CN110998495A - 触摸屏 - Google Patents

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CN110998495A CN201880048150.6A CN201880048150A CN110998495A CN 110998495 A CN110998495 A CN 110998495A CN 201880048150 A CN201880048150 A CN 201880048150A CN 110998495 A CN110998495 A CN 110998495A
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Abstract

触摸屏(1)包括彼此留有间距且相对的上布线板(10)和下布线板(20)。上布线板(10)包括形成在上基板(11)上的上导电层(12)和与上导电层(12)电气连接的上电极部(13)，下布线板(20)包括形成在下基板(21)上的下导电层(22)以及与下导电层(22)电气连接的下电极部(23)。下电极部(23)的敷设布线(23c)比上电极部(13)的电极布线(13a)细。俯视时电极布线(13a)和敷设布线(23c)的重合范围的中心线偏离电极布线(13a)的中心线。

Description

触摸屏
技术领域
本发明涉及一种主要用于操作各种电子设备的触摸屏。
背景技术
就各种电子设备而言，在液晶显示器等显示部的上表面上搭载透明触摸屏来作为输入操作部的设备越来越多。操作者经由触摸屏看到显示部的显示内容，并通过手指等触摸触摸屏，由此能够操作电子设备。
专利文献1公开了一种电阻触摸屏的构成例。专利文献1公开的触摸屏包括彼此留有间距且相对的上布线基板和下布线基板。在上布线基板中，在上基板的下表面上设有上导电层，且布置有对上导电层施加电压的上电极部。在下布线基板中，在下基板的上表面上设有下导电层，且布置有对下导电层施加电压的下电极部。
专利文献1：日本公开专利公报特开2013－97415号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
本申请发明人经过研究发现：现有的触摸屏存在以下问题。即，在现有的触摸屏中，如果在高温高湿环境下，长时间向上电极部与下电极部之间施加直流电压，施加于操作区的电压就会降低，从而发生按压位置的检测精度降低的现象。
本发明的目的在于：实现一种触摸屏，即使在高温高湿环境下长时间使用，按压位置的检测精度也不会降低。
－用以解决技术问题的技术方案－
为达到上述目的，本发明的一实施方式所涉及的触摸屏包括上布线板和下布线板，所述上布线板具有上基板、形成在所述上基板上的上导电层、以及与所述上导电层电气连接的上电极布线，所述下布线板具有下基板、形成在所述下基板的靠所述上布线板一侧的下导电层、以及与所述下导电层电气连接的下电极布线和敷设布线，所述敷设布线比所述上电极布线细，且俯视时与所述上电极布线有重合，所述上电极布线与所述敷设布线重合的范围即重叠范围的中心线偏离所述上电极布线的中心线。
根据该实施方式，下基板的敷设布线比上基板的上电极布线细，且俯视时与上电极布线有重合。俯视时上电极布线与敷设布线重合的重叠范围的中心线偏离上电极布线的中心线。这样一来，在上电极布线与下电极布线和敷设布线之间施加有直流电压时，能够使上电极布线与敷设布线之间产生的电场强度局部变小。因此，即使长时间在上电极布线与下电极布线和敷设布线之间施加直流电压，也能够抑制上导电层与上电极布线之间的连接电阻值上升，从而抑制触摸屏上的按压位置的检测精度降低。
－发明的效果－
根据本发明，就触摸屏而言，即使在高温高湿环境下长时间使用，也能够抑制按压位置的检测精度降低。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的触摸屏的剖视图。
图2是第一实施方式所涉及的触摸屏的分解立体图。
图3是上布线板上的布线图案。
图4是下布线板上的布线图案。
图5是图1的局部放大图。
图6是示出实施例和比较例中的电气特性随时间变化的情况的曲线，(a)是起始电压，(b)是有效电位率。
图7是示出变形例的构成的图，是图1的局部放大图。
图8是第二实施方式所涉及的触摸屏的剖视图。
