用于檢測(cè)觸摸位置和壓力的電容傳感器的制造方法
【專利說(shuō)明】用于檢測(cè)觸摸位置和壓力的電容傳感器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年9月10日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP 2013-187049的權(quán)益，在這里將其整個(gè)內(nèi)容通過(guò)引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及能夠靜電地檢測(cè)輸入操作的傳感器裝置、輸入裝置和電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]例如，已知用于包括電容性元件且能夠檢測(cè)輸入操作表面上操作元件的操作位置和壓力的電子設(shè)備的傳感器裝置(例如參見專利文獻(xiàn)I)。
[0005]引文列表
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_N0.2011-170659

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問(wèn)題
[0009]近年來(lái)，已經(jīng)執(zhí)行了使用以手指的手勢(shì)操作且具有高自由度的輸入方法。此外，如果可以以高精度可靠地檢測(cè)操作表面上的壓力，則期望執(zhí)行各種輸入操作。另外，隨著近年來(lái)電子設(shè)備的厚度減小，期望輸入裝置的厚度減小。
[0010]考慮到如上所述的情況，期望提供能夠以高精度可靠地檢測(cè)操作表面上的壓力且適于厚度減小的傳感器裝置、輸入裝置和電子設(shè)備。
[0011]技術(shù)方案
[0012]在實(shí)施例中，傳感器裝置包括薄片狀第一導(dǎo)體層和電極基板。電極基板包括多個(gè)第一電極布線、多個(gè)第二電極布線、在第一和第二電極布線的成對(duì)部分形成的電容傳感器和支撐第一和第二電極布線的薄片基板。傳感器裝置還包括第一支撐體，該第一支撐體包括連接第一導(dǎo)體層和電極基板的多個(gè)第一結(jié)構(gòu)。
[0013]在另一實(shí)施例中，輸入裝置包括具有輸入操作表面的操作部件、支撐操作部件的薄片狀第一導(dǎo)體層和電極基板。電極基板包括多個(gè)第一電極布線、多個(gè)第二電極布線、在第一和第二電極布線的成對(duì)部分形成的電容傳感器和支撐第一和第二電極布線的薄片基板。輸入裝置進(jìn)一步包括第一支撐體，該第一支撐體包括連接第一導(dǎo)體層和電極基板的多個(gè)第一結(jié)構(gòu)。
[0014]在另一實(shí)施例中，電子設(shè)備包括具有輸入操作表面的顯示元件、支撐顯示元件的薄片狀第一導(dǎo)體層和電極基板。電極基板包括多個(gè)第一電極布線、多個(gè)第二電極布線、在第一和第二電極布線的成對(duì)部分形成的電容傳感器和支撐第一和第二電極布線的薄片基板。電子設(shè)備還包括第一支撐體，該第一支撐體包括連接第一導(dǎo)體層和電極基板的多個(gè)第一結(jié)構(gòu)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種傳感器裝置，包括第一導(dǎo)體層、電極基板和第一支撐體。第一導(dǎo)體層形成為薄片狀且是可變形的。電極基板包括多個(gè)第一電極布線、設(shè)置以面對(duì)多個(gè)第一電極布線的多個(gè)第二電極布線、分別在多個(gè)第二電極布線和多個(gè)第一電極布線之間的面對(duì)區(qū)域形成的電容傳感器和支撐多個(gè)第一電極布線和多個(gè)第二電極布線的單個(gè)薄片基板。第一支撐體包括連接第一導(dǎo)體層和電極基板的多個(gè)第一結(jié)構(gòu)。
[0016]在傳感器裝置中，當(dāng)按壓第一導(dǎo)體層時(shí)改變第一導(dǎo)體層和電極基板之間的相對(duì)距離，且可以基于相對(duì)距離的改變靜電地檢測(cè)比如按壓之類的輸入操作。因此，可以以高精度可靠地檢測(cè)操作表面上的壓力。另外，因?yàn)樵趩蝹€(gè)薄片基板上支撐第一電極布線和第二電極布線，所以可以使得電極基板很薄。因此，可以使得傳感器裝置很薄。
[0017]薄片基板可以具有主體和凸出部分。主體支撐多個(gè)第一電極布線和多個(gè)第二電極布線。凸出部分設(shè)置在主體的邊緣部分上，從邊緣部分向外凸出，并支撐分別連接到多個(gè)第一電極布線和多個(gè)第二電極布線的多個(gè)第一導(dǎo)線和多個(gè)第二導(dǎo)線。
