CN102027441B - 触摸面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸面板，包括：上基板；上电阻层，设于上基板的下面；下电阻层，具有一个上面，空开规定的间隔与上电阻层的下面相对；具有透光性的下基板，设于下电阻层的下面；多个导电粒子，设于上电阻层的下面和下电阻层的上面的至少一方；和透光树脂部，将多个导电粒子固定在上电阻层的下面和下电阻层的上面的至少一方。在显示元件设于该触摸面板的下基板的下面的情况下，可以很容易地观察确认显示元件，而且，该触摸面板廉价且容易操作。

Description

触摸面板

技术领域

本发明涉及用于操作各种电子机器的触摸面板。

背景技术

近年，伴随手机和车载导航仪等各种电子机器的高性能化和多样化，出现了一种在液晶显示元件等显示元件的前面安装透光性触摸面板的电子机器。操作者一边通过该触摸面板观察确认背面显示元件的显示，一边用手指或笔等按压触摸面板，进行机器各功能的切换。对于该触摸面板，越来越要求背面的显示元件显示清晰、操作方便。

图6是专利文献1所述的现有触摸面板501的截面图。上基板101具有可挠性，呈薄膜状，由透光性材料组成。下基板2由玻璃等透光性材料组成。上基板101的下面101B设有由氧化铟锡等透光性电阻材料组成的上电阻层103；下基板2的上面2A设有由氧化铟锡等透光性电阻材料组成的下电阻层4。

下电阻层4的上面4A以规定间隔设有多个由绝缘树脂组成的微小间隔物(dot spacer)51。上电阻层103的两端设有一对上电极。下电阻层4的两端设有一对下电极，被排列成垂直于一对上电极的排列方向。

垫圈(spacer)5实质呈框状，在上基板101和下基板2之间，沿上基板101和下基板2的外周设置。通过粘结剂，垫圈5的上面和下面分别与上基板101的外周和下基板2的外周贴合。上电阻层103的下面103B与下电阻层4的上面4A相对，其间空开规定的间隔。

触摸面板501被按如下方式安装在电子机器上，即，下基板2的下面2B配置在液晶显示元件等显示元件61的显示面61A上。上电极和下电极与电子线路连接。

操作者通过触摸面板501观察确认显示元件61的显示面61A的显示，用手指或笔等按压上基板101的上面101A。上基板101会因按压而变形，被按压的上电阻层103的一部分会接触下电阻层4。电子线路依次对上电极和下电极施加电压，根据这些电极之间的电压比，检测被按压处，进行电子机器各功能的切换。

上基板101被按压时，会向下方变形，上电阻层103与下电阻层4之间的间隔会减小。如果该间隔减小到例如10μm以下，有时会产生牛顿环，它是以变形处为中心、因外部光反射而产生的干涉条纹。有时难以通过触摸面板501看清显示面61A。

使用氟酸进行蚀刻加工等，会使下基板2的表面2A粗糙化，将下电阻层4设在被粗糙化的上面2A，可以防止牛顿环的发生。但是，这种加工费时费力，触摸面板501的价格也会很高。

专利文献1：特开2007-65982号公报

发明内容

触摸面板包括：上基板；上电阻层，设于上基板的下面；下电阻层，具有一个上面，空开规定的间隔，与上电阻层的下面相对；具有透光性的下基板，设于下电阻层的下面；多个导电粒子，设于上电阻层的下面和下电阻层的上面的至少一方；和透光树脂部，将多个导电粒子固定在上电阻层的下面和下电阻层的上面的至少一方。