图9是第二实施方式所涉及的触摸屏的分解立体图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的各实施方式进行详细说明。以下各实施方式仅为从本质上说明本发明的示例，并没有限制本发明、其应用对象或其用途的意图。
需要说明的是，在以下各图中，设触摸屏的操作区的长度方向为X方向(相当于第一方向)，设短边方向为Y方向(相当于第二方向)，设俯视时观察操作区的方向为Z方向。在本公开中，就触摸屏而言，设操作面一侧为上侧，设与操作面相反一侧为下侧。例如，将布置在触摸屏的操作面一侧的布线板称为上布线板，将布置在与操作面相反一侧的布线板称为下布线板。
(第一实施方式)
图1是第一实施方式所涉及的触摸屏的剖视图，图2是第一实施方式所涉及的触摸屏的分解立体图。如图1和图2所示，触摸屏1包括彼此留有间距且相对的上布线板10和下布线板20。上布线板10和下布线板20的外周利用粘合层31贴合起来，粘合层31由丙烯酸系粘合剂等构成。
图3是示出上布线板10中的上电极部13的布线图案的俯视图，图4是示出下布线板20中的下电极部23的布线图案的俯视图。在图3中，由单点划线圈出的区域TA是触摸屏1的操作区。操作者通过按压上布线板10的表面，来操作各种电子设备。
上布线板10包括上基板11、上导电层12、上电极部13以及绝缘层14。上基板11由聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂等形成的高透光性树脂薄膜构成为近似方形形状。上导电层12形成在上基板11的靠下布线板20一侧，该上导电层12是通过溅射法等形成由氧化铟锡等形成的高透光性导电膜而得到的。上电极部13在上基板11的靠下布线板20一侧，设在操作区TA周围，且用于对操作区TA内的上导电层12施加电压。上电极部13采用含有银的聚酯系树脂等树脂作材料。绝缘层14覆盖上电极部13的表面布置。绝缘层14由丙烯酸系树脂等绝缘性材料构成。
下布线板20包括下基板21、下导电层22、下电极部23、绝缘层14以及隔离点25。与上基板11不同，下基板21采用玻璃作材料。下导电层22形成在下基板21的靠上布线板10一侧，且与上导电层12一样，该下导电层22也是通过溅射法等形成由氧化铟锡等形成的高透光性导电膜而得到的。下电极部23在下基板21的靠上布线板10一侧，设在操作区TA周围，且用于对操作区TA内的下导电层22施加电压。与上电极部13一样，下电极部23采用含有银的聚酯系树脂等作材料。绝缘层24覆盖下电极部23的表面布置。与绝缘层14一样，绝缘层24由丙烯酸系树脂等绝缘性材料构成。隔离点25为半球形且以环氧树脂、硅树脂等绝缘树脂为材料，隔离点25在下导电层22的上表面上留出规定间距布置。
在图2中，L1、L2是在上导电层12和下导电层22上例如通过激光蚀刻形成的槽。通过形成槽L1、L2，操作区TA内的上导电层12和下导电层22与它们周围的导电层电气隔离。
如图3所示，上电极部13包括在操作区TA的X方向上的两侧沿Y方向延伸的第一电极布线13a和第二电极布线13b。第一电极布线13a和第二电极布线13b是在X方向上对操作区TA内的上导电层12施加电压的平行电极。13c是端子电极，从端子电极13c对第一电极布线13a和第二电极布线13b施加规定的电压。需要说明的是，将操作区TA的X方向上的低电位一侧的端部ST的电压称为起始电压，将操作区TA的X方向上的高电位一侧的端部EN的电压称为终止电压。
如图4所示，下电极部23包括在操作区TA的Y方向上的两侧沿X方向延伸的第三电极布线23a和第四电极布线23b。第三电极布线23a和第四电极布线23b是在Y方向上对操作区TA内的下导电层22施加电压的平行电极。下电极部23还包括在操作区TA的附图右侧沿Y方向延伸的敷设布线23c和在操作区TA的附图左侧沿Y方向延伸的虚设布线23d。敷设布线23c与第三电极布线23a相连。23e是端子电极，从端子电极23e对第三电极布线23a和第四电极布线23b施加规定的电压。虚设布线23d不与端子电极23e相连，不会被施加电压。
