專利名稱：透光性觸摸面板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及各種電子機器操作用的透光性觸摸面板及其制造方法。
背景技術：
近年來，隨著電子機器的高功能化和多樣化的發(fā)展，LCD等顯示器件的前面安裝透光性觸摸面板的型式增多起來。在這樣的機器中，通過觸摸面板對顯示在顯示器件上的文字、符號、繪畫等進行確認和選擇，通過對透光性觸摸面板的操作來實現(xiàn)各種功能的切換。
下面用圖2來說明已有的這種透光性觸摸面板。圖2為已有的透光性觸摸面板的剖面圖。該圖中，在透光性的上基板11的下表面形成透光性的上導電層12。并且，在上導電層12的兩端設置一對上電極17。在透光性的下基板13的上表面，與上導電層12一樣形成透光性的下導電層14。在下導電層14上表面，與上電極17一樣，在與上電極17正交方向的兩端設置一對下電極18。另外，為與上導電層12保持給定的間距，以給定間距形成多個點狀墊塊15。通過加熱固化產(chǎn)生粘接性的襯片16由彈性模量為3.2×107Pa的雙酚A(bisphenolA)型環(huán)氧樹脂構成。襯片16形成于上基板11的下表面或下基板13的上表面，沿外周呈額框狀。并且，襯片16將上基板11與下基板13的外周粘結，以使上導電層12與下導電層14以規(guī)定的間隔相對。透光性觸摸面板就是這樣構成的。
在上述結構中，上電極17和下電極18與電子機器的檢測電路連接。若用手指或筆等觸壓觸摸面板的有效工作區(qū)域，在觸壓位置的上基板會撓曲變形，于是上導電層12與下導電層14接觸。觸壓位置的檢測利用上電極17與下電極18之間的電阻比來進行。這里所講的有效工作區(qū)域，系指基板11上表面的除了襯片16部分以外的區(qū)域，可觸壓操作及進行其位置檢測的區(qū)域。
但是，在上述已有的透光性觸摸面板中，若觸壓在襯片16附近，觸壓位置越接近襯片16，襯片16端部附近的上導電層12會受到越強的彎曲應力，易使上導電層12因此劣化，所以襯片16附近，就不能夠作為透光性觸摸面板使用。由于有效工作區(qū)域會相應減小，所以在外形尺寸上要對規(guī)定的有效工作區(qū)域加上該相應減少部分的尺寸，整體面積將增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的透光性觸摸面板使用具有彈性模量104～106pa的具有彈性的襯片將下表面形成有上導電層的上基板與上表面形成有與該上導電層以規(guī)定的間隙對向的下導電層的下基板粘合而成。


圖1為本發(fā)明實施形態(tài)的透光性觸摸面板的剖面圖。
圖2為已有的透光性觸摸面板的剖面圖。
具體實施形態(tài)圖1為本發(fā)明實施形態(tài)的透光性觸摸面板的剖面圖。在透光性的上基板1的下表面形成上導電層2。上基板1由聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(polyethyleneterephthalate)和聚碳酸酯薄膜等構成。上導電層2用真空濺射氧化銦錫或氧化錫等方法形成。并且，在上導電層2的兩端設置用銀和碳等導電膏印刷形成的一對上電極7。在由玻璃或丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚碳酸酯等構成的透光性的下基板3的上表面，與上導電層2一樣，形成透過性下導電層4。下導電層4的上表面上，與上電極7一樣，在與上電極7正交方向的兩端設置一對下電極8。為與上導電層2保持規(guī)定的間隔，規(guī)定的間隔形成多個點狀襯塊5。襯塊5由環(huán)氧樹脂或硅等絕緣材料構成。通過加熱固化后產(chǎn)生粘接性的襯片6使用以彈性模量104～106Pa的環(huán)氧樹脂、氨基甲酸乙酯(urethane)、硅樹脂組成物為主劑的熱固化樹脂，用涂敷或印刷法形成。襯片6形成在上基板1下表面或下基板3上表面，沿著外周呈額框狀。并且，襯片6將上基板1與下基板3的外周粘結，形成透光性的觸摸面板，并使上導電層2與下導電層4對向且保持規(guī)定的間隔。
