專利名稱：觸摸面板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在各種電子設(shè)備的操作中所使用的觸摸面板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年，在手機(jī)或汽車導(dǎo)航系統(tǒng)(car navigation system)等的各種電子設(shè)備中，在液晶等的顯示元件的前面安裝有光透過性的觸摸面板。通過觸摸面板，可對(duì)顯示元件上顯示的文字或標(biāo)號(hào)進(jìn)行視覺辨認(rèn)或選擇。與此同時(shí)，利用手指或?qū)Ｓ霉P等對(duì)觸摸面板進(jìn)行按壓操作。由此，可進(jìn)行電子設(shè)備的各種功能的切換。所以，要求誤操作少、操作簡(jiǎn)便的觸摸面板。
利用圖4說明這樣的現(xiàn)有觸摸面板。
圖4為表示現(xiàn)有觸摸面板的剖面圖。在圖4中，光透過性的上基板101為薄膜狀。光透過性的下基板102由玻璃等形成。氧化銦錫(indium tin oxide)等的光透過性的上導(dǎo)電層103形成在上基板101的下面。氧化銦錫等的光透過性的下導(dǎo)電層104形成在下基板102的上面。
另外，在上導(dǎo)電層103和下導(dǎo)電層104之間的間隙中，形成有硅橡膠(silicone rubber)或聚氨酯橡膠(urethane rubber)等的光透過性的彈性層105。鎳或不銹鋼等的多個(gè)導(dǎo)線106以沿上下方向取向埋設(shè)在彈性層105內(nèi)的狀態(tài)形成。導(dǎo)線106的下端與下導(dǎo)電層104接觸。在導(dǎo)線106的上端和上導(dǎo)電層103之間設(shè)置了規(guī)定的間隙。
在上導(dǎo)電層103的兩端上，形成有一對(duì)上電極(無圖示)。在下導(dǎo)電層104的兩端上，形成有在與上電極正交的方向上設(shè)置的一對(duì)下電極(無圖示)。這樣構(gòu)成了觸摸面板100。
這樣構(gòu)成的觸摸面板100設(shè)置在液晶顯示元件(無圖示)等的前面而構(gòu)成電子設(shè)備(無圖示)。并且，各一對(duì)的上電極和下電極與電子設(shè)備的電路(無圖示)連接。
在以上的構(gòu)成中，對(duì)觸摸面板100背面的液晶顯示元件等的顯示進(jìn)行視覺辨認(rèn)的同時(shí)，用手指或筆等對(duì)上基板101上面沿箭頭X方向進(jìn)行按壓操作。由此，上基板101和彈性層105彎曲，被按壓的地方的上導(dǎo)電層103和導(dǎo)線106上端接觸。當(dāng)上基板101被按壓時(shí)，導(dǎo)線106彎曲，上導(dǎo)電層103和下導(dǎo)電層104經(jīng)由導(dǎo)線106電連接。
于是，從電路向上電極和下電極順次施加電壓。電路利用上電極的電壓比和下電極的電壓比檢測(cè)按壓的地方。由此，進(jìn)行電子設(shè)備的各種功能的切換。
當(dāng)施加在上基板101上的按壓力被解除時(shí)，通過上基板101和彈性層105的彈性回復(fù)力，使上基板101回復(fù)到原來的狀態(tài)。由此，上導(dǎo)電層103從導(dǎo)線106上端離開。
另外，如上所述的現(xiàn)有觸摸面板100，公開在例如特開昭59-188726號(hào)公報(bào)等中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的觸摸面板，其具有上基板、下基板、彈性層、多個(gè)導(dǎo)線以及凝膠體層，上基板的下面形成有上導(dǎo)電層，下基板的上面形成有與上導(dǎo)電層之間設(shè)置了間隙且相對(duì)的下導(dǎo)電層，下導(dǎo)電層的上面形成有彈性層，導(dǎo)線，其一部分埋設(shè)在彈性層，且與上導(dǎo)電層之間設(shè)置了間隙，沿上下方向地取向設(shè)置，凝膠體層形成在上導(dǎo)電層和彈性體之間。通過這樣的構(gòu)成，提供了一種不需要現(xiàn)有觸摸面板所必需的大的按壓力，誤操作少，可進(jìn)行確實(shí)操作的觸摸面板。