在显示元件设于该触摸面板的下基板的下面的情况下，可以很容易地观察确认显示元件，而且，该触摸面板廉价且容易操作。

附图说明

图1A是根据本发明的实施方式1的触摸面板的上面图。

图1B是图1A所示的触摸面板在线1B-1B上的截面图。

图1C是图1A所示的触摸面板在线1C-1C上的截面图。

图1D是根据实施方式1的另一触摸面板的截面图。

图1E是根据实施方式1的又一触摸面板的截面图。

图2是根据本发明的实施方式2的触摸面板的截面图。

图3A是根据本发明的实施方式3的触摸面板的上面图。

图3B是图3A所示的触摸面板在线3B-3B上的截面图。

图3C是图3A所示的触摸面板在线3C-3C上的截面图。

图4A是根据实施方式3的触摸面板的电路图。

图4B是根据实施方式3的触摸面板的电路图。

图4C是根据实施方式3的触摸面板的电路图。

图5表示根据实施方式3的触摸面板的特性。

图6是现有触摸面板的截面图。

图中：

4-下电阻层，2-下基板，7-导电粒子(第1导电粒子)，8-透光树脂部，9-透光粒子，7A-导电粒子(第2导电粒子)，101-上基板，103-上电阻层

具体实施方式

(实施方式1)

图1A是根据本发明的实施方式1的触摸面板1001的上面图。图1B是图1A所示的触摸面板1001在线1B-1B上的截面图。图1C是图1A所示的触摸面板1001在线1C-1C上的截面图。上基板101具有可挠性，由透光性材料组成。作为该材料，例如有聚醚碸(poly ether sulfone)、聚碳酸酯、玻璃等。下基板2由玻璃或丙烯酸、聚碳酸酯等透光性材料组成。上基板101的下面101B通过溅射法等设置了上电阻层103，由氧化铟锡或氧化锡等透光性的电阻材料组成。下基板2的上面2A通过溅射法等形成了下电阻层4，由氧化铟锡或氧化锡等透光性的电阻材料组成。

粒径约为1～20μm的多个导电粒子7被透光树脂部8固定在下电阻层4的上面，透光树脂部8由丙烯酸、环氧树脂、硅、氟酸类、聚噻吩类、聚苯胺类、聚吡咯类等透光树脂组成。导电粒子7和透光树脂部8远离上电阻层103的下面103B。导电粒子7的粒径约为1～20μm，包括由2，4-二氨基-6-苯基-1，3，5-三嗪(benzoguanamine)或丙烯酸等组成的芯材107；和覆盖芯材107的、由金、银、铑、白金、钯、镍等金属组成的镀层207。另外，导电粒子7也可以由硅胶或合成橡胶等芯粒子、以及分散在该芯粒子上的碳、氧化铟锡、银等的导电性粉末组成。导电粒子7也可以由金属组成。此外，导电粒子7还可以由包含导电树脂的粒子组成，导电树脂例如是聚噻吩等导电性聚合物。

将规定数量的导电粒子7分散到的溶液中，制作分散溶液。该溶液已溶解了作为透光树脂部8的材料的透光树脂。将该分散溶液喷涂或印刷在下电阻层4的上面4A，就可以比较简单地将导电粒子固定在下电阻层4的上面4A。

下电阻层4的上面4A以规定间隔设有由环氧树脂或硅等绝缘树脂组成的多个微小间隔物51。上电阻层103在方向1001A上的两端分别设有与上电阻层103连接的由银或碳等导电部件组成的上电极11A、11B。上电极11A、11B沿方向1001A排列。与方向1001A成直角的方向1001B上的下电阻层4的两端，分别设有与下电阻层4连接的下电极12A、12B。下电极12A、12B沿方向1001B排列。

在上基板101与下基板2之间设有由聚脂树脂、环氧树脂、无纺布等绝缘材料组成的垫圈5。垫圈5实质呈框状，设在上基板101的外周和下基板2的外周上。垫圈5被丙烯酸或橡胶等粘结剂固定在上基板101的外周和下基板2的外周。上电阻层103的下面103B与下电阻层4的上面4A相对，其间空开例如约5～100μm的规定间隔，设有空隙S1。

下基板2的下面2B被配置在液晶显示元件等显示元件61的显示面61A上，触摸面板1001被安装在电子机器上。上电极11A、11B和下电极12A、12B与电子机器的电子线路电连接。

对触摸面板1001的动作进行说明。操作者通过触摸面板1001，一边观察确认显示元件61的显示面61A的显示，一边用手指或笔等按压上基板101的上面101A，这时，上基板101会向下方朝下基板2变形。在上基板101的被按压处，上电阻层103的下面103B的部分与导电粒子7接触，上电阻层103通过导电粒子7与下电阻层4导通。