[0018]主體可以具有支撐多個(gè)第一電極布線的第一主表面，和支撐多個(gè)第二電極布線的第二主表面。凸出部分可以具有支撐多個(gè)第一導(dǎo)線的第一表面，和支撐多個(gè)第二導(dǎo)線的第二表面。
[0019]多個(gè)第二導(dǎo)線可以具有在第二表面上形成的多個(gè)第一連線部分，在第一表面上形成的多個(gè)第二連線部分，和連接多個(gè)第一連線部分和多個(gè)第二連線部分并通過(guò)凸出部分的多個(gè)通路部分。
[0020]多個(gè)第一電極布線和多個(gè)第二電極布線可以在主體的相同主表面上形成。
[0021]電極基板可以進(jìn)一步包括在凸出部分上安裝的連接器組件。連接器組件可以電連接到多個(gè)第一導(dǎo)線和多個(gè)第二導(dǎo)線。
[0022]傳感器裝置可以進(jìn)一步包括第二導(dǎo)體層和第二支撐體。第二導(dǎo)體層設(shè)置以面對(duì)第一導(dǎo)體層，且電極基板設(shè)置在其間。第二支撐體包括連接第二導(dǎo)體層和電極基板的多個(gè)第二結(jié)構(gòu)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種輸入裝置，包括操作部件、第一導(dǎo)體層、電極基板和第一支撐體。操作部件具有輸入操作表面。第一導(dǎo)體層形成為薄片狀以支撐操作部件且是可變形的。電極基板包括多個(gè)第一電極布線、設(shè)置以面對(duì)多個(gè)第一電極布線的多個(gè)第二電極布線、分別在多個(gè)第二電極布線和多個(gè)第一電極布線之間的面對(duì)區(qū)域中形成的電容傳感器和支撐多個(gè)第一電極布線和多個(gè)第二電極布線的單個(gè)薄片基板。第一支撐體包括連接第一導(dǎo)體層和電極基板的多個(gè)第一結(jié)構(gòu)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，包括顯示元件、第一導(dǎo)體層、電極基板和第一支撐體。顯示元件具有輸入操作表面。第一導(dǎo)體層形成為薄片狀以支撐顯示元件且是可變形的。電極基板包括多個(gè)第一電極布線、設(shè)置以面對(duì)多個(gè)第一電極布線的多個(gè)第二電極布線、分別在多個(gè)第二電極布線和多個(gè)第一電極布線之間的面對(duì)區(qū)域中形成的電容傳感器和支撐多個(gè)第一電極布線和多個(gè)第二電極布線的單個(gè)薄片基板。第一支撐體包括連接第一導(dǎo)體層和電極基板的多個(gè)第一結(jié)構(gòu)。
[0025]技術(shù)效果
[0026]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以以高精度可靠地檢測(cè)操作表面上的壓力和使得傳感器裝置很薄。應(yīng)當(dāng)注意，不必限制這里描述的效果，且其可以是本發(fā)明中描述的任何一個(gè)效果O
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入裝置的示意性截面圖。
[0028]圖2是輸入裝置的分解透視圖。
[0029]圖3是輸入裝置的主要部分的示意性截面圖。
[0030]圖4是使用輸入裝置的電子設(shè)備的框圖。
[0031]圖5是輸入裝置中電極基板的示意性平面圖。
[0032]圖6是電極基板的不意性后視圖。
[0033]圖7是示出了當(dāng)通過(guò)操作元件在Z軸方向上向下按壓上面描述的輸入裝置的第一表面的點(diǎn)時(shí)施加到第一和第二結(jié)構(gòu)的力的示意性截面圖。
[0034]圖8每個(gè)都是示出了當(dāng)通過(guò)操作元件操作第一結(jié)構(gòu)之上的第一表面的點(diǎn)時(shí)輸入裝置的狀態(tài)的示意性主要部分截面圖，且示出了在那時(shí)從檢測(cè)單元輸出的示例性信號(hào)。
[0035]圖9每個(gè)都是根據(jù)比較實(shí)例的電極基板的示意性配置圖，圖9A是平面圖，且圖9B是主要部分截面?zhèn)纫晥D。
[0036]圖10是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入裝置中的電極基板的示意性平面圖。
[0037]圖11是電極基板的不意性后視圖。
[0038]圖12A是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的輸入裝置的示意性截面圖，且圖12B是示出了輸入裝置的放大的主要部分的截面圖。
[0039]圖13每個(gè)都是示出了輸入裝置中第一電極布線和第二電極布線的配置的主要部分平面圖。
[0040]圖14A是輸入裝置中電極基板的主要部分的平面圖，且圖14B是沿著圖14A的線A-A截取的截面圖。