本發(fā)明的觸摸面板的制造方法，其具有準(zhǔn)備上面形成有下導(dǎo)電層的下基板的步驟；將分散有導(dǎo)線的彈性層涂敷在下導(dǎo)電層的上面的步驟；在導(dǎo)電層形成磁場(chǎng)的步驟；利用磁場(chǎng)，在使導(dǎo)線上下方向直立取向的狀態(tài)下固化彈性層的步驟；通過該方法，實(shí)現(xiàn)了可進(jìn)行確實(shí)操作的觸摸面板。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的觸摸面板的剖面圖；圖2A是表示圖1中表示的觸摸面板的制造方法的剖面圖；圖2B是表示圖1中表示的觸摸面板的制造方法的剖面圖；圖2C是表示圖1中表示的觸摸面板的制造方法的剖面圖；圖2D是表示圖1中表示的觸摸面板的制造方法的剖面圖；
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的觸摸面板的制造方法的剖面圖；圖4是現(xiàn)有觸摸面板的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)下面，利用圖1、圖2A～圖2D說明本發(fā)明的實(shí)施方式1。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的觸摸面板的剖面圖。在圖1中，光透過性的上基板21利用聚對(duì)苯二甲酸乙二酯或聚碳酸酯等材料形成為薄膜狀。光透過性的下基板22利用玻璃或丙烯基、聚碳酸酯等的材料形成。利用氧化銦錫或氧化錫等的材料的光透過性的上導(dǎo)電層23形成在上基板21的下面21b上。利用了氧化銦錫或氧化錫等的材料的光透過性的下導(dǎo)電層24形成在下基板22的上面22a上。上導(dǎo)電層23和下導(dǎo)電層24通過濺射法等分別形成。上導(dǎo)電層23和下導(dǎo)電層24相對(duì)設(shè)置，并且100微米左右的間隙介于它們之間。
利用了硅橡膠或聚氨酯橡膠等的人造橡膠(elastomer)等的材料的光透過性的彈性層25形成在下導(dǎo)電層24的上面24a上。彈性層25具有104～106dyne/cm2的彈性率。利用了硅橡膠或丙烯基橡膠(acrylic rubber)等的材料的光透過性的凝膠體(gel)層27形成在彈性層25和上導(dǎo)電層23之間。凝膠體層27具有102～103dyne/cm2的彈性率?；蛘哒f，凝膠體層27的彈性率比彈性層25的彈性率小。
利用直徑10微米左右的鎳或不銹鋼等的材料的多個(gè)導(dǎo)線26形成為埋設(shè)在彈性層25和凝膠體層27中的狀態(tài)。埋設(shè)在彈性層25的導(dǎo)線26的下端26b與下導(dǎo)電層24接觸。埋設(shè)在凝膠體層27的導(dǎo)線26的上端26a和上導(dǎo)電層23具有規(guī)定的間隙且相對(duì)。導(dǎo)線26形成為在上導(dǎo)電層23和下導(dǎo)電層24之間的間隙內(nèi)向上下方向取向的狀態(tài)。導(dǎo)線26的取向的方向相對(duì)于上導(dǎo)電層23和下導(dǎo)電層24為大致直角方向。
利用銀或碳等的材料的一對(duì)上電極(無圖示)形成在上導(dǎo)線層23的兩端。利用了銀或碳等的材料的一對(duì)下電極(無圖示)相對(duì)于上電極正交設(shè)置，形成在下導(dǎo)電層24的兩端。這樣構(gòu)成了觸摸面板20。
另外，上基板21的外周(無圖示)和下基板22的外周(無圖示)粘合在一起，觸摸面板20被密封。通過熱壓合或接合，或者在上下面上涂敷粘合劑而形成的略額緣狀的襯墊(無圖示)等被用于上基板21和下基板22的粘合。
下面，參照?qǐng)D2A～圖2D說明這樣構(gòu)成的觸摸面板20的制造方法。
首先，如圖2A所示，準(zhǔn)備在上面22a上形成有下導(dǎo)電層24的下基板22。
然后，如圖2B所示，分散有多個(gè)導(dǎo)電層26的彈性層25涂敷在下導(dǎo)電層24的上面24a。圖2B所示的彈性層25為固化前的未固化狀態(tài)。分散在彈性層25的多個(gè)導(dǎo)線26為取向前的未取向狀態(tài)，各導(dǎo)線26的朝向各種各樣。
之后，如圖2C所示，利用上磁鐵28和下磁鐵29，磁場(chǎng)40向彈性層25的上下方向形成。
且在圖2C中，上磁鐵28和下磁鐵29兩個(gè)磁鐵分別設(shè)置在彈性層25的上下。由此，磁場(chǎng)40形成在彈性層25上。但是，磁鐵不是必須設(shè)置在彈性層25的上下的。例如，若可形成垂直的平行磁場(chǎng)，也可以只利用上磁鐵28形成磁場(chǎng)40，或只用下磁鐵29形成磁場(chǎng)40。只要至少從彈性層25的上方或下方的一個(gè)方向形成磁場(chǎng)40就可以。