电子线路依次向上电极11A、11B和下电极12A、12B施加电压，根据上电极11A、11B和下电极12A、12B上出现的电压，检测被按压处，进行电子机器各种功能的切换。

上基板101在被按压时，会向下方变形，上电阻层103与下电阻层4之间的间隔会减小。上电阻层103和下电阻层4通过导电粒子7而导通。由于上电阻层103与下电阻层4之间的间隔不小于导电粒子7的粒径，所以不易因外部光反射而产生牛顿环。因此，操作者就可以很容易地通过触摸面板1001观察确认显示元件61的显示面61A，切实对触摸面板1001进行操作。

如上所述，多个导电粒子7通过喷涂或印刷等简单的方法，被固定在下电阻层4的上面4A，所以触摸面板1001的制造可以很廉价。

通过导电粒子7进行按压时，上基板101的变形很小，所以操作者可以用较轻微的力量操作触摸面板1001。

另外，如果导电粒子7的粒径过小，会削弱上述的对牛顿环的防止效果；如果导电粒子7的粒径过大，会使导电粒子7显现出来，使显示元件61的显示面61A变得不清晰。因此，优选导电粒子7的粒径约为1～20m，更优选约为3～10μm。

图1D是根据实施方式1的另一触摸面板1002的截面图。图1D对与图1B所示的触摸面板1001相同的部分附加了相同的参照符号，省略其说明。在图1D所示的触摸面板1002中，多个导电粒子7被透光树脂部8固定在上电阻层103的下面103B上，所以，会得到与图1B所示的触摸面板1001同样的效果。

图1E是根据实施方式1的又一触摸面板1003的截面图。图1E对与图1B所示的触摸面板1001相同的部分附加了相同的参照符号，省略其说明。在图1E所示的触摸面板1003中，多个导电粒子7被透光树脂部8固定在下电阻层4的上面4A和上电阻层103的下面103B两方，由此，可得到与图1B所示的触摸面板1001同样的效果。

也就是说，在根据实施方式1的触摸面板1001～1003中，多个导电粒子7被透光树脂部8固定在下电阻层4的上面4A和上电阻层103的下面103B中的至少一方，由此，可得到同样的效果。

(实施方式2)

图2是根据本发明的实施方式2的触摸面板1004的截面图。图2对与图1A和图1B所示的根据实施方式1的触摸面板1001相同的部分附加了相同符号，省略其说明。

图2所示的触摸面板1004还包括分散在透光树脂部8中的透光粒子9。透光粒子9由玻璃或绝缘树脂等透光材料组成，粒径小于导电粒子7，约为0.5～2μm。

透光树脂部8具有小于上电阻层103和下电阻层4的折射率。在实施方式2中，上电阻层103和下电阻层4的折射率为1.9。透光树脂部8由丙烯酸、环氧树脂、硅、氟酸类等绝缘树脂或聚噻吩类、聚苯胺类、聚吡咯类等导电树脂组成，折射率为1.1～1.5。透光树脂部8完全覆盖下电阻层4的上面4A中面对空隙S1的部分54A，上电阻层103的下面103B，与分散了导电粒子7和透光粒子9的透光树脂部8所形成的具有细小凹凸形状的面相对。

通过将溶解形成透光树脂部8的透光树脂且分散规定数量的导电粒子7和透光粒子9的溶液喷涂或印刷在下电阻层4的上面4A上，可以很容易地将透光树脂部8涂布在下电阻层4的上面4A上。

在触摸面板1004上，由于下电阻层4的上面4A的部分54A被折射率小的透光树脂部8完全覆盖，所以对外部光的反射很少。也就是说，外部光透过上基板101，射入上电阻层103与下电阻层4之间的空隙S1内，在折射率小的透光树脂部8的上面反射而非折射率大的下电阻层4的上面4A，所以外部光向上方的反射很少，使用者可以很容易地通过触摸面板1001观察确认显示元件61的显示面61A。

透光树脂部8具有小于上电阻层103和下电阻层4的折射率，且透光树脂部的上面由于分散的粒径小于导电粒子7的多个透光粒子9而具有细小的凹凸形状。因此，射入空隙S1内的外部光会在透光树脂部8上发生散乱反射，防止牛顿环的发生。

