DE102018002295A1

DE102018002295A1 - Touch Panel und Herstellungsverfahren eines solchen

Info

Publication number: DE102018002295A1
Application number: DE102018002295.2A
Authority: DE
Inventors: Tsubasa Mitsuhashi; Masashi Miyagawa; Kiyoyuki Deguchi; Tomohiro Ishii; Yasuyuki Naito
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-09-27
Also published as: US10725594B2; CN108628473A; US20180275797A1

Abstract

Ein Touch Panel enthält eine Sensoreinheit. Die Sensoreinheit enthält eine Basisfolie, die durch Wärme ausgedehnt wird, einen Elektrodenbereich, der aus einer Mischung eines leitenden Materials und einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und der auf zumindest einer Oberfläche der Basisfolie ausgebildet ist, und eine Dehnungsträgerschicht, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, um den Elektrodenbereich zu bedecken.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Touch Panel, das durch dreidimensionales Ausbilden einer Sensoreinheit, die einen Elektrodenbereich auf einer Oberfläche einer Basisfolie aufweist, erhalten wird, und ein Herstellungsverfahren eines solchen.
Hintergrund der Erfindung
Die Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2011-090443 offenbart ein kapazitives Projektions Touch Panel, bei dem eine Spalte von Elektroden, die sich in eine erste Richtung erstrecken und eine Reihe von Elektroden, die sich in eine zweite Richtung erstrecken, die die erste Richtung überkreuzt, auf einer Oberfläche einer einzigen Basis ausgebildet sind.
Das Touch Panel, das in der Japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2011-090443 offenbart ist, kann als ein flaches Panel bzw. Bedienfeld verwendet werden oder in einer vorbestimmten dreidimensionalen Form ausgeformt werden, abhängig vom Zweck. Zum Beispiel kann ein Touch Panel, das eine halbkugelförmige Form aufweist, die durch Formen eines flachen Foliensensors erhalten wird, in einem Fahrersitz eines Fahrzeugs installiert werden, und das Touch Panel kann für eine Manipulation durch den Fahrer unter Verwendung einer Berührung mit dem Finger verwendet werden.
Ein Touch Panel, das solch eine halbkugelförmige Form oder eine andere dreidimensionale Form aufweist, wird üblicherweise durch Thermoformen ausgeformt. Wenn Thermoformen durchgeführt wird, müssen Materialien gedehnt werden. Deshalb ist eine Basisfolie z.B. aus einer PET Folie bzw. einem Blatt und einer PC Folie bzw. einem Blatt hergestellt. Weiterhin ist eine Elektrode aus einem Metall hergestellt, das während dem Thermoformen gedehnt wird (z.B. Kupfer oder Indium); pulverförmiges Silber gemischt mit einem Harzbindemittel; PEDOT (Polyethylendioxythiophenen) oder dergleichen.
Bei Vakuumformen, was einem der Thermoformverfahren entspricht, wird ein Foliensensor über einer Form in einer Vakuumkammer mit einer nach oben gerichteten Elektrode angeordnet. Der Foliensensor wird durch Infrarotstrahlung von der Elektrodenseite erwärmt, während die Vakuumkammer in einem Vakkumzustand beibehalten wird, und der Foliensensor wird durch zusammendrücken der unter dem Foliensensor angeordneten Form in Richtung des Foliensensors gedehnt. Dadurch wird der Foliensensor in einer dreidimensionalen Form ausgebildet.
Weiterhin, in einem Fall, wenn eine Dekorfolie an dem so gebildeten Foliensensor angebracht ist, ist ein OCA (optisch durchsichtiger Kleber) als ein Klebemittel auf einer unteren Fläche einer Dekorfolie vorgesehen, die ein vorbestimmtes Muster aufweist, und die Dekorfolie wird auf dem dreidimensional ausgebildeten Foliensensor laminiert. Die Dekorfolie wird an den Foliensensor durch erneutes Ausführen des Vakuumformens geklebt. Entsprechend wird ein einstückig geformtes Touch Panel erhalten.
Bei dem Thermoformverfahren, wie dem Vakuumformen, wird der Foliensensor aus einem dehnbaren Material in Anbetracht des Dehnens bei dem Umformungs-(Formgebungs-)Verfahren hergestellt und die Elektrode ist z.B. aus einer Mischung aus pulverisiertem Silber, das eine Leitfähigkeit aufweist und einem thermoplastischen Harzbindemittel hergestellt.
In diesem Fall, wie in 10A gezeigt, wird zueinander benachbartes pulverisiertes Silber in Kontakt gebracht, wodurch eine Elektrode ausgebildet wird. Jedoch wird die Elektrode nach dem Dehnen teilweise unterbrochen (siehe die rechte Seite von 10A). Dies ist deshalb der Fall, da eine Mischungsmenge des Harzbindemittels begrenzt ist, um die Leitfähigkeit der Elektrode zu gewährleisten und somit ist es für die Elektrode schwierig, eine ausreichende Dehnbarkeit aufzuweisen, was teilweise zu Unterbrechungen der Elektrode führt.
