专利名称：透光性触摸面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及各种电子机器操作用的透光性触摸面板及其制造方法。
背景技术：
近年来，随着电子机器的高功能化和多样化的发展，LCD等显示器件的前面安装透光性触摸面板的型式增多起来。在这样的机器中，通过触摸面板对显示在显示器件上的文字、符号、绘画等进行确认和选择，通过对透光性触摸面板的操作来实现各种功能的切换。
下面用图2来说明已有的这种透光性触摸面板。图2为已有的透光性触摸面板的剖面图。该图中，在透光性的上基板11的下表面形成透光性的上导电层12。并且，在上导电层12的两端设置一对上电极17。在透光性的下基板13的上表面，与上导电层12一样形成透光性的下导电层14。在下导电层14上表面，与上电极17一样，在与上电极17正交方向的两端设置一对下电极18。另外，为与上导电层12保持给定的间距，以给定间距形成多个点状垫块15。通过加热固化产生粘接性的衬片16由弹性模量为3.2×107Pa的双酚A(bisphenolA)型环氧树脂构成。衬片16形成于上基板11的下表面或下基板13的上表面，沿外周呈额框状。并且，衬片16将上基板11与下基板13的外周粘结，以使上导电层12与下导电层14以规定的间隔相对。透光性触摸面板就是这样构成的。
在上述结构中，上电极17和下电极18与电子机器的检测电路连接。若用手指或笔等触压触摸面板的有效工作区域，在触压位置的上基板会挠曲变形，于是上导电层12与下导电层14接触。触压位置的检测利用上电极17与下电极18之间的电阻比来进行。这里所讲的有效工作区域，系指基板11上表面的除了衬片16部分以外的区域，可触压操作及进行其位置检测的区域。
但是，在上述已有的透光性触摸面板中，若触压在衬片16附近，触压位置越接近衬片16，衬片16端部附近的上导电层12会受到越强的弯曲应力，易使上导电层12因此劣化，所以衬片16附近，就不能够作为透光性触摸面板使用。由于有效工作区域会相应减小，所以在外形尺寸上要对规定的有效工作区域加上该相应减少部分的尺寸，整体面积将增大。
发明内容
本发明的透光性触摸面板使用具有弹性模量104～106pa的具有弹性的衬片将下表面形成有上导电层的上基板与上表面形成有与该上导电层以规定的间隙对向的下导电层的下基板粘合而成。
图1为本发明实施形态的透光性触摸面板的剖面图。
图2为已有的透光性触摸面板的剖面图。
具体实施形态图1为本发明实施形态的透光性触摸面板的剖面图。在透光性的上基板1的下表面形成上导电层2。上基板1由聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(polyethyleneterephthalate)和聚碳酸酯薄膜等构成。上导电层2用真空溅射氧化铟锡或氧化锡等方法形成。并且，在上导电层2的两端设置用银和碳等导电膏印刷形成的一对上电极7。在由玻璃或丙烯酸树脂(acrylic resin)、聚碳酸酯等构成的透光性的下基板3的上表面，与上导电层2一样，形成透过性下导电层4。下导电层4的上表面上，与上电极7一样，在与上电极7正交方向的两端设置一对下电极8。为与上导电层2保持规定的间隔，规定的间隔形成多个点状衬块5。衬块5由环氧树脂或硅等绝缘材料构成。通过加热固化后产生粘接性的衬片6使用以弹性模量104～106Pa的环氧树脂、氨基甲酸乙酯(urethane)、硅树脂组成物为主剂的热固化树脂，用涂敷或印刷法形成。衬片6形成在上基板1下表面或下基板3上表面，沿着外周呈额框状。并且，衬片6将上基板1与下基板3的外周粘结，形成透光性的触摸面板，并使上导电层2与下导电层4对向且保持规定的间隔。
作为衬片6的环氧组成物，使用聚丁二烯(polybutadiene)、聚异戊二烯(polyisoprene)、聚丙烯腈丁二烯(polyacrylonitrile butadiene)的橡胶成分改变性的环氧树脂，即橡胶变性环氧树脂。
除此之外，作为衬片6的环氧树脂组成物，使用硅树脂变性环氧树脂、脂肪酸变性环氧树脂、用脂肪酸中包含共轭双键的材料变性的环氧树脂，行可以使用氨基甲酸乙酯(urethane)变性环氧树脂、聚醚变性环氧树脂、聚硫化物(polysulfide)变性环氧树脂。
并且，上述7种变性环氧树脂中可使用其中任一种，也可以用两种以上任意组合使用。
