CN1463459A - 触摸屏开关 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种可使用的操作区域广,因而，有效使用面积大的触摸屏开关，为了实现该目的，使用具有规定的弹性的材料,将形成了相对向的电极层的触摸板的上下衬底边维持规定的间隙值，边将二者粘贴而成。

Description

触摸屏开关

技术领域

本发明涉及使用于电子仪器的输入操作部的、用手指或专用笔等的按压操作进行信号输入的触摸屏开关。

背景技术

近年来，在电子仪器的输入操作部上大多使用用手指或专用笔等轻轻按压进行输入操作的平面状触摸屏开关。

特别是，随着具有多种功能的便携式小型信息仪器急剧增加，对重叠在液晶显示装置(以下称为LCD)上、根据LCD的显示内容进行输入操作的透明型触摸屏开关的需求越来越高。

使用附图说明现有的触摸屏开关。

此外，为了容易理解器件的结构，在各图中将厚度方向的尺寸进行放大表示出来。

图6是现有的透明型触摸屏开关的剖面图，在该图中，在透明并具有挠性的绝缘板10的下面上形成含有锡的氧化铟(以下称为ITO)等，设置为透明的薄膜面状的第一电极20。

还有，在配设在所述绝缘板10的下方的玻璃等透明的绝缘衬底30的上面上用ITO等形成第二电极40，第二电极40与所述第一电极20具有规定的间隔、二者相对向地配设。

而且，为了使形成在绝缘板10上的第一电极20和形成在绝缘衬底30上的第二电极40以规定的间隔保持相对向，在绝缘板10的外周部分涂敷粘接剂50，使绝缘层60粘合在绝缘衬底30的第二电极40侧的外周部分上，将这些粘接剂50及绝缘层60重叠粘合一起达到规定的厚度。由此，由比粘接剂50及绝缘层60的粘合部分更靠内侧的第一电极20及第二电极40构成开关接点，作成透明型的触摸屏开关。

其次，说明这样结构的触摸屏开关的动作。

这样的透明型触摸屏开关通常是重叠配置在设置在电子仪器上的LCD等的显示画面上。

即，由于电子仪器的操作者能够透过触摸屏开关识别显示在显示画面上的操作指示或选择信息，根据那些操作指示或选择信息用手指或专用笔等按压触摸屏开关的绝缘板10的上面，用以上的步骤就能够进行使电子仪器发生期望的动作的输入操作。

下面，说明这时的触摸屏开关的动作。即，被手指或专用笔按压的可挠性的绝缘板10向下方弯曲，绝缘板10的下面的第一电极20与绝缘衬底30上的第二电极40接触成为开关，由此，就能够向连接在第一电极20和第二电极40上的电子仪器的电路输入信号。

还有，使用这样的触摸屏开关的电子仪器通常具有与它的用途相对向应的显示画面的面积及以与其同等程度的面积能够进行输入操作的触摸屏开关。由电子仪器内的控制电路在显示画面上同时显示多个操作指示或选择信息，与此同时，从触摸屏开关输出与各个操作指示或选择信息的显示位置对应的不同的信号，能够使电子仪器进行操作者所期望的动作。

但是，在上述现有的触摸屏开关中，当按压绝缘板10进行输入时，由于是按压下降粘接剂50及绝缘层60二者合起来的厚度，如图7的部分放大剖面图所示，触摸屏开关的外周部分，即，当按压粘接剂50及绝缘层60粘接部分的近旁的情况下，在绝缘板10及形成在它的下面上的ITO的第一电极20上施加很大的应力。

由于该应力，当在粘接剂50及绝缘层60的粘接部分的近旁反复进行输入操作时，在包含按压位置的近旁作为薄膜状的第一电极20的电极的功能容易退化，产生防碍发生规定的输入信号的情况。

即，上述的现有的触摸屏开关，由于是使面状的电极以一定的间隔相对向，将具备那些电极的绝缘板和绝缘衬底在规定的地方通过绝缘层粘着固定，除粘着地方以外的部分作为开关的功能。由于在粘着地方的近旁反复进行按压操作时面状电极的功能容易退化，从可靠性考虑周边部的粘着地方的近旁不作为开关接点的操作区域使用，其结果是，产生了能够作为操作区域使用的有效面积变窄的问题。

