用于检测触摸位置和压力的电容传感器的制造方法_3

文档序号:9756841阅读:来源:国知局
0090](第一和第二支撑体的基本配置)
[0091]第一支撑体30设置在操作部件10和电极基板20之间。第一支撑体30包括多个第一结构310、多个框体320和第一间隔部分330。在本实施例中,第一支撑体30经由粘合层35在电极基板20之上接合(参见图3)。粘合层35可以包括比如压敏粘合剂和压敏带之类的粘合剂或者粘合材料。
[0092]如图3所示,根据此实施例的第一支撑体30具有基板31、在基板31的表面(上表面)上设置的结构层32和在结构层32上的预定位置上形成的多个接合部分341的层叠结构。基板31包括比如PET、PEN和PC (聚碳酸酯)之类的电绝缘塑料薄片。不特别限制基板31的厚度,且例如是几ym到几百μ??。
[0093]结构层32包括比如UV树脂之类的电绝缘树脂材料,且在基板31上形成多个第一凸起部分321、多个第二凸起部分322和多个凹陷部分323。多个第一凸起部分321每个具有在Z轴方向上凸出的比如柱状、矩形列形状和截锥体形状之类的形状,且例如以预定间隔布置在基板31上。形成多个第二凸起部分322以围绕基板31且具有预定宽度。
[0094]另外,结构层32包括具有足够刚性以通过输入操作表面110上的输入操作使电极基板20变形的材料。但是,结构层32可以包括在输入操作时可以与操作部件10—起变形的弹性材料。特别地,不特别限制结构层32的弹性模数,且可以在获取所需的操作感觉或者检测灵敏度的范围内适当地选择。
[0095]形成多个凹陷部分323以在多个第一凸起部分321和多个第二凸起部分322之间具有平坦表面。特别地,多个凹陷部分323上的间隔区域形成第一间隔部分330。此外,在本实施例中,包括具有低粘合特性的UV树脂的粘合防止层342(图3中未示出)形成在多个凹陷部分323上。不特别限制粘合防止层342的形状。粘合防止层342可以形成为具有岛形状,或者可以形成为多个凹陷部分323上的平坦层。
[0096]此外,在多个第一凸起部分321和多个第二凸起部分322上,形成包括粘合树脂材料等的多个接合部分341。特别地,多个第一结构310形成为具有多个第一凸起部分321和在其上形成的多个接合部分341的层叠主体,且框体320包括多个第二凸起部分322和在其上形成的多个接合部分341的层叠主体。因此,在本实施例中,多个第一结构310和框体320形成为具有几乎相同的厚度(高度),例如,几μπι到几百μπι。应当注意,不特别限制粘合防止层342的高度,只要其低于多个第一结构310和框体320的高度即可,且例如,粘合防止层342形成为低于多个第一凸起部分321和多个第二凸起部分322。
[0097]多个第一结构310设置为对应于检测单元20s的布置。在本实施例中,例如,多个第一结构310设置为在Z轴方向上面对检测单元20s的中心。但是,多个第一结构310不限于此,且可以设置在从检测单元20s的中心偏移的位置上。另外,面对各个检测单元20s的第一结构310的数目不限于一个,且可以是两个或更多个。
[0098]框体320形成为沿着电极基板20的边框围绕第一支撑体30。不特别限制框体320在短方向上的长度,即,宽度,只要可以充分地保证第一支撑体30和整个输入装置100的强度即可。
[0099]另一方面,第二支撑体40设置在电极基板20和导体层50之间。第二支撑体40包括多个第二结构410、第二框体420和第二间隔部分430。
[0100]如图3所示,在根据此实施例的第二支撑体40中,多个第二结构410和第二框体420直接形成在导体层50上。第二支撑体40经由粘合层36在电极基板20下接合(参见图3)。粘合层36可以包括比如压敏粘合剂和压敏带之类的粘合剂或者粘合材料。替代地,可以根据需要省略粘合层36。
[0101]多个第二结构410和第二框体420例如包括粘合绝缘树脂材料,且还用作将导体层50接合到电极基板20的接合部分。不特别限制多个第二结构410和第二框体420的厚度,且例如是几ym到几百μπι。
[0102]各个第二结构410设置在相邻的两个第一结构310之间和以下。也就是,各个第二结构410设置在相邻的两个检测单元20s之间和以下。但是,多个第二结构410不限于此,且可以设置以面对检测单元20s。
[0103]第二框体420形成为沿着导体层50的边框围绕第二支撑体40。不特别限制第二框体420的宽度,只要可以充分地保证第二支撑体40和整个输入装置100的强度即可。例如,第二框体420形成为具有与框体320的宽度几乎相同的宽度。
[0104]另外,类似于构成多个第一结构310的结构层32,不特别限制多个第二结构410的弹性模数。特别地,可以在获取所需的操作感觉或者检测灵敏度的范围内适当地选择多个第二结构410的弹性模数,且多个第二结构410可以包括在输入操作时可以与电极基板20—起变形的弹性材料。
[0105]各个第二间隔部分430形成在两个第二结构410之间,且形成多个第二结构410和第二框体420周围的间隔区域。在本实施例中,第二间隔部分430当从Z轴方向观看时容纳检测单元20s和多个第一结构310。
[0106]如上所述,
[0107](I)根据此实施例的第一支撑体30包括第一结构310和第一间隔部分330,且第二支撑体40包括第二结构410和第二间隔部分430,和
[0108](2)多个第一结构310和多个第二结构410当从Z轴方向观看时不重叠,且多个第一结构310布置在第二间隔部分430上。
[0109]因此,如将在之后描述的,在操作时也可以以大约几十g的小的压力使金属膜12和导体层50变形。
[0110](第一和第二支撑体的表现)
