CN103365464B - 触摸面板 - Google Patents

Abstract

本发明的触摸面板具备：具有绝缘性的上基板、在上基板的下面配置的上导电层、在上导电层的下面配置的中间层、在中间层的下面配置的上电极、与上导电层设置规定的空隙相对置的下导电层、在下导电层的上面配置的下电极、在下导电层的下面配置的具有绝缘性的下基板。上电极及下电极含有70～98重量％的导电金属。中间层含有树脂和40～90重量％的碳，具有1～50微米的厚度。该触摸面板具备耐环境性且能够应对大型化。

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使用的触摸面板。

背景技术

在便携电话、电子照相机等或者汽车导航系统等的各种电子设备中，在液晶显示器的上面安装透光性的触摸面板，并通过该触摸面板来切换电子设备的各种功能的情况逐步增加。并且，搭载触摸面板的电子设备的种类也进一步增加，对于触摸面板而言越来越要求耐环境性。

图4是JP特开2008-070938号公报中记载的现有的触摸面板30的截面图。触摸面板30具备上布线板1、下布线板2和粘合层3。上布线板1具备上基板11、上导电层12、上电极13、和绝缘层14。下布线板2具备下基板21、下导电层22、下电极23、绝缘层24、和点状隔离物25。在透光性的上基板11的下面设置透光性且导电性的大致方形状的上导电层12。在透光性的下基板21的上面设置透光性且导电性的大致方形状的下导电层22。在上导电层12的左右端设置一对的上电极13。在下导电层22的前后端，分别构成一对的下电极23。上电极13和下电极23的端部，延伸出到上基板11、下基板21的外周前端。从下基板21的前端侧延伸至后端侧的下电极23的截面出现在右侧的上电极13的下方。绝缘层14及绝缘层24由丙烯系树脂构成。绝缘层14覆盖上电极13，绝缘层24覆盖下电极23。在下导电层22的上面构成多个点状隔离物25。在上基板11和下基板21的外周涂布用于构成粘合层3的粘合剂，并进行粘合，上导电层12和下导电层22空出规定的空隙对置。

在此，对于上电极13及下电极23的材料，进行详细说明。

上电极13及下电极23是在树脂中分散了银粉和碳粉而构成的。树脂是在聚酯中含有环氧树脂。此外，银粉的含有率设为10～30重量％，碳粉设为1～5重量％。在此，碳粉的粒子径为30～40纳米，BET(BrunauerEmmettTeller)比表面积为700m²/g以上。

通过由这种材料构成上电极13及下电极23，由于细小的碳粉以锁状相连，分散在银粉之间，因此上电极13与上导电层12之间、下电极23与下导电层22之间的电连接稳定。在触摸面板30的使用环境变化，例如在高温高湿环境中使用时，也可维持在使上电极13与上导电层12之间、下电极23与下导电层22之间的电连接稳定的状态。

在现有的触摸面板30中，由于上电极13及下电极23的材料选择在树脂中分散了银粉和碳粉，因此较之将上电极13及下电极23的材料的主成分设定为银的情况，上电极13及下电极23的布线电阻变大，产生电压降低。

触摸面板30配置在液晶显示器的上方来安装于电子设备，并且一对的上电极13和下电极23电连接于电子设备的微型计算机等的控制电路。

在操作者根据触摸面板30背面的液晶显示器的显示而用手指或笔等对上基板11上面进行按压操作时，上基板11弯曲，被按压的位置处的上导电层12与下导电层22接触。并且，从控制电路向上电极13和下电极23依次施加电压，通过这些电极间的电压比，由控制电路来检测被按压的位置，并进行设备的各种功能的切断。

发明内容

触摸面板具备：具有绝缘性的上基板、在上基板的下面配置的上导电层、在上导电层的下面配置的中间层、在中间层的下面配置的上电极、与上导电层设置规定的空隙相对置的下导电层、在下导电层的上面配置的下电极、在下导电层的下面配置的具有绝缘性的下基板。上电极及下电极含有70～98重量％的导电金属。中间层含有树脂和40～90重量％的碳，具有1～50微米的厚度。