10B zeigt SEM (Rasterelektronenmikroskop) Bilder vor und nach dem Dehnen für den Fall des Ausbildens einer Leitung auf der Basisfolie durch Verwenden eines Elektrodenmaterials, das durch Mischen von pulverisiertem Silber und einem Harzbindemittel erhalten wird. 10B zeigt, dass die Leitung nach dem Dehnen teilweise unterbrochen ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund stellt die vorliegende Erfindung ein Touch Panel bzw. eine Berührungstafel bereit, das eine Struktur aufweist zum Verhindern von Bruch/Trennung einer Elektrode in dem Fall von dreidimensionalem Formen eines Foliensensors, der eine Basisfolie und eine Elektrode enthält, die eine Dehnbarkeit aufweisen, und ein Herstellungsverfahren derselben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Touch Panel bereitgestellt, das eine Sensoreinheit enthält, wobei die Sensoreinheit enthält: eine Basisfolie, die durch Wärme ausgedehnt wird; einen Elektrodenbereich, der aus einer Mischung eines leitenden Materials und eines thermoplastischen Harzes hergestellt ist und der auf zumindest einer Oberfläche der Basisfolie ausgebildet ist; und eine Dehnungsträgerschicht, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, um den Elektrodenbereich abzudecken.
Das oben beschriebene Touch Panel kann weiterhin eine Abschirmschicht enthalten, die aus einer Mischung eines leitenden Materials und eines thermoplastischen Harzes hergestellt ist und die auf einer Oberfläche der Sensoreinheit ausgebildet ist, die an einem Basisbereich angebracht werden soll, um die Sensoreinheit in einem geerdeten Zustand abzudecken, und eine zusätzliche Dehnungsträgerschicht, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und die ausgebildet ist, die Abschirmschicht zu bedecken.
Weiterhin kann die Sensoreinheit durch Erwärmen in eine vorbestimmte Form geformt werden.
Weiterhin kann die dreidimensional geformte Sensoreinheit mit dem Basisbereich durch eine Klebeschicht festgehalten werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Touch Panel Herstellungsverfahren bereitgestellt, das enthält: Ausbilden eines Elektrodenbereichs, der aus einer Mischung einer leitenden Folie und eines thermoplastischen Harzes auf zumindest einer Oberfläche einer Basisfolie hergestellt ist, die durch Wärme ausgedehnt wird; und Ausbilden einer Dehnungsträgerschicht, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, um den Elektrodenbereich zu bedecken.
Gemäß dem Touch Panel der vorliegenden Erfindung ist die aus dem thermoplatischen Harz hergestellte Dehnungsträgerschicht ausgebilfet, um die Oberfläche des Elektrodenbereichs, der auf der Basisfolie ausgebildet ist, zu bedecken, und somit wird der Elektrodenbereich gedehnt, wenn die Basisfolie und die Dehnungsträgerschicht gedhent werden währen dem dreidimensionalen Formen. Deshalb ist eine Zugkraft, die auf den Elektrodenbereich aufgebracht wird, gleichförmig und die Dehnbarkeit kann verbessert werden im Vergleich zu der eines gebräuchlichen Produkts. Entsprechend kann verhindert werden, dass die Leitung des Elektrodenbereichs während dem dreidimensionalen Formen unterbrochen wird.
Durch Ausbilden der aus dem dehnbaren leitenden Material hergestellten Abschirmschicht auf der Oberfläche der an dem Basisbereich anzubringenden Sensoreinheit, ist es möglich, die Störung des Elektrodenbereichs, die durch die elektromagnetischen Wellen (Rauschen) bewirkt wird, die von elektronischen Komponenten erzeugt werden, die in dem Basisbereich installiert sind, zu verhindern.
Weiterhin interferieren die elektrostatischen Kapazitäten der benachbarten Elektroden miteinander zwischen den Elektroden, die zueinander benachbart sind in der Nähe des Kantenbereichs des dreidimensional geformten Tocuh Panels. Dies führt zu einer Änderung bei den Spannungen aufgrund der kurzen Distanz zwischen den Elektroden, und eine Störung des Sensors kann auftreten.
Jedoch kann durch Ausbilden der Abschirmschicht auf der an dem Basisbereich anzubringenden Oberfläche der Sensoreinheit die nachteilige Wirkung der Interferenz der elktrostatischen Kapazitäten verringert werden und die Störung des Sensors kann vermieden werden.
