CN102915145B - 触摸面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸面板，该触摸面板具有上基板、上导电层、下基板、下导电层、和多个点隔片。上基板具有基板层、在基板层的上表面配置的硬涂层。上导电层设置在上基板的下表面。下导电层按照隔着规定的空隙与上导电层相对置的方式设置在下基板的上表面上。点隔片设置在下导电层之上。硬涂层的外表面的十点平均粗糙度Rz的值在17.7μm以上、40.0μm以下。

Description

触摸面板

技术领域

本发明主要涉及在各种电子设备的操作中用到的触摸面板。

背景技术

近年来，移动电话、电子照相机等各种电子设备的高功能化和多样化不断发展。伴随于此，在液晶显示器的上面安装了透光性的触摸面板的设备随之增加。在这种的设备中，用户一边通过触摸面板观看下面的液晶显示器的显示，一边用手指或笔等对触摸面板进行按压操作，由此切换设备的各种功能。

以下，利用图4对现有的触摸面板进行说明。图4是现有的触摸面板的剖视图。再者，该图中为了容易判断结构，放大表示了部分尺寸。

触摸面板10具有：上基板1、上导电层2、下基板3、下导电层4、一对上电极5、一对下电极6、多个点隔片(dotspacer)7、和大致画框状的隔片8。其中，上基板1、上导电层2、下基板3、下导电层4、点隔片7是透光性的。大致矩形形状的上导电层2设置在上基板1的下表面。同样地，大致矩形形状的下导电层4设置在下基板3的上表面。

由银膏等形成的上电极5设置在图4中的上导电层2的左右端，下电极6设置在下导电层4的前后端。上电极5和下电极6的端部分别向上基板1、下基板3的外周前端延伸。点隔片7形成在下导电层4的上表面，隔片8形成在上基板1与下基板3之间的外周内沿。再者，点隔片7由半球形的绝缘树脂形成，以2.5mm以内的间隔排列该点隔片7。

利用在隔片8的上下表面或者一面涂敷的粘结剂(未图示)粘合上基板1的外周与下基板3的外周。这样一来，上导电层2与下导电层4隔着规定的空隙相对置。

上基板1具有：基板层11、在基板层11的上表面设置的硬涂层12、在基板层11的下表面设置的光漫射层13。基板层11由聚对苯二甲酸乙二醇酯等形成，硬涂层12是在丙烯等合成树脂中混合氟系树脂而形成的。再者，在硬涂层12的上表面进行了亲油性处理，使得在用手指触摸时不会附着指纹的痕迹。因此，硬涂层12的表面张力为30N/mm以下。光漫射层13包括丙烯基材、在该基材中分散的以二氧化硅为材料的填充物。由该填充物在下表面形成凹凸。

如上述那样构成的触摸面板10配置在液晶显示器15之上后被安装到电子设备中，并且上电极5及下电极6与设备的微型计算机等控制电路(未图示)电连接。

当用户根据液晶显示器15的显示，用手指或笔等对上基板1的上表面进行按压操作时，上基板1弯曲，被按压的位置的上导电层2与下导电层4接触。于是，从控制电路向上电极5和下电极6依次施加电压，控制电路根据这些电极间的电压比来检测被按压的位置，并切换设备的各种功能。

再者，作为与本申请发明相关的参考技术文献，例如有日本特开2005-107655号公报、或日本特开2011-065407号公报。

发明内容

本发明是一种触摸面板，即便以较小的按压力进行操作时也能够检测操作，且可进行各种操作。

本发明的触摸面板具有上基板、上导电层、下基板、下导电层、多个点隔片。上基板具有：包括第1面及其相反侧的第2面的基板层、和在基板层的第1面配置的硬涂层。上导电层设置在上基板的、与基板层的第1面相比更靠近第2面一侧的面上。下基板具有与上导电层对置的内面。下导电层按照隔着规定的空隙与上导电层相对置的方式设置在下基板的内面。在下导电层与上导电层之间，在下导电层上设置点隔片。硬涂层在与基板层相反的一侧具有外表面，该外表面的十点平均粗糙度Rz的值为17.7μm以上且40.0μm以下。