在特开平04-143823中，虽然记述了使用弹性体作为设置在操作区域上的间隙保持材料改善向同一地方反复按压的可靠性，但是，没有公开在周边部上使用两面粘着性的框架材料，对于周边部退化的对策。还有，在特开平4-123728中记述了使用弹性体作为周边部隔片的例子。这是以解决因温湿度引起的薄膜的松弛为目的，在两面上涂敷粘接剂粘贴弹性体而成的隔片，只要是弹性体就可以，作为实施例记述的是氨甲酸酯、橡胶的发泡体，关于解决操作区域在周边部变窄的上述问题的解决办法没有公开。

发明内容

本发明的目的是：解决这样的现有的课题，提供能够增大有效使用面积的触摸屏开关。

为了达到上述目的，本发明的触摸屏开关的特征是：通过设置在周边部的隔片、具有第一电极的可挠性绝缘板和具有第二电极的绝缘衬底的电极同伴相对向配置的触摸屏开关，上述隔片是弹性系数1×10⁵～1×10⁷dyne/cm²的弹性体。由于绝缘层具有适当的弹性，即使在可挠性绝缘板和绝缘衬底的粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板，对应绝缘板的弯曲、绝缘层向它的厚度减少的方向变形，由于减少向可挠性绝缘板及它的下面的第一电极的形变应力，具有抑制第一电极的功能退化、扩展能够作为开关接点使用的区域、能够扩大有效使用面积的作用。

附图说明

图1是本发明实施方式1的触摸屏开关的剖面图。

图2是上述触摸屏开关的部分放大剖面图。

图3是上述触摸屏开关的部分放大剖面图。

图4是上述触摸屏开关的部分放大剖面图。

图5是本发明实施方式2的触摸屏开关的剖面图。

图6是现有的触摸屏开关的剖面图。

图7是现有的触摸屏开关的同样部分放大剖面图。

具体实施方式

本发明的一个触摸屏开关是由具有第一电极的可挠性绝缘板和具有第二电极的绝缘衬底通过设置在周边部的隔片两电极相对向配置而成的触摸屏开关，其特征在于：上述隔片是具有弹性系数10⁵～10⁷dyne/cm²的弹性体，由于隔片具有弹性，即使在可挠性绝缘板和绝缘衬底粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板，隔片按照可挠性绝缘板的弯曲向使它的厚度减少的方向变形，由于减少向可挠性绝缘板及它的下面的第一电极的形变应力，具有抑制第一电极的功能退化、扩展作为开关接点的可使用区域、能够扩大有效使用面积的作用。

还有，当在粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板时，由于隔片向厚度减少的方向变形，能够减少按压必须的荷重，具有能够实现用更轻的按压力进行输入操作的操作性优秀的触摸屏开关的作用。

当在粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板时，在隔片的弹性系数不足10⁵dyne/cm²的情况下，弹性系数过低呈凝胶状成为粘合力很弱的隔片，存在可挠性绝缘板和绝缘衬底容易剥离的缺点。

还有，当隔片的弹性系数超过1×10⁷dyne/cm²的情况下，弹性系数过高，由于在粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板时不能得到适度的变形，减少向可挠性绝缘板及它的下面的第一电极的形变应力的效果也降低，难于抑制因可挠性绝缘板的反复按压引起的第一电极的功能退化。

因此，当隔片的弹性系数是1×10⁵～1×10⁷dyne/cm²时，在具有适度的粘合力的同时，也能够减少向第一电极的形变应力，具有能够抑制因向可挠性绝缘板的反复按压引起的第一电极的功能退化的作用。

进一步，本发明的触摸屏开关在-10℃～60℃的环境温度范围内的不同的环境温度下，它的弹性系数的最大值和最小值的比率是10倍以下。由于在电子设备的通常的使用温度范围-10℃～60℃的范围内的不同的环境温度下隔片的弹性系数的比是10倍以下，当环境温度在低温和高温之间时，具有能够使按压可挠性绝缘板时的按压力的差减小的作用。

还有，上述本发明的触摸屏开关的绝缘层端部的厚度沿操作区域方向渐减。当在粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板时，按照可挠性绝缘板的弯曲绝缘层向着减少它的厚度的方向变形，再加上由于绝缘层的端部具有倾斜，可挠性绝缘板沿绝缘层的倾斜部弯曲，具有能够进一步减少向可挠性绝缘板及它的下面的第一电极的形变应力的作用。