Figurenliste
Der Gegenstand und die Merkmale der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsformen, in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen ersichtlich, wobei:

1A eine Draufsicht ist, die schematisch ein Touch Panel zeigt;
1B eine schematische Querschnittsansicht ist, die eine Schichtstruktur (einseitige Struktur) des Touch Panels entlang der Linie IB - IB aus 1A zeigt; und
1C eine schematische Querschnittsansicht ist, die eine Schichtstruktur (doppelseitige Struktur) des Touch Panels zeigt;
2 schematisch einen Dehnungsmechanismus eines Elektrodenbereichs in dem Touch Panel zeigt;
3A eine Draufsicht ist, die schematisch eine Dekorfolie als eine Dekorschicht zeigt, die ein Teil des Touch Panels ausbildet und 3B eine schematische Querschnittsansicht der Dekorfolie entlang der Linie IIIB - IIIB aus 3A ist;
4A eine schematische Querschnittsansicht einer Form ist, die ein Basisbereich zum Ausbilden des Touch Panels ist; 4B eine schematische Querschnittsansicht der Form nach einer Formgestaltung einer Sensoreinheit auf der Form in einem Vakuum ausbildenden Verfahren des Touch Panels ist; und 4C eine schematische Querschnittsansicht der Form nach einer Formgestaltung der Dekorfolie auf der Form in dem Vakuum bildenden Verfahren des Touch Panels ist;
Fig. 5A - 5C ein Herstellungsverfahren eines Touch Panels gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 6A - 6C ein Herstellungsverfahren eines Touch Panels gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
7 teilweise vergrößerte Bilder zum Vergleichen eines Elektrodenbereichs nach einem dreidimensionalen Formen eines gewöhnlichen Touch Panels und eines Elektrodenbereichs nach einem dreidimensionalen Formen eines Touch Panels der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ein Beispiel zeigt, bei dem elektronische Komponenten in einem Basisbereich eines Touch Panels installiert sind, das Kantenbereiche aufweist;
Fig. 9A- 9C schematisch weitere Beispiele des Touch Panels der vorliegenden Erfindung zeigen; und
10A schematisch einen Elektrodenbereich vor und nach einem dreidimensionalen Formen in dem konventionellen Touch Panel zeigt und 10B teilweise vergrößerte Bilder des Elektrodenbereichs vor und nach dem dreidimensionalen Ausformen in dem gewöhnlichen Touch Panel zeigt.

Detallierte Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, und weitere Ausführungsformen, Testbeispiele, Verfahrenstechniken und der gleichen, die der Fachmann basierend auf den nachstehenden Ausführungsformen macht, sind vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfasst.
(Konfiguration des Touch Panels)
Zuerst wird eine Konfiguration eines Touch Panels bzw. eines Berührungsbildschirms 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in Fig 1A und 1B gezeigt, ist die Berührungstafel bzw. das Touch Panel 1 der vorliegenden Erfindung durch Anbringen einer folienförmigen Sensoreinheit 1a an einen Basisbereich 13, wie später beschrieben ist, durch eine Haftschicht bzw. Klebschicht 4 dreidimensional ausgebildet. Die Sensoreinheit 1a enthält einen Basisfilm bzw. eine Basisfolie 2, der aus einem thermoplastischen Harzmaterial, wie zum Beispiel Polycarbonat oder dergleichen hergestellt wird, das sich durch Wärme ausdehnt; einen Elektrodenbereich 3, der auf einer oberen Fläche der Basisfolie 2 ausgebildet ist; und die Klebschicht 4, die aus einem OCA (Optical Clear Adhesives) hergestellt ist und auf einer unteren Fläche der Basisfolie 2 ausgebildet ist.
Wie in 1B gezeigt, enthält der Elektrodenbereich 3 X Elektroden 5, die auf einer oberen Fläche der Basisfolie 2 ausgebildet sind, eine Isolierschicht 7, die die X Elektroden 5 bedeckt, und Y Elektroden 6, die auf einer oberen Fläche der Isolierschicht 7 ausgebildet sind.
Wie in 1A gezeigt ist, sind die X Elektroden 5 und die Y Elektroden 6 derart angeordnet, dass eine Vielzahl von Elektrodenmuster, die von oben betrachtet eine Rautenform oder eine quadratische Form aufweisen, in der X-Richtung und Y-Richtung angeordnet ist. Die Elektrodenmuster sind von oben betrachtet in einem linienförmigen Muster verbunden und sind in einer Nestform mit einer feinen Lücke dazwischen kombiniert. Die Matrix, die durch die X Elektroden 5 und die Y Elektroden 6 ausgebildet wird, bedeckt die gesamte Berührungsoberfläche (Manipulationsfläche) des Touch Panels.