作為襯片6的環(huán)氧組成物，使用聚丁二烯(polybutadiene)、聚異戊二烯(polyisoprene)、聚丙烯腈丁二烯(polyacrylonitrile butadiene)的橡膠成分改變性的環(huán)氧樹脂，即橡膠變性環(huán)氧樹脂。
除此之外，作為襯片6的環(huán)氧樹脂組成物，使用硅樹脂變性環(huán)氧樹脂、脂肪酸變性環(huán)氧樹脂、用脂肪酸中包含共軛雙鍵的材料變性的環(huán)氧樹脂，行可以使用氨基甲酸乙酯(urethane)變性環(huán)氧樹脂、聚醚變性環(huán)氧樹脂、聚硫化物(polysulfide)變性環(huán)氧樹脂。
并且，上述7種變性環(huán)氧樹脂中可使用其中任一種，也可以用兩種以上任意組合使用。
此外，作為襯片6的環(huán)氧組成物，對于上述7種變性環(huán)氧樹脂及其組合物，還可使用通常的環(huán)氧樹脂化合物的組合物。這里，通常的環(huán)氧化合物，系指雙酚(bisphenol)A型環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂清漆(novolak)型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯(biphenyl)環(huán)氧樹脂、萘(naphthalene)型環(huán)氧樹脂、二環(huán)氧甘油(di-glycidyl)型環(huán)氧樹脂、縮水甘油基胺(glycidyl amine)型環(huán)氧樹脂等環(huán)氧樹脂及其用這些樹脂與環(huán)氧樹脂稀釋劑稀釋的稀釋物。作為環(huán)氧樹脂的稀釋劑，有苯乙烯(styrene)氧化物、丁基縮水甘油基醚(butyl-glycidyl ether)等醇的縮水甘油基醚(glycidyl ether)及羧酸的縮水甘油基醚(glycidyl ether)及glycidic hydroxypropyl trimetoxy silane等的硅烷類。
作為襯墊6的氨基甲酸乙酯(urethane)組分物，有單或復芳香族、脂肪族、脂環(huán)族的二、三、四系的聚異氰酸酯(polyisocyanates)類或其混合物。在這些類族中還可使用添加聚酯型多元醇(polyester polyol(diol or polyol二醇或多元醇)、聚醚型多元醇(polyether polyol(diol or polyol二醇或多元醇)的組成物。
并且，襯片6的硅樹脂組成物是具有二甲基(di-methyl)硅、甲基乙烯硅、甲基苯乙烯硅、氟硅氧烷的結構的材料。
另外，在上述材料中也可添加固化劑，作為環(huán)氧樹脂組成物的固化劑，沒有特別限制，可根據(jù)并用的環(huán)氧樹脂組成物，適當使用一種或兩種以上的固化劑。作為固化劑，有例如胺(amine)、聚胺(polyamine)、胺加合物(amineadduct)、胺鹽、聚酰胺(polyamide)、咪唑衍生物(imidazole derivative)、氰基胍(dicyandiamide)、尿素化合物、三聚氰胺(melamine)衍生物、劉易斯酸鹽、酮亞胺(ketimine)、氧化酰肼(acid hydrazide)、酸酐、聚硫醇(polythiol)、硫化物(sulfide)衍生物、酚醛(phenolic)樹脂及氨基(amino)樹脂等。
