專利名稱：觸摸屏和使用它的輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在各種電子機器的輸入操作中使用的觸摸屏和使用它的輸入裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子機器多動能化的進展，使用安裝在液晶顯示元件等顯示面上的光透過性的觸摸屏。使用者通過該觸摸屏可以辨認選擇在顯示元件上顯示的文字或記號，圖案等符號，通過用手指或?qū)Ｓ霉P等按壓操作觸摸屏，可以使電子機器的各種功能工作。
現(xiàn)在來說明特開平7-169367號公報中公開的現(xiàn)有的觸摸屏。圖5為現(xiàn)有的觸摸屏的截面圖。在薄膜狀的光透過性的上基板1的下表面上形成氧化銦錫等的光透過性的上電阻層3。在薄膜狀的光透過性的下基板2的上表面上，形成氧化銦錫等光透過性的下電阻層4。在下電阻層4的上面，以給定間隔形成由絕緣樹脂制成的多個點墊片5。在上電阻層3的兩端形成一對上電極(圖中沒有示出)，在下電阻層4的兩端形成與上電極垂直方向的一對下電極(圖中沒有示出)。利用在畫框狀的墊片6的上面涂敷形成的粘接層(圖中沒有示出)，將墊片6的上面和上基板1的外周貼合。利用在墊片6的下面涂敷形成的粘接層(圖中沒有示出)，將墊片6和下基板2的外周邊貼合。這樣，上電阻層3和下電阻層4以給定的空隙7相對地構(gòu)成觸摸屏。
將這種觸摸屏配置在液晶顯示元件等顯示元件的顯示面上，并安裝在電子機器上，使其一對上電極和下電極與控制回路(圖中沒有示出)連接。
當使用者通過觸摸屏，辨認顯示元件的顯示面，并用手指或筆等按壓操作上基板1的上表面時，上基板1撓曲，上電阻層3的被按壓部分與下電阻層4接觸?？刂苹芈芬来螌㈦妷菏┘釉谏想姌O和下電極上，利用電極間的電壓比，檢測被按壓部分的位置?？刂苹芈犯鶕?jù)檢測的位置起動電子機器的各種功能。由于現(xiàn)有的觸摸屏由上基板1，上電阻層3，空隙7，下電阻層4和下基板2等多個部分構(gòu)成，外部光在這些部分的上下表面上反射，因此透過率低下。這樣，使用者難以通過觸摸屏看見顯示元件。
通過空隙7產(chǎn)生光的干涉條紋，即所謂的牛頓環(huán)。將硅系的油等填充在空隙7中，可在一定程度上減少牛頓環(huán)，但制造觸摸屏的工序增加，結(jié)果觸摸屏的價格提高。

發(fā)明內(nèi)容
觸摸屏具備具有第一面和第一面相反側(cè)的第二面的光透過性的壓電基礎(chǔ)材料；設(shè)在壓電基礎(chǔ)材料的第一面上的光透過性的第一電阻層；以及設(shè)在壓電基礎(chǔ)材料的第二面上的光透過性的第二電阻層。壓電基礎(chǔ)材料的被按壓部分的電阻局部地減小。
這種觸摸屏可用簡單的結(jié)構(gòu)減少外部光的反射和牛頓環(huán)的產(chǎn)生。


圖1為本發(fā)明的實施方式的觸摸屏的截面圖。
圖2為實施方式的觸摸屏的分解立體圖。
圖3為實施方式的輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為實施方式的輸入裝置的分解結(jié)構(gòu)圖。
圖5為現(xiàn)有的觸摸屏的截面圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的實施方式的觸摸屏101的截面圖。圖2為觸摸屏101的分解立體圖。在聚偏氟乙烯等制的壓電樹脂制成的厚度為150～200μm左右的光透過性的壓電基礎(chǔ)材料11的上表面11A上，利用真空濺射法等形成氧化銦錫或氧化錫等的光透過性的上電阻層12。在基礎(chǔ)材料11的下表面11B上，利用真空濺射法形成氧化銦錫或氧化錫等的光透過性的下電阻層13。在上電阻層12的上表面12C上形成由丙烯酸系等的透明絕緣樹脂制成的硬涂層14。在下電阻層13的下表面13C上形成由聚酯或環(huán)氧樹脂等透明絕緣樹脂制成的絕緣層15。在上電阻層12的左右端印刷形成由銀或碳等導(dǎo)體制成的上電極12A和12B。在下電阻層13的前后端分別印刷形成下電極13A和13B，構(gòu)成觸摸屏101。上電極12A，12B的配置方向D1與下電極13A，13B的配置方向D2垂直。