[0041 ]圖15是用于解釋輸入裝置中檢測(cè)單元的配置的示意性截面圖。
[0042]圖16是電極基板的示意性平面圖。
[0043]圖17是示出了輸入裝置的配置的修改實(shí)例的示意性截面圖。
[0044]圖18是示出了輸入裝置的配置的修改實(shí)例的示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0046](第一實(shí)施例)
[0047]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的輸入裝置100的示意性截面圖，圖2是輸入裝置100的分解透視圖，圖3是輸入裝置100的主要部分的示意性截面圖，且圖4是使用輸入裝置100的電子設(shè)備70的框圖。在下文中，將描述根據(jù)此實(shí)施例的輸入裝置100的配置。應(yīng)當(dāng)注意，在圖中，x軸和Y軸表示彼此垂直的方向(輸入裝置100的面內(nèi)方向(in-plane direct1n))，且Z軸表示垂直于X軸和Y軸的方向(輸入裝置100的厚度方向或者垂直方向)。
[0048](輸入裝置)
[0049]輸入裝置100包括柔性顯示器(顯示器元件)11和傳感器裝置I。柔性顯示器11接收用戶的操作，且傳感器裝置I檢測(cè)用戶的操作。輸入裝置100例如配置為柔性觸摸板顯示器，且并入將在后面描述的電子設(shè)備70中。傳感器裝置I和柔性顯示器11每個(gè)都具有在垂直于Z軸的方向上延伸的板狀形狀。
[0050]柔性顯示器11具有輸入操作表面110和與輸入操作表面110相對(duì)的后表面120。柔性顯示器11具有作為輸入裝置100中的輸入操作單元和顯示單元的功能。特別地，柔性顯示器11使得輸入操作表面110用作顯示表面，并取決于用戶的操作向著Z軸方向的上側(cè)在輸入操作表面110上顯示圖像。在輸入操作表面110上顯示與鍵盤、⑶K圖形用戶界面)等對(duì)應(yīng)的圖像。執(zhí)行柔性顯示器11上的操作的操作元件的實(shí)例包括手指和筆(指示筆)。
[0051]不特別限制柔性顯示器11的特定配置。例如，作為柔性顯示器11，可以采用所謂的電子紙、有機(jī)EL(電致發(fā)光)面板，無(wú)機(jī)EL面板、液晶面板等。另外，不特別限制柔性顯示器11的厚度，且例如是大約0.1毫米到I毫米。
[0052]傳感器裝置I包括金屬膜(第一導(dǎo)體層)12、導(dǎo)體層(第二導(dǎo)體層)50、電極基板20、第一支撐體30和第二支撐體40。傳感器裝置I設(shè)置在柔性顯示器11的后表面120—側(cè)上。
[0053]金屬膜12配置為具有薄片狀形狀且是可變形的。導(dǎo)體層50設(shè)置以面對(duì)金屬膜12。電極基板20包括多個(gè)第一電極布線(electrode wire)210和多個(gè)第二電極布線220，設(shè)置在金屬膜12和導(dǎo)體層50之間以是可變形的，且能夠靜電地檢測(cè)金屬膜12和導(dǎo)體層50之間距離的改變。多個(gè)第二電極布線220設(shè)置以面對(duì)多個(gè)第一電極布線210并與多個(gè)第一電極布線210相交。第一支撐體30包括多個(gè)第一結(jié)構(gòu)310和第一間隔部分330。多個(gè)第一結(jié)構(gòu)310連接金屬膜12和電極基板20。在多個(gè)第一結(jié)構(gòu)310之間形成第一間隔部分330。第二支撐體40包括多個(gè)第二結(jié)構(gòu)410和第二間隔部分430。各個(gè)第二結(jié)構(gòu)410設(shè)置在相鄰的兩個(gè)第一結(jié)構(gòu)310之間和以下，并連接導(dǎo)體層50和電極基板20。第二間隔部分430形成在多個(gè)第二結(jié)構(gòu)410之間。
[0054]根據(jù)此實(shí)施例的傳感器裝置1(輸入裝置100)靜電地檢測(cè)由于柔性顯示器11的輸入操作表面110上的輸入操作導(dǎo)致的金屬膜12和電極基板20之間的距離以及導(dǎo)體層50和電極基板20之間的距離的改變，由此檢測(cè)輸入操作。輸入操作不限于輸入操作表面110上的有意的按壓(推動(dòng))操作，且可以是接觸(觸摸)操作。特別地，如將在之后描述的，因?yàn)檩斎胙b置100能夠檢測(cè)由一般觸摸操作施加的甚至很小的壓力(例如，大約幾十g)，所以可以與一般觸摸傳感器類似地執(zhí)行觸摸操作。
[0055]輸入裝置100包括控制器60，且控制器60包括計(jì)算單元61和信號(hào)生成單元62。計(jì)算單元61基于檢測(cè)單元20s的電容的變化檢測(cè)用戶的操作。信號(hào)生成單元62基于從計(jì)算單元61獲得的檢測(cè)結(jié)果生成操作信號(hào)。
[005