TWI482055B - 資訊輸入裝置及使用於資訊輸入裝置之壓力檢測單元 - Google Patents

Description

資訊輸入裝置及使用於資訊輸入裝置之壓力檢測單元

本發明係關於使用者藉由按壓操作面板構件上，而可以進行因應該按壓力之資訊的輸入之資訊輸入裝置及使用於資訊輸入裝置之壓力檢測單元。

作為具備具有資訊輸入功能的面板構件之資訊輸入裝置，於液晶顯示器上配置觸控面板者被廣泛使用。在具有液晶螢幕的數位相機，存在著於液晶螢幕的上面，設可以檢知接觸位置及按壓力的面板構件，因應於接觸時按壓的強度而提供不同的指示者(例如，參照專利文獻1，圖22)。

此外，於汽車導航裝置之顯示裝置，存在著於液晶顯示器的表面部具備觸控面板而被構成，以按壓時間、按壓次數等檢測對觸控面板之按壓力，而提供不同的指示者(例如，參照專利文獻2)。於觸控面板以外，存在著進行可攜終端之在進行文字輸入等地操作按鈕之下配置壓力感測器，計測該操作按鈕被按下的場合的壓力，可以因應於被測得的壓力值而改變被輸入的文字的大小者(例如，參照專利文獻3)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平11-355617號公報

[專利文獻2]日本專利特開2006-39745號公報

[專利文獻3]日本專利特開2004-177994號公報

檢測面板構件的按壓力的感壓感測器，通常如圖23所示，特別在檢測輕荷重時，會有檢測值(電阻值)的誤差範圍很寬，感度並非一定的問題。由此情形，誤差範圍寬的輕荷重之檢測值不大能採信，所以主要採用特定的荷重(由圖23的箭頭起之荷重)的檢測值來控制。但是，在此面板構件的初期按壓時之輕荷重對於資訊輸入沒有貢獻，其後提供安定的檢測值範圍的荷重才能被輸入資訊，並不能夠迅速地進行資訊輸入操作。

在此，相關於本申請案的發明，目的在於獲得對資訊輸入操作回應性良好的資訊輸入裝置及資訊輸入裝置所使用之提高了對資訊輸入操作的回應性之壓力檢測單元。

相關於本發明的資訊輸入裝置之第1特徵構成，為具備：具備接觸式的資訊輸入功能之面板構件、具有支撐前述面板構件的支撐部之筐體、跨前述面板構件與前述支撐部而設置，檢測出對前述面板構件之按壓操作力之壓力檢出部、及跨前述面板構件與前述支撐部而設置，吸引前述面板構件及前述支撐部而對前述壓力檢出部賦予初期荷重之初期荷重賦予部之點。

藉由此構成，初期荷重賦予部吸引面板構件及支撐部而使兩者間之距離變窄，使壓力檢測部之無加壓狀態之厚度變小，結果是對壓力檢測部賦予初期荷重。於壓力檢測部變成預先被賦予初期荷重，初期的不安定的檢測值自動地被排除。面板構件被按壓，在壓力檢測部檢測的值是在壓力檢測部的安定輸出檢測值的範圍，所以此檢測值可直接作為之訊輸入值來利用。因此，回應性變佳，對於在誤差範圍的初期荷重沒有必要進行取消壓力檢測部的檢測值之控制等。此外，初期荷重賦予部吸引面板構件及前述支撐部而對壓力檢測部賦予初期荷重，所以初期荷重賦予部不被配置於增加資訊輸入裝置的厚度的方向。亦即，可以謀求被設置初期荷重賦予部的資訊輸入裝置的薄型化。

相關於本發明之資訊輸入裝置之第2特徵構成，在於前述初期荷重賦予部，係被連接於前述面板構件與前述支撐部的彈性構件這一點。

藉由此構成，可以彈性構件簡單地構成初期荷重賦予部。因而，可簡易且迅速地製造相關於本發明的資訊輸入裝置。又，作為初期荷重賦予部使用的彈性構件，例如可以舉出黏接性黏接劑、雙面黏接材、橡膠、拉伸線圈彈簧、板狀彈簧等特種構件。

相關於本發明的資訊輸入裝置之第3特徵構成，係於前述壓力檢出部與前述面板構件之間，或前述壓力檢出部與前述支撐部之間，具備集中承受來自前述面板構件或前述支撐部的荷重，使該荷重分散傳達至前述壓力檢出部，同時容許對前述壓力檢出部之前述面板構件或前述支撐部的姿勢變化的荷重傳達部這一點。

藉由此構成，面板構件被按壓操作時，荷重傳達部可確實地將來自面板構件或支撐部的荷重傳達至壓力檢測部。此外，面板構件之按壓操作時即使面板構件的周緣部往上方翹曲的場合，荷重傳達部也容許對壓力檢測部之面板構件或支撐部的姿勢變化，所以荷重傳達部與面板構件在水平時一樣地，集中地承受來自面板構件或支撐部的荷重，使該荷重分散傳達至前述壓力檢測部。如此般，往面板構件之按壓操作力安定地被傳達至壓力檢測部而檢測出壓力，所以可正確地檢測出面板構件的按壓操作力。

相關於本發明之資訊輸入裝置之第4特徵構成，在於將前述壓力檢測部與前述初期荷重賦予部設於前述面板構件的周緣部之至少一部分這一點。

藉由如此構成，成為僅將壓力檢測部及初期荷重賦予部配置於面板構件的周緣部之必要處所，謀求面板構件的構造之簡化。

相關於本發明的壓力檢測單元之第1特徵構成，係使用於資訊輸入裝置之壓力檢測單元，具備：第1基板、被對向配置於前述第1基板之第2基板、被設於前述第1基板與前述第2基板之間，檢測前述第1基板與前述第2基板相互之按壓力的壓力檢測部、以及跨前述第1基板與前述第2基板而設置，使前述第1基板與前述第2基板按壓於前述壓力檢測部之側而賦予初期荷重的初期荷重賦予部這一點。

