專利名稱：輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過檢測根據(jù)可動電極的按壓狀態(tài)而發(fā)生變化的靜電電容的變化，而將輸入信號進行輸出的輸入裝置。
背景技術：
在電子設備等中使用的輸入裝置中，公知有一種靜電電容式力敏傳感器，其檢測根據(jù)按壓操作部的強度或者方向而發(fā)生變化的靜電電容的變化量，而將X、Y、ζ軸的1 3 軸的輸入信號進行輸出。例如，在專利文獻1中，公開了在基體上配置01+、0廠、07+、07_等，在其上涂布抗蝕劑膜，并在其上方配置圓頂形金屬板以及操作用按鈕的靜電電容式輸入檢測裝置，但是，不僅結構中所需要的構件數(shù)量多而成本變高，而且作為整體，裝置變大，難以薄型化、小型化。另外，由于需要保持圓頂形金屬板或者操作用按鈕的外罩，因此還存在不能將沒有彎曲性的輸入裝置安裝于電子設備的凹凸面的問題。此外，在現(xiàn)有的輸入裝置中，對于施加于操作按鈕的力的大小，靜電電容的變化成為非線性特性，在實際中作為輸入裝置(輸入設備)使用的情況下，如果不使用軟件等來調(diào)整其輸出，則不能得到舒適的操作感，因此，需要根據(jù)調(diào)整的載荷來選擇高價的CPU，從而， 有成為成本上升的主要原因的可能性。專利文獻1 日本特開平11_13觀72號公報

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題)本發(fā)明的目的在于在靜電電容式輸入裝置中，提供一種輸入裝置，其在謀求薄型化方面有效，對于基板的彎曲也具有穩(wěn)定的靜電電容變化，靜電電容變化的穩(wěn)定性優(yōu)良，進而容易調(diào)整對于施加于可動電極的力的大小的靜電電容變化特性。(解決技術問題的技術方案)本發(fā)明涉及的輸入裝置，在樹脂薄膜基板的表面?zhèn)染邆溆蓪щ娦圆牧蠘嫵傻目蓜与姌O，在該樹脂薄膜基板的背面具備靜電電容檢測電極，所述輸入裝置的特征在于，可動電極具有通過按壓而發(fā)生變位的變位部和粘接固定于樹脂薄膜基板的表面的固定部，該固定部與設置于所述樹脂薄膜基板的引出電極電連接，所述位移部具有朝向所述樹脂薄膜基板的表面突出的突出部，同時該突出部的頂端在初始狀態(tài)下與該樹脂薄膜基板的表面接觸或者粘接，所述靜電電容檢測電極與所述位移部對向配置，同時與設置于所述樹脂薄膜基板的引出電極電連接。這里，在樹脂薄膜基板中，將設置可動電極的一側表現(xiàn)為表面，將設置靜電電容檢測電極的一側表現(xiàn)為背面。在本發(fā)明中，根據(jù)從上方按壓由導電性材料構成的可動電極的力或者方向，將變形后的該可動電極與靜電電容檢測電極之間的靜電電容變化作為模擬信號或者裝置信號進行檢測，樹脂薄膜基板起到可動電極與靜電電容檢測電極之間的絕緣層的作用。從提高輸入裝置的檢測靈敏度以及基板的彎曲特性的觀點來看，優(yōu)選的是樹脂薄膜基板較薄，厚度最好是25 μ m 100 μ m的范圍。另外，從強度高的觀點來看，優(yōu)選是聚酰亞胺薄膜或者聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜等。靜電電容檢測電極以與可動電極的位移部相對向的方式在樹脂薄膜基板的背面作為固定電極而形成。由于可動電極的按壓力，與靜電電容檢測電極的重合面積發(fā)生變化，靜電電容發(fā)生變化，能夠由后一級連接的信號處理電路作為模擬信號或者數(shù)字信號輸出。另外，如果將靜電電容檢測電極相對于可動電極的中心，沿其圓周方向分割配置多個，例如如果將X軸方向和Y軸方向的靜電電容變化量進行矢量合成，能夠作為方向檢測信號輸入輸出。