通过该结构，用户可容易进行轻拍操作。因此，能够实现可进行多种操作的触摸面板。

附图说明

图1是本发明的实施方式的触摸面板的剖视图。

图2是图1所示的触摸面板的分解立体图。

图3是图1所示的触摸面板的主要部分剖视图。

图4是现有的触摸面板的剖视图。

具体实施方式

近年来，触摸面板的操作方法变得多样化。具体而言，通过轻拍(flick)操作或夹捏(pinch)操作来控制的设备在增加，其中：轻拍操作是按照使手指从与触摸面板的上表面接触的状态轻轻弹起的方式进行的操作，夹捏操作是按照使两根手指在上表面展宽的方式进行的操作。在轻拍操作中，不同于现有的触摸面板操作那样按压1个位置、或者按压的同时使按压位置移动的动作，需要手指从触摸面板平滑地离开。此外，由于通过轻拍操作、夹捏操作，用户使手指等在触摸面板的上表面滑动，因此能够检测较小按压力下的接触的触摸面板是比较合适的。本发明的实施方式中所说明的触摸面板就可以满足这种期望。

以下，参照附图说明本实施方式的触摸面板。再者，为了容易判断结构，这些附图放大显示了部分尺寸。图1、图2是本实施方式的触摸面板的剖视图和分解立体图。

触摸面板30具有：上基板21、上导电层22、下基板23、下导电层24、上电极25、下电极26、多个点隔片27、隔片28。

上基板21具有：包括第1面及其相反侧的第2面的基板层41、在基板层41的第1面配置的硬涂层42、和在基板层41的第2面配置的光漫射层43。上导电层22被设置在光漫射层43的与基板层41相反一侧的面。即，上导电层22设置在上基板21中的、与基板层41的第1面相比更靠近第2面一侧的面上。下基板23具有与上导电层22对置的内面，下导电层24按照隔着规定的空隙与上导电层22对置的方式设置在下基板23的内面。在下导电层24与上导电层22之间，在下导电层24上设置点隔片27。

至少上基板21、上导电层22、下基板23及下导电层24具有透光性。上导电层22和下导电层24是大致矩形形状。上导电层22和下导电层24通过溅射法或真空蒸镀法等分别设置在上基板21、下基板23的对置面的大致整个面上。上导电层22、下导电层24由氧化铟锡、氧化锡等具有透光性且导电性的材料形成。

在图1中的上导电层22的左右端形成了銀等的一对上电极25，在下导电层24的前后端形成了一对下电极26。上电极25的端部向上基板21的外周前端延伸，下电极26的端部向下基板23的外周前端延伸。

在上基板21与下基板23之间的外周内沿，形成画框状的隔片28。通过在隔片28的上下表面或者一面涂敷形成粘结剂(未图示)，粘合上基板21与下基板23的外周。通过该构造，上导电层22与下导电层24隔着规定的空隙相对置。点隔片27通过环氧树脂、硅树脂等绝缘树脂在下导电层24的上表面形成为半球状。

以下，详细说明各结构要素。首先，对上基板21进行说明。上基板21的基板层41由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚碳酸酯等透光性的薄膜、丙烯等透光性的树脂板形成。

光漫射层43以丙烯等合成树脂作为材料。在光漫射层43的下表面形成细微的凹凸，对进入上基板21内的直接照射光或反射光进行散射。因此，可抑制牛顿环的发生。尽管优选这样形成光漫射层43，但是并不是必需要这样。

硬涂层42是在丙烯系树脂等合成树脂中分散填充物而形成的。填充物是大致直径为0.1μm以上且1.0μm以下的微粒子，例如以二氧化硅等无机氧化物等作为材料。或者，硬涂层42是在丙烯系树脂中混合氟系树脂而形成的。硬涂层42在与基板层41相反一侧具有外表面(上表面)，该外表面的十点平均粗糙度Rz的值为17.7μm以上且40.0μm以下。说明这样规定Rz的值的理由。

在轻拍操作中，用户按照从用手指按压硬涂层42的状态轻拍表面的方式进行滑动，减小按压力，使手指从硬涂层42的外表面离开。因此，需要手指平滑地从硬涂层42离开。

Rz的值较小意味着硬涂层42的表面是平滑的。但是，当Rz的值过小时，因手指上的皮脂的缘故，手指会附着于硬涂层42，而难以平滑地从硬涂层42离开。因此，需要Rz的值在17.7μm以上。另一方面，当Rz的值过大时，硬涂层42的外表面处于粗糙的状态，用户难以通过触摸面板30识别液晶显示器15的显示内容。因此，需要Rz的值在40.0μm以下。其中，Rz的上限值可根据液晶显示器15显示的内容而设定得更小。例如，与使用汽车导航显示地图的情况相比，在移动电话等的小画面中显示比较小的文字时，需要更高的识别性。因此，希望Rz在17.7μm以上且尽量小。

