CN100367180C - 触摸屏和使用它的输入装置 - Google Patents

Abstract

触摸屏具备：具有第一面和第一面相反侧的第二面的光透过性的压电基础材料；设在压电基础材料的第一面上的光透过性的第一电阻层；以及设在压电基础材料的第二面上的光透过性的第二电阻层。压电基础材料的被按压部分的电阻局部地减小。这种触摸屏可用简单的结构减少外部光的反射和牛顿环的发生。

Description

触摸屏和使用它的输入装置

技术领域

本发明涉及在各种电子机器的输入操作中使用的触摸屏和使用它的输入装置。

背景技术

近年来，随着电子机器多动能化的进展，使用安装在液晶显示元件等显示面上的光透过性的触摸屏。使用者通过该触摸屏可以辨认选择在显示元件上显示的文字或记号，图案等符号，通过用手指或专用笔等按压操作触摸屏，可以使电子机器的各种功能工作。

现在来说明特开平7-169367号公报中公开的现有的触摸屏。图5为现有的触摸屏的截面图。在薄膜状的光透过性的上基板1的下表面上形成氧化铟锡等的光透过性的上电阻层3。在薄膜状的光透过性的下基板2的上表面上，形成氧化铟锡等光透过性的下电阻层4。在下电阻层4的上面，以给定间隔形成由绝缘树脂制成的多个点垫片5。在上电阻层3的两端形成一对上电极(图中没有示出)，在下电阻层4的两端形成与上电极垂直方向的一对下电极(图中没有示出)。利用在画框状的垫片6的上面涂敷形成的粘接层(图中没有示出)，将垫片6的上面和上基板1的外周贴合。利用在垫片6的下面涂敷形成的粘接层(图中没有示出)，将垫片6和下基板2的外周边贴合。这样，上电阻层3和下电阻层4以给定的空隙7相对地构成触摸屏。

将这种触摸屏配置在液晶显示元件等显示元件的显示面上，并安装在电子机器上，使其一对上电极和下电极与控制回路(图中没有示出)连接。

当使用者通过触摸屏，辨认显示元件的显示面，并用手指或笔等按压操作上基板1的上表面时，上基板1挠曲，上电阻层3的被按压部分与下电阻层4接触。控制回路依次将电压施加在上电极和下电极上，利用电极间的电压比，检测被按压部分的位置。控制回路根据检测的位置起动电子机器的各种功能。由于现有的触摸屏由上基板1，上电阻层3，空隙7，下电阻层4和下基板2等多个部分构成，外部光在这些部分的上下表面上反射，因此透过率低下。这样，使用者难以通过触摸屏看见显示元件。

通过空隙7产生光的干涉条纹，即所谓的牛顿环。将硅系的油等填充在空隙7中，可在一定程度上减少牛顿环，但制造触摸屏的工序增加，结果触摸屏的价格提高。

发明内容

触摸屏具备：具有第一面和第一面相反侧的第二面的光透过性的压电基础材料；设在压电基础材料的第一面上的光透过性的第一电阻层；以及设在压电基础材料的第二面上的光透过性的第二电阻层。压电基础材料的被按压部分的电阻局部地减小。

这种触摸屏可用简单的结构减少外部光的反射和牛顿环的产生。

附图说明

图1为本发明的实施方式的触摸屏的截面图。

图2为实施方式的触摸屏的分解立体图。

图3为实施方式的输入装置的结构图。

图4为实施方式的输入装置的分解结构图。

图5为现有的触摸屏的截面图。

具体实施方式

图1为本发明的实施方式的触摸屏101的截面图。图2为触摸屏101的分解立体图。在聚偏氟乙烯等制的压电树脂制成的厚度为150～200μm左右的光透过性的压电基础材料11的上表面11A上，利用真空溅射法等形成氧化铟锡或氧化锡等的光透过性的上电阻层12。在基础材料11的下表面11B上，利用真空溅射法形成氧化铟锡或氧化锡等的光透过性的下电阻层13。在上电阻层12的上表面12C上形成由丙烯酸系等的透明绝缘树脂制成的硬涂层14。在下电阻层13的下表面13C上形成由聚酯或环氧树脂等透明绝缘树脂制成的绝缘层15。在上电阻层12的左右端印刷形成由银或碳等导体制成的上电极12A和12B。在下电阻层13的前后端分别印刷形成下电极13A和13B，构成触摸屏101。上电极12A，12B的配置方向D1与下电极13A，13B的配置方向D2垂直。

通过在薄膜片状态下，在厚度方向11C上施加电压，聚偏氟乙烯制的压电基础材料11的分子从随机的结构取向成有规则性的晶格状结构，利用在电阻层12，13之间施加电压，使基础材料11极化，例如使上表面11A带正电，下表面11B带负电地使基础材料11极化。在极化的状态下，基础材料11在被按压的部分上，在厚度方向11C上产生导电性。即：被按压的部分与按压前相比，电阻局部地减小。另外，被按压部分的周围部分的电阻，以比被按压部分的电阻变化量小的变化量变化，但周围部分的电阻不变化也可以。即：基础材料11的被按压部分，与包含其周围部分的其他部分相比，电阻降低。

图3为实施方式的输入装置的结构图。图4为输入装置的分解结构图。触摸屏101配置在液晶显示元件等显示元件102的显示面102A上，从而安装在电子机器上。上电极12A，12B和下电极13A，13B与由微型计算机形成的控制回路20连接，形成输入装置。