接著，對本發(fā)明中在可動電極的位移部上形成朝向樹脂薄膜基板表面的突出部， 同時使該突出部的頂端接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面的理由進行說明。例如，如圖14所示，在樹脂薄膜基板10的表面上使用導電性橡膠形成由平坦狀的位移部121和固定部122構成的可動電極120，通過絲網(wǎng)印刷等形成經(jīng)由連接于固定部的連接部123而電連接的引出電極40、以及與位移部121相對向并在樹脂薄膜基板10的背面上的靜電電容檢測電極，在該電極與電連接的引出電極40之間施加周期性變化的電壓。當按壓位移部時，根據(jù)其力的強度，可動電極120與靜電電容檢測電極30之間的靜電電容發(fā)生變化，相對于無載荷的狀態(tài)，電壓發(fā)生變化。當模式地將這種情況下對于按壓載荷的靜電電容的變化(電壓)圖形化時，如圖 14(e)所示。S卩，在位移部121的背面?zhèn)绕教辜闯跏嫉臒o載荷的狀態(tài)下，由于位移部與樹脂薄膜基板表面之間具有間隙，因此在按壓載荷小的范圍內(nèi)，靜電電容的變化小，對于位移部的背面開始接觸于樹脂薄膜基板表面以后的載荷變化，靜電電容在急劇變化以后，在較早的階段飽和。另外，在將輸入裝置安裝到電子設備等的凸面或者凹面等的曲面上的情況下，根據(jù)其形狀，樹脂薄膜基板10彎曲，由于位移部與樹脂薄膜基板之間的間隙發(fā)生變化，因而有可能由此在輸出信號中產(chǎn)生較大的誤差。因而，本發(fā)明例如如圖13所示，在位移部121的背面?zhèn)刃纬赏怀霾?21a，同時使其頂端接觸于樹脂薄膜基板10的表面。但是，在這種情況下，雖然能夠減小對于樹脂薄膜基板彎曲的輸出誤差，但是當突出部為從底部朝向頂端并向外側突出的R形狀的突起形狀時，雖然能夠緩和開始按壓可動電極以后，位移部的背面接觸于樹脂薄膜基板而輸出急劇變化的情況，但是與固定電極 (靜電電容檢測電極)的重合面積發(fā)生很大變化，成為如圖13(f)所示的非線性的曲線。在本發(fā)明中，易于調(diào)整為使靜電電容的變化特性例如如圖1(f)所示成為線性特性，或者如圖2(e)所示將初始的變化抑制為很小，然后成為線性特性。作為實現(xiàn)的對策，第一，采用如下方法將樹脂薄膜基板作為絕緣層，與設置于樹脂薄膜基板的表面?zhèn)鹊目蓜与姌O的位移部相對向，在樹脂薄膜基板的背面設置靜電電容檢測電極，與從該位移部突出的突出部的頂端部相對向設置靜電電容檢測電極，同時，通過預先使該突出部的頂端接觸或者粘接于該樹脂薄膜基板的表面，在未按壓可動電極的初始狀態(tài)下，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)比圖14所示的平行電極還大的靜電電容，由此抑制其以后的急劇變化。第二，改良了按壓可動電極時的突出部的變形(重合面積)圖案。具體地講具有如下的方法，這些方法既可以單獨采用也可以組合采用。作為例子，可以舉出如下方法。將突出部的截面形狀成為大致梯形形狀，或者將所述突出部的形狀成為從頂端部朝向底部，側面向內(nèi)側凹陷的R形狀的方法。將所述突出部的形狀成為從頂端部朝向底部，在側面形成階梯部的同時擴寬的方法。所述突出部以同心圓狀形成多個，同時在最內(nèi)側突出部的頂端接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面，所述多個突出部朝向外周側，突出高度依次降低的方法。所述突出部的形狀形成從中心部俯視放射狀的方法。可動電極具有中心固定部和相對于該中心固定部為同心圓狀的外周固定部，所述中心固定部與外周固定部之間成為位移部，在該位移部中，使與中心固定部同心圓狀形成的突出部的內(nèi)周側面與外周側面的傾斜角度不同的方法等。