藉由此構成，初期荷重賦予部使第1基板與第2基板之間的距離變窄，使壓力檢測部之無加壓狀態之厚度變小，而對壓力檢測部賦予初期荷重。即使在檢測輕荷重的力的場合，也因對於壓力檢測部預先被賦予荷重，所以初期的不安定的檢測值自動地被排除。此情形，使得對荷重之檢測值(電阻值)的誤差範圍變成極小，可以提高壓力的測定精度。

此外，於壓力檢測單元，壓力檢測部與對壓力檢測部賦予初期荷重的構件為一體地被組入，所以在製造具有具備接觸式的資訊輸入功能的面板構件之資訊輸入裝置時，沒有必要特別配置相當於對資訊輸入裝置自身賦予初期荷重的彈性構件的構造。因而，可以簡化資訊輸入裝置的構造。進而，賦予初期荷重的構件吸引第1基板及第2基板而對壓力檢測部賦予初期荷重，所以與由第1基板或第2基板的外側按壓而對壓力檢測部賦予初期荷重的場合相比，可以薄化壓力檢測單元的厚度。

相關於本發明之壓力檢測單元之第2特徵構成，在於前述初期荷重賦予部，係被連接於前述第1基板與前述第2基板的彈性構件這一點。

藉由此構成，可以彈性構件簡單地構成初期荷重賦予部。作為初期荷重賦予部使用的彈性構件，例如可以舉出黏接性黏接劑、雙面黏接材、橡膠、拉伸線圈彈簧、板狀彈簧等特種構件。

相關於本發明的壓力檢測單元之第3特徵構成，在於前述壓力檢部，具有被配置於前述第1基板與前述第2基板之間的一對電極，及被配置於該一對電極間，藉由來自外部的荷重而改變電氣特性的導電性感壓油墨這一點。

藉由此構成，構成壓力檢測部的一對電極及導電性感壓油墨可以使用印刷法塗佈於第1基板、第2基板，可薄化壓力檢測部的厚度。因而，作為結果可以謀求壓力檢測單元全體的薄化。

相關於本發明的壓力檢測單元之第4特徵構成，在於前述壓力檢部，具有被配置於前述第1基板或前述第2基板之任一方的一對電極，及於前述第1基板或前述第2基板之另一方以覆蓋該一對電極的方式被配置，藉由來自外部的荷重而改變電氣特性的導電性感壓油墨這一點。

藉由此構成，可以使用印刷法以覆蓋被配置於構成壓力檢測部之一方基板之一對電極的方式塗佈感壓油墨，電極層成為1層所以壓力檢測部的厚度進而更薄，結果可以謀求壓力檢測單元的薄化。此外，作為被配置於一方的基板之一對電極使用梳齒電極的話與導電性感壓油墨之接觸面積變大，也可以使感度的調整變得容易。

相關於本發明的壓力檢測單元之第5特徵構成，在於具備被設於前述第1基板的外面及前述第2基板的外面之中之至少某一方，其設置面積係以比前述壓力檢側部之與前述第1基板或前述第2基板之接觸面積還小的方式形成的荷重傳達部這一點。

藉由此構成，對壓力檢測單元施加來自外部的荷重時，荷重傳達部支撐壓力檢測部部分散地集中承受來自外部的荷重，將該荷重確實傳達至壓力檢測部。如此般壓力檢測部確實地被按壓，所以可以提高壓力檢測單元的壓力的測定精度。

相關於本發明之壓力檢測單元之第6特徵構成，在於前述荷重傳達部，係越遠離前述第1基板或前述第2基板被設置的外面，剖面積形成為越小這一點。

藉由此構成，荷重傳達部，某個程度地容許壓力檢測部，與按壓壓力檢測部的外部構件(例如面板構件等)之姿勢變化。亦即，在壓力檢測部與外部構件之姿勢變化很小的場合，藉由荷重傳達部抑制了來自外部的荷重往壓力檢測部以外的地方之分散。

以下，根據圖面說明相關於本發明的資訊輸入裝置1的實施形態。

如圖1、2所示，資訊輸入裝置1，係於前面被形成開口部2A等的筐體2，具備具有液晶或有機EL等的顯示部3A的顯示裝置3、具有接觸式的資訊輸入功能的面板構件4而被構成的。

於本發明，筐體2的開口部2A，如圖2所示，以具有容許面板構件4的嵌入之階差的方式切除筐體2的上面而被形成，於其底面，具有使被裝備於筐體2內部的顯示裝置3之顯示部3A面臨外面的顯示裝置用開口部2a、及支撐面板構件4的周緣部4A的框狀之支撐部2b。

開口部2A的形狀或大小，可以因應於面板構件4的形狀或大小而進行種種變更。又，開口部2A的實裝深度，可以因應於面板構件4的厚度等而進行種種變更。進而，開口部2A之顯示裝置用開口部2a的形狀或大小，可以因應於顯示部3A的形狀或大小而進行種種變更。在此，開口部2A、顯示裝置用開口部2a、顯示部3A、及面板構件4的形狀為矩形狀或約略矩形狀。但是，面板構件4等的形狀沒有特別限定，例如為圓形亦可。開口部2A的實裝深度，只要以筐體2的表面與面板構件4的表面幾乎成為同高的方式設定即可。