Die Isolierschicht 7 isoliert den Elektrodenbereich 3, der auf der Basisfolie 2 ausgebildet ist. Das Material der Isolierschicht 7 ist nicht auf ein bestimmtes beschränkt, solange der Elektrodenbereich 3 dadurch isoliert wird und die Produktqualität bei der Herstellung des Touch Panels 1 nicht davon betroffen ist. Die Isolierschicht 7 kann aus einem thermoplastischen Harzmaterial, zum Beispiel, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylen (PE), Polyproylen (PP), Polycarbonat (PC), Polyester (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyren (PS) oder dergleichen hergestellt sein, was das gleiche Material wie das einer Dehnungsträgerschicht bzw. einer sich ausdehnenden Trägerschicht 10 ist, die später beschrieben ist.
Deshalb ist es nicht notwendig, wenn die Dehnungsträgerschicht 10 als die Isolierschicht 7 fungiert, die Isolierschicht 7 auszubilden, weil die Dehnungsträgerschicht 10 aus einem thermoplatischen Isoliermaterial hergestellt ist. Wie in 1B und 1C gezeigt, verwendet die vorliegende Ausführungsform die Dehnungsträgerschicht 10 als die Isolierschicht 7.
Ausgangsleitungen 8X und 8Y der X Elektroden 5 und der Y Elektroden 6 stellen Leitungsbereiche 9 dar, die in einem vorbestimmten Abstand an einem Rand der Basisfolie 2 angeordnet sind. Deshalb sind die X Elektroden 5 und die Y Elektroden 6, wie in 1B gezeigt, in unterschiedlichen Positionen in einer Dickerichtung der Schicht angeordnet (die Schichtrichtung der Schicht, die parallel zu einer vertikalen Richtung in 1B ist), mit der Dehnungsträgerschicht 10 als die Isolierschicht 7 fungierend dazwischen angeordnet. Somit sind die X Elektroden 5 und die Y Elektroden 6 voneinander isoliert.
Die X Elektroden 5 und die Y Elektroden 6 sind aus einem Elektrodenmaterial hergestellt, wobei ein leitendes Material, das für eine Elektrode verwendet werden kann, wie zum Beispiel Kupfer, Silber, Karbon oder dergleichen mit einem thermoplastischen Harz (z.B. Acrylharz) gemischt wird. Ein Gewichtsverhältnis des thermoplastischen Harzes in dem Elektrodenmaterial kann auf ein Level festgelegt sein, bei dem sich die Elektrode, wenn diese während einem dreidimensionalen Formen erwärmt wird, in einem vorbestimmten Maß, ohne eine Trennung des Formgebungsmusters, ausdehnt, und bei dem sich die Funktion der Elektrode nicht verschlechtert. Obwohl das Gewichtsverhältnis des thermoplatischen Harzes von der Kompatibilität eines Harzmaterials und eines zu verwendenden leitenden Materials abhängt, ist es bevorzugt ungefährt zwischen 5 Gew.-% - 40 Gew.-% in Bezug auf die Gesamtmenge.
Wie in 1B gezeigt ist, ist die Dehnungsträgerschicht 10 auf einer Fläche (obere Fläche in 1B) der Basisfolie 2 in der Sensoreinheit 1a ausgebildet, um den Elektrodenbereich 3 zu bedecken. Die Dehnungsträgerschicht 10 ist aus einem thermoplastischen Harz zum Beispiel, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylen (PE), Polyproylen (PP), Polycarbonat (PC), Polyester (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyren (PS) oder dergleichen hergestellt. Die Dehnungsträgerschicht 10 wird durch Erwärmen während dem dreidimensionalen Ausformen aufgeweicht und ausgedehnt.
Die Dehnungsträgerschicht 10 wird zusammen mit der Basisfolie 2 und dem Elektrodenbereich 3 aufgeweicht und ausgedehnt, wenn diese während dem dreidimensionalen Formen erwärmt werden. Wie in 2 gezeigt, ist der Elektrodenbereich 3 zwsichen der Basisfolie 2 und der Dehnungsträgerschicht 10 eingebettet. Der Elektrodenbereich 3 wird ausgedehnt, wenn die Basisfolie 2 und die Dehnungsträgerschicht 10 ausgedehnt werden. Da eine Spannkraft, die auf den Elektrodenbereich 3 ausgeübt wird, gleichförmig ist, kann der Elektrodenbereich 3 über eine vorbestimmte Distanz ausgedehnt werden, ohne unterbrochen zu werden, während ein leitender Zustand (elektrisch verbundener Zustand) aufrechterhalten wird, bei dem Partikel des leitenden Materials, die die Elektroden in dem Elektrodenbereich 3 ausbilden, in Kontakt miteinander gebracht sind.