现在说明使用实施方式的触摸屏的输入装置的动作。使用者通过触摸屏101辨认显示元件102的显示面102A，利用手指或笔等按压硬涂层14上面的位置P1。这样，与基础材料11的位置P1对应的部分通过硬涂层14和上电阻层12被按压压缩。另外，基础材料11的被按压部分的分子的晶格间距离减小，与包含被按压部分周围的、不被按压的其他部分比较，电阻减小。

在上电阻层12的上电极12A和12B之间，由控制回路20施加规定的电压。控制回路20通过基础材料11的被按压部分、下电阻层13、下电极13A、13B，检测上电阻层12的被按压部分的电位。控制回路20根据所施加的电压和所检测的电位的比，检测出被按压部分在方向D1上的位置。

其次，由控制回路20将给定电压施加在下电阻层13的下电极13A和13B之间。控制回路20通过基础材料11的被按压部分、上电阻层12和上电极12A，12B，检测出下电阻层13的被按压部分的电位。控制回路20根据所施加的电压与所检测的电位的比，检测出被按压部分在方向D2上的位置。

这样，控制回路20可以从方向D1，D2的位置检测被按压部分的位置P1。控制回路20根据被检测出的位置P1，起动电子机器的各种功能。

如上所述，实施方式的触摸屏101由基础材料11，上电阻层12，下电阻层13，硬涂层14和绝缘层15构成。由于没有图6的电阻层间的空隙7，触摸屏101即使碰到太阳光或灯光等外部光，也难以发生反射或牛顿环。因此，使用者可通过触摸屏101明确地辨认显示元件102的显示面102A。

通过将电压施加在电阻层12、13之间，聚偏氟乙烯制的压电基础材料11按照使分子呈有规则性的晶格状取向地极化。因此，如上所述，当从控制回路20给上电阻层12和下电阻层13两端施加电压时，压电基础材料11的被按压部分通过压电作用而振动，该振动通过手指或笔等传给使用者，因此，按压操作时，可得到“卡塔”的声感。

为了检测出被按压部分，通常由控制回路20所施加的工作电压为5V左右。在检测出触摸屏101被按压时，控制回路20也可将比通常的工作电压高的、数十V左右的电压施加在电阻层12、13上。施加在电阻层12、13上的电压越高，基础材料11的振动越大，通过这种高的电压，可获得更明显的“卡塔”声。

利用电阻层12、13上的硬涂层14和绝缘层15，可防止按压操作时上电阻层12的磨损，可以提高电阻层12、13的电气绝缘性。

另外，在实施方式的触摸屏101中，上电极12A，12B的配置方向D1，与下电极13A、13B的配置方向D2垂直。方向D1和方向D2不是必需垂直，只要相互不平行，控制回路20就可以检测被按压位置P1。

另外，在实施方式的触摸屏101中，上电阻层12和下电阻层13覆盖基础材料11的表面11A，11B的全部。也可使上电阻层12形成为由互相平行的多个线状的层和连接它们端部的上电极构成的锯齿形状，使下电阻层13形成为由向与上电极层12的多个层垂直的方向延伸的多个线状的层，和连接它们端部的电极构成的锯齿形状。

Claims (11)

1.一种触摸屏，其特征为，具备：

具有第一面和所述第一面相反侧的第二面，且被按压部分的电阻局部地减小的光透过性的压电基础材料；

设在所述压电基础材料的所述第一面上的、具有可检测的连续位置的光透过性的第一电阻层；以及

设在所述压电基础材料的所述第二面上的光透过性的第二电阻层。

2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征为，所述压电基础材料由聚偏氟乙烯制成。

3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征为，还具备：

设置在所述第一电阻层上，与所述第一电阻层连接且配置在第一方向上的第一和第二电极层；以及

设置在所述第二电阻层上，与所述第二电阻层连接且配置在与所述第一方向不平行的第二方向上的第三和第四电极层。

4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征为，所述第一方向与所述第二方向垂直。

5.如权利要求1所述的触摸屏，其特征为，还具有设置在所述第一电阻层上的树脂层。

6.一种输入装置，它具有：

触摸屏，所述触摸屏具备：

具有第一面和所述第一面相反侧的第二面，且被按压部分的电阻局部地减小的光透过性的压电基础材料；

设在所述压电基础材料的所述第一面上的、具有可检测的连续位置的光透过性的第一电阻层；

设在所述压电基础材料的所述第二面上的光透过性的第二电阻层；

设置在所述第一电阻层上，与所述第一电阻层连接且配置在第一方向上的第一和第二电极层；以及

设置在所述第二电阻层上，与所述第二电阻层连接且配置在与所述第一方向不相同的第二方向上的第三和第四电极层，

该输入装置还具有：与所述第一至第四电极层连接的、检测所述压电基础材料的所述被按压部分的位置的控制回路。

7.如权利要求6所述的输入装置，其特征为，所述压电基础材料由聚偏氟乙烯制成。

8.如权利要求6所述的输入装置，其特征为，所述第一方向与所述第二方向垂直。

9.如权利要求6所述的输入装置，其特征为，所述控制回路为了检测所述被按压部分的位置，而在所述第一电极层和所述第二电极层之间施加第一电压。

10.如权利要求9所述的输入装置，其特征为，所述控制回路在所述触摸屏被按压时，在所述第一电阻层和所述第二电阻层之间施加第二电压，

所述压电基础材料通过所施加的所述第二电压而振动。

11.如权利要求10所述的输入装置，其特征为，所述第二电压比所述第一电压高。

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