触摸屏1的工作原理如下。首先，在非操作时，在上电极部13，从端子电极13c对第一电极布线13a和第二电极布线13b施加规定的正电位，例如+5V。另一方面，在下电极部23，从端子电极23e对第三电极布线23a和第四电极布线23b施加0V。当操作者从上布线板10一侧用手指或笔等在操作区TA内进行按压操作后，上基板11挠曲，上导电层12与下导电层22接触。即，上电极部13和下电极部23短路，能够检测出有人操作。
当检测出有人操作后，在上电极部13，从端子电极13c对第一电极布线13a施加0V，并对第二电极布线13b施加+5V。然后利用下电极部23检测电位，从而检测出X方向上的操作位置。此外，在下电极部23，从端子电极23e对第三电极布线23a施加0V，并对第四电极布线23b施加+5V。利用上电极部13检测电位，从而检测出Y方向上的操作位置。
图5是图1的剖视图中的A部分的放大图。如图5所示，下电极部23的敷设布线23c的宽度比上电极部13的第一电极布线13a的宽度细(W2＜W1)。俯视时(沿Z方向观察)，敷设布线23c与第一电极布线13a有重合。敷设布线23c与第一电极布线13a重合的范围是重叠范围E1，在X方向上，重叠范围E1的中心线CL1的位置偏离第一电极布线13a的中心线CL的位置。在图5的构成中，重叠范围E1的中心线CL1向附图左侧(操作区TA一侧)偏离第一电极布线13a的中心线CL。即，敷设布线23c的位置在X方向上，向操作区TA一侧偏离第一电极布线13a。而且，在图5的构成中，在X方向上，敷设布线23c的靠操作区TA一侧的端部比第一电极布线13a的靠操作区TA一侧的端部更靠近操作区TA一侧。像这样，通过采用使敷设布线23c的靠操作区TA一侧的端部与第一电极布线13a的靠操作区TA一侧的端部的位置错开的构成，能够在不改变敷设布线23c的宽度的情况下，减小重叠范围E1。
在图5的构成中，在敷设布线23c的下侧的下导电层22上，通过激光蚀刻形成的槽28形成在敷设布线23c的附图右侧(与操作区TA相反一侧)。利用该槽28，使位于敷设布线23c的下侧的下导电层22的区域与其外侧的下导电层22的区域电气隔离。俯视时，槽28的位置与第一电极布线13a重合。因此，与敷设布线23c电气连接的下导电层22的区域因槽28而受到限制，仅与第一电极布线13a局部重合。
根据上述构成方式，在上电极部13与下电极部23之间施加有电压时，能够使第一电极布线13a与敷设布线23c之间产生的电场强度局部变小。例如在图5的构成中，因为第一电极布线13a的附图右侧的部分到敷设布线23c的距离较长，所以产生的电场强度较小。因此，即使长时间在上电极部13与下电极部23之间施加直流电压，也能够抑制上导电层12与第一电极布线13a之间的连接电阻值上升，从而能够抑制按压位置的检测精度降低。
并且，通过形成槽28，与敷设布线23c电气连接的下导电层22的区域受到限制，因此能够使第一电极布线13a与敷设布线23c之间产生的电场强度进一步变小。
<实验结果>
本申请发明人经过研究发现：就现有的构成而言，如果在高温高湿的环境下，长期保持上电极部与下电极部之间施加有直流电压的状态，则电气特性会恶化。还发现：根据本实施方式的构成，能抑制这样的电气特性的恶化。下面对实验结果进行说明。
在实施例的构成中，设
W1(第一电极布线13a的布线宽度)：1.2mm
W2(敷设布线23c的布线宽度)：0.6mm。
如图5所示，敷设布线23c与第一电极布线13a重合的范围是重叠范围E1，在X方向上，使重叠范围E1的中心线CL1与第一电极布线13a的中心线CL错开。具体而言，在图5中，
a1：0.7mm
a2：0.4mm
a3：0.1mm。
另一方面，在比较例的构成中，设
W1(第一电极布线13a的布线宽度)：1.2mm
W2(敷设布线23c的布线宽度)：1.4mm，
并设在X方向上，俯视时第一电极布线13a整体与敷设布线23c重合。在实施例和比较例二者中，都设第一电极布线13a与敷设布线23c的间距为60μm。
在实施例和比较例的构成中，在气温60℃且湿度93％的环境下，长时间保持对端子电极13c施加+5V且对端子电极23e施加0V的状态，并对其电气特性随时间的变化情况进行监测。
图6是示出实施例和比较例中的电气特性随时间的变化情况的曲线。在图6中，(a)是起始电压，(b)是有效电位率。如上所述，起始电压是指操作区的X方向上的低电位一侧的端部的电压。有效电位率是指施加于平行电极间的电压与操作区的电位差的比率，
有效电位率(％)＝(终止电压－起始电压)/施加电压×100。