於資訊輸入裝置1，設有供檢測出對面板構件4的按壓操作力之用的壓力檢測手段。此壓力檢測手段，係由跨面板構件4與筐體2的支撐部2b而設的壓力檢測部5、及處理來自該壓力檢測部5的輸出訊號之未圖示的訊號處理電路等所構成。壓力檢測部5的構成只要是可以檢測出按壓力者即可，沒有特別限定。如圖1及圖4所示，壓力檢測部5係於面板構件4的周緣部4A至少配置1個以上。此壓力檢測手段，根據對面板構件4的觸碰操作，亦可具備檢知成為該操作位置的X-Y座標之所謂的觸碰輸入功能者。又，於具備觸碰輸入功能者，可以由電阻膜方式、靜電電容方式、及電磁誘導方式等來選擇。

如圖1～圖4所示，對壓力檢測部5賦予初期荷重的初期荷重賦予部6具備拉伸構件6a，接近配置於壓力檢測部5的兩側。拉伸構件6a，設置為在面板構件4與支撐部2b之間被挾住的狀態，以吸引面板構件4與支撐部2b的方式被構成。拉伸構件6a，例如包含比壓力檢測部5更薄化的非彈性的間隔件(包含與面板構件4、支撐部2b之黏接層，亦可為黏接劑單體)，在面板構件4或支撐部2b的變形被容許的場合，藉由面板構件4或支撐部2b，進而壓縮被賦予初期荷重的壓力檢測部5而檢測按壓力。此外，拉伸構件6a，亦可為具有彈性的黏接性黏接劑或雙面黏接材，亦可為被設定為發揮拉伸力的狀態之橡膠、拉伸線圈彈簧、板狀彈簧等各種彈性構件。

拉伸構件6a，使其厚度比壓力檢測部5之無加壓的狀態之厚度更薄，被配置於面板構件4與支撐部2b之間。被配置的拉伸構件6a欲保持當初的厚度，以致於面板構件4與支撐部2b相互吸引。如此進行，面板構件4與支撐部2b之間的距離變窄，使壓力檢測部5之無加壓狀態之厚度變小，結果對壓力檢測部5賦予初期荷重。

藉由如此般構成初期荷重賦予部6，成為在面板構件4被按壓操作前，對壓力檢測部5賦予初期荷重，其後在面板構件4被按壓操作時可以把壓力檢測部5檢測之值，直接使用於資訊輸入的控制。此外，拉伸構件6a的厚度比壓力檢測部5之無加壓的狀態之厚度更薄，所以不會因彈性構件6a而增加資訊輸入裝置1的厚度。

壓力檢測部5的構成沒有特別限定，作為一例針對使用感壓油墨之壓力檢測部5進行說明。壓力檢測部5，如圖3、圖4所示，在框狀的上部電極21a、與被對向配置於上部電極21a的框狀之下部電極22a之間，被配置點狀的上部感壓油墨23a與點狀的下部感壓油墨23b。上部感壓油墨23a，以覆蓋上部電極21a的方式被配置，下部感壓油膜23b，以覆蓋下部電極22a且與上部感壓油墨23a對向的方式被配置。感壓油墨部分的電極，係以成為比感壓油墨印刷尺寸更小若干的方式設計的。但是，只要是以電極部分不與被配置於對向的基板之電極直接接觸的方式加以考慮的話，尺寸等並沒有特別的限制。壓力檢測部5，於面板構件4的下面，例如藉由糊等黏接劑或雙面黏接膠帶等黏接層而被黏貼。上部電極21a及下部電極21a之尺寸，例如被設定於10μm～20μm。上部感壓油墨23a或下部感壓油墨23b之尺寸，例如被設定於15μm～35μm。又，感壓油墨僅為上部或下部之1層亦可。感壓油墨的形狀不限於點狀，於平面俯視亦可以為圓形、矩形、框形。對於電極，也沒有必要配置為框狀，只要於框狀的基板上個別獨立而被配置即可。此外，不僅可以把電極配置於感壓油墨的上下兩面，亦可僅配置於上下面之中任一方之面。在此場合，把一對電極形成為梳齒狀、渦卷狀等而控制與感壓油墨之接觸面積，可以得到所要的檢測範圍的訊號。

作為上部電極21a及下部電極22a的材料，可以使用金、銀、銅、或者鎳等金屬，或者是可以使用碳或包含複數這些材料的混合物等之具有導電性的漿。作為這些之形成方法，可以舉出網版印刷、平版印刷、照相凹版印刷(photogravure)、或者苯胺印刷(flexography)等印刷法、光阻法等。此外，上部電極21a及下部電極22a，可以貼附銅或金等金屬箔而形成。進而，上部電極21a及下部電極22a，可以在電鍍銅等金屬的可撓印刷電路板(FPC)之上以光阻形成電極圖案，藉由蝕刻處理未以光阻保護的部分的金屬箔而形成。上部電極21a及下部電極22a，亦可組合此處所舉出的形成方法或材料而層積。

構成上部感壓油墨23a及下部感壓油墨23b的組成物，係以因應於外力而改變電阻值等電氣特性的材料來構成。作為前述組成物，例如可以使用英國的Peratech公司製造的量子穿隧現象複合材料(商品名「QTC」)。上部感壓油墨23a、與下部感壓油墨23b，可以藉由塗佈而配置於上部電極21a、下部電極22a。作為上部感壓油墨23a及下部感壓油墨23b的塗佈方法，也可以使用網版印刷、平版印刷、照相凹版印刷、或苯胺印刷等印刷法。感壓油墨僅塗佈於上部電極21a或下部電極22a之任一方單面亦可。

上部電極21a及下部電極22a，被連接於連接器(未圖示)，連接器，被連接於內藏在資訊輸入裝置1的按壓檢測部(未圖示)。前述構成之壓力檢測部5，於通常時(無施加時)，上部感壓油墨23a與下部感壓油墨23b未被加壓。在此狀態，被設於壓力檢測部5上的面板構件4的觸控輸入面被施加按壓操作力的場合，藉由該按壓操作力，使上部感壓油墨23a與下部感壓油墨23b加壓接觸。藉由此加壓接觸，上部感壓油墨23a與下部感壓油墨23b之電阻值與接觸電阻值變小。藉由檢測出此電阻變化，可以檢測出往面板構件4之對觸控輸入面的按壓操作力。

