本發(fā)明涉及配置在顯示裝置的前表面來檢測手指觸摸位置的透明型位置檢測裝置。

背景技術(shù)：

近年，作為信息通信設(shè)備的輸入裝置，多使用了觸控面板。觸控面板配置在信息通信設(shè)備具備的顯示裝置的前表面，檢測用戶手指觸摸的位置。能基于顯示裝置上顯示的內(nèi)容和用戶手指觸摸的位置的對應(yīng)關(guān)系進行信息通信設(shè)備的操作。

觸控面板的位置檢測方式有電阻膜式、電容式、反向反射式、超聲波式、電磁感應(yīng)式等。電容式還可分為表面電容式、投影電容式。投影電容式由于觸感非常輕、能進行多點觸控，因而近年被廣泛普及。

投影電容式在整個觸控面板上形成多個電容傳感器，檢測觸摸位置。因此，隨著觸控面板大型化，會發(fā)生如下問題。隨著由電容傳感器的布線電阻和電容的積決定的時間常數(shù)增大，施加的電壓波形發(fā)生鈍化(blunt)。當(dāng)施加電壓波形發(fā)生鈍化時，電容傳感器引起的電荷量(＝電壓×電容變化)變小，結(jié)果噪聲和信號的分離變差。為了改善這一狀況，必須減小構(gòu)成電容傳感器的金屬布線的電阻，使用的金屬布線將成為超厚膜。由于金屬布線成為超厚膜，在生產(chǎn)上會出現(xiàn)基板翹曲、工序時間變長、加工精度降低等問題。

針對這樣的問題，提出了作為觸控面板的驅(qū)動信號使用相位彼此錯開180度的信號的方案(專利文獻1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻專利文獻1：日本特開2014-63249號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于需要四個電容耦合的交點，因此難以實現(xiàn)高分辨率、且高精度的傳感。本發(fā)明是鑒于這樣的事情而作出的，其目的在于提供能夠高分辨率且高精度傳感的位置檢測裝置。

解決問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的位置檢測裝置，包括：信號電極層，其在與長邊方向交叉的方向上以規(guī)定間隔隔開配置有多個全長大于寬度的長條狀的信號電極；檢測電極層，其在與長邊方向交叉的方向上以規(guī)定間隔隔開配置有多個全長大于寬度的長條狀的檢測電極，所述檢測電極分別與所述信號電極交叉；絕緣層，其配置在所述信號電極層和所述檢測電極層之間；位置輸入面板，其在所述信號電極層或所述檢測電極層層疊而成；和檢測部，其檢測所述信號電極和所述檢測電極之間的電容的變化；所述位置檢測裝置根據(jù)所述檢測部檢測出的電容的變化來檢測指示體在所述位置輸入面板上的指示位置；所述位置檢測裝置的特征在于，所述信號電極層和所述檢測電極層各自均層疊兩個部件電極層而成。

發(fā)明效果

在本發(fā)明中，通過將電極層形成兩層，能夠以高分辨率、高精度進行位置的檢測。

附圖說明

圖1是表示觸控面板的要部的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。

圖2是表示觸控面板的層構(gòu)造的說明圖。

圖3是表示X電極和Y電極的圖案的說明圖。

圖4是用于表示觸控面板的位置檢測原理的電路圖。

圖5是表示觸控面板的動作原理的說明圖。

圖6是示意地表示電極的端部的構(gòu)造的說明圖。

圖7是表示電極的層疊構(gòu)造的說明圖。

具體實施方式

以下，基于表示本發(fā)明實施方式的附圖具體說明本發(fā)明。

實施方式1

圖1是表示觸控面板1的要部的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。觸控面板1包含第一X電極層11、第二X電極層12、絕緣層13、第一Y電極層14、和第二Y電極層15。第一X電極層11、第二X電極層12、絕緣層13、第一Y電極層14、和第二Y電極層15分別呈矩形板狀。各自的縱橫尺寸大致相同。縱橫尺寸可依安裝觸控面板1的顯示裝置而定。