该触摸面板具备耐环境性且能够应对大型化。

附图说明

图1是实施方式的触摸面板的截面图。

图2是实施方式的触摸面板的分解立体图。

图3是实施方式的其他的触摸面板的截面图。

图4是现有的触摸面板的截面图。

具体实施方式

图1和图2分别是实施方式的触摸面板60的截面图和分解立体图。触摸面板60具备：上布线板31、下布线板32、粘合层33、和布线基板34。上布线板31具备：上基板41、上导电层42、上电极43、绝缘层44、和中间层45。中间层45配置在上导电层42与上电极43之间。下布线板32具备下基板51、下导电层52、下电极53、绝缘层54、和点状隔离物55。触摸面板60的上基板41具有操作者进行操作的操作区域160、不进行操作的非操作区域260。实施方式中，操作区域160的全周由非操作区域260包围。上导电层42和下导电层52在操作区域160和非操作区域260延伸。点状隔离物55配置在操作区域160。上电极43、绝缘层44、中间层45、下导电层52、下电极53和绝缘层54配置在非操作区域260，而没有设置在操作区域160。

首先，详细说明上布线板31的结构。

上基板41由聚乙烯对苯二酸酯系树脂等的透光性高的具有绝缘性的树脂膜构成，具有大致矩形形状。在上基板41的下面通过溅射法形成氧化铟锡等的透光性高的导电膜，进而在其表面通过涂布法形成导电性高分子膜，由此形成上导电层42。

实施方式中，在上基板41的下面构成了上导电层42的状态下，作为透光性的指标的全光线透过率为80％以上，作为耐环境性的指标的吸水率在24小时浸渍下为0.6％(JISK7209中规定的测定法)。

两个中间层45从上导电层42的下面的前端向左右端延伸，在左右端向后方延伸而平行地配置。中间层45含有苯酚系树脂等的树脂和碳。碳含有碳黑及石墨。碳也可以仅由碳黑及石墨组成。碳黑是非结晶的碳微粒子。石墨是由具有六角柱状的结晶的碳构成的矿物。

实施方式中，碳的含有率例如为58重量％，但优选40～90重量％。中间层45的厚度优选为1～50微米，通过该厚度能够提高上导电层42与上电极43的电学稳定性。优选中间层45的线宽与上电极43的线宽相同或者略宽。

上电极43配置在中间层45的下面，平行地夹着上导电层42来进行配置。上电极43含有聚酯系树脂等的树脂和导电金属。实施方式中，导电金属是银。实施方式中，银的含有率为89重量％，但优选70～98重量％。

绝缘层44覆盖上电极43的表面。绝缘层44由丙烯系树脂等的具有绝缘性的材料构成。实施方式中，绝缘层44的厚度为20微米，优选为5～50微米。绝缘层44的宽度为例如5mm，绝缘层44被设定为覆盖上电极43和中间层45。绝缘层44的形状既可以是图2所示的边框形状，也可以与上电极43同样是线路形状。

中间层45被设置在上电极43与上导电层42之间。作为上电极43及下电极53的导电金属的银的含有率为70～98重量％。中间层45含有树脂和40～90重量％的碳，具有1～50微米的厚度。由此，能够降低上电极43的布线电阻且使得上电极43与上导电层42稳定地电连接。

绝缘层44和上导电层42将上电极43和中间层45夹在中间进行覆盖，因此能够抑制湿气浸入上电极43和中间层45，能够使得上电极43与上导电层42稳定电连接。

接下来，说明下布线板32的结构。

下基板51与上基板41不同，由玻璃构成。由于下基板51由玻璃构成，因此几乎没有吸水性，吸水率在24小时浸渍下低于0.1％，非常小。与上导电层42同样，通过溅射法在下基板51的上面形成氧化铟锡等的透光性高的导电膜，从而可形成下导电层52。

实施方式中，在下基板51的上面构成了下导电层52的状态下，作为透光性的指标的全光线透过率是80％以上。

在下导电层52的上面配置下电极53。下电极53在下导电层52的前端侧和后方侧分别配置成平行地夹着下导电层52。在下导电层52的前端侧和后方侧延伸的下电极53的端部，配置在下导电层52的前端侧的大致中央。下电极53由与上电极43同样的材料构成。

下基板51由几乎没有吸水性的玻璃构成，因此，湿气几乎无法经由下基板51浸入，而无法到达下导电层52。因此，没有与上基板41的中间层45相当的中间层，可确保下导电层52和下电极53的电连接。