另外，在用突出部的變形圖案改良重合面積為主要目的的情況下，不需要與上述突出部的頂端部相對向設置靜電電容檢測電極。在這種情況下，能夠相對小地設定初始的靜電電容。另外，也可以是將上述靜電電容檢測電極的形狀或者數(shù)量形成為隨著從上述可動電極的突出部頂端遠離而與上述位移部相對向的對向面積擴展的方法。在本發(fā)明中，作為樹脂薄膜基板易于彎曲，減小輸出誤差的方法，作為例子，可以舉出如下方法。所述靜電電容檢測電極具有多個，可動電極在該鄰接的靜電電容檢測電極之間具有對靜電電容變化不產(chǎn)生影響的突起，該突起的頂端接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面的方法?？蓜与姌O的固定部具有與所述引出電極連接的連接部，同時，在該固定部的連接部周圍形成槽部的方法?？蓜与姌O由多個固定部和多個位移部構成，該固定部具有削薄部(除肉部)，使得樹脂薄膜基板易于彎曲的方法。在粘接于樹脂薄膜基板的固定部上，具有用于抑制粘接劑溢出的凹部或者槽部的方法等。在本發(fā)明中，當在可動電極的固定部中在與粘接于樹脂薄膜基板的表面的部位相對向的樹脂薄膜基板的背面不具有電極圖案時，在使用紫外線硬化型粘接劑從樹脂薄膜基板的背面?zhèn)日丈渥贤饩€時，具有電極圖案不會成為粘接障礙的效果。(發(fā)明的效果)在本發(fā)明涉及的輸入裝置中，通過采用在樹脂薄膜基板的表面?zhèn)劝惭b由導電性材料構成的可動電極，并且在該絕緣性樹脂薄膜基板的背面作為固定電極使用銀膏等形成靜電電容檢測電極的構造，因此在謀求薄型化以及小型化方面是有效的，通過在可動電極的位移部形成朝向樹脂薄膜基板表面突出的突出部，同時在無載荷的狀態(tài)下使該突出部的頂端接觸或者進而粘接于該樹脂薄膜基板的表面，第一，在可動電極與靜電電容檢測電極之間預先發(fā)現(xiàn)比現(xiàn)有的平行電極構造大的靜電電容，第二，對于按壓可動電極所引起的突出部的重合面積變化，通過在突出部的截面形狀或者靜電電容電極的配置方面下功夫，能夠緩和操作按鈕的按壓開始后的急劇的輸出變化，能夠得到接近線性的靜電電容變化特性。另外，在本發(fā)明中，通過將形成于可動電極的位移部的突出部的頂端在無載荷狀態(tài)下接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面，即使在本發(fā)明涉及的輸入裝置中產(chǎn)生某種程度的彎曲，該突出部也會對于彎曲起到支撐可動電極的支撐部的作用，具有輸入輸出信號特性的誤差小的效果。


圖1表示設置在可動電極的位移部上的突出部的截面形狀成為大致梯形形狀的例子。圖2表示在突出部的截面形狀中側面S成為向內(nèi)側凹陷的R形狀的例子。圖3表示在突出部的截面形狀中在側面S設置階梯部的例子。圖4表示將突出部形成放射狀的例子。圖5表示在突出部的頂端形成抑制粘接劑溢出的凹部或者槽部的例子。圖6表示在突出部的外周側與內(nèi)周側的傾斜角度中設置差別的例子。圖7表示將可動電極的固定部形成在靜電電容檢測電極之間的例子。圖8表示在可動電極的固定部形成槽的例子。圖9表示在可動電極的固定部形成削薄部使得易于彎曲的例子。圖10表示靜電電容檢測電極的形狀變形例。圖11表示使靜電電容檢測電極的面積隨著遠離突出部而增大的例子。圖12表示固定電極的位置與粘接部的位置以不重疊的方式配置的例子。圖13表示突出部為半球形狀的例子。圖14表示可動電極的位移部是平坦的例子。圖15(a)表示將多個突出部形成同心圓狀的例子，(b)表示將按壓強度與按壓方向的檢測組合的例子。符號說明10樹脂薄膜基板20可動電極21位移部21a突出部22固定部23連接部30靜電電容檢測電極40引出電極60操作按鈕。
具體實施例方式根據(jù)以下