此外，往面板構件4之處控輸入面的按壓操作力變大時，被施加至上部感壓油墨23a與下部感壓油墨23b的外力變成增大，而上部感壓油墨23a與下部感壓油墨23b的電阻值與接觸電阻值進而變小。藉由檢測出這樣的電阻變化，可以檢測出對上部感壓油墨23a與下部感壓油墨23b施加的外力，檢測出往面板構件4的觸控輸入面之按壓操作力。

[資訊輸入裝置之其他實施形態]

(1)在前述之實施形態，使拉伸構件6a的厚度比壓力檢測部5之無加壓的狀態之厚度更薄，而對壓力檢測部5賦予初期荷重，但隨著拉伸構件6a的材料等之不同，不能使其厚度比通常的壓力檢測部5的厚度更薄的場合，相反地以增加壓力檢測部5的厚度使比拉伸構件6a的厚度更大的方式構成，而對壓力檢測部5賦予初期荷重亦可。又，為了增加壓力檢測部5的厚度，使上部電極21a、下部電極22a或者感壓油墨23a、23b比通常更厚地進行塗抹或印刷等，或者進行反覆塗抹等。

(2)使壓力檢測部5固著於面板構件4構成作為單元化的面板單元之一部分亦可。此外，如圖5所示，使拉伸構件6a與壓力檢測部5一起固著於面板構件4而作為面板單元的一部分來構成亦可。在使壓力檢測部5固著於面板構件4之面板單元，如圖5所示，於壓力檢測部5的外側被安裝著由硬質材料、非彈性材料等所構成的板狀構件9。藉由採用如前所述的面板單元，在資訊輸入裝置1之安裝時，省掉設置作為壓力檢測部5或初期荷重賦予部6之拉伸構件6a的功夫。亦即，藉此可以謀求製造成本的減低或製造步驟的簡化。

(3)如圖6～圖8所示，壓力檢出部5與面板構件4之間，或壓力檢出部5與支撐部2b之間，以具備集中承受來自面板構件4或支撐部2b的荷重，使該荷重分散傳達至壓力檢出部5，同時容許對壓力檢出部5之面板構件4或支撐部2b的姿勢變化的荷重傳達部8為較佳。在圖6，於面板構件4與支撐部2b之間，壓力檢測部5、凸狀之荷重傳達部8被依序配置，於壓力檢測部5與凸狀的荷重傳達部8的側部被配置拉伸構件6a，於面板構件4被固著著壓力檢測部5、凸狀的荷重傳達部8。在圖7，於面板構件4與支撐部2b之間，壓力檢測部5、凸狀之荷重傳達部8被依序配置，於壓力檢測部5的側部被配置拉伸構件6a，於面板構件4被固著著壓力檢測部5、拉伸構件6a、板狀構件9、凸狀的荷重傳達部8。任一種場合，凸狀的荷重傳達部8都集中承受來自支撐部2b的荷重，將該荷重分散傳達至壓力檢測部5。

面板構件4之按壓操作時面板構件4之周緣部4A往上方翹曲的場合，凸狀的荷重傳達部8與支撐部2b之側之接觸面積也幾乎不改變，容許支撐部2b對壓力檢測部5之姿勢變化。因此，凸狀的荷重傳達部8與面板構件4之水平時沒有不同，都集中承受來自支撐部2b的荷重，將該荷重分散傳達至壓力檢測部5。如此般，來自支撐部2b的荷重被確實地傳達至壓力檢測部5而檢測出壓力，所以可正確地檢測出面板構件4的按壓操作力。

在圖8，面板構件4與支撐部2b之間，被配置凸狀的荷重傳達部8與板狀構件9、壓力檢測部5、拉伸構件6a，這些被固著於支撐部2b。在此場合，凸狀的荷重傳達部8集中承受來自面板構件4的荷重，將該荷重分散傳達至壓力檢測部5。

(4)荷重傳達部8，如圖9所示，亦可以被形成於面板構件4的背面側的凸部10與板狀構件9來構成，如圖10所示，以被形成於支撐部2b的凸部10與板狀構件9來構成亦可。在圖9，面板構件4與支撐部2b之間，被配置著凸部10、板狀構件9、壓力檢測部5、拉伸構件6a，於支撐部2b被固著板狀構件9、壓力檢測部5、拉伸構件6a。凸部10被固設於面板構件4，凸部10集中來自面板構件的荷重而傳達至板狀構件9，分散而傳達至壓力檢測部5。此外，在圖10，面板構件4與支撐部2b之間，被配置著壓力檢測部5、拉伸構件6a、板狀構件9、凸部10，於面板構件被固著壓力檢測部5、拉伸構件6a、板狀構件9。在此場合，凸部10集中來自支撐部2b的荷重而傳達至板狀構件9，分散而傳達至壓力檢測部5。

(5)壓力檢測部5及初期荷重賦予部6，只要設於面板構件4的周緣部4A之至少一部分即可，初期荷重賦予部6，如圖4所示，以配置於壓力檢測部5的附近為佳。把初期荷重賦予部6設於面板構件4的周緣部4A之一部分的話，可以僅將初期荷重賦予部6設於必要的處所，在被配置於面板構件4的壓力檢測部5很少的場合，在製造資訊輸入裝置1上是方便合宜的。