此外，襯片6還可使用紫外線固化的樹脂或電子射線固化的樹脂。作為用紫外線固化的樹脂，有游離基聚合固化樹脂或陽離子聚合固化樹脂。游離基(radical)聚合固化樹脂以具有氨基甲酸乙酯(urethane)結構的(甲基)丙烯腈低聚物(acrylic oligomer)或(甲基)丙烯腈單體(monomer)為主成分，再對其添加作為光聚合引發(fā)劑的丙烯腈(乙烯聚合物型)樹脂。作為光聚合引發(fā)劑，使用苯甲酰烷醚(benzoyl alkyl ether)類、二苯甲酮類(benzophenone)、苯乙酮(acetophenone)類、噻噸酮(thioxanthone)類中的任一種。另外，也可使用以多烯烴(polyene)(烯丙基(allylic)類不飽和樹脂)或聚硫醇(polythiol)(含有氫硫基(mercapto)的樹脂)為主成分，以二苯甲酮(benzophenones)類作為光聚合引發(fā)劑的聚硫醇-聚烯烴(polythiol polyene)型(附加聚合型)樹脂。作為陽離子聚合固化樹脂，有以具有環(huán)氧骨架的樹脂為主成分，以利用光產(chǎn)生劉易斯酸的芳香族重氮化(diazonium)鹽、芳香族halonium鹽、芳香族锍(sulfonium)鹽作為光聚合引發(fā)劑的環(huán)氧開環(huán)聚合型樹脂。而作為用電子射線固化的樹脂，使用上述用紫外線固化的游離基聚合固化樹脂或陽離子聚合固化樹脂。用電子射線方法進行固化照射比紫外線更大的能量能夠促進主成分聚合，所以不需要添加光聚合引發(fā)劑。
并且，為了適當?shù)卣{節(jié)其粘度，可以添加填充劑、增塑劑(plasticizer)、溶劑均勻劑、搖溶(thixotropic)劑。填充劑有二氧化硅、氧化鋁等金屬氧化物，碳酸鈣等金屬碳酸鹽化合物、硫酸鋇等金屬硫酸鹽化合物、滑石等金屬硅酸鹽化合物。
具有上述構成的透光性觸摸面板，上電極7和下電極8與電子機器的檢測電路連接。如用手指或筆在上基板1上表面的襯片6部分以外的可觸摸操作及位置檢測的有效工作區(qū)域進行按壓操作，則上基板1會撓曲。并且，按壓的地方的上導電層2與下導電層4接觸。檢測電路根據(jù)上電極7間與下電極8間的電阻比檢測出該觸摸的位置。
下面說明使用這樣的襯片6的透光性觸摸面板的具體制作方法及評價方法。
首先，將雙酚(bisphenol)A型環(huán)氧樹脂、胺(amine)固化劑、二氧化硅填充劑、還有滑石，按100∶7∶15∶40的重量比進行摻合。使用該配料形成在背景技術中說明的厚50μm、寬3mm的襯片16，制作已有例的透光性觸摸面板，編為No.0。
其次，使用本實施形態(tài)的環(huán)氧樹脂組成物。首先，調制縮水甘油酯(glycidylester)型環(huán)氧樹脂、胺固化劑、二氧化硅填充物組成的環(huán)氧樹脂組成物。其調制重量比為100∶30∶10。將其在150℃溫度下加熱30分鐘，形成厚50μm、寬3mm的襯片6，制造透光性觸摸面板，編為NO.1。
作為氨基甲酸乙酯(urethane)組成物，調制由聚醚型多元醇(polyetherpolyol)、methylethyl ketoxime block isocyanate、固化促進劑(di-n-butyl tindilaurate)、以及二氧化硅填充物組成的氨基甲酸乙酯(urethane)組成物。其配合重量比為100∶30∶1∶10。將其在150℃溫度下加熱30分鐘，形成襯片6，制作透光性觸摸表面，編為NO.2。
接著，將由甲基乙烯硅(methyl vinyl silicone)系樹脂組成的硅樹脂組成物在150℃溫度下加熱1小時，形成襯片6，制作透光性觸摸面板，編為NO.3。
又，作為游離基聚合固化樹脂，調制具有氨基甲酸乙酯(urethane)結構的丙烯酸系低聚物(acrylic oligomer)即氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(urethaneacrylate)、苯氧基丙烯酸乙酯(phenoxy ethylacrylate)、光聚合引發(fā)劑及二氧化硅填充物。其配置重量比為100∶95∶6∶10。將其在800mJ/cm2條件下進行紫外線照射，形成襯片6，制作透光性觸摸面板，編為NO.4。