此外，作为衬片6的环氧组成物，对于上述7种变性环氧树脂及其组合物，还可使用通常的环氧树脂化合物的组合物。这里，通常的环氧化合物，系指双酚(bisphenol)A型环氧树脂、酚醛树脂清漆(novolak)型环氧树脂、脂环型环氧树脂、联苯(biphenyl)环氧树脂、萘(naphthalene)型环氧树脂、二环氧甘油(di-glycidyl)型环氧树脂、缩水甘油基胺(glycidyl amine)型环氧树脂等环氧树脂及其用这些树脂与环氧树脂稀释剂稀释的稀释物。作为环氧树脂的稀释剂，有苯乙烯(styrene)氧化物、丁基缩水甘油基醚(butyl-glycidyl ether)等醇的缩水甘油基醚(glycidyl ether)及羧酸的缩水甘油基醚(glycidyl ether)及glycidic hydroxypropyl trimetoxy silane等的硅烷类。
作为衬垫6的氨基甲酸乙酯(urethane)组分物，有单或复芳香族、脂肪族、脂环族的二、三、四系的聚异氰酸酯(polyisocyanates)类或其混合物。在这些类族中还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)的组成物。
并且，衬片6的硅树脂组成物是具有二甲基(di-methyl)硅、甲基乙烯硅、甲基苯乙烯硅、氟硅氧烷的结构的材料。
另外，在上述材料中也可添加固化剂，作为环氧树脂组成物的固化剂，没有特别限制，可根据并用的环氧树脂组成物，适当使用一种或两种以上的固化剂。作为固化剂，有例如胺(amine)、聚胺(polyamine)、胺加合物(amineadduct)、胺盐、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、刘易斯酸盐、酮亚胺(ketimine)、氧化酰肼(acid hydrazide)、酸酐、聚硫醇(polythiol)、硫化物(sulfide)衍生物、酚醛(phenolic)树脂及氨基(amino)树脂等。
此外，衬片6还可使用紫外线固化的树脂或电子射线固化的树脂。作为用紫外线固化的树脂，有游离基聚合固化树脂或阳离子聚合固化树脂。游离基(radical)聚合固化树脂以具有氨基甲酸乙酯(urethane)结构的(甲基)丙烯腈低聚物(acrylic oligomer)或(甲基)丙烯腈单体(monomer)为主成分，再对其添加作为光聚合引发剂的丙烯腈(乙烯聚合物型)树脂。作为光聚合引发剂，使用苯甲酰烷醚(benzoyl alkyl ether)类、二苯甲酮类(benzophenone)、苯乙酮(acetophenone)类、噻吨酮(thioxanthone)类中的任一种。另外，也可使用以多烯烃(polyene)(烯丙基(allylic)类不饱和树脂)或聚硫醇(polythiol)(含有氢硫基(mercapto)的树脂)为主成分，以二苯甲酮(benzophenones)类作为光聚合引发剂的聚硫醇-聚烯烃(polythiol polyene)型(附加聚合型)树脂。作为阳离子聚合固化树脂，有以具有环氧骨架的树脂为主成分，以利用光产生刘易斯酸的芳香族重氮化(diazonium)盐、芳香族halonium盐、芳香族锍(sulfonium)盐作为光聚合引发剂的环氧开环聚合型树脂。而作为用电子射线固化的树脂，使用上述用紫外线固化的游离基聚合固化树脂或阳离子聚合固化树脂。用电子射线方法进行固化照射比紫外线更大的能量能够促进主成分聚合，所以不需要添加光聚合引发剂。
并且，为了适当地调节其粘度，可以添加填充剂、增塑剂(plasticizer)、溶剂均匀剂、摇溶(thixotropic)剂。填充剂有二氧化硅、氧化铝等金属氧化物，碳酸钙等金属碳酸盐化合物、硫酸钡等金属硫酸盐化合物、滑石等金属硅酸盐化合物。
具有上述构成的透光性触摸面板，上电极7和下电极8与电子机器的检测电路连接。如用手指或笔在上基板1上表面的衬片6部分以外的可触摸操作及位置检测的有效工作区域进行按压操作，则上基板1会挠曲。并且，按压的地方的上导电层2与下导电层4接触。检测电路根据上电极7间与下电极8间的电阻比检测出该触摸的位置。
下面说明使用这样的衬片6的透光性触摸面板的具体制作方法及评价方法。
首先，将双酚(bisphenol)A型环氧树脂、胺(amine)固化剂、二氧化硅填充剂、还有滑石，按100∶7∶15∶40的重量比进行掺合。使用该配料形成在背景技术中说明的厚50μm、宽3mm的衬片16，制作已有例的透光性触摸面板，编为No.0。
其次，使用本实施形态的环氧树脂组成物。首先，调制缩水甘油酯(glycidylester)型环氧树脂、胺固化剂、二氧化硅填充物组成的环氧树脂组成物。其调制重量比为100∶30∶10。将其在150℃温度下加热30分钟，形成厚50μm、宽3mm的衬片6，制造透光性触摸面板，编为NO.1。