也就是说，在实施方式2的触摸面板1004中，上电阻层103和下电阻层4通过导电粒子7而切实导通，同时，通过分散多个透光粒子9、具有细小凹凸形状面的透光树脂部8防范牛顿环的产生。因此，操作者可以很容易地通过触摸面板1004，观察确认显示元件61的显示面61A，很容易地操作触摸面板1004。

与图1D和图1E所示的触摸面板1002、1003同样，分散了导电粒子7和透光粒子9的透光树脂部8设于下电阻层4的下面4A和上电阻层103的下面103B中的至少一方，可得到同样的效果。

(实施方式3)

图3A是根据本发明的实施方式3的触摸面板1005的上面图。图3B是图3A所示的触摸面板1005在线3B-3B上的截面图。图3C是图3A所示的触摸面板1005在线3C-3C上的截面图。图3A～3C对与图1A～1C所示的根据实施方式1的触摸面板1001相同的部分附加了相同的参照符号，其说明省略。

根据实施方式3的触摸面板1005，是在根据图1B和图1C所示的实施方式1的触摸面板1001上，还包括被透光树脂部8固定在下电阻层4的上面4A的多个导电粒子7A。导电粒子7A的粒径小于导电粒子7，在实施方式3中，其粒径约为1～3μm。

通过将溶解构成透光树脂部8的透光树脂且分散规定数量的导电粒子7、7A的溶液喷涂或印刷在下电阻层4的下面4A上，可以很容易地将导电粒子7、7A固定在下电阻层4的上面4A上。

下基板2的下面2B被配置在液晶显示元件等显示元件61的显示面61A上，触摸面板1005被安装在电子机器71上。上电极11A、11B和下电极12A、12B与电子机器71的电子线路72电连接。

对触摸面板1005的动作进行说明。操作者一边通过触摸面板1005观察确认显示元件61的显示面61A的显示，一边用手指或笔等按压上基板101的上面101A，这时，上基板101会向下方朝下基板2变形。在上基板101的被按压处P1，上电阻层103的下面103B的部分与导电粒子7接触，上电阻层103通过导电粒子7与下电阻层4导通。

图4A～4C是表示触摸面板1005的动作的电路图。图5表示电子线路72检测出的电压。电子线路72可以分别将电压V11A、V11B、V12A、V12B施加在电极11A、11B、12A、12B上并进行检测。电阻R11、R12与上电阻层103对应，电阻R21、R22与下电阻层4对应。

在操作者轻微按压的地方P1，由于上电阻层103的下面103B首先与粒径较大的导电粒子7接触，不接触导电粒子7A就离开，所以上电阻层103与下电阻层4之间的电阻值R较大。如图4A所示，电子线路72例如将电压V11A和电压V12A分别设定为0V和3V。在这种情况下，如图5所示，电子线路72在上电极11B上检测的电压V11B是电压VA，约0.5V，与电压V12A相比，更接近电压V11A。

其后，如果按压力增加，由于上电阻层103的下面103B也会接触到已接触的导电粒子7附近的导电粒子7A，所以，电阻值R会减小。因此，电子线路72检测的上电极11B的电压V11B就会从电压VA，变为接近电压V12A的例如约为1V的电压VB。

进一步，如果按压力再增加，上电阻层103的下面103B就会接触到更多的导电粒子7、7A，甚至接触到下电阻层4，使接触面积增大，所以电阻值R会进一步减小，电子线路72检测的电压V11B会进一步接近电压V12A并饱和，达到1.5V左右的饱和电压Vs。

也就是说，在对上基板101的上面进行按压操作时，上电阻层103和下电阻层4之间的电阻值R会随按压力量的增大，而从较大值变为较小值。伴随这一变化，上述的检测电压会如曲线M所示的那样，随按压力量缓缓变化，直至到达饱和电压Vs，而不会像曲线L所示的陡然变化到饱和电压Vs。

其后，切换电子线路72的施加电压，例如如图4B所示，向上电极11A施加0V的电压V11A，向上电极11B施加3V的电压V11B。在施加电压V11A、V11B时，电子线路72会对下电极12A的电压V12A或下电极12B的电压V12B进行检测，检测出上基板101的上面101A的被按压处P1在方向1001A上的位置。