[0111]图7是示出了当由操作元件h在Z轴方向上向下按压输入操作表面110上的点P时应用于第一结构310和第二结构410的力的示意性截面图。图7中的实线白色箭头示意性地示出了在Z轴方向上向下(在下文中,简单地称为“向下”)的力的幅值。在图7中,没有示出金属膜12、电极基板20等的偏转的形式,第一结构310或者第二结构410的弹性变形。应当注意,在下面描述中,因为即使用户执行触摸操作而没有有意的按压实际上也施加小的压力,所以这些输入操作被集合地称为“按压”。
[0112]例如,如果以力F向下按压第一间隔部分330p0上的点P,直接位于点P以下的金属膜12向下偏转。因此,与第一间隔部分330p0相邻的第一结构310pl和310p2接收力F1,且在Z轴方向上弹性地变形,由此减小厚度。此外,由于金属膜12的偏转,与第一结构310pl相邻的第一结构310p3和与第一结构310p2相邻的第一结构310p4接收小于力Fl的力F2。此外,由于力Fl和F2的缘故,力施加到电极基板20,由此主要向下偏转直接位于第一结构310pl和310p2以下的区域。因此,设置在第一结构310pl和310p2之间的第二结构410p0接收力F3,且第二结构410p0在Z轴方向上弹性地变形,由此减小厚度。此外,设置在第一结构310pl和310p3之间和以下的第二结构410pl以及设置在第一结构310p2和310p4之间和以下的第二结构410p2接收小于力F3的力F4。
[0113]如上所述,可以以第一结构310和第二结构410在厚度方向上传送力,且容易地使电极基板20变形。此外,金属膜12和电极基板20偏转,且在面内方向(平行于X轴方向和Y轴方向的方向)上施加压力的影响,由此不仅在直接位于操作元件h以下的区域上而且在在其附近的第一结构310和第二结构410上施加压力的影响。
[0114]关于以上(I),可以以第一间隔部分330和第二间隔部分430容易地使金属膜12和电极基板20变形。此外,可以以具有柱状等的第一结构310和第二结构410通过操作元件h的压力施加高压到电极基板20,由此有效地偏转电极基板20。在本实施例中,因为电极基板20由包括单个薄片基板211的连线基板21形成,所以可以增强可变形性。
[0115]此外,关于以上(2),因为第一结构310和第二结构410设置以当从Z轴方向观看时不重叠,多个第一结构310经由位于其下的第二间隔部分430容易地偏转电极基板20。
[0116]在下文中,示出了在执行特定操作时检测单元20s的电容的示例性变化量。
[0117](检测单元的示例性输出)
[0118]图8A和图8B每个都是示出了当由操作元件h操作输入操作表面110时输入装置100的状态的示意性主要部分截面图,且示出了在那时从检测单元20s输出的示例性信号。沿着图8A和图SB的X轴示出的条形图示意性地示出了检测单元20s中电容从基准值的变化量。另夕卜,图8A示出了第一结构310(310a2)由操作元件h按压的状态,且图SB示出了第一间隔部分330(330bl)由操作元件h按压的状态。
[0119]在图8A中,力主要施加到直接位于操作位置以下的第一结构310a2,且第一结构310a2本身弹性地变形和向下移位。由于该移位,直接位于第一结构310a2以下的检测单元20sa2向下移位。因此,检测单元20sa2和导体层50经由第二间隔部分430a2接近彼此。特别地,检测单元20sa2和金属膜12之间的距离略微地变化,且检测单元20sa2和导体层50之间的距离极大地变化。因此,检测单元20sa2获取电容Ca2的变化量。另一方面,由于金属膜12的偏转的影响,第一结构310al和310a3也略微地向下移位,且检测单元20sal和20sa3的电容的变化量分别是Cal和Ca3。
[0120]在图8A所示的实例中,电容Ca2的变化量最大,且电容Cal和Ca3的变化量几乎相同且小于电容Ca2的变化量。特别地,如图8A所示,电容Cal、Ca2和Ca3的变化量示出以电容Ca2的变化量为顶点的单峰分布。在该情况下,计算单元61能够基于电容Cal、Ca2和Ca3的变化量的比率计算重心等,和计算检测单元20sa2上的XY坐标对作为操作位置。
[0121]另一方面,在图8B的情况下,在操作位置附近的第一结构310bl和310b2由于金属膜12的偏转而略微地弹性地变形和向下移位。由于该移位,电极基板20偏转,且直接位于第一结构310bl和310b2以下的检测单元20sbl和20sb2向下移位。因此,检测单元20sbl和20sb2经由第二间隔部分430bl和430b2接近于导体层50。特别地,在检测单元20sbl和20sb2与金属膜12之间的距离略微地变化,在检测单元20sbl和20sb2与导体层50之间的距离相对大地变化,且由此分别获得电容Cb I和Cb2的变化量。
[0122]在图8B中示出的实例中,电容Cbl和Cb2的变化量几乎相等。因此,计算单元61能够计算检测单元20sbl和20sb2之间的XY坐标对作为操作位置。
[0123]如上所述,根据此实施例,因为检测单元20s和金属膜12之间的厚度以及检测单元20s和导体层50之间的厚度是通过压力可变的,所以可以使得检测单元20s中电容的变化量很大。因此,可以改进输入操作的检测灵敏度。
[0124]此外,即使柔性显示器11上的操作位置在多个第一结构310或者第一间隔部分330上的任意点上,也可以计算操作位置的XY坐标对。特别地,因为金属膜12使得在面内方向上施加压力的影响,所以不仅可以改变直接位于操作位置以下的检测单元20s的电
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