Wie in Fig. 3A und 3B gezeigt, enthält eine Dekoreinheit (Dekorfolie bzw. Dekorfilm) 12, die in dem Touch Panel 1 vorgesehen ist, eine Dekorschicht 11, eine Basisfolie 2' und eine Klebschicht 4'. Um die Gestaltbarkeit zu erhöhen, kann die Dekoreinheit 12 durch die Klebschicht 4' an der Fläche der Dehnungsträgerschicht 10 in dem Touch Panel 1 nach einem dreidimensionalen Ausformen durch die Klebschicht 4 angebracht werden, falls benötigt. Abhängig vom Zweck des Touch Panels und benötigten ästhetischen Eigenschaften, kann die Dekorschicht 11 der Dekoreinheit 12 bestimmte Farben, eine Transparenz oder Intransparenz oder bestimmte Muster aufweisen.
Die folgenden Beispiele sind Beispiele bestimmter Abmessungen bei dem obigen Ausgestaltungsbeispiel. Die Basisfolie 2 weist eine Dicke von ungefähr 0,3 mm auf. Jede der X Elektroden 5 und der Y Elektroden 6 des Elektrodenbereichs 3 weist eine Dicke von ungefähr 5 µm bis 10 µm auf. Die Isolierschicht 7 weist eine Dicke von ungefähr 20 µm bis 30 µm auf. Die Klebschicht 4, die aus OCA hergestellt ist, weist eine Dicke von ungefähr 50 µm auf. Die Dehnungsträgerschicht 10 weist eine Dicke von ungefähr 20 µm bis 30 µm auf.
Die Sensoreinheit 1a, wie in 1B gezeigt, weist eine einseitige Struktur auf, bei der der Elektrodenbereich 3 und die Dehnungsträgerschicht 10 auf einer Fläche (einer oberen Fläche in 1B) der Basisfolie 2 ausgebildet sind. Jedoch kann die Sensoreinheit 1a eine doppelseitige Struktur ausbilden, wie in 1C gezeigt, bei der die X Elektroden 5 auf einer Seite (obere Fläche in 1C) der Basisfolie 2 ausgebildet sind; die Dehnungsträgerschicht 10 ausgebildet ist, die obere Fläche zu bedecken; die Y Elektroden 6 auf der anderen Fläche (untere Fläche in 1C) ausgebildet sind; und die Dehnungsträgerfläche 10 auch ausgebildet ist, die untere Fläche zu bedecken.
In dem Fall des Verwendens der doppelseitigen Struktur, sind die X Elektroden 5 oder die Y Elektroden 6 zwischen der Basisfolie 2 und der Dehnungsträgerschicht 10 angeordnet und somit können die Elektroden gleichförmig ausgedehnt werden, wenn die Basisfolie 2 und die Dehnungsträgerschicht 10, wie in dem Fall des Verwendens der einseitigen Struktur ausgedehnt werden.
(Herstellungsverfahren des Touch Panels)
Als nächstes ist ein Herstellungsverfahren des Touch Panels 1 beschrieben. Das Herstellungsverfahren des Touch Panels 1 der vorliegenden Erfindung ist kurz beschrieben und anschließend sind Ausführungsformen (eine erste Ausführungsform und eine zweite Ausführungsform) des Herstellungsverfahrens detailliert beschrieben.
(Überblick des Herstellungsverfahrens)
Zunächst ist das Herstellungsverfahren des Touch Panels 1 der vorliegenden Erfindung schematisch unter Bezugnahme der 4A bis 4C beschrieben.
Das Touch Panel 1 der vorliegenden Erfindung ist durch Thermoformung dreidimensional ausgeformt. Um die dreidimensionale Form des Touch Panels 1 zu erhalten, enthält das Touch Panel 1 einen Basisbereich 13, der eine Form zum Ausformen einer folienförmigen Sensoreinheit 1a in einer vorbestimmten Form ist und der auch ein Ziel ist, an welches die folienförmige Sensoreinheit 1a angebracht wird.
Wenn der Basisbereich 13 ein Teil eines Bereiches ist, der größer als eine Halbkugel ist, wie aus 4A ersichtlich ist, muss der Basisbereich 13 gegen die Sensoreinheit 1a gedrückt werden, um die Sensoreinheit 1a, die den Basisbereich 13 bedeckt, in engen Kontakt mit der gesamten gekrümmten Fläche des Basisbereichs 13 zu bringen. In diesem Fall kann die Sensoreinheit 1a jedoch nicht in engem Kontakt mit einem Teil der gekrümmten Fläche des Basisbereichs 13 sein, der in der Nähe einer flachen unteren Fläche des Basisbereichs 13 positioniert ist. Jedoch kann das Ausformen effizient entlang der gekrümmten Fläche der Form durch Erwärmen und Pressen durchgeführt werden.
Wie in 4A gezeigt, weist der Basisbereich 13 der vorliegenden Ausführungsform im Allgemeinen eine halbkugelförmige Form auf, die jedoch größer ist als eine Halbkugel, die durch zweidimensionales Schneiden einer Kugel an einer Position außerhalb des Zentrums erhalten wird. Wie in 4B gezeigt, wir die folienförmige Sensoreinheit 1a durch Erwärmen durch ein Vakuum ausbildendes Verfahren, wie später beschrieben, aufgeweicht und stabil ausgedehnt und die Sensoreinheit 1a wird relativ gegen den Basisbereich 13 gedrückt, so dass die Sensoreinheit 1a an der gekrümmten Fläche des Basisbereichs 13 durch die Klebschicht 4 angebracht wird.
