和电阻值RB相比,接触电阻Rcont足够小,图2的(a)的状态和图2的(b)的状态下的按压力的大小可通过对电阻值RA与电阻值RB之和进行比较而检测出。在该情况下,相对于图2的(a)的状态下的电阻值RA与电阻值RB之和,图2的(b)的状态下的该值为3分之I左右,因此,能够容易地检测出图2的(b)的状态下的按压力较大
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