通過在薄膜片狀態(tài)下，在厚度方向11C上施加電壓，聚偏氟乙烯制的壓電基礎(chǔ)材料11的分子從隨機的結(jié)構(gòu)取向成有規(guī)則性的晶格狀結(jié)構(gòu)，利用在電阻層12，13之間施加電壓，使基礎(chǔ)材料11極化，例如使上表面11A帶正電，下表面11B帶負電地使基礎(chǔ)材料11極化。在極化的狀態(tài)下，基礎(chǔ)材料11在被按壓的部分上，在厚度方向11C上產(chǎn)生導(dǎo)電性。即被按壓的部分與按壓前相比，電阻局部地減小。另外，被按壓部分的周圍部分的電阻，以比被按壓部分的電阻變化量小的變化量變化，但周圍部分的電阻不變化也可以。即基礎(chǔ)材料11的被按壓部分，與包含其周圍部分的其他部分相比，電阻降低。
圖3為實施方式的輸入裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖4為輸入裝置的分解結(jié)構(gòu)圖。觸摸屏101配置在液晶顯示元件等顯示元件102的顯示面102A上，從而安裝在電子機器上。上電極12A，12B和下電極13A，13B與由微型計算機形成的控制回路20連接，形成輸入裝置。
現(xiàn)在說明使用實施方式的觸摸屏的輸入裝置的動作。使用者通過觸摸屏101辨認顯示元件102的顯示面102A，利用手指或筆等按壓硬涂層14上面的位置P1。這樣，與基礎(chǔ)材料11的位置P1對應(yīng)的部分通過硬涂層14和上電阻層12被按壓壓縮。另外，基礎(chǔ)材料11的被按壓部分的分子的晶格間距離減小，與包含被按壓部分周圍的、不被按壓的其他部分比較，電阻減小。
在上電阻層12的上電極12A和12B之間，由控制回路20施加規(guī)定的電壓?？刂苹芈?0通過基礎(chǔ)材料11的被按壓部分、下電阻層13、下電極13A、13B，檢測上電阻層12的被按壓部分的電位。控制回路20根據(jù)所施加的電壓和所檢測的電位的比，檢測出被按壓部分在方向D1上的位置。
其次，由控制回路20將給定電壓施加在下電阻層13的下電極13A和13B之間。控制回路20通過基礎(chǔ)材料11的被按壓部分、上電阻層12和上電極12A，12B，檢測出下電阻層13的被按壓部分的電位。控制回路20根據(jù)所施加的電壓與所檢測的電位的比，檢測出被按壓部分在方向D2上的位置。
這樣，控制回路20可以從方向D1，D2的位置檢測被按壓部分的位置P1?？刂苹芈?0根據(jù)被檢測出的位置P1，起動電子機器的各種功能。
如上所述，實施方式的觸摸屏101由基礎(chǔ)材料11，上電阻層12，下電阻層13，硬涂層14和絕緣層15構(gòu)成。由于沒有圖6的電阻層間的空隙7，觸摸屏101即使碰到太陽光或燈光等外部光，也難以發(fā)生反射或牛頓環(huán)。因此，使用者可通過觸摸屏101明確地辨認顯示元件102的顯示面102A。
通過將電壓施加在電阻層12、13之間，聚偏氟乙烯制的壓電基礎(chǔ)材料11按照使分子呈有規(guī)則性的晶格狀取向地極化。因此，如上所述，當從控制回路20給上電阻層12和下電阻層13兩端施加電壓時，壓電基礎(chǔ)材料11的被按壓部分通過壓電作用而振動，該振動通過手指或筆等傳給使用者，因此，按壓操作時，可得到“卡塔”的聲感。
為了檢測出被按壓部分，通常由控制回路20所施加的工作電壓為5V左右。在檢測出觸摸屏101被按壓時，控制回路20也可將比通常的工作電壓高的、數(shù)十V左右的電壓施加在電阻層12、13上。施加在電阻層12、13上的電壓越高，基礎(chǔ)材料11的振動越大，通過這種高的電壓，可獲得更明顯的“卡塔”聲。
利用電阻層12、13上的硬涂層14和絕緣層15，可防止按壓操作時上電阻層12的磨損，可以提高電阻層12、13的電氣絕緣性。