Wie in 4C gezeigt, ist die folienförmige Dekoreinheit 12 vorgesehen, um die Sensoreinheit 1a zu bedecken und durch Erwärmen anschließend aufgeweicht und ausgedehnt zu werden. In diesem Zustand wird die Dekoreinheit 12 relativ gegen den Basisbereich 13 gedrückt und auf der Sensoreinheit 1a durch z.B. Vakuumformgeben angebracht. Die Dekoreinheit 12 wird entlang der gekrümmten Fläche des Basisbereichs 12 ausgeformt und an die Sensoreinheit 1a durch die Klebschicht 4, die die Sensoreinheit 1a bedeckt, geklebt. Der Elektrodenbereich 3, der in den 4A bis 4C gezegit ist, ist gegenüber dem Elektrodenbereich 3 aus 1B aus Gründen der Einfachheit anders dargestellt. Weiterhin ist der Elektrodenbereich 3 dargestellt, einen einschichtigen Aufbau wie in Fig. 4A bis 4C aufzuweisen.
Deshalb ist das erhaltene Touch Panel 1 ein dreidimensionales Produkt, bei dem die Sensoreinheit 1a an der im Allgemeinen halbkugelförmigen Fläche des Basisbereichs 13 angebracht ist und die Dekoreinheit 12 and der Fläche der Sensoreinheit 1a angebracht ist, um ein vorbestimmtes Design zu erhalten. Das dreidimensionale Touch Panel 1 kann verwendet werden, um mit einer im Allgemeinen halbkugelförmigen Form oder Größe des Basisbereichs 13 umzugehen und kann weiterhin verwendet werden für verschiedene Zwecke, die geeignet sind, die Dekoreinheit 12 auszugestalten. Zum Beispiel kann das im Allgemeinen halbkugelförmige Touch Panel 1 an einer Konsole eines Fahrzeugs installiert sein und es einem Fahrer ermöglichen, Vorrichtungen zum Fahren durch Fingerberührung zu manipulieren.
(Erste Ausführungsform)
(Ausgestaltung der Formgebungsvorrichtung der ersten Ausführungsform)
Als nächstes ist eine Formgebungsvorrichtung 20 beschrieben, die für das Herstellungsverfahren des Touch Panels 1 der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Bei dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform wird das Touch Panel 1 durch Vakuumformung bzw. Vakuumverformung geformt, was eines der Formgebungsverfahren ist. Wie in 5A gezeigt, enthält die Formgebungsvorrichtung 20 eine Vakuumkammer 21. Die Vakuumkammer 21 ist ein Quadergehäuse und ist durch eine horizontale Ebene, die durch das Zentrum in einer Höhenrichtung (vertikal) verläuft, in ein oberes Gehäuse 22 und ein unteres Gehäuse 23 unterteilt. Das obere Gehäuse 22 und das untere Gehäuse 23 weisen im Wesentlichen die gleiche Form auf. Das obere Gehäuse 22 und das untere Gehäuse 23 können relativ zueinander in eine vertikale Richtung, falls nötig, durch eine Antriebs- und Bewegungsführungseinheit (nicht gezeigt) bewegt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das untere Gehäuse 23 in einer vorbestimmten Position befestigt und das obere Gehäuse 22 kann relativ in die vertikale Richtung hinsichtlich des unteren Gehäuses 23 durch die Antriebs- und Bewegeungsführungseinheit (nicht gezeigt) bewegt werden. Durch relatives Bewegen des oberen Gehäuses 22 in die vertikale Richtung hinsichtlich des unteren Gehäuses 23 kann die Vakuumkammer 21 geöffnet und geschlossen werden. Wenn das obere Gehäuse 22 und das untere Gehäuse 23 in einem geschlossenen Zustand sind, ist die Vakuumkammer 21 luftdicht gegenüber dem Äußeren abgedichtet.
Außerhalb der Vakuumkammer 21 sind Halterungseinheiten 24 zum dazwischen Halten der folienförmigen bzw. schichtförmigen Sensoreinheit 1a an gegenüberliegenden Stellen auf einer geraden Linie, die sich entlang der horizontalen Ebene zum Unterteilen des oberen Gehäuses 22 und des unteren Gehäuses 23 erstreckt, vorgesehen. Die Sensoreinheit 1a, die von den Halterungseinheiten 24 gehalten wird, wird zwischen dem oberen Gehäuse 22 und dem unteren Gehäuse 23 in einem offenen Zustand der Vakuumkammer 21 positioniert. Anschließend wird das obere Gehäuse 22 bewegt, um die Vakuumkammer 21 in einen geschlossenen Zustand zu bringen, so dass die Sensoreinheit 1a in einem im Wesentlichen zentralen Bereich der luftdicht verschlossenen Vakuumkammer 21 angeordnet ist.