如上所述，终止电压是指操作区的X方向上的高电位一侧的端部的电压。如果有效电位率下降，则施加于操作区的电压就会降低，导致按压位置的检测精度降低。
由图6可知，在比较例中，电气特性随时间经过而恶化，当经过时间超过1500小时后，起始电压大幅度上升，有效电位率大幅度降低。能够认为该电气特性的恶化是由以下机制引起的。即，1)在高温高湿的环境下，因上基板(薄膜)吸湿，而使构成电极(第一电极布线13a)的导电粒子的一部分离子化；2)因施加电压，而在电极间(第一电极布线13a与敷设布线23c之间)产生电场；3)电极的离子化后的导电粒子因产生的电场而向电极的下基板一侧移动而集中；4)这样一来，与上导电层接触的电极的导电粒子数量减少，上导电层与电极的连接电阻值上升。能够认为是这样的机制导致电气特性降低的。
相对于此，由图6可知，在实施例中，电气特性并未随时间经过而恶化，即使经过时间超过1500小时，也未发现起始电压大幅度上升，有效电位率也未降低。因此，解决了现有的触摸屏的下述问题：施加于操作区的电压降低，导致按压位置的检测精度降低。
像这样，根据本实施方式，上电极部13的第一电极布线13a与下电极部23的敷设布线23c的重叠范围是重叠范围E1，在X方向上，重叠范围E1的中心线CL1偏离第一电极布线13a的中心线CL。因此，在上电极部13与下电极部23之间施加有电压时，能够使第一电极布线13a与敷设布线23c之间产生的电场强度局部变小。这样一来，即使在高温高湿环境下长时间在上电极部13与下电极部23之间施加直流电压，也能够抑制上导电层12与第一电极布线13a之间的连接电阻值上升，从而能够抑制按压位置的检测精度降低。
根据本申请发明人的试验，确认到：如果在X方向上，重叠范围E1的尺寸在第一电极布线13a的尺寸的2/3以下，则即使在高温高湿环境下长时间在电极部13与下电极部23之间施加直流电压，也能抑制电气特性降低。还确认到：如果在X方向上，第一电极布线13a的除了重叠范围E1以外的部分的尺寸在0.4mm以上，则即使在高温高湿环境下长时间在上电极部13与下电极部23之间施加直流电压，电气特性的降低也被抑制。并且，在上述实施例和比较例中，设第一电极布线13a与敷设布线23c的间距为60μm，但确认到：在第一电极布线13a与敷设布线23c的间距在20μm以上且200μm以下的构成中获得本实施方式的效果。
图7是示出变形例的构成的图，相当于图1的剖视图中的A部分的放大图。在图7的构成中，第一电极布线13a的形状与图5的构成稍有不同。即，在图7中，第一电极布线13a的下表面(与敷设布线23c相对的面)131与侧面132、133相交而成的角部134、135具有倒角的形状。换言之，第一电极布线13a的下侧的沿Y方向延伸的角部的形状被加工成圆角。这样一来，与图5的构成相比，更能够避免从第一电极布线13a朝向敷设布线23c的电场局部集中，因此能够进一步抑制触摸屏1的电气特性的经时恶化。
(第二实施方式)
图8是第二实施方式所涉及的触摸屏的剖视图，图9是第二实施方式所涉及的触摸屏的分解立体图。图8和图9所示的触摸屏2的构成与第一实施方式中说明的触摸屏1基本相同。不过，在第一实施方式中，作为制作方法采用的是激光蚀刻法，而在本实施方式中，采用的是湿蚀刻法。
在采用湿蚀刻的情况下，除了操作区的导电层、以及到与操作区的导电层电气连接的平行电极为止的区域以外的导电层被除去。即，在上导电层12A中，与上电极部13的端子电极13c重合的部分12x被除去。在下导电层22A中，与下电极部23的敷设布线23c、虚设布线23d以及端子电极23e重合的部分22x被除去。因此，敷设布线23c和虚设布线23d形成在作为绝缘体的下基板21上。其他构成因为与第一实施方式相同而省略其详细说明。
在第二实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果。即，上电极部13的第一电极布线13a与下电极部23的敷设布线23c重合的范围是重叠范围E1，在X方向上，重叠范围E1的中心线CL1偏离第一电极布线13a的中心线CL。因此，在上电极部13与下电极部23之间施加有电压时，能够使第一电极布线13a与敷设布线23c之间产生的电场强度局部变小。这样一来，即使在高温高湿环境下长时间在上电极部13与下电极部23之间施加直流电压，也能够抑制上导电层12A与第一电极布线13a之间的连接电阻值上升，从而能够抑制按压位置的检测精度降低。