作為陽離子聚合固化樹脂，調制具有環(huán)氧骨架的樹脂即環(huán)氧化聚丁二烯、聚己酸內(nèi)酰胺(polycaprolactone troil)、光聚合引發(fā)劑(triphenyl sulfoniumhexafluorophosphate derivative)、及二氧化硅填充物。其配置重量比為100∶100∶3∶10。將其在1000mJ/cm2條件下進行紫外線照射，形成襯片6，制作透光性觸摸面板，編為NO.5。
此外，還調制有氨基甲酸乙酯(urethane)結構的丙烯酸系低聚物(acrylicoligomer)即氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、二丙烯聚乙烯(polyethylene diacrylate)及填充劑。其調制重量比為100∶80∶10。將其在20kJ/kg條件下進行電子射線照射，形成襯片6，制作透光性觸摸面板，編為NO.6。
再調制由丁二烯橡膠變性環(huán)氧樹脂、聚胺(polyamine)固化劑、二氧化硅填充物的組成物。這時的調制重量比為100∶35∶5。在150℃溫度下將其加熱30分鐘，形成厚50μm、寬3mm的襯片6，制作透光性觸摸面板，編為NO.7。
又調制氨基甲酸乙酯(urethane)變性環(huán)氧樹脂、固化劑氰基胍(dicyandiamide)及二氧化硅填充物，重量比為100∶30∶25。在150℃溫度下將其組成物加熱30分鐘，同樣地形成襯片6，制作透光性觸摸面板，編為NO.8。
上述NO.0～NO.8的襯片的彈性模量和用粘性分量與彈性分量之比定義的損耗正切的關系示于表1。
表1

下面對上述NO.0～NO.8的透光性觸摸面板進行評價。使用頂端直徑0.8mm的聚縮醛(polyacetal)筆在內(nèi)側離襯片6有1.5mm距離的位置上施加500克力，同時與襯片6平行地滑動20mm距離。然后，測定觸壓地方的阻值，判定該阻值與初始阻值的比率是否在規(guī)定值內(nèi)。并且，將超出規(guī)定值時為止的滑動次數(shù)作為滑動壽命。
從表1清楚看出，彈性模量104～106pa的本實施形態(tài)的NO.1～NO.8的滑動壽命比彈性模量為3.2×107Pa的已有的NO.0有顯著增加。
另外，在NO.1、NO.2、NO.3、NO.4、NO.5、NO.6之間進行比較，彈性模量雖基本相同，但損耗正切低者滑動壽命增加。
這樣，在本實施形態(tài)中，使用具有彈性模量104～106Pa的彈力模量的襯片6，將下表面形成上導電層2的上基板1，與上表面形成與上導電層2對向并保持規(guī)定的間隙的下導電層4的下基板3進行粘接。于是構成透光性觸摸面板。在這種觸摸面板的襯片6附近進行觸壓操作時，襯片6具有彈性模量為104～106Pa的適切的彈力性能，隨施加的壓力而收縮。因此，襯片6端部附近的上導電層2的彎曲應力減小，不易發(fā)生劣化。并且，襯片6附近也可作為有效工作區(qū)域使用，這樣既可確保給定的有效工作區(qū)域，又可實現(xiàn)整體上的小型化。
在彈性模量不足104Pa時，如觸壓襯片附近，由于襯片太軟，難以復元，嚴重時會粘住，所以實際使用有困難。如彈性模量超過106Pa，會產(chǎn)生與已有的觸摸面板一樣的問題。
進一步地說，將襯片6的損耗正切做到0.5以下是理想的。如襯片6的損耗正切大于0.5，則襯片較軟，復原性能差。這也就是說，損耗正切值越小，粘住也越小，形狀易恢復。因此，當在襯片6附近觸壓操作結束時，襯片6立即恢復形狀，使施加在端部附近的上導電層2上的彎曲應力的時間減小。從而更不易產(chǎn)生劣化，而增加滑動壽命。另一方面，損耗正切的下限值為0.05左右。對于不足該值的組成物，可使用具有剛直分子骨架的樹脂。這樣的樹脂，一般彈性模量大，物性硬，適用于有彈性的襯片，不會有大的變形。
如用電子射線進行固化的游離基聚合固化樹脂或陽離子聚合固化樹脂形成襯片，就不需要添加光聚合引發(fā)劑。用電子射線固化的方法，照射的能量比紫外線要大，所以能促進主成分的聚合，方便地形成襯片。