圖2是表示觸控面板1的層構(gòu)造的說明圖。觸控面板1除了第一X電極層11(部件電極層)、第二X電極層12(部件電極層)、絕緣層13、第一Y電極層14(部件電極層)、和第二Y電極層15(部件電極層)之外，還包含透明膜16、保護玻璃17。觸控面板1中，在第一X電極層11之上重疊第二X電極層12，進一步依次重疊絕緣層13、第一Y電極層14、第二Y電極層15，再重疊透明膜16、保護玻璃17(位置輸入面板)，并固定。

第一X電極層11包含基底11a、第一層X電極11b、透明膜11c?；?1a由透光性高的絕緣體例如PET(Polyethylene Terephthalate:聚對苯二甲酸乙二酯)樹脂形成。第一層X電極11b由透明導(dǎo)電材料例如ITO(Indium TinOxide：氧化銦錫)、IZO(Indium Zinc Oxide：摻銦氧化鋅)形成。透明膜11c例如是OCA(Optical Clear Adhesive)膜等透光性高的膜。第一層X電極11b在透明膜11c表面形成。形成有第一層X電極11b的透明膜11c貼在基底11a上。

第二X電極層12包含中間絕緣層12a和第二層X電極12b。中間絕緣層12a是透光性高的介電質(zhì)或絕緣體皮膜。第二層X電極12b的形狀與第一層X電極11b相同。第二層X電極12b在中間絕緣層12a上形成。另外，在以下的說明中，僅記為“X電極”時表示第一層X電極11b、第二層X電極12b中的任意一方或雙方。

絕緣層13是透光性高的介電質(zhì)或絕緣體薄膜。

第一Y電極層14包含中間絕緣層14a和第一層Y電極14b。第一層Y電極14b由透明導(dǎo)電材料例如ITO、IZO形成。第一層Y電極14b層疊在絕緣層13上。中間絕緣層14a層疊在第一層Y電極14b上。

第二Y電極層15包含基底15a和第二層Y電極15b?；?5a由透光性高的絕緣體例如PET樹脂形成。第二層Y電極15b層疊在中間絕緣層14a上。基底15a利用粘結(jié)劑固定在第二層Y電極15b上。使用的粘結(jié)劑例如以丙烯或硅為主要成分，粘結(jié)后也會保持良高的透光性。另外，在以下的說明中，僅記為“Y電極”時表示第一層Y電極14b、第二層Y電極15b中的任意一方或雙方。作為X電極和Y電極的材料，除了上述透明電極以外，也能使用不影響透光性的金屬材料。

在第二Y電極層15之上，進一步層疊有透明膜16或散射膜、保護玻璃17。

圖3是表示X電極和Y電極的圖案的說明圖。圖3示出了觸控面板1的主要部分的俯視圖。如圖1和圖3所示，構(gòu)成X電極的第一層X電極11b是所謂的網(wǎng)形電極。第一層X電極11b包含多個柵格電極，該柵格電極由彼此平行的多條(圖3中為四條)縱電極、和與該縱電極交叉并彼此平行的多條(圖3中為四條)橫電極呈柵格狀配置而成。第一層X電極11b中，多個柵格電極以柵格的角部相鄰的方式沿規(guī)定方向等間隔排列，相鄰的角部相連接的柵格構(gòu)成一個系列。而且，多個系列在與柵格電極的并排設(shè)置方向交叉的方向上等間隔排列，將這些系列統(tǒng)稱為第一層X電極11b。構(gòu)成X電極的第二層X電極12b也具有與第一層X電極11b大致相同的圖案。第一層X電極11b和第二層X電極12b以在俯視圖中重合的方式被對位并層疊。另外，將第一層X電極11b和第二層X電極12b的柵格電極的并排設(shè)置方向稱為X方向。在圖3中，縱電極和橫電極的條數(shù)為四條，但不限于此。

Y電極也具有與X電極相同的結(jié)構(gòu)。即，第一層Y電極14b和第二層Y電極15b也具有大致相同的圖案，以在俯視圖中重合的方式被對位并層疊。構(gòu)成Y電極的柵格電極的并排設(shè)置方向是與X方向交叉的方向。將該方向稱為Y方向。另外，多個系列排列的方向為X方向。如圖3所示，構(gòu)成X電極的柵格電極和構(gòu)成Y電極的柵格電極以在俯視圖中互不重合的方式配置，X電極和Y電極縱橫交錯配置。