作为氨基甲酸乙酯(urethane)组成物，调制由聚醚型多元醇(polyetherpolyol)、methylethyl ketoxime block isocyanate、固化促进剂(di-n-butyl tindilaurate)、以及二氧化硅填充物组成的氨基甲酸乙酯(urethane)组成物。其配合重量比为100∶30∶1∶10。将其在150℃温度下加热30分钟，形成衬片6，制作透光性触摸表面，编为NO.2。
接着，将由甲基乙烯硅(methyl vinyl silicone)系树脂组成的硅树脂组成物在150℃温度下加热1小时，形成衬片6，制作透光性触摸面板，编为NO.3。
又，作为游离基聚合固化树脂，调制具有氨基甲酸乙酯(urethane)结构的丙烯酸系低聚物(acrylic oligomer)即氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(urethaneacrylate)、苯氧基丙烯酸乙酯(phenoxy ethylacrylate)、光聚合引发剂及二氧化硅填充物。其配置重量比为100∶95∶6∶10。将其在800mJ/cm2条件下进行紫外线照射，形成衬片6，制作透光性触摸面板，编为NO.4。
作为阳离子聚合固化树脂，调制具有环氧骨架的树脂即环氧化聚丁二烯、聚己酸内酰胺(polycaprolactone troil)、光聚合引发剂(triphenyl sulfoniumhexafluorophosphate derivative)、及二氧化硅填充物。其配置重量比为100∶100∶3∶10。将其在1000mJ/cm2条件下进行紫外线照射，形成衬片6，制作透光性触摸面板，编为NO.5。
此外，还调制有氨基甲酸乙酯(urethane)结构的丙烯酸系低聚物(acrylicoligomer)即氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、二丙烯聚乙烯(polyethylene diacrylate)及填充剂。其调制重量比为100∶80∶10。将其在20kJ/kg条件下进行电子射线照射，形成衬片6，制作透光性触摸面板，编为NO.6。
再调制由丁二烯橡胶变性环氧树脂、聚胺(polyamine)固化剂、二氧化硅填充物的组成物。这时的调制重量比为100∶35∶5。在150℃温度下将其加热30分钟，形成厚50μm、宽3mm的衬片6，制作透光性触摸面板，编为NO.7。
又调制氨基甲酸乙酯(urethane)变性环氧树脂、固化剂氰基胍(dicyandiamide)及二氧化硅填充物，重量比为100∶30∶25。在150℃温度下将其组成物加热30分钟，同样地形成衬片6，制作透光性触摸面板，编为NO.8。
上述NO.0～NO.8的衬片的弹性模量和用粘性分量与弹性分量之比定义的损耗正切的关系示于表1。
表1
下面对上述NO.0～NO.8的透光性触摸面板进行评价。使用顶端直径0.8mm的聚缩醛(polyacetal)笔在内侧离衬片6有1.5mm距离的位置上施加500克力，同时与衬片6平行地滑动20mm距离。然后，测定触压地方的阻值，判定该阻值与初始阻值的比率是否在规定值内。并且，将超出规定值时为止的滑动次数作为滑动寿命。
从表1清楚看出，弹性模量104～106pa的本实施形态的NO.1～NO.8的滑动寿命比弹性模量为3.2×107Pa的已有的NO.0有显著增加。
另外，在NO.1、NO.2、NO.3、NO.4、NO.5、NO.6之间进行比较，弹性模量虽基本相同，但损耗正切低者滑动寿命增加。
这样，在本实施形态中，使用具有弹性模量104～106Pa的弹力模量的衬片6，将下表面形成上导电层2的上基板1，与上表面形成与上导电层2对向并保持规定的间隙的下导电层4的下基板3进行粘接。于是构成透光性触摸面板。在这种触摸面板的衬片6附近进行触压操作时，衬片6具有弹性模量为104～106Pa的适切的弹力性能，随施加的压力而收缩。因此，衬片6端部附近的上导电层2的弯曲应力减小，不易发生劣化。并且，衬片6附近也可作为有效工作区域使用，这样既可确保给定的有效工作区域，又可实现整体上的小型化。
在弹性模量不足104Pa时，如触压衬片附近，由于衬片太软，难以复元，严重时会粘住，所以实际使用有困难。如弹性模量超过106Pa，会产生与已有的触摸面板一样的问题。