本發(fā)明涉及的輸入裝置的構造例，本發(fā)明以在樹脂薄膜基板的表面上具備導電性的可動電極，在背面上作為固定電極具備靜電電容檢測電極，以在該可動電極的位移部上具有使頂端側接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面的突出部的力敏傳感器為要素。由此，本發(fā)明只要是以這種力敏傳感器為要素，則在模擬輸入輸出信號、裝置信號、以及矩陣信號等用途中沒有限制。輸入裝置如圖1所示，在樹脂薄膜基板10的表面?zhèn)染邆淇蓜与姌O20，在背面具備靜電電容檢測電極30，同時，可動電極20由導電橡膠等導電材料構成，具有用于進行按壓操作的位移部21和用于固定在樹脂薄膜基板的表面上的固定部22。固定部22與在樹脂薄膜基板10的表面上使用銀膏等而形成的連接部23電連接， 該連接部與引出電極40通過圖案配線等電連接。靜電電容檢測電極30通過圖案配線等與引出電極40a 40d電連接。圖1中，(a)是1軸檢測型的剖視圖，(b)表示其俯視圖，作為透視圖用斜線表現(xiàn)樹脂薄膜基板上的電極。另外，圖1 (C)是X、Y等2軸(多軸)檢測型的剖視圖，(d)是從背面?zhèn)扔^看可動電極20的外觀立體圖，(e)是俯視圖，用雙點劃線表現(xiàn)可動電極20。在該情況下，在可動電極20上具有中心固定部2 和外周固定部22b。圖1表示的例子是形成在可動電極20的位移部21上的突出部21a的截面形狀是大致梯形形狀的例子。突出部21a的頂端T在無載荷的初始狀態(tài)下接觸于樹脂薄膜基板10的表面，或者進一步使用粘接劑進行粘接。如圖1(a)所示，在1軸檢測型的情況下，突出部21a的外形成為圓錐臺。另外，在如圖1(b)所示的多軸檢測型的情況下，也可以同心圓狀地配置多個圓錐臺形的突出部21a，而在本實施例中，如圖1(d)所示那樣，成為環(huán)形的突出部21a。圖1(e)表示的靜電電容檢測電極的例子為在用于檢測X軸方向的按壓方向的例如30a、30c和用于檢測Y軸方向的按壓方向的30c、30d的周圍進行4分割的例子，如果增多分割數(shù)，則提高其按壓方向合成矢量精度或者檢測靈敏度。例如，也可以如圖15(b)所示，將用于檢測按壓強度的環(huán)狀的靜電電容檢測電極 30與用于檢測X、Y軸按壓方向的靜電電容檢測電極(30a 30d)組合。另外，也可以在可動電極的上面貼付操作按鈕60。當形成這樣的突出部形狀時，考慮到可動電極材料的彈性特性，通過選定側面S 的傾斜角，能夠接近如圖1(f)所示的線性特性。另外，圖1表示的實施例是與接觸或者粘接于樹脂薄膜基板10的表面的突出部 21a的頂端部的位置相對向，在該樹脂薄膜基板10的背面有靜電電容檢測電極的例子，是在初始狀態(tài)下預先具有比圖14表示的平行電極大的靜電電容的例子。這樣，能夠使按壓初始的靜電電容的變化平緩，在希望加大設定靜電電容的變化量的范圍的情況下，也可以在與突出部的頂端部相對向的位置上，不部分地設置靜電電容檢測電極，而是僅以突出部的截面形狀，使重合面積的變化成為線性。
以下，與圖1表示的輸入裝置共同的部分使用相同的符號，以不同的部分為中心進行說明。圖2表示的例子是將突出部21b的截面形狀成為從頂端向底部側面S向內(nèi)側凹陷的R形狀的例子。這樣，如圖2(e)中模式地表示靜電特性，易于調(diào)整為初始變化小，然后成為線性。圖3表示的例子是在突出部21c的側面S上形成階梯的例子。該階梯的形狀既可以是直接的階梯狀也可以是連接了 R形狀的階梯部的形狀。進而，也可以如圖15(a)所示，使突出高度朝向外周側以依次降低的方式形成同心圓狀。這樣，如圖3(e)所示，能夠使靜電特性作為整體接近線性。圖4表示的例子是從中心朝向外周側將突出部21d形成放射狀的例子。