绝缘层54覆盖下电极53的表面。绝缘层54由与绝缘层44同样的厚度、线宽、材料构成。

多个点状隔离物55为半球形状，由环氧树脂、硅酮树脂等的绝缘树脂构成，在下导电层52的上面空出规定的间隔进行配置。

布线基板34是具有多个布线的挠性印刷基板，配置在上布线板31与下布线板32之间。在布线基板34内配置的多个布线的一端经由各向异性导电膜等而电连接于上电极43和下电极53。

绝缘层44和绝缘层54，没有在上电极43和下电极53的与布线基板34连接的部分上设置。上导电层42和下导电层52为了防止与布线基板34的短路，上导电层42与下导电层52的布线基板34附近的部分通过蚀刻被除去。

粘合层33由丙烯系粘合剂等构成。通过粘合层33使得上基板41与下基板51的外周粘合，上导电层42与下导电层52空出规定的空隙相对置，构成触摸面板60。

触摸面板60配置在液晶显示器之前来安装于电子设备，并且上电极43和下电极53经由布线基板34而电连接于电子设备的微型计算机等的控制电路。

以下，说明触摸面板60的动作。

操作者根据经由触摸面板60而识别的液晶显示器的显示，用手指或笔对上基板41的上面进行按压操作时，上基板41弯曲，被按压的位置处的上导电层42与下导电层52接触。从控制电路向上电极43和下电极53依次施加电压，由控制电路根据这些电极间的电压比来检测被按压的位置。

控制电路选择并执行在检测出的位置的液晶显示器所显示的功能。

近年来，在各种各样的电子设备中使用触摸面板，更大型的触摸面板的需要也在增加。在作为图4所示的现有的触摸面板4而使用了这种大型的触摸面板的情况下，在作为上电极13及下电极23的材料而使用了树脂中分散有银粉的材料时，存在因线路长而产生电压降低、难以精细地检测出按压位置的情况。

实施方式的触摸面板60中，能够应对大型化，且具有高温高湿气氛中的高的耐环境性。对于触摸面板60的高温高湿气氛中的耐环境性进行说明。制作触摸面板60的样品，根据上导电层42与上电极43之间的接触电阻来评价耐环境性。

在通过中间层45而上导电层42与上电极43之间没有充分的电导通的情况下，在高温高湿气氛中使用触摸面板60时，湿气从上基板41浸入，在上导电层42与中间层45之间的界面、及中间层45与上电极43间的界面产生化学变化从而接触电阻增加。通过中间层45而使得上导电层42与上电极43之间的电导通充分的情况下，可抑制因湿气的浸入而产生的接触电阻的变化。

样品中，上基板41由聚乙烯对苯二酸酯构成，上导电层42的表面电阻值为500Ω/□。此外，在设有上导电层42的状态下上基板41的吸水率为0.6％(24小时浸渍、测定法以JISK7209基准)。上电极43含有聚酯系树脂和89重量％的银，厚度为0.01mm，宽度为0.5mm。中间层45含有苯酚系树脂和碳，宽度为0.5mm。

表1中表示改变碳的组成、即将碳整体设定为100％时的碳黑的含有率和石墨的含有率的情况下的上导电层42和上电极43之间的接触电阻Rc。表1中，“A”表示为接触电阻Rc低于3Ω的良好的样品，“NG”与电阻值一起示出接触电阻Rc为3Ω以上的不良的样品。

【表1】

如表1所示，优选石墨相对于碳全体的含有率为40重量％以上65重量％以下。

表2中表示在摄氏85℃、湿度85％的气氛下改变中间层45的厚度时的经时变化的评价结果。表2中，“A”表示接触电阻Rc低于3Ω的良好的样品，“NG”与电阻值一起示出接触电阻Rc为3Ω以上的不良的样品。再者，在碳的含有率为40～90重量％之间的结果是同样的，表2中作为代表示出了碳的含有率为58重量％的样品的结果。

【表2】

如表2所示，在中间层45的厚度为1～50微米的情况下，即便在500小时经过后接触电阻Rc也低于3Ω，故而优选。

接下来，表3表示改变中间层45的碳的含有率时的摄氏85℃、湿度85％的气氛下的接触电阻Rc的经时变化。表3中，“A”表示接触电阻Rc低于3Ω的良好的样品，“NG”与电阻值一起示出接触电阻Rc为3Ω以上的不良的样品。再者，在中间层45的厚度为1～50微米之间时结果同样，表3中作为代表值而示出了厚度为10微米的样品的结果。