此外，优选在光漫射层43内如现有的触摸面板10那样不会使填充物分散。在该结构下，光漫射层43的凹凸更为细致。因此，即便用户将手指按压在上基板21的上表面上，也不会感觉到由填充物引起的凹凸。由此，能够小将手指按压在上基板21的上表面的状态下平滑地滑动。其结果，上基板21的耐久性得到提高。再者，填充物与上述硬涂层42中应用物质的相同。

再者，进一步优选硬涂层42的外表面的表面张力被调整至32N/mm以上且38N/mm以下。再者，能够通过改变填充物、氟系树脂的混合比例，来调整表面张力的值。由此，在用户使用手指接触了硬涂层42的外表面时不易附着指纹。为了使得手指的皮脂难以附着，只要硬涂层42的外表面的表面张力为32N/mm以上即可。此外，在由树脂材料形成硬涂层42的情况下，现实中表面张力为38N/mm以下。

接下来，参照图3说明点隔片27的形状。图3是触摸面板30的主要部分剖视图。在下导电层24的上表面上，隔着规定间隔La排列设置点隔片27的顶点。希望间隔La在3.5mm以上且4.5mm以下。此外，希望点隔片27的高度Ha在5μm以上且15μm以下。

通过将间隔La扩展至3.5mm以上，上导电层22变得容易与下导电层24接触。即，即便是例如0.1N以下的较小的按压力也能够进行操作。再者，通过将间隔La设定为4.5mm以下，可抑制即便用户没有接触上基板21上导电层22也会与下导电层24接触的误检测。

此外，通过将点隔片27的高度Ha设定为15μm以下，从而上导电层22变得容易与下导电层24接触。此外，通过将高度Ha设定为5μm以上，可抑制即便用户没有与上基板21接触上导电层22也会与下导电层24接触的误检测。再者，由于点隔片27如上述那样形成为半球状，因此高度Ha变大意味着点隔片27的直径变大。当点隔片27的直径较大时，通过了触摸面板30的液晶显示器15的识别性会下降。基于这种观点，优选将高度Ha设定在15μm以下。再者，点隔片27的间隔La、高度Ha的合适范围还与上基板21是否易于弯曲有关。上述的合适范围是作为基板层41采用一般的厚度为188μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜时的范围。一般情况下，基板层41中使用的材料的杨氏模量处于4GPa至5GPa的范围内，如果是该范围，则间隔La、高度Ha的合适的范围如上述那样。

这样构成的触摸面板30配置在液晶显示器15的上方后被安装到电子设备中，并且上电极25及下电极26与设备的微型计算机等控制电路(未图示)电连接。

对于以上那样构成的电子设备，以下说明其动作。用户根据在触摸面板30的背面配置的液晶显示器15的显示，用手指或笔等对上基板21的上表面进行按压操作。通过该操作，上基板21弯曲，被按压的位置的上导电层22与下导电层24。并且，从控制电路向上电极25和下电极26依次施加电压，控制电路根据这些电极间的电压比来检测被按压的位置。

特别是硬涂层42的外表面的十点平均粗糙度Rz的值在17.7μm以上。因此，在轻拍操作中，用户能够从硬涂层42的外表面平滑地移开手指。此外，由于Rz的值在40.0μm以下，因此不会影响到通过了触摸面板30的液晶显示器15的识别性。再有，如果硬涂层42的外表面的表面张力在32N/mm以上，则能够抑制指纹的附着。

再者，在图4所示的现有的触摸面板10中，通过手指或笔等的操作，用于使上导电层2和下导电层4相接触所需的按压力在0.2N以上。当进行使手指轻拍这种的操作时，按压力有时会低于0.2N。在这种情况下，控制电路有时会无法检测轻拍的操作。另一方面，在触摸面板30中，即便用户的按压力例如在0.1N以下，上导电层22也会与下导电层24接触，能够利用比以往小的按压力来进行操作。