本发明的触摸屏开关进一步使绝缘层自身具有粘着性，因而能够去掉粘接剂。由此，由于可挠性绝缘板和绝缘衬底仅仅用绝缘层就能粘贴，能够省掉涂敷粘接剂的工序，具有能够提供廉价触摸屏开关的作用。

还有，本发明的触摸屏开关是使可挠性绝缘板、第一电极、绝缘衬底及第二电极具有光透过性的触摸屏开关。由于具有光透过性，将其设置在显示元件的上面上，操作者能够一边观察透过的显示一边根据显示内容进行输入操作，具有能够提供便利性良好的透明触摸屏开关的作用。

本发明的其它的触摸屏开关是：在具备具有第一电极的可挠性的可挠性绝缘板和与上述第一电极相对向的第二电极的同时，在可挠性绝缘板或者下绝缘板的规定地方涂敷粘接剂，在那些粘接剂上重叠地设置具有弹性的绝缘层，使得上述两电极具有规定间隔那样地，将从下方用刚性的衬底支撑的下绝缘板粘贴而成的触摸屏开关，由于绝缘层具有弹性，即使在可挠性绝缘板和下绝缘板的粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板，绝缘层根据可挠性绝缘板的弯曲向减少它的厚度的方向变形，由于减少了向可挠性绝缘板及它的下面的第一电极的形变应力，抑制了第一电极的功能退化，具有扩展作为开关接点的可使用区域，扩大有效使用面积的作用。

还有，当在粘贴部分的近旁按压可挠性绝缘板时，由于绝缘层向使厚度减少的方向变形，能够减小按压必须的荷重，具有能够实现用更轻的按压力进行输入操作的操作性优秀的触摸屏开关的作用。

进一步，由于与第一电极同样将薄膜状的第二电极形成在可挠性的绝缘板上，能够用共同的材料制作可挠性绝缘板和下绝缘板，具有能够使触摸屏开关成为廉价的产品的作用。

以下，使用附图具体的说明本发明的实施方式。

此外，为了容易理解各图面，将厚度方向的尺寸放大后示出。

(实施方式1)

(实施例)

图1是说明本发明实施方式1的触摸屏开关的剖面图。在图中，绝缘板10是可挠性的，由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、降冰片烯系树脂等的树脂用延伸法或铸造法形成透明的板状物。在上述可挠性的绝缘板10的下面上用溅射法等形成由光透过性的ITO薄膜构成的面状第一电极20。

另一方面，绝缘衬底30是由玻璃、聚碳酸酯、丙烯基等的透明材料构成的刚体衬底。在该绝缘衬底30的上面上，与第一电极同样，由溅射法等形成ITO的薄膜面状的光透过性的第二电极40。

在第一电极20的下面侧上，用网印法形成具有规定宽度和规定厚度的粘接剂50。粘接剂是以丙烯基、聚酯、硅等为主成分的材料。虽然图中未示出，粘接剂50涂敷在平面状的可挠性绝缘板的下面的全周上。

在第二电极40的上面侧的周边部上，用网印法在与粘接剂相对向的位置上以同样的形状，涂敷浆状的绝缘材料、加热固化，形成具有规定宽度和规定厚度的绝缘层70。作为印刷方法还适用照相凹版印刷、印模涂敷等图形化的方法，或者通过掩模的喷雾涂敷法等方法。绝缘层材料能够使用硅、氨甲酸酯、丁二烯、乙烯树脂系等的具有橡胶状弹性的树脂或者用这些树脂变成的环氧树脂。

其次。在上述粘接剂50和绝缘层70相互重叠配置的状态下，将绝缘板10和绝缘衬底30粘贴完成本发明的触摸屏开关。

在实施方式1中，绝缘层70的厚度为30μm，粘接剂50的厚度为15μm。测定了绝缘层30μm和粘接剂15μm的叠层体的弹性系数是1×10⁶dyne/cm²。

再次，说明这样构成的触摸屏开关的动作。

图2是图1那样构成的触摸屏开关的部分放大剖面图，示出了在绝缘板10和绝缘衬底30的粘贴部分的近旁按压绝缘板10的上面的状态。

如在该图中所了解的那样，当在粘贴部分的近旁按压时，具有橡胶状弹性的绝缘层70在绝缘板10的按下一侧发生使它的厚度减少的变形，加之具有弹性的粘接剂50也稍微弹性变形。