进一步地说，将衬片6的损耗正切做到0.5以下是理想的。如衬片6的损耗正切大于0.5，则衬片较软，复原性能差。这也就是说，损耗正切值越小，粘住也越小，形状易恢复。因此，当在衬片6附近触压操作结束时，衬片6立即恢复形状，使施加在端部附近的上导电层2上的弯曲应力的时间减小。从而更不易产生劣化，而增加滑动寿命。另一方面，损耗正切的下限值为0.05左右。对于不足该值的组成物，可使用具有刚直分子骨架的树脂。这样的树脂，一般弹性模量大，物性硬，适用于有弹性的衬片，不会有大的变形。
如用电子射线进行固化的游离基聚合固化树脂或阳离子聚合固化树脂形成衬片，就不需要添加光聚合引发剂。用电子射线固化的方法，照射的能量比紫外线要大，所以能促进主成分的聚合，方便地形成衬片。
如上所述，采用本发明，可提供寿命长，能够确保规定的有效工作区域，谋求整体小型化的透光性触摸面板。
权利要求
1.一种透光性触摸面板，其特征在于，具有在下表面形成上导电层的上基板、在上表面形成与所述上导电层对向并保持规定的间隙的下导电层的下基板、以及将所述上基板与所述下基板粘合的衬片，所述衬片的弹性模量为104Pa以上、106Pa以下。
2.如权利要求1记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述衬片的损耗正切为0.5以下。
3.如权利要求1记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述衬片由使用紫外线和电子射线中的任一种方法进行固化的游离基聚合固化树脂和阳离子固化树脂中的任一种构成。
4.如权利要求3记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述游离基聚合固化树脂为丙烯酸类树脂、聚硫醇聚烯烃(polythiol polyene)型树脂中的任一种。
5.如权利要求3记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述阳离子聚合固化树脂为具有环氧骨架的环氧开环聚合型树脂。
6.如权利要求1记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述衬片包含有环氧树脂组成物、氨基甲酸乙酯、硅树脂组成物中的任一种。
7.如权利要求6记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述环氧组成物至少含有用橡胶、硅橡胶、脂肪酸、脂肪酸中包含双键的物质，氨基甲酸乙酯、聚醚、以及聚硫化物中的任一种变性的环氧树脂。
8.如权利要求7记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述环氧组成物至少含有用聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丙烯腈丁二烯中的任一种橡胶变成的环氧树脂。
9.如权利要求6记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述氨基甲酸乙酯组成物含有芳香族、脂肪族、脂环族的聚二异氰酸酯(di-polyisocyanate)类、脂环族的聚三异氰酸酯类及脂环族的聚四异氰酸酯类中的任一种。
10.如权利要求6记载的透光性触摸面板，其特征在于，所述硅树脂组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种的结构。
11.一种透光性触摸面板的制造方法，其特征在于，具有在下表面形成上导电层的上基板与在上表面形成与所述上导电层对向并保持规定的间隙的下导电层的下基板之间施以聚合固化树脂的步骤，以及使所述聚合固化树脂固化的步骤；固化后的树脂的弹性模量为104Pa以上、106Pa以下。
12.如权利要求11记载的透光性触摸面板的制作方法，其特征在于，所述聚合固化树脂为游离基聚合固化树脂和阳离子聚合固化树脂中的任一种，在所述固化步骤中，使用紫外线和电子射线中的任一种照射所述聚合固化树脂。
13.如权利要求11记载的透光性触摸面板的制作方法，其特征在于，所述聚合固化树脂含有环氧树脂组成物、氨基甲酸乙酯、硅树脂组成物中的任一种，在所述固化步骤中，加热所述聚合固化树脂。
全文摘要
使用具有弹性模量为10
文档编号G06F3/033GK1480827SQ0310883
公开日2004年3月10日 申请日期2003年3月26日 优先权日2002年3月26日
发明者桝田知树, 原田充, 面屋和则, 藤川和彦, 福井俊晴, 矢ク崎琢也, 则, 彦, 晴, 琢也, 田知树 申请人:松下电器产业株式会社