此外，在用户使用手指进行轻拍操作的情况下，用户使上基板21的上表面的手指以滑动的方式轻轻弹动。在这种情况下，触摸面板30能够以比以往小的按压力来进行操作，因此控制电路能够根据上电极25与下电极26之间的电压比来检测接触位置的变化。由此，与用户对触摸面板30进行的操作相应地，切换电子设备的各种功能。

在以上的说明中，说明了至少使基板层41和硬涂层42一体化来形成上基板21的结构。除此以外，可以在由任意材料构成的上基板的外表面，粘贴具有Rz值在17.7μm以上且40.0μm以下的外表面的保护板。即便是这种结构，也能够达到同样的效果。

接下来，说明对硬涂层42的外表面的十点平均粗糙度Rz的合适范围进行研究之后的结果。首先，将在丙烯树脂中分散了各种粒径的二氧化硅微粒子之后相当于硬涂层42的薄膜，形成在相当于基板层41的平滑的PET薄膜之上。并且，对其表面的粗糙度进行评价。作为其评价，测量十点平均粗糙度Rz、算术平均粗糙度Ra及二乘平均平方根粗糙度Rq。这些参数的测量方法在JIS、ISO中有所定义。再者，作为这些参数的测量值，表示在相当于硬涂层42的薄膜的外表面的2个位置处测量的平均值。

另一方面，实际在该薄膜的表面进行轻拍操作，在感官上评价操作性(平滑性)。此外，对该薄膜的表面的表面张力进行评价。表面张力通过ISO8296中规定的方法进行评价。即，阶段性地涂敷从表面张力不同的多个试验液中选出的一个试验液，判断液膜可否维持2秒以上。并且，将表面张力最大的试验液的表面张力的值作为薄膜的表面张力。

再有，在PET薄膜下方配置液晶显示器15，显示汽车导航中使用的地图，在感官上评价识别性。评价结果如表1所示。

表1

除了样本A以外，Rz的值都在17.7μm以上且40.0μm以下。因此，平滑性、识别性都很好。限定于此，由于在样本A中Rz的值低于17.7μm，因此当进行轻拍操作时，薄膜附着于手指，从而操作性会下降。再者，在任意的样本中，Rz的值都在40.0μm以下，因此识别性没有问题。

此外，由于在任意的样本中表面张力都是32N/mm以上且38N/mm以下，因此指纹不易附着于薄膜表面。

再者，若比较样本A和样本B的评价结果，则与Rz的值的差相比，Ra、Rq的值的差较小。此外，若比较样本A和样本C的评价结果，则样本C的Rz值大于样本A，而样本C的Ra、Rq的值小于样本A。根据这些结果可知，作为评价平滑性的指标，Rz是比较合适的。

如上述，根据本发明的触摸面板能够进行多种操作，主要作为各种电子设备的操作用是有用的。

Claims (5)

1.一种触摸面板，其具备：

上基板，其具有包括第1面和所述第1面的相反侧的第2面的基板层、以及配置在所述基板层的所述第1面的硬涂层；

上导电层，其设置在所述上基板的、与所述基板层的所述第1面相比更靠近所述第2面的一侧的面上；

下基板，其具有与所述上导电层对置的内面；

下导电层，其设置于所述下基板的所述内面，隔着规定的空隙与所述上导电层对置；和

多个点隔片，在所述下导电层与所述上导电层之间被设置在所述下导电层之上，

该触摸面板的特征在于，

所述硬涂层在所述基板层的相反一侧具有外表面，所述外表面的十点平均粗糙度Rz的值在17.7μm以上且40.0μm以下，

所述点隔片各自的高度在5μm以上且15μm以下，

所述点隔片之中的任意2个顶点之间的间隔在3.5mm以上且4.5mm以下。

2.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，

所述硬涂层包括丙烯系树脂、和分散在所述丙烯系树脂中的二氧化硅粒子。

3.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，

所述上基板还具有配置在所述基板层的所述第2面上的光漫射层，

所述光漫射层是在透光性的树脂材料中未添加填充物而形成的。

4.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，

所述硬涂层的所述外表面的表面张力在32N/mm以上且38N/mm以下。

5.根据权利要求4所述的触摸面板，其中，

所述硬涂层包括丙烯系树脂和氟系树脂。