即，当绝缘板10按下时，沿着它的弯曲隔片发生弹性变形，即绝缘层70和粘接剂50的叠层体发生弹性变形，由于按下侧的厚度减少，与现有的触摸屏开关的情况相比较绝缘板10及它的下面的第一电极20的弯曲量减少。

在从作成的触摸屏开关的绝缘层的端部1.0mm的位置上，使用2.45牛顿的按压进行打键试验，确认经100万次的往复后也没有退化，仍保持初期的性能。

还有，在从作成的触摸屏开关的绝缘层的端部1.0mm的位置上，使用R0.8的聚缩醛笔用2.45牛顿的按压进行滑动测试，确认经5万次的往复后也没有退化，仍保持初期的性能。

由此可知，即使在触摸屏开关的绝缘板10及绝缘衬底30的粘贴部分的近旁反复进行按压操作，也能够使向第一电极20的变形应力减少、能够抑制电极的功能退化。

这样，根据本实施方式，由于绝缘层70的弹性能够抑制因在粘贴部分的近旁的反复按压操作引起的第一电极20的功能退化，因此，即使在粘贴部分的近旁也能够进行按压操作。其结果是，由于能够将作为开关接点使用的区域扩展到周边部，就能够实现有效使用面积大的触摸屏开关。特别是，当像小型电子设备那样地搭载周边部的面积对整体面积的比例大的显示装置的情况下，能够充分地利用显示装置的显示区域，能够提供便利性高的触摸屏开关。

进一步，由于将在电子设备通常的使用温度范围-10℃～60℃的范围内的不同的环境温度下绝缘层70的弹性系数最大值对最小值的比设定在10倍以下，当环境温度是低温和高温之间时，能够减少按压可挠性绝缘板时的按压力的差。

还有，如图3的部分放大图所示，印刷了使绝缘层80的端部的厚度渐减的结构。当在粘贴部分的近旁按压绝缘板10时，加上绝缘层80根据绝缘板10的弯曲发生使它的厚度减少方向的变形，由于绝缘层80的端部具有倾斜的结构，当按压时绝缘板10沿绝缘层80的倾斜部弯曲，能够进一步减少向绝缘板10及其下面的第一电极20的变形应力，能够提高第一电极20对在粘贴部分的近旁的反复按压操作的耐久性。

而且，如图4的部分放大图所示，绝缘层90具有粘着性，用该绝缘层90将绝缘板10和绝缘衬底30粘贴而成，由此，粘接剂50也能够除去，粘接剂涂敷工序也能够省掉，触摸屏开关能够成为廉价的产品。

此外，在隔片的弹性系数不足1×10⁵dyne/cm²的情况下，绝缘层70呈橡胶状粘合力变弱，存在绝缘板10和绝缘衬底30容易剥离的缺点。

还有，当隔片的弹性系数超过1×10⁷dyne/cm²的情况下，弹性系数过高，由于当在粘接部分的近旁按压绝缘板10时不能得到适度的变形，向可挠性绝缘板及它下面的第一电极20的变形应力的减少效果变小，难于抑制因向绝缘板10的反复按压操作引起的第一电极20的功能退化。

(比较例)

作为绝缘层70使用热固化性环氧树脂，作成与上述的实施例同一结构的触摸屏开关。与实施方式1的绝缘层和粘接层的叠层体的弹性系数是1×10⁸dyne/cm²。在从触摸屏开关的绝缘层的端部2.5mm位置的地方用2.45牛顿按压进行打键试验，10万回后开关功能退化。

还有，在从该触摸屏开关的绝缘层的端部2.5mm的位置上用R0.8的聚缩醛笔、在2.45牛顿按压下进行滑动测试，在1万回的往复后看到开关功能的退化倾向。

由实施例与比较例的对比可知，当隔片的弹性系数是1×10⁵～10⁷dyne/cm²时，在具有适度的粘合力的同时，使向第一电极20的变形应力减少，能够抑制因向绝缘板10的反复按压引起的第一电极20的开关功能退化。