接下來，說明實施方式1中的觸控面板1的位置檢測的原理。圖4是用于表示觸控面板1的位置檢測原理的電路圖。圖4示出了在圖3中P的部分被用戶用手指觸摸了的情況。如圖4所示，X電極上連接有信號電路18。另外，Y電極上連接有電流檢測電路19。在圖4中，示出了對X電極施加信號、在Y電極觀測信號的情況。與現(xiàn)有的觸控面板相同，通過對X電極的多個系列依次施加信號、依次觀測Y電極的多個系列的輸出信號，來進行位置檢測。即，在對與檢測位置對應(yīng)的系列的X電極施加了信號的情況下，在與檢測位置對應(yīng)的系列的Y電極上能觀測到輸出信號。在現(xiàn)有技術(shù)中，對相鄰的兩個X電極的系列施加信號，觀測到了相鄰的Y電極的兩個系列的信號。

實施方式1的觸控面板1中，對X電極的一個系列的第一層和第二層施加信號。如圖4所示，信號電路18包含信號發(fā)生器18a、緩沖器18b、逆變器18c。信號發(fā)生器18a產(chǎn)生驅(qū)動信號。信號發(fā)生器18a產(chǎn)生的驅(qū)動信號經(jīng)由逆變器18c向第一層X電極11b施加。同樣，驅(qū)動信號經(jīng)由緩沖器18b移交到第二層X電極12b。由于對第一層X電極11b施加通過逆變器18c的驅(qū)動信號、對第二層X電極12b施加通過緩沖器18b的驅(qū)動信號，所以可施加相位彼此相差180度的信號。即、由第一層X電極11b和第二層X電極12b構(gòu)成了平衡布線。在Y電極上，觀測一個系列的第一層和第二層的輸出信號。輸出信號的觀測與現(xiàn)有技術(shù)同樣地用電流檢測電路19(檢測部)進行。例如，如圖4所示，電流檢測電路19包含差動放大器19a。差動放大器19a被輸入Y電極的第一層和第二層的輸出。當(dāng)差動放大器19a的輸出値超過規(guī)定的閾值時，判定為用戶觸摸了觸控面板。

如圖3所示，實施方式1中，電極呈網(wǎng)形。由于用戶觸摸了觸控面板1而形成的X電極和Y電極的結(jié)合點為16個。即，網(wǎng)形電極包括四條電極，Y電極為兩層構(gòu)造，X電極也為兩層構(gòu)造，所以4×2×2＝16，共16個點。

實施方式1的觸控面板1具有如下的效果。因為X電極和Y電極分別有兩層，形成了平衡布線構(gòu)造，所以能夠傳送噪聲造成的電壓波形鈍化少的信號。由此，電壓波形鈍化少，所以電壓下降少，能夠提高X電極和Y電極之間的電容耦合的効率。因為各電極的時間常數(shù)變小，所以能夠減薄電極的膜厚。另外，由于電容耦合的效率提高，所以能夠提高觸控面板的傳感器靈敏度。而且，通過采用平衡布線，X電極和Y電極分別變?yōu)?倍，當(dāng)用戶觸摸時在X電極和Y電極間產(chǎn)生的電容耦合部與基于現(xiàn)有技術(shù)的觸控面板比較增加為4倍。由此，能夠進一步提高傳感器靈敏度。另外，以上將施加信號的電極作為X電極、將觀測信號的電極作為Y電極，但不限于此。也可以將施加信號的電極作為Y電極、將觀測信號的電極作為X電極。另外，以上電極為網(wǎng)形，但不限于此。也可以是梳形電極。

變形例

圖5是表示觸控面板1的動作原理的說明圖。在以下的說明中，將施加信號的電極稱為信號電極，將觀測輸出信號的電極稱為檢測電極。在實施方式1中，將X電極作為信號電極、將Y電極作為檢測電極，但在變形例中，也實施將Y電極作為信號電極、將X電極作為檢測電極的動作。如圖5所示，在變形例中設(shè)有切換電路20。除了設(shè)有切換電路20這一點以外，其它結(jié)構(gòu)均與實施方式1相同，故省略其說明。