(6)初期荷重賦予部6，如圖11所示，亦可具備於面板構件4的周緣部4A之全體。在對面板構件4配置多數壓力檢測部5的場合等，亦有比起使初期荷重賦予部6具備於面板構件4的周緣部4A的一部分，使其具備於周緣部4A全體反而來得容易的場合。此外，雖未圖示，但與初期荷重賦予部6一起，使壓力檢測部5具備於面板構件4的周緣部4A之全體亦可。

接著，根據圖面說明相關於本發明的壓力檢測單元20之第1實施形態。

[壓力檢測單元之第1實施形態]

首先，根據圖12～圖15說明安裝壓力檢測單元20的資訊輸入裝置1的構成。如圖12、圖13所示，資訊輸入裝置1，具備於前面被形成開口部2A等的筐體2、具備接觸式的資訊輸入功能之面板構件4、以及包含供檢測對此面板構件4之按壓操作力之用的壓力檢測單元20的壓力檢測手段。

壓力檢測手段，如圖15所示，係由跨面板構件4與筐體2的支撐部2b而設的壓力檢測單元20、及處理來自該壓力檢測單元20的輸出訊號之未圖示的訊號處理電路等所構成。作為壓力檢測手段，只要是根據例如對面板構件4的使用者的觸碰操作，具備檢知成為該操作位置的X-Y座標之所謂的觸碰輸入功能者，可提高裝置的便利性。於具備觸碰輸入功能者，可以由電阻膜方式、靜電電容方式、及電磁誘導方式等來選擇。

其次，說明壓力檢測單元20的構成。如圖15所示，壓力檢測單元20，具備：第1基板21、對向於第1基板21而被配置的第2基板22、被挾於第1基板21與第2基板22的壓力檢測部23，同時跨第1基板21與第2基板22而具備對壓力檢測部23賦予初期荷重的構件30。壓力檢測部23，檢測第1基板21與第2基板22之相互的按壓力。

如圖14、圖15所示，用於資訊輸入裝置1的壓力檢測單元20具備框狀的第1基板21、及與第1基板21對向配置的框狀之第2基板22。框狀之第1基板21、第2基板22的內徑配合於開口部2A的尺寸，外徑配合於另外具備的XY座標檢測裝置(未圖示)。於第1基板21之與第2基板22之對向面，上部電極21a被配置為框狀。於第2基板22之與第1基板21之對向面，下部電極22a以與上部電極21a對向的方式被配置為框狀。於第1基板21的角落部分或周緣部分，以覆蓋上部電極21a的方式被配置點狀的上部感壓油墨23a。第2基板22的場合，也同樣於第2基板22的角落部分，或於其周緣部分以覆蓋下部電極22a且與上部感壓油墨23a對向的方式配置點狀的下部感壓油墨23b。感壓油墨部分的電極，係以成為比感壓油墨印刷尺寸更小若干的方式設計的。但是，只要是以電極部分不與被配置於對向的基板之電極直接接觸的方式加以考慮的話，尺寸等並沒有特別的限制。壓力檢測單元20，係第2基板22在支撐部2b之上，例如藉由黏接劑(未圖示)來貼附而被安裝於開口部2A。

壓力檢測部23，具有被形成於第1基板21上的上部電極21a，對向於上部電極21a而被形成於第2基板22上的下部電極22a、被形成於上部電極21a之上的上部感壓油墨23a、以及使與上部感壓油墨23a對向而被形成於下部電極22a之上的下部感壓油墨23b。

初期荷重賦予部30具備拉伸構件30a，被配置於第1基板21與第2基板22之對向區域，且係壓力檢測部23的周緣部。拉伸構件30a，係在被挾於第1基板21與第2基板22的狀態被設置的，以把第1基板21與第2基板22往壓力檢測部23之側按壓的方式被構成。拉伸構件30a，例如，包含比壓力檢測部23更薄化的非彈性的間隔件(包含與基板21、22之黏接層，亦可為黏接劑單體)，在第1基板21或第2基板22的變形被容許的場合，藉由第1基板21或第2基板22，進而壓縮被賦予初期荷重的壓力檢測部23而檢測按壓力。此外，拉伸構件30a，亦可為具有彈性的黏接性黏接劑或雙面黏接材，亦可為被設定為發揮拉伸力的狀態之橡膠、拉伸線圈彈簧、板狀彈簧等各種彈性構件。又，在圖15壓力檢測部23與初期荷重賦予部30係隔開的，但壓力檢測部23與初期荷重賦予部30為一部分接觸著亦可。

此處，拉伸構件30a，係以在自由狀態其厚度比壓力檢測部23的厚度變得更薄的方式被構成。於被配置的拉伸構件30a上有欲保持當初的厚度之力在作用，此力係作用於使第1基板21與第2基板22相互接近的方向上。如此進行，第1基板21與第2基板22之間的距離變窄，使壓力檢測部23之無加壓狀態之厚度變小，結果對壓力檢測部23賦予初期荷重。

以下，說明被安裝於資訊輸入裝置1的壓力檢測單元20的動作。於資訊輸入裝置1的內部，上部電極21a及下部電極22a被連接於連接器(未圖示)，連接器被連接於內藏在資訊輸入裝置的荷重檢測部(未圖示)。

檢測面板構件4被按壓操作時之壓力檢測單元20的壓力檢測部23之施加於上部感壓油墨23a及下部感壓油墨23b的電阻的變化。藉由此電阻變化的檢測，可以檢測出對兩感壓油墨23a、23b施加的外力，可以檢測出往面板構件4之荷重。

此時，於壓力檢測單元20具備拉伸構件30a，所以在面板構件4被按壓操作之前，變成對壓力檢測部23賦予初期荷重。因為抵銷了由無荷重至安定檢測荷重為止的檢測參差不齊很大的荷重範圍，所以其後面板構件4被按壓操作時壓力檢測部23所檢測出之值，可以直接用於資訊輸入的控制。