通過磁場(chǎng)40，分散在彈性層25內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)線26沿上下方向直立取向(upright orientation)。并且，下端26b與下導(dǎo)電層24接觸。在導(dǎo)電層26直立取向的狀態(tài)下，彈性層25通過加熱或固化劑等的方法固化。
如圖2D所示，彈性層25固化后，在彈性層25的上面25a涂敷有凝膠體層27。凝膠體層27形成將導(dǎo)線26全部埋沒的程度。
接著，在下面21b形成有上導(dǎo)電層23的上基板21載置于在凝膠體層27上之后，通過加熱或固化劑等的方法使凝膠體層27固化。伴隨著該凝膠體層的固化，上導(dǎo)電層23和凝膠體27接合，上基板21形成在凝膠體層27上。然后，上基板21的外周和下基板22的外周通過熱壓接或接合等粘合在一起。這樣觸摸面板被密封。
在上導(dǎo)電層23的兩端上，形成有一對(duì)上電極(無圖示)。在下導(dǎo)電層24的兩端上，形成有相對(duì)于上電極在正交方向上設(shè)置的一對(duì)下電極(無圖示)。這樣，觸摸面板20被構(gòu)成。
這樣構(gòu)成的觸摸面板20設(shè)置在液晶顯示元件(無圖示)等的前面，而構(gòu)成電子設(shè)備(無圖示)。并且，各個(gè)一對(duì)的上電極和下電極連接在電子設(shè)備的電路(無圖示)上。
在以上構(gòu)成中，對(duì)觸摸面板20背面的液晶顯示元件等的顯示進(jìn)行視覺辨認(rèn)的同時(shí)，利用手指或筆等(無圖示)在箭頭Y方向上對(duì)上基板21的上面21a進(jìn)行按壓操作。由此，上基板21和凝膠體層27彎曲，按壓的地方的上導(dǎo)電層23和導(dǎo)線26的上端26a接觸。當(dāng)上基板21被按壓時(shí)導(dǎo)線26彎曲，按壓地方的上導(dǎo)電層23和下導(dǎo)電層24經(jīng)由導(dǎo)線26電連接。
于是，從電路向上電極和下電極順次施加電壓。電路利用上電極的電壓比和下電極的電壓比檢測(cè)按壓的地方。由此，進(jìn)行電子設(shè)備的各種功能的切換。
當(dāng)加在上基板21上的按壓力接觸后，通過上基板21和凝膠體層27的彈性回復(fù)力，上基板21回到原來狀態(tài)。由此，上導(dǎo)電層23從上端26a離開。
這樣，在上導(dǎo)電層23和彈性層25之間，形成了彈性率小的比較柔軟的凝膠體層27。因此，即使在觸摸面板20被操作時(shí)的按壓力也是輕的力，上基板21也容易彎曲。由此，上導(dǎo)電層23和導(dǎo)線26的接觸容易且切實(shí)地進(jìn)行。也就是說，提供了誤操作少，可進(jìn)行切實(shí)的操作，操作性被改善的觸摸面板20。
分散有導(dǎo)電層26的彈性層25涂敷在上面24a上后，至少從彈性層25的上方或下方的一方形成磁場(chǎng)40。在導(dǎo)線26沿上下方向直立取向的狀態(tài)下，彈性層25被固化。由此，形成彈性層25和凝膠體層27的內(nèi)部直立取向狀態(tài)的導(dǎo)線26。其結(jié)果，容易制作均勻且可進(jìn)行確實(shí)操作的觸摸面板20。
(實(shí)施方式2)下面利用圖3說明本發(fā)明實(shí)施方式2。
圖3為表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的觸摸面板的制造方法的剖面圖。實(shí)施方式2與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)在于磁場(chǎng)的形成方法。實(shí)施方式2中，對(duì)于與實(shí)施方式1相同的結(jié)構(gòu)付與了相同的標(biāo)號(hào)，省略了詳細(xì)的說明。
如圖3所示，在分散有導(dǎo)線26的彈性層25涂敷在上面24a上后，通過上磁鐵28和下磁鐵30，在彈性層25上形成磁場(chǎng)40a。在下磁鐵30的表面30c上，形成多個(gè)規(guī)則的凸部30a和凹部30b。利用下磁鐵30形成的磁場(chǎng)40a具有對(duì)應(yīng)于凸部30a和凹部30b的位置的磁力分布。分散在未固化的狀態(tài)的彈性層25上的導(dǎo)線26以對(duì)應(yīng)于具有磁力分布的磁場(chǎng)40a的狀態(tài)而取向。也就是說，導(dǎo)線26集中取向在對(duì)應(yīng)于凸部30a的位置。這樣，當(dāng)以導(dǎo)線26集中取向的狀態(tài)彈性層25被固化時(shí)，導(dǎo)線26以凹凸部的間隔排列。