變形例中，通過設(shè)置切換電路20，能夠在將X電極作為信號電極、將Y電極作為檢測電極的動作和將Y電極作為信號電極、將X電極作為檢測電極的動作間進行切換。動作的切換例如像下述那樣進行。將信號電極中施加信號的系列固定，對檢測電極的全部系列依次進行輸出信號的檢測。依次改變施加信號的系列，對全部系列進行同樣的動作。然后，切換信號電極和檢測電極，進行同樣的動作。結(jié)束后，再切換信號電極和檢測電極，重復(fù)同樣的動作。在各項動作中，位置的檢測動作的原理都與實施方式1相同，故省略其說明。

變形例的觸控面板1除了實施方式1的效果之外還有以下的效果。通過隨時間變化切換信號電極和檢測電極，能夠?qū)崿F(xiàn)XY方向的位置檢測、隨時間變化的位置變化的檢測。

實施方式2

實施方式2的特征在于電極的端部。在實施方式2中，X電極和Y電極的端部具有高低差構(gòu)造。圖6是示意地表示電極的端部的構(gòu)造的說明圖。圖6示出了X電極的一個例子。圖6示出了基底11a、第一層X電極11b、中間絕緣層12a、和第二層X電極12b的端部。第一層X電極11b、中間絕緣層12a和第二層X電極12b的端部沿著信號的傳送方向形成高低差構(gòu)造。圖6中，沿著上述傳送方向，基底11a最長，其次依次為第一層X電極11b、中間絕緣層12a，第二層X電極12b最短。

第一層X電極11b的端部處于與基底11a的端部隔開距離d1的位置。中間絕緣層12a的端部處于與第一層X電極11b的端部隔開距離d2的位置。第二層X電極12b的端部處于與中間絕緣層12a的端部隔開距離d3的位置。

實施方式2的觸控面板1除了實施方式1的觸控面板1具有的效果之外，還具有如下效果。通過做成高低差構(gòu)造，與端部整齊時相比，能夠減小電極取出面積和電極的布線長度。

實施方式3

實施方式3的特征在于電極的構(gòu)造。在實施方式1或2中，構(gòu)成X電極的第一層X電極11b和第二層X電極12b、以及構(gòu)成Y電極的第一層Y電極14b和第二層Y電極15b具有層疊了多種材料的構(gòu)造。其它結(jié)構(gòu)與實施方式1或2相同，故省略其說明。

圖7是表示電極的層疊構(gòu)造的說明圖。圖7示出了第一層X電極11b的結(jié)構(gòu)例。第一層X電極11b層疊了分別呈板狀的第一材料11b1、第二材料11b2、第三材料11b3這三種材料。第一材料11b1為鈦(Ti)、第二材料11b2為鋁(Al)、第三材料11b3為鉭(Ta)。此外使用的材料為鎳(Ni)、銅(Cu)等。用兩種材料構(gòu)成電極時，例如層疊鉭和鋁。上述材料中，鈦和鉭的光反射率小，并且對基板和絕緣層的粘附性好，作為用于電極的材料具有優(yōu)異的特性。

除了實施方式1或2具有的效果，還具有以下效果。因為第一層X電極11b等具有不影響透光性的多種材料的層疊構(gòu)造，所以能夠以低電阻構(gòu)成不影響透光性的電極。

各實施例中記載的技術(shù)的特征(結(jié)構(gòu)要件)可相互組合，通過組合能夠形成新的技術(shù)特征。

應(yīng)該認為，此次公開的實施方式中所有內(nèi)容均為例示，并不是限制性的。本發(fā)明的范圍并不是上述含義，而是由權(quán)利要求所示，并包含與權(quán)利要求均等的含義和范圍內(nèi)的各種變更。

附圖標(biāo)記說明

1 觸控面板

11 第一X電極層

11a 基底

11b 第一層X電極

11c 透明膜

12 第二X電極層

12a 中間絕緣層

12b 第二層X電極

13 絕緣層

14 第一Y電極層

14a 中間絕緣層

14b 第一層Y電極

15 第二Y電極層

15a 基底

15b 第二層Y電極

16 透明膜

17 保護玻璃