如上所述，采用本發(fā)明，可提供壽命長，能夠確保規(guī)定的有效工作區(qū)域，謀求整體小型化的透光性觸摸面板。
權利要求
1.一種透光性觸摸面板，其特征在于，具有在下表面形成上導電層的上基板、在上表面形成與所述上導電層對向并保持規(guī)定的間隙的下導電層的下基板、以及將所述上基板與所述下基板粘合的襯片，所述襯片的彈性模量為104Pa以上、106Pa以下。
2.如權利要求1記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述襯片的損耗正切為0.5以下。
3.如權利要求1記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述襯片由使用紫外線和電子射線中的任一種方法進行固化的游離基聚合固化樹脂和陽離子固化樹脂中的任一種構成。
4.如權利要求3記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述游離基聚合固化樹脂為丙烯酸類樹脂、聚硫醇聚烯烴(polythiol polyene)型樹脂中的任一種。
5.如權利要求3記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述陽離子聚合固化樹脂為具有環(huán)氧骨架的環(huán)氧開環(huán)聚合型樹脂。
6.如權利要求1記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述襯片包含有環(huán)氧樹脂組成物、氨基甲酸乙酯、硅樹脂組成物中的任一種。
7.如權利要求6記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述環(huán)氧組成物至少含有用橡膠、硅橡膠、脂肪酸、脂肪酸中包含雙鍵的物質，氨基甲酸乙酯、聚醚、以及聚硫化物中的任一種變性的環(huán)氧樹脂。
8.如權利要求7記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述環(huán)氧組成物至少含有用聚丁二烯、聚異戊二烯、聚丙烯腈丁二烯中的任一種橡膠變成的環(huán)氧樹脂。
9.如權利要求6記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述氨基甲酸乙酯組成物含有芳香族、脂肪族、脂環(huán)族的聚二異氰酸酯(di-polyisocyanate)類、脂環(huán)族的聚三異氰酸酯類及脂環(huán)族的聚四異氰酸酯類中的任一種。
10.如權利要求6記載的透光性觸摸面板，其特征在于，所述硅樹脂組成物具有二甲基硅基、甲基乙烯基硅基及氟硅氧烷基中的任一種的結構。
11.一種透光性觸摸面板的制造方法，其特征在于，具有在下表面形成上導電層的上基板與在上表面形成與所述上導電層對向并保持規(guī)定的間隙的下導電層的下基板之間施以聚合固化樹脂的步驟，以及使所述聚合固化樹脂固化的步驟；固化后的樹脂的彈性模量為104Pa以上、106Pa以下。
12.如權利要求11記載的透光性觸摸面板的制作方法，其特征在于，所述聚合固化樹脂為游離基聚合固化樹脂和陽離子聚合固化樹脂中的任一種，在所述固化步驟中，使用紫外線和電子射線中的任一種照射所述聚合固化樹脂。
13.如權利要求11記載的透光性觸摸面板的制作方法，其特征在于，所述聚合固化樹脂含有環(huán)氧樹脂組成物、氨基甲酸乙酯、硅樹脂組成物中的任一種，在所述固化步驟中，加熱所述聚合固化樹脂。
全文摘要
使用具有彈性模量為10
文檔編號G06F3/033GK1480827SQ0310883
公開日2004年3月10日 申請日期2003年3月26日 優(yōu)先權日2002年3月26日
發(fā)明者桝田知樹, 原田充, 面屋和則, 藤川和彥, 福井俊晴, 矢ク崎琢也, 則, 彥, 晴, 琢也, 田知樹 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社