【表3】

如表3所示，在中间层45的碳的含有率为40～90重量％的样品中，即便500小时经过后接触电阻Rc也低于3Ω，故而优选。

图3是实施方式中的其他的触摸面板360的截面图。图3中，对于与图1、图2所示的触摸面板60相同的部分赋予相同的参照序号。图3所示的触摸面板360代替图1所示的触摸面板60的下布线板32，而具备下布线板332。图3所示的下布线板332取代图1所示的下布线板32的下基板51而具有下基板61，并且还具有在下导电层52与下电极53之间设置中间层65。优选中间层65由与中间层45同样的材料构成。下基板61是聚乙烯对苯二酸酯系树脂等的透光性高的树脂膜。较之图1所示的下基板51，湿气容易通过。在湿气经由下基板61而浸入时，中间层65与中间层45同样地发挥功能。

由于绝缘层54与下导电层52将下电极53和中间层65夹在中间进行覆盖，因此，能够抑制湿气浸入下电极53和中间层65，能够使得下电极53和下导电层52稳定电连接。

上基板41的材料作为聚乙烯对苯二酸酯系树脂以外的具有透光性的材料，例如也可以是聚碳酸酯系树脂等，进而在表背面，设置以用于防止划伤的硬度稍高的材料的薄膜实施涂层的硬涂层、或者为了提高识别性而实施细微的凹凸的反牛顿环层等。

上导电层42、下导电层52由氧化锡、氧化锌、或者使用了金、银、铜、导电性聚合物等的导电材料、或者将其组合之后的导电材料形成。

上电极43及下电极53中含有的导电金属是银，导电金属也可以是、金、铜、镍等或者它们的混合物等银以外的金属。在该导电金属是银的情况下，能够以比较容易获得的银浆来简便地制造上电极43及下电极53。

在粘合层33的绝缘性高的情况下，也可以不设置绝缘层44、54，也就是说，粘合层33作为绝缘层44、54而发挥功能。绝缘层44、54和粘合层33的材料也并不限定于上述内容。

实施方式的触摸面板60、360中，在降低了上电极43及下电极53的布线电阻的状态下，由于能够使得上电极43与上导电层42之间的电连接稳定，因此触摸面板60、360具有高的耐环境性，且能够应对大型化。

在上电极43的下面设置绝缘层44，绝缘层44将上电极43和中间层45覆盖在与上导电层42之间来进行配置。因此，能够进一步抑制湿气的浸入，能够使得上电极43与上导电层42之间的电连接稳定。

此外，通过将上电极43及下电极53中含有的导电金属设为银，从而使用银浆等容易获得的材料能够制造上电极43及下电极53。

实施方式中，“上面”、“下面”等的表示方向的用语表示仅依赖于上基板、上导电层、上电极、下基板、下导电层、下电极等的触摸面板的结构部件的相对的位置关系的相对的方向，并不便是铅直方向等的绝对的方向。

Claims (5)

1.一种触摸面板，具备：

上基板，其具有绝缘性；

上导电层，其配置在所述上基板的下面；

中间层，其配置在所述上导电层的下面；

上电极，其配置在所述中间层的下面；

下导电层，其与所述上导电层设置规定的空隙相对置；

下电极，其配置在所述下导电层的上面；和

下基板，其配置在所述下导电层的下面且具有绝缘性，

所述上电极及所述下电极含有70～98重量％的导电金属，

所述上导电层，由在所述上基板的所述下面形成的导电膜、和在所述导电膜的表面形成的导电性高分子膜构成，

所述中间层含有树脂和40～90重量％的碳，具有1～50微米的厚度。

2.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，

所述碳含有碳黑和40重量％以上65重量％以下的石墨。

3.根据权利要求2所述的触摸面板，其中，

还具有在所述上电极的下面配置的绝缘层，

所述上电极和所述中间层被覆盖在所述绝缘层与所述上导电层之间。

4.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，

还具备在所述上电极的下面配置的绝缘层，

所述上电极和所述中间层被覆盖在所述绝缘层与所述上导电层之间。

5.根据权利要求1所述的触摸面板，其中，

所述上电极及所述下电极中含有的所述导电金属是银。