壓力檢測單元20之第1基板21及第2基板22，例如為膜等，材質可以舉出各種可使用於可撓基板的材質，例如，聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂、ABS樹脂、AS樹酯、丙烯酸系樹脂、AN樹脂等泛用樹脂。此外，聚苯乙烯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚碳酸酯變性聚苯醚樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、超高分子量聚乙烯樹脂等泛用工程樹脂，或是聚碸樹脂、聚苯硫醚系樹脂、聚苯醚(polyphenylene oxide)系樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚醚亞醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、液晶聚酯樹脂、多芳基化合物系耐熱樹脂等超級工程樹脂等。

作為壓力檢測部23之上部電極21a及下部電極22a的材料，可以使用金、銀、銅、或者鎳等金屬，或者是可以使用碳或包含複數這些材料的混合物等之具有導電性的漿。作為上部電極21a及下部電極22a之往第1基板21及第2基板22之形成方法，可以舉出網版印刷、平版印刷、照相凹版印刷(photogravure)、或者苯胺印刷(flexography)等印刷法、光阻法等。此外，上部電極21a及下部電極22a，可以貼附銅或金等金屬箔而形成。進而，上部電極21a及下部電極22a，可以在電鍍銅等金屬的可撓印刷電路板(FPC)之上以光阻形成電極圖案，藉由蝕刻處理未以光阻保護的部分的金屬箔而形成。上部電極21a及下部電極22a，亦可組合此處所舉出的形成方法或材料而層積。

構成壓力檢測部23之上部感壓油墨23a及下部感壓油墨23b的組成物，係以因應於外力而改變電阻值等電氣特性的材料來構成。作為組成物，例如可以使用英國的Peratech公司製造的量子穿隧現象複合材料(商品名「QTC」)。上部感壓油墨23a及下部感壓油墨23b，可以藉由塗佈而配置於第1基板21及第2基板22。上部感壓油墨23a及下部感壓油墨23b，可以藉由塗佈而配置於第1基板21及第2基板22。感壓油墨僅塗佈於第1基板21或第2基板22之任一方單面亦可。

壓力檢測單元20，於資訊輸入裝置1之面板構件4的下面，例如藉由糊等黏接劑、雙面黏接膠帶等之黏接層而被黏貼，以被隱蔽於面板構件4的周緣部4A之裝飾部的方式配置於至少一方。亦即，構成壓力檢測單元20的各構件，不限於以透明的材質來構成，亦可以有色的材質來構成。

[壓力檢測單元之第2實施形態]

在第1實施形態，使用被配置於第1基板21與第2基板22之間的一對電極21a、22a、與在該一對電極間配置感壓油墨的壓力檢測部23來進行說明，但壓力檢測部23，亦可為被配置於第1基板21或第2基板22之任一方之一對電極，與在第1基板或第2基板之另一方覆蓋該一對電極的方式進行配置的構成。如此一來，電極層變成1層所以壓力檢測部23的厚度變得更薄，結果可以謀求壓力檢測單元20的薄型化。在此場合，把一對電極形成為梳齒狀、渦卷狀等而控制與感壓油墨構件之接觸面積，可以得到所要的檢測範圍的訊號。

[壓力檢測單元之第3實施形態]

如圖16所示，於第2基板22的外面亦可設置凸塊24a作為荷重傳達部24。凸塊24a的設置面積，係以成為比壓力檢測部23與第2基板的接觸面積更小的方式被形成。對壓力檢測部23施加來自外部的荷重時，凸塊24a由下方支撐壓力檢測部23，集中該荷重而傳達至壓力檢測部23(圖17)。作為凸塊24a的構成，有以印刷或塗佈等配置熱硬化性樹脂或紫外線硬化性樹脂而使其硬化者，尺寸配合於壓力檢測部而裁斷貼合的膜或樹脂板、PE模板或發泡合成纖維塊等發泡體、黏接性黏接劑或雙面黏接材、雙面膠帶等。凸塊24a亦可設於第1基板21的外面，亦可設於第1基板21及第2基板22之雙方的外面。此處，凸塊24a的高度尺寸，例如為50μm～200μm(包含供黏接於第2基板22之用的黏接層的厚度)。凸塊24a最好是被配置於壓力檢測部23設置的位置之背面側(正下方)。如此一來，可以確實使上部感壓油墨23a與下部感壓油墨23b相互按壓，可以提高壓力檢測單元20的壓力之測定精度。

[壓力檢測單元之第4實施形態]

凸塊24a，如圖16所示，最好是以越遠離被設置的第2基板22的外面，剖面積形成為越小的方式被形成。如此構成的話，某個程度地容許壓力檢測部23，與按壓壓力檢測部23的外部構件(例如面板構件等)之姿勢變化。亦即，在壓力檢測部23與外部構件之姿勢變化很小的場合，藉由凸塊24a抑制了來自外部的荷重往壓力檢測部23以外的地方之分散。又，凸塊24a亦可為非彈性構件、彈性構件之任一種。

[壓力檢測單元之其他實施形態]

(1)在前述之實施形態，使拉伸構件30a的厚度比壓力檢測部23之無加壓的狀態之厚度更薄，而對壓力檢測部23賦予初期荷重，但隨著拉伸構件30a的材料等之不同，不能使其厚度比通常的壓力檢測部23的厚度更薄的場合，相反地以增加壓力檢測部23的厚度使比拉伸構件30a的厚度更大的方式構成，而對壓力檢測部5賦予初期荷重亦可。又，為了增加壓力檢測部23的厚度，使上部電極21a、下部電極22a或者感壓油墨23a、23b比通常更厚地進行塗抹或印刷等，或者進行反覆塗抹等。