还有，本发明的触摸屏开关即使在从绝缘层的端部1.0mm的近旁、也能对打键试验及滑动测试保持充分地耐久性，能够有效地利用比它更内侧的区域作为操作区域。由此，对于如携带式信息终端或携带式电话那样、周边部对全操作区域的比率高的小型触摸屏开关具有特别的效果。

此外，在实施方式1中，虽然是将绝缘层70形成在绝缘衬底30一侧，粘接剂形成在绝缘板一侧，但是也可以将绝缘层形成在绝缘板上。

(实施方式2)

使用实施方式2说明本发明的其它的触摸屏开关。

此外，在与实施方式1的结构同一结构的部分上注以同一符号。

图5是本发明的实施方式2的触摸屏开关的剖面图，在该图中，可挠性的其它的绝缘板12与在实施方式1中已说明的绝缘板10同样，是由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、降冰片烯系树脂等的树脂用延伸法或铸造法形成透明的板状物。

而且，由ITO构成的第二电极40形成在上述其它的绝缘板12的上面上。

还有，由在用玻璃、聚碳酸酯、丙烯基等的透明材质构成的刚体的衬底32的上面上涂敷的粘接剂52将上述其它的绝缘板12粘贴在衬底32的上面上。

包含具有橡胶状弹性的绝缘层70的其它的部分，使用与实施方式1相同的东西构成触摸屏开关。

实施方式2的触摸屏开关的动作与实施方式1的相同，省略了它的说明。

根据实施方式2，与实施方式1同样的能够实现有效使用面积大的触摸屏开关，再加上由于在上面上具有第2电极的其它的绝缘板12与具有第一电极的绝缘板10用相同的东西形成，虽然增加了粘贴衬底32的工序，但是由于仅仅使用相同材料就能够进行成本比率高的电极形成，因而能够提供廉价的触摸板。

此外，与实施方式1的情况下已说明的同样，由于将绝缘层70的弹性系数设定在10⁵～10⁷dyne/cm²的范围，将在-10℃～60℃的环境温度范围内的不同环境温度的弹性系数的最大值对最小值的比设定为10倍以下，使用端部的厚度渐减的绝缘层80以及使用具有粘贴性的绝缘层90，在实施方式2中也能够获得同样的效果。

产业上的利用可能性

如上所述，本发明使用于电子设备的输入操作部，作为用手指或专用的笔等按压操作进行信号输入的触摸屏开关，能够提供可使用的区域扩大、因而有效使用面积大的触摸屏开关。特别是，如携带式信息终端或携带式电话那样，作为周边部对全操作区域的比率高的小型的触摸屏开关十分有用。

Claims (9)

1、一种触摸屏开关，是具有第一电极的可挠性绝缘板和具有第二电极的绝缘衬底通过设置在周边部的隔片使电极之间相对向配置的触摸屏开关，其特征在于：

所述隔片是弹性系数为1×10⁵～10⁷dyne/cm²的弹性体。

2、根据权利要求1所述的触摸屏开关，其特征在于：

所述隔片是所述弹性系数在-10℃～60℃中的最小值和最大值的比率是10倍以下的弹性体。

3、根据权利要求1所述的触摸屏开关，其特征在于：

所述绝缘衬底是通过粘着材料将具有所述第二电极的其它的绝缘板粘贴在支持衬底上而成的绝缘衬底。

4、根据权利要求1或3所述的触摸屏开关，其特征在于：

所述隔片具有形成规定间隙的绝缘层和将所述绝缘层粘贴在可挠性绝缘板及绝缘衬底的至少一方上的粘着层。

5、根据权利要求4所述的触摸屏开关，其特征在于：

所述绝缘层具有间隙保持部和倾斜部，所述间隙保持部具有规定的均一的厚度，所述倾斜部具有从所述间隙保持部向衬底内部方向渐减下去的厚度。

6、根据权利要求1所述的触摸屏开关，其特征在于：

所述第一电极、第二电极、可挠性绝缘板、绝缘衬底全都是光透过性的。

7、根据权利要求3所述的触摸屏开关，其特征在于：

所述第一电极、第二电极、可挠性绝缘板、绝缘衬底、粘接剂、支持衬底全都是光透过性的。

8、根据权利要求1或3所述的触摸屏开关，其特征在于：

以从所述隔片的端部1mm以上内侧的区域作为操作区域。

9、根据权利要求4所述的触摸屏开关，其特征在于：

所述绝缘层和所述粘接层全都由印刷形成。

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