Eine Heizeinheit bzw. Wärmeeinheit 25 ist an einer inneren oberen Fläche des oberen Gehäuses 22 der Vakuumkammer 21 vorgesehen. Die Wärmeeinheit 25 enthält einen Infrarotstrahlungsheizer, der in der Lage ist, die Sensoreinheit 1a sogar in einem Vakuumzustand zu erhitzen. Die Wärmeeinheit 25 erhitzt bzw. erwärmt die Sensoreinheit 1a durch Bestrahlen der oberen Fläche der Sensoreinheit 1a, die von den Halterungseinheiten 24 gehalten wird, mit Infrarotstrahlung. Eine Höhenverstelleinheit 26 ist auf einer unteren Fläche des unteren Gehäuses 23 der Vakuumkammer 21 angeordnet. Eine Form 27, die dem Basisbereich 13 des Touch Panels 1 entspricht, ist auf der Höhenverstelleinheit 26 angeordnet. Die Form 27 kann aus einer Standbyposition in eine Formgebungsposition zum entsprechenden Zeitpunkt des Formgebungsverfahrens nach oben bewegt werden. Die Höhenverstelleinheit 26 kann die Sensoreinheit 1a, die von den Halterungseinheiten 24 gehalten wird, durch Verwenden der Form, die an der Höhenverstelleinheit 26 installiert ist, von unten nach oben drücken.
Außerhalb der Vakuumkammer 21 ist eine Vakuumpumpe 30 als eine Einheit zum Erzeugen einer Vakuumatmosphäre (oder Unterdruckatmosphäre) durch Entziehen von Luft aus der Vakuumkammer 21 vorgesehen. Zusätzlich ist außerhalb der Vakuumkammer 21 ein Drucktank 31 als eine Einheit zum Erzeugen einer atmosphärischen Atmosphäre (oder einer unter Druck stehenden Atmosphäre mit einem Druck größer als der der atmosphärischen Atmosphäre) durch Hinzugeben von Luft in die Vakuumkammer 21 vorgesehen. Ein Lufteinlass der Vakuumpumpe 30 ist mit dem Innern des unteren Gehäuses 23 verbunden und kommuniziert mit dem Innern des unteren Gehäuses 23 durch ein erstes Rohr 32, so dass die Luft in dem unteren Gehäuse 23 ausgesaugt werden kann.
Eine Abzweigung 33 ist von dem ersten Rohr 32 abgezweigt. Die Abzweigung 33 und eine Zuleitung 34, die mit einem Zuleitungsanschluss des Drucktanks 31 verbunden ist, sind mit einer Schalteinheit 35 koaxial verbunden. Ein zweites Rohr 36 ist mit dem Innern des oberen Gehäuses 22 verbunden und kommuniziert mit dem Innern des oberen Gehäuses 22. Das zweite Rohr 36 ist mit der Schalteinheit 35 verbunden. Deshalb ist es durch Schalten der Schalteinheit 35 aufwärts oder abwärts möglich, selektiv ein Vorgang des Aussaugens der Luft aus dem Innern des oberen Gehäuses 22 durch Verbinden der Vakuumpumpe 30 and der Schalteinheit 35, und ein Vorgang des Bereitstellens von Luft in das obere Gehäuse 22 durch Verbinden des Drucktanks 31 und der Schalteinheit 35 durchzuführen.
(Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform)
Als nächstes ist schrittweise ein Herstellungsverfahren des Touch Panels 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wie in 5A gezeigt, ist die Vakuumkammer 21 geöffnet und die Sensoreinheit 1a, die durch die Halterungseinheiten 24 gehalten wird, ist auf der Unterteilungsebene des oberen Gehäuses 22 und des unteren Gehäuses 23 positioniert. Zu diesem Zeitpunkt ist die Sensoreinheit 1a so positioniert, dass die Dehnungsträgerschicht 10 gegenüber der Wärmeeinheit 25 liegt und die Klebschicht 4 gegenüber der Form liegt.
Wie in 5B gezeigt, ist die Vakuumkammer 21 geschlossen. Die Schalteinheit 35 ist nach unten geschaltet, um dem zweiten Rohr 36 zu ermöglichen, mit der Abzweigung 33 zu kommunizieren, die mit der Vakuumpumpe 30 kommuniziert, und die Vakkumpumpe 30 wird betrieben. Die Vakkumpumpe 30 saugt die Luft von dem Innern des unteren Gehäuses 23 durch das erste Rohr 32 heraus und saugt auch die Luft von dem Innern des oberen Gehäuses 22 durch das zweite Rohr 36 heraus. Wenn das Innere der Vakuumkammer 21 einen gewünschten Vakuumzustand erreicht, wird die Wärmeeinheit 25 betrieben, um die Sensoreinheit 1a zu erwärmen bzw. zu erhitzen. Hier wird das Erwärmen durch Infrarotstrahlung durchgeführt und somit kann die Sensoreinheit 1a auch in einem Vakuumzustand erhitzt werden.