(2)在前述之第1實施形態，作為壓力檢測部23，使用一對電極與夾在該電極之間的2層之感壓油墨23a、23b所構成者來進行說明，但壓力檢測部23的構成只要是可以檢測出按壓力者即可沒有特別的限定，感壓油墨也為1層。此外，感壓油墨的形狀不限於點狀，於平面俯視亦可以為圓形、矩形、框形。對於壓力檢測部23的電極，也沒有必要配置為框狀，只要於框狀的基板上個別獨立而被配置即可。

(3)在前述之第1實施形態，係將上部感壓油墨23a或下部感壓油墨23b配置於第1基板21或第2基板22之各角落部，但本發明並不以此為限。上部感壓油墨23a或下部感壓油墨23b，亦可以沿著第1基板21或第2基板22之邊緣部以點狀存在的方式被配置。如圖14所示，上部感壓油墨23a及下部感壓油墨23a，亦可為左右對稱且等間隔地配置。如此一來，只要是具備根據對面板構件4的使用者的觸碰操作，檢知成為該操作位置的X-Y座標的功能者，使X-Y座標的檢測也變得容易，而提高裝置的便利性。

(4)在前述之第1實施形態，係將壓力檢測單元20貼黏於面板構件4的下面，但不將壓力檢測單元20黏貼於面板構件4而黏貼於筐體的支撐部2b亦可。

(壓力的測定精度的評估試驗)

接著，說明於第1基板21與第2基板22之對向區域，作為初期荷重賦予部30，使用具備使其厚度比壓力檢測部23的厚度更薄化的拉伸構件30a的壓力檢測單元20來進行的效果確認試驗的結果。

在此，作為相關於本發明的壓力檢測單元的實施例，如圖18所示，將壓力檢測部23，在上部膜(第1基板)21與下部膜(第2基板)22之間，以銀電極21a、感壓油墨23a、碳印刷、銀電極22b的順序配置。製作配置了比壓力檢測部23的厚度(銀電極21a、22a、感壓油墨23a、碳之厚度的合計)更使其厚度薄化的拉伸構件30a(糊印刷)之15個樣本S1～S15。此外，作為比較例，配置與本發明的實施例同樣的壓力檢測部23，製作在上部膜21與下部膜22之間，配置了比壓力檢測部23的厚度更使其厚度增厚的雙面膠帶(把壓克力系黏接材塗佈於兩面)之15個樣本S16～S30。

銀電極21a、22a被印刷為直徑4mm、厚度10μm、感壓油墨23a被印刷為直徑3mm、厚度20μm、碳被印刷為直徑3mm、厚度為10μm(把壓力檢測部23之厚度計算為50μm)、分別印刷為約略圓形。樣本S1～S15之拉伸構件30a(糊印刷)的厚度為30μm，樣本S16～S30之雙面膠帶的厚度為70μm。於感壓油墨23a使用英國Peratech公司製造之「QTC」(商品名)。又，上部膜21為厚度50μm的PET膜，下部膜22為貼合2枚厚度50μm之PET膜以及厚度38μm的PET膜者。於上部膜21及下部膜22之厚度50μm之PET膜印刷銀電極21a、22a，而於下部膜22之厚度38μm之膜，配置直徑1mm，高度100μm之凸塊(未圖示)。

將各樣本S1～S30載置於試驗台上後，於各樣本S1～S30之感壓油墨23a所位處的中央部分C配置重錘，對各樣本分別進行3次電阻值的測定。改變重錘的重量而反覆複數次此動作，測定對感壓油墨承受的荷重之電阻值。

圖19系顯示樣本S1～S15之電阻值(3次測定的電阻值之平均值)與荷重之關係之圖，圖9係顯示樣本S16～S30之電阻值(3次測定的電阻值之平均值)與荷重之關係之圖。

在本發明之實施例(樣本S1～S15)，如圖19所示，荷重約100gf以上時，無論哪個樣本都顯示幾乎相同的電阻值。另一方面，在比較例(樣本S16～S30)，如圖20所示，荷重越小時，各樣本的電阻值產生參差不齊。此電阻值的參差不齊，在荷重比200gf更小時，特別變得顯著。又，荷重不滿150gf的場合，無法測定電阻值。

圖21係顯示樣本S1～S30之電阻值的變動係數與荷重的關係之圖。此處，變動係數是把標準偏差以算術平均值來除者，變動係數越大表示對荷重的電阻值的參差不齊越大。

在本發明之實施例(樣本S1～S15)，如圖21所示，即使對各樣本施加的荷重很小的場合，各樣本之各個荷重的電阻值之變動係數都非常小。另一方面，在比較例(樣本S16～S30)，荷重越小時，各樣本的電阻值的變動係數變大。此變動係數的增加，在荷重比200gf更小時，特別變得顯著。

藉由以上之試驗結果，藉由在第1基板21及第2基板22之間配置比壓力檢測部23的厚度更薄的拉伸構件30a，即使來自外部的荷重很小的場合，也被確認了可以提高壓力的測定精度。

又，藉由適宜地組合前述種種實施形態之中的任意實施形態，可以達成分別具有的效果。

[產業上利用可能性]

相關於本發明的資訊輸入裝置及壓力檢測單元，有效地被利用於行動電話、智慧型手機、PDA、汽車導航裝置、數位相機、數位攝影機、遊戲機、及平板電腦等電子機器，可以利用於謀求電子機器的多功能化及操作性的提高。