在這種情況下，如圖4(e)所示，易于使靜電特性接近線性。圖5表示在將可動電極的突出部的頂端以及固定部粘接于樹脂薄膜基板的表面的情況下，設置凹部Ma、24b或者槽部25a、25b、25c，使得粘接劑不會溢出的例子。圖6表示的例子是在可動電極20上具有中心固定部22a，在外周側具有外周固定部22b，在其之間形成環(huán)狀的突出部21f、21g的情況下，在內(nèi)周側和外周側使側面S的傾斜角度不同的例子。圖7表示的例子是在分割后的靜電電容檢測電極30a 30d之間形成可動電極20 的固定部26a 沈山用該部分粘接固定于樹脂薄膜基板10的表面的例子。這樣，能夠不對靜電電容變化產(chǎn)生影響，易于將輸入裝置彎曲。圖8表示的例子是在將可動電極20粘接于樹脂薄膜基板10的表面的情況下，通過在不能附著粘接劑的連接部23的周圍設置槽部27a 27d，在進行粘接固定時，能夠緩和固定部的應力，并抑制對靜電電容變化特性的影響。圖9表示的例子是在將傳感器部配置為矩陣狀的輸入裝置的情況下，在位移部與位移部之間的固定部上形成槽狀的削薄部觀，使得輸入裝置易于彎曲的例子。圖10表示使靜電電容檢測電極的形狀成為將從位于可動電極的突出部21a的頂端的(c)部隨著朝向內(nèi)周側遠離而面積增大的倒三角形狀的(i)部、與隨著朝向外周側遠離而面積增大的倒三角形的(ο)部結合的形狀的例子，圖11表示隨著從該突出部21a的頂端向內(nèi)外方向遠離而減少在電極上開設的孔30e的數(shù)量的例子。這樣，即使在靜電電容檢測電極側也能夠調(diào)整靜電特性。圖12表示的例子表示將可動電極的固定部的粘接部位50a、50b與固定電極圖案配置成在俯視圖中上下不重合的例子。這樣，在使用紫外線硬化型粘接劑進行粘接固定的情況下，不會受到電極圖案的影響，能夠從透明的樹脂薄膜基板的背面?zhèn)日丈渥贤饩€，提高生產(chǎn)性。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明涉及的輸入裝置使樹脂薄膜基板與導電性可動電極組合，因此作為薄型并且彎曲性能出色的輸入裝置，能夠適用于各種電子設備。
權利要求
1.一種輸入裝置，在樹脂薄膜基板的表面?zhèn)染邆溆蓪щ娦圆牧蠘嫵傻目蓜与姌O，在該樹脂薄膜基板的背面具備靜電電容檢測電極，所述輸入裝置的特征在于，可動電極具有通過按壓而發(fā)生變位的變位部和粘接固定于樹脂薄膜基板的表面的固定部，該固定部與設置于所述樹脂薄膜基板的引出電極電連接，所述位移部具有朝向所述樹脂薄膜基板的表面突出的突出部，同時該突出部的頂端在初始狀態(tài)下與該樹脂薄膜基板的表面接觸或者粘接，所述靜電電容檢測電極與所述位移部對向配置，同時與設置于所述樹脂薄膜基板的引出電極電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，所述突出部的形狀成為從頂端部朝向底部，側面向內(nèi)側凹陷的R形狀。
3.根據(jù)權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，所述突出部的形狀成為從頂端部朝向底部，在側面形成階梯部的同時擴寬。
4.根據(jù)權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，所述突出部以同心圓狀形成多個，同時在最內(nèi)側，突出部的頂端接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面，所述多個突出部朝向外周側突出高度依次降低。
5.根據(jù)權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，所述突出部的形狀形成從中心部俯視放射狀。