(其他实施方式)
需要说明的是，在上述各实施方式中，使敷设布线23c的位置向操作区TA一侧偏离第一电极布线13a，但敷设布线23c也可以向与操作区TA相反一侧偏离第一电极布线13a。同样，在该构成中，在上电极部13与下电极部23之间施加有电压时，能够使第一电极布线13a与敷设布线23c之间产生的电场强度局部变小，能够得到与上述各实施方式相同的作用和效果。不过，从能够抑制牛顿环产生这一点来看，上述各实施方式所示的构成，即敷设布线23c向操作区TA一侧偏离第一电极布线13a这一构成属于优选，该牛顿环的产生起因于上布线板10与下布线板20之间的间隙量变小。
需要说明的是，用作上基板11的材料的具有透光性的材料除了聚对苯二甲酸乙二醇酯系树脂以外，还可以是例如聚碳酸酯系树脂等，而且上基板11的表面和背面可以由硬质涂层或反牛顿环层等构成，其中该硬质涂层是涂覆有用于防损伤的薄膜的层，该薄膜由硬度略高的材料形成，该反牛顿环层是为了提高辨识度而形成有细小的凹凸的层。
上导电层12、下导电层22可以是氧化錫、氧化锌、或使用金、银、铜、导电性聚合物等形成的导电层、或将它们组合得到的导电层。
举出银作为上电极部13和下电极部23中含有的导电金属之例进行了说明，但导电金属还可以是银以外的金属，例如金、铜、镍等或它们的混合物等。需要说明的是，如果选择银，则能够使用相对容易得到的银浆料，制造简便。
而且，如果采用绝缘性较高的粘合层31则也可以不设置绝缘层14、24，绝缘层14、24和粘合层31的材料也不限于上述材料。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并非仅限于上述实施方式，可在发明的范围内做出各种变更。
－产业实用性－
本发明的触摸屏具有的效果是，即使在高温高湿环境下长时间使用检测性能也不会降低，且作为主要用于操作各种电子设备的触摸屏很有用。
－符号说明－
1、2 触摸屏
10 上布线板
11 上基板
12、12A 上导电层
13 上电极部
13a 第一电极布线
13b 第二电极布线
20 下布线板
21 下基板
22、22A 下导电层
23 下电极部
23a 第三电极布线
23b 第四电极布线
23c 敷设布线
23d 虚设布线
E1 重叠范围
TA 操作区

Claims (7)

1.一种触摸屏，其包括上布线板和下布线板，所述上布线板具有上基板、形成在所述上基板上的上导电层、以及与所述上导电层电气连接的上电极布线，
所述下布线板具有下基板、形成在所述下基板的靠所述上布线板一侧的下导电层、以及与所述下导电层电气连接的下电极布线和敷设布线，
所述触摸屏的特征在于：
所述敷设布线比所述上电极布线细，且俯视时与所述上电极布线有重合，
所述上电极布线与所述敷设布线重合的范围即重叠范围的中心线偏离所述上电极布线的中心线。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：
所述敷设布线的位置向操作区一侧偏离所述上电极布线的位置。
3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于：
所述敷设布线的靠所述操作区一侧的端部比所述上电极布线的靠所述操作区一侧的端部更靠近所述操作区一侧。
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的触摸屏，其特征在于：
所述敷设布线设在与所述下导电层电气隔离的导电层上。
5.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的触摸屏，其特征在于：
所述敷设布线设在所述下基板上。
6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的触摸屏，其特征在于：
所述上电极布线的角部被加工成圆角。
7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的触摸屏，其特征在于：
所述上电极布线、所述下电极布线以及所述敷设布线中含有银。
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