Weiterhin, wie in 5C gezeigt, wird die Höhenverstelleinheit 26 nach oben bewegt, während das Erwärmen fortgeführt wird, und die Sensoreinheit 1a wird durch die Form 27 nach oben gedrückt. Weiterhin wird die Sensoreinheit 35 nach oben geschaltet, um dem zweiten Rohr 36 zu ermöglichen, mit der Zuführleitung 34 zu kommunizieren, die mit dem Drucktank 31 kommunziert, und Luft wird von dem Drucktank 31 in das obere Gehäuse 22 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Sensoreinheit 1a gleichmäßig erwärmt und die gesamte Sensoreinheit 1a weist eine stabile Dehnbarkeit auf. Ein Bereich der Sensoreinheit 1a, der der Form 27 entspricht, wird von unten durch die Form 27 nach oben gedrückt und gleichzeitig wird der Bereich der Sensoreinheit 1a aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem drucklosen Zustand in dem unteren Gehäuse 23 und dem atmosphärischen oder unter Druck stehenden Zustand in dem oberen Gehäuse 22 durch die Zugabe der Luft in das obere Gehäuse 22 von oben gegen die Form 27 gedrückt. Entsprechend wird die folienförmige Sensoreinheit 1a stabil ausgedehnt, ohne Bruch oder dergleichen, an der Oberfläche der Form 27 angebracht, und in einer Form ausgeformt, die der dreidimensionalen Form der Form 27 entspricht.
In den 5A bis 5C wird eine umgedrehte kegelstumpfförmige Form 27 als der Basisbereich 13 verwendet, im Gegensatz zu dem Beispiel, das in den 4A bis 4C gezeigt ist. Jedoch ist die Form des Basisbereichs oder der Form, die als ein Kern des dreidimensionalen Touch Panels dient, nicht beschränkt. Jede andere Form kann für den Basisbereich und die Form falls nötig verwendet werden.
Wie in den 5A bis 5C gezeigt, ist ein Manipulationsbereich des Touch Panels 2 auf der größeren Fläche der zwei parallelen kreisförmigen Flächen der umgedrehte kegelstumpfförmigen Form 27 und einer Seitenfläche, die die Umfänge der zwei parallelen kreisförmigen Flächen verbindet, ausgebildet. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist der Manipulationsbereich der Sensoreinheit 1a, die in den 5A bis 5C gezeigt ist, eine dreidimensionale Form auf, die sich von dem Beispiel in den 4A bis 4C unterscheidet, durch Anbringen der Sensoreinheit 1a an einer der zwei parallelen kreisförmigen Flächen und die Seitenfläche durch Ausdehnen der Blattförmigen Sensoreinheit 1a mittels der Form 27 und durch Anordnen des Elektrodenbereichs 3 der Sensoreinheit 1a an einer kreisförmigen Fläche und der Seitenfläche, die eventuell als Manipulationsbereich dient.
Nach dem Abschluss des Formgebungsverfahrens, wie in 5C gezeigt, wird ein Bereich der blattförmigen Sensoreinheit 1a, die nicht an der Form 27 angebracht ist, in eine kreisförmige Form geschnitten, in einer Position, die entfernt ist von der kleineren der zwei parallelen kreisförmigen Flächen, um die kleinere parallele kreisförmige Fläche zu umgeben, und ein abgeschnittener Bereich von der Form 27 wird ausgemustert. Mit anderen Worten ausgedrückt, bleibt ein Teil des Bereichs der blattförmigen Sensoreinheit 1a, der nicht an der Form 27 angebracht ist, als ein kragenförmiger Bereich mit dem Bereich verbunden, der an der Form 27 angebracht ist. In dem Fall des Verwendens einer Struktur, bei der der Berührungssensor als eine Einheit in einer vorbestimmten Position einers anderen Vorrichtung an dem kragenförmigen Bereich der Sensoreinheit 1a angebracht ist, sind der Aufbau und die strukturelle Integrität der Vorrichtung verbessert und auch die ästhetischen Eigenschaften des Verbindungsbereichs zwischen dem Berührungssensor und einer anderen Vorrichtung sind verbessert. Im Ergebnis ist das Gesamtbild verbessert.
Obwohl es nicht dargestellt ist, wird ein äußerer periphärer Bereich der folienförmigen Sensoreinheit 1a, der nicht an der Form 27 angebracht ist, nachdem die Sensoreinheit 1a an der Fläche der Form