6.根據(jù)權利要求1所述的輸入裝置，其特征在于，可動電極具有中心固定部和相對于該中心固定部為同心圓狀的外周固定部，所述中心固定部與外周固定部之間成為位移部，在該位移部中，與中心固定部同心圓狀形成的突出部的內(nèi)周側面與外周側面的傾斜角度不同。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，在未按壓可動電極的初始狀態(tài)下設定為所述突出部的頂端接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面，同時，與該突出部的頂端部分相對向，在所述樹脂薄膜基板的背面具有靜電電容檢測電極，在該初始狀態(tài)下預先具有規(guī)定量的靜電電容。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，所述靜電電容檢測電極具有多個，可動電極在該鄰接的靜電電容檢測電極之間具有對靜電電容變化不產(chǎn)生影響的突起，該突起的頂端接觸或者粘接于樹脂薄膜基板的表面。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，可動電極的固定部具有與所述引出電極連接的連接部，同時，在該固定部的連接部周圍形成槽部。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，設置于所述位移部的所述突出部成為在樹脂薄膜基板彎曲時支撐可動電極的支撐部。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，可動電極由多個固定部和多個位移部構成，該固定部具有削薄部，使得樹脂薄膜基板易于彎曲。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，在粘接于樹脂薄膜基板的固定部上，具有用于抑制粘接劑溢出的凹部或者槽部。
13.根據(jù)權利要求1至12中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，所述靜電電容檢測電極的形狀或者數(shù)量形成為隨著從所述可動電極的突出部頂端遠離，與所述位移部相對向的對向面積擴大。
14.根據(jù)權利要求1至13中任一項所述的輸入裝置，其特征在于，在可動電極的固定部中，在與粘接于樹脂薄膜基板的表面的部位相對向的樹脂薄膜基板的背面上不具有電極圖案。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種輸入裝置，其在謀求薄型化方面有效，對于基板的彎曲也具有穩(wěn)定的靜電電容變化，靜電電容變化的穩(wěn)定性優(yōu)良，進而容易調(diào)整對于施加于可動電極的力的大小的靜電電容變化特性。該輸入裝置在樹脂薄膜基板的表面?zhèn)染邆溆蓪щ娦圆牧蠘嫵傻目蓜与姌O，在該樹脂薄膜基板的背面具備靜電電容檢測電極，所述輸入裝置的特征在于，可動電極具有通過按壓而發(fā)生變位的變位部和粘接固定于樹脂薄膜基板的表面的固定部，該固定部與設置于所述樹脂薄膜基板的引出電極電連接，所述位移部具有朝向所述樹脂薄膜基板的表面突出的突出部，同時該突出部的頂端在初始狀態(tài)下與該樹脂薄膜基板的表面接觸或者粘接，所述靜電電容檢測電極與所述位移部對向配置，同時與設置于所述樹脂薄膜基板的引出電極電連接。
文檔編號G01L1/14GK102483361SQ201080040000
公開日2012年5月30日 申請日期2010年2月15日 優(yōu)先權日2010年2月3日
發(fā)明者水島昌德 申請人:奧佳富山電子科技有限公司