1．．．資訊輸入裝置

2A．．．開口部

2．．．筐體

3A．．．顯示部

3．．．顯示裝置

4．．．面板構件

2a．．．顯示裝置用開口部

4A．．．周緣部

2b．．．支撐部

5．．．壓力檢測部

6．．．初期荷重賦予部

6a．．．拉伸構件

21a．．．上部電極

22a．．．下部電極

23a．．．上部感壓油墨

23b．．．下部感壓油墨

圖1係資訊輸入裝置的立體圖。

圖2為圖1之Ⅱ-Ⅱ剖面圖。

圖3為圖2之壓力檢測部附近之擴大圖。

圖4係顯示資訊輸入裝置的壓力檢測部與初期荷重賦予部的配置之圖。

圖5係顯示其他實施形態之資訊輸入裝置的重要部位剖面圖。

圖6係顯示其他實施形態之資訊輸入裝置的重要部位剖面圖。

圖7係顯示其他實施形態之資訊輸入裝置的重要部位剖面圖。

圖8係顯示其他實施形態之資訊輸入裝置的重要部位剖面圖。

圖9係顯示其他實施形態之資訊輸入裝置的重要部位剖面圖。

圖10係顯示其他實施形態之資訊輸入裝置的重要部位剖面圖。

圖11係顯示其他實施形態之資訊輸入裝置之壓力檢測部與初期荷重賦予部的配置之圖。

圖12係顯示配置了相關於本發明的壓力檢測單元之資訊輸入裝置的立體圖。

圖13為圖12之ⅩⅢ-ⅩⅢ剖面圖。

圖14係顯示壓力檢測單元的資訊輸入裝置之配置之圖。

圖15為圖13之壓力檢測單元附近之擴大圖。

圖16係顯示壓力檢測單元之實施形態3之圖。

圖17係顯示壓力檢測單元之實施形態3的動作狀態之圖。

圖18系顯示使用於效果確認試驗的樣本之圖。

圖19係顯示實施例(樣本S1～S15)之電阻值與荷重之關係之圖。

圖20係顯示比較例(樣本S16～S30)之電阻值與荷重之關係之圖。

圖21係顯示樣本S1～S30之電阻值的變動係數與荷重的關係之圖。

圖22係顯示相關於先前技術之資訊輸入裝置的剖面圖。

圖23係顯示感壓感測器之荷重與電阻值的關係之圖。

1．．．資訊輸入裝置

2A．．．開口部

2．．．筐體

3A．．．顯示部

3．．．顯示裝置

4．．．面板構件

2a．．．顯示裝置用開口部

4A．．．周緣部

2b．．．支撐部

5．．．壓力檢測部

6．．．初期荷重賦予部

6a．．．拉伸構件

Claims (10)

1. 一種資訊輸入裝置，其特徵為具備：具有接觸式的資訊輸入功能之面板構件、具有支撐前述面板構件的支撐部之筐體、設於前述面板構件的第1基板、設於前述支撐部，被對向配置於前述第1基板之第2基板、跨於前述第1基板與前述第2基板而設置，並檢測出對前述面板構件之按壓操作力之壓力檢測部、及跨於前述第1基板與前述第2基板而設置，吸引前述第1基板及前述第2基板而對前述壓力檢測部賦予初期荷重之初期荷重賦予部；前述初期荷重賦予部，是黏接性黏接劑或者雙面黏接材。
2. 如申請專利範圍第1項之資訊輸入裝置，其中前述初期荷重賦予部，係被連接於前述第1基板與前述第2基板的具有彈性的黏接性黏接劑或者雙面黏接材。
3. 如申請專利範圍第1或2項之資訊輸入裝置，其中於前述第1基板與前述面板構件之間，或前述第2基板與前述支撐部之間，具備集中承受來自前述面板構件或前述支撐部的荷重，使該荷重分散傳達至前述壓力檢測部，同時容許對前述壓力檢測部之前述面板構件或前述支撐部的姿勢變化的荷重傳達部。
4. 如申請專利範圍第1或2項之資訊輸入裝置，其中將前述壓力檢測部與前述初期荷重賦予部設於前述面板構件的周緣部之至少一部分。
5. 一種壓力檢測單元，係使用於具備具有接觸式的資訊輸入功能之面板構件、與具有支撐前述面板構件的支撐部之筐體的資訊輸入裝置之壓力檢測單元，其特徵為具備：設於前述面板構件的第1基板、設於前述支撐部，被對向配置於前述第1基板之第2基板、被設於前述第1基板與前述第2基板之間，檢測前述第1基板與前述第2基板相互之按壓力的壓力檢測部、以及跨前述第1基板與前述第2基板而設置，使前述第1基板與前述第2基板按壓於前述壓力檢測部之側而賦予初期荷重的初期荷重賦予部；前述初期荷重賦予部，是黏接性黏接劑或者雙面黏接材。
6. 如申請專利範圍第5項之壓力檢測單元，其中前述初期荷重賦予部，係被連接於前述第1基板與前述第2基板之具有彈性的黏接性黏接劑或者雙面黏接材。
7. 如申請專利範圍第5或6項之壓力檢測單元，其中前述壓力檢測部，具有被配置於前述第1基板與前述第2基板之間的一對電極，及被配置於該一對電極間，藉由來自外部的荷重而改變電氣特性的導電性感壓油墨。
8. 如申請專利範圍第5或6項之壓力檢測單元，其中前述壓力檢測部，具有被配置於前述第1基板或前述第2基板之任一方的一對電極，及於前述第1基板或前述第2基板之另一方以覆蓋該一對電極的方式被配置，藉由來自外部的荷重而改變電氣特性的導電性感壓油墨。
9. 如申請專利範圍第5或6項之壓力檢測單元，其中具備被設於前述第1基板的外面及前述第2基板的外面之中之至少某一方，其設置面積係以比前述壓力檢測部之與前述第1基板或前述第2基板之接觸面積還小的方式形成的荷重傳達部。
10. 如申請專利範圍第9項之壓力檢測單元，其中前述荷重傳達部，係越遠離前述第1基板或前述第2基板的外面，剖面積形成為越小。