其后，切换电子线路72的施加电压，例如如图4C所示，向下电极12A施加0V的电压V12A，向下电极12B施加3V的电压V12B。在施加电压V12A、V12B时，电子线路72会对上电极11A的电压V11A或上电极11B的电压V11B进行检测，检测出上基板101的上面101A的被按压处P1在方向1001B上的位置。

如上所述，电子线路72检测出被按压处P1在互为直角的方向1001A、1001B上的位置，检测被按压处P1的二维坐标，根据检出的坐标进行电子机器71各种功能的切换。

在按压上基板101时，在电极11A、11B、12A、12B的电压到达例如1.5V左右的饱和电压Vs之前，电压会随按压力而缓缓变化。利用这一情况，可以对电子机器71进行例如以下的多种操作。也就是说，电子线路72检测出缓缓变化的电压和饱和电压Vs。如果操作者在显示元件61的显示面61A没有任何显示的状态下轻触上基板101的上面101A，电子线路72检测出电极11A、11B、12A、12B的电压低于饱和电压Vs的情况，将包含多个选项的菜单显示在显示元件61上。其后，如果继续用手指加力按压希望选项的显示位置的上基板101的上面101A的部分，电极11A、11B、12A、12B的电压会变为饱和电压Vs。电子线路72对电极11A、11B、12A、12B的电压变为饱和电压Vs的情况进行检测，检测出按压处P1的为止，并根据选项，控制电子机器72。

或者，操作者在显示元件61显示有包含电话号码、住址、音乐曲名等多个选项的菜单的状态下轻触上基板101的上面101A，这时，菜单会向其他菜单依次逐幅转换。如果操作者继续进一步加力按压上基板101，电子线路72会以规定速度在显示元件61上快进或快退多个菜单。

另外，在实施方式1～3中，“上面”、“下面”等表示方向的用语表示的是相对的方向，表现上基板101和下基板2、上电阻层103、下电阻层4等接触面板1001～1005的构成部件之间的相对位置关系。不表示上下方向等绝对方向。

产业上的利用可能性

操作者可以通过本发明的触摸面板容易地观察确认显示元件，而且由于该触摸面板廉价且容易操作，所以对电子机器的操作十分有用。

Claims (7)

1.一种触摸面板，其特征在于，包括：

具有透光性的上基板；

具有透光性的上电阻层，设于所述上基板的下面；

具有透光性的下电阻层，具有一个上面，空开规定的间隔与所述上电阻层的下面相对；

具有透光性的下基板，设于所述下电阻层的下面；

多个第1导电粒子，设于所述上电阻层的所述下面和所述下电阻层的所述上面的至少一方；

透光树脂部，将所述多个第1导电粒子固定在所述上电阻层的所述下面和所述下电阻层的所述上面的至少一方；和

多个透光粒子，分散在所述透光树脂部内，粒径小于所述多个第1导电粒子，

所述多个透光粒子的粒径为0.5～2μm。

2.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，

还包括多个第2导电粒子，设于所述上电阻层的所述下面和所述下电阻层的所述上面的至少一方，粒径小于所述多个第1导电粒子。

3.根据权利要求1或2所述的触摸面板，其特征在于，还包括：

第1和第2上电极，分别设于所述上电阻层的两端；

第1和第2下电极，分别设于所述下电阻层的两端；和

电子线路，与所述第1和第2上电极以及所述第1和第2下电极连接，

所述电子线路构成为，

在所述上基板的某个位置被按压且所述第1上电极与所述第1下电极之间施加了电压的状态下，检测出所述第2上电极的电压，

在所述检测出的电压为规定电压时，实行规定的动作。

4.根据权利要求3所述的触摸面板，其特征在于，

所述电子线路在所述检测出的电压为饱和电压时，检测所述上基板的所述被按压位置。

5.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，

所述透光树脂部具有小于所述上电阻层的折射率。

6.根据权利要求5所述的触摸面板，其特征在于，

所述透光树脂部具有小于所述下电阻层的折射率。

7.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，

所述透光树脂部具有小于所述下电阻层的折射率。

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