并且，通過根據(jù)需要選擇凸部30a和凹部30b，形成具有預(yù)先設(shè)定分布的導(dǎo)線26。在凸部30a和凹部30b等間隔地形成的情況下，導(dǎo)線26以等間隔分布的狀態(tài)形成。
如上所述，在分散有導(dǎo)線26的彈性層25涂敷在上面24a上后，從彈性層25的上方或下方的至少一方形成磁場(chǎng)40a。磁場(chǎng)40a利用具有凸部30a和凹部30b的下磁鐵30形成。由此，磁場(chǎng)40a形成的磁力具有分布。在導(dǎo)線26沿上下方向直立取向的狀態(tài)下，彈性層25被固化。由此，直立取向狀態(tài)的導(dǎo)線26形成在彈性層25和凝膠體層27的內(nèi)部。導(dǎo)線26以預(yù)先決定的分布狀態(tài)形成。其結(jié)果，根據(jù)觸摸面板的用途，自由選擇導(dǎo)線26的密度分布，可容易制作出能夠切實(shí)操作的觸摸面板。
在圖3中，說明設(shè)置在彈性層25的下方的下磁鐵30具有凸部30a和凹部30b的結(jié)構(gòu)。但是，除了設(shè)置在彈性層25的上方的上磁鐵28之外，也可以利用具有凸部和凹部的磁鐵，形成具有磁力分布的磁場(chǎng)40a。
權(quán)利要求
1.一種觸摸面板，其特征在于，具有上基板，其下面形成有上導(dǎo)電層；下基板，其上面形成有與上述上導(dǎo)電層之間設(shè)置了間隙且相對(duì)的下導(dǎo)電層；彈性層，其形成在上述下導(dǎo)電層的上面；多個(gè)導(dǎo)線，它們一部分埋設(shè)在上述彈性層，且與上述上導(dǎo)電層之間設(shè)置了間隙，沿上下方向取向設(shè)置；凝膠體層，其形成在上述上導(dǎo)電層和上述彈性體之間。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，上述凝膠體層，其彈性率比上述彈性層的彈性率小。
3.如權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，上述凝膠體層具有102～103dyne/cm2的彈性率。
4.如權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，上述導(dǎo)線具有預(yù)先決定的分布而設(shè)置。
5.一種觸摸面板的制造方法，其特征在于，具有以下步驟準(zhǔn)備上面形成有下導(dǎo)電層的下基板的步驟；將分散有導(dǎo)線的彈性層涂敷在上述下導(dǎo)電層的上面的步驟；在上述導(dǎo)電層形成磁場(chǎng)的步驟；利用上述磁場(chǎng)，在使上述導(dǎo)線沿上下方向直立取向的狀態(tài)下固化上述彈性層的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的觸摸面板的制造方法，其特征在于，還具有以下步驟在上述彈性層上形成凝膠體層的步驟；在上述凝膠體層上，形成下面形成有上導(dǎo)電層的上基板的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的觸摸面板的制造方法，其特征在于，上述凝膠體層，其彈性率比上述彈性層的彈性率小。
8.如權(quán)利要求6所述的觸摸面板的制造方法，其特征在于，上述凝膠體層具有102～103dyne/cm2的彈性率。
9.如權(quán)利要求5所述的觸摸面板的制造方法，其特征在于，利用表面具有凹部和凸部的磁鐵在上述彈性層形成磁場(chǎng)。
全文摘要
一種觸摸面板，其具有上基板、下基板、彈性層、多個(gè)導(dǎo)線以及凝膠體層，上基板的下面形成有上導(dǎo)電層，下基板的上面形成有與上導(dǎo)電層之間設(shè)置了間隙且相對(duì)的下導(dǎo)電層，下導(dǎo)電層的上面形成有彈性層，導(dǎo)線，一部分埋設(shè)在彈性層且與上導(dǎo)電層之間設(shè)置了間隙，沿上下方向取向設(shè)置，凝膠體層形成在上導(dǎo)電層與彈性體之間。通過這樣的構(gòu)成，可得到一種誤操作少，可進(jìn)行確實(shí)操作的觸摸面板。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1885250SQ20061009385
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者田邊功二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社