另外，在實施方式的觸摸屏101中，上電極12A，12B的配置方向D1，與下電極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就可以檢測被按壓位置P1。
另外，在實施方式的觸摸屏101中，上電阻層12和下電阻層13覆蓋基礎(chǔ)材料11的表面11A，11B的全部。也可使上電阻層12形成為由互相平行的多個線狀的層和連接它們端部的上電極構(gòu)成的鋸齒形狀，使下電阻層13形成為由向與上電極層12的多個層垂直的方向延伸的多個線狀的層，和連接它們端部的電極構(gòu)成的鋸齒形狀。
權(quán)利要求
1.一種觸摸屏，其特征為，具備具有第一面和所述第一面相反側(cè)的第二面，且被按壓部分的電阻局部地減小的光透過性的壓電基礎(chǔ)材料；設(shè)在所述壓電基礎(chǔ)材料的所述第一面上的光透過性的第一電阻層；以及設(shè)在所述壓電基礎(chǔ)材料的所述第二面上的光透過性的第二電阻層。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征為，所述壓電基礎(chǔ)材料由聚偏氟乙烯制成。
3.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征為，還具備設(shè)置在所述第一電阻層上，與所述第一電阻層連接且配置在第一方向上的第一和第二電極層；以及設(shè)置在所述第二電阻層上，與所述第二電阻層連接且配置在與所述第一方向不平行的第二方向上的第三和第四電極層。
4.如權(quán)利要求3所述的觸摸屏，其特征為，所述第一方向與所述第二方向垂直。
5.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征為，還具有設(shè)置在所述第一電阻層上的樹脂層。
6.一種輸入裝置，它具有觸摸屏，以及與所述第一至第四電極層連接的、檢測所述壓電基礎(chǔ)材料的所述被按壓部分的位置的控制回路，所述觸摸屏具備具有第一面和所述第一面相反側(cè)的第二面，且被按壓部分的電阻局部地減小的光透過性的壓電基礎(chǔ)材料；設(shè)在所述壓電基礎(chǔ)材料的所述第一面上的光透過性的第一電阻層；設(shè)在所述壓電基礎(chǔ)材料的所述第二面上的光透過性的第二電阻層；設(shè)置在所述第一電阻層上，與所述第一電阻層連接且配置在第一方向上的第一和第二電極層；以及設(shè)置在所述第二電阻層上，與所述第二電阻層連接且配置在與所述第一方向不相同的第二方向上的第三和第四電極層。
7.如權(quán)利要求6所述的輸入裝置，其特征為，所述壓電基礎(chǔ)材料由聚偏氟乙烯制成。
8.如權(quán)利要求6所述的輸入裝置，其特征為，所述第一方向與所述第二方向垂直。
9.如權(quán)利要求6所述的輸入裝置，其特征為，所述控制回路為了檢測所述被按壓部分的位置，而在所述第一電極層和所述第二電極層之間施加第一電壓。
10.如權(quán)利要求9所述的輸入裝置，其特征為，所述控制回路在所述觸摸屏被按壓時，在所述第一電阻層和所述第二電阻層之間施加第二電壓，所述壓電基礎(chǔ)材料通過所施加的所述第二電壓而振動。
11.如權(quán)利要求10所述的輸入裝置，其特征為，所述第二電壓比所述第一電壓高。
全文摘要
觸摸屏具備具有第一面和第一面相反側(cè)的第二面的光透過性的壓電基礎(chǔ)材料；設(shè)在壓電基礎(chǔ)材料的第一面上的光透過性的第一電阻層；以及設(shè)在壓電基礎(chǔ)材料的第二面上的光透過性的第二電阻層。壓電基礎(chǔ)材料的被按壓部分的電阻局部地減小。這種觸摸屏可用簡單的結(jié)構(gòu)減少外部光的反射和牛頓環(huán)的發(fā)生。
文檔編號H01H13/70GK1614626SQ20041008661
公開日2005年5月11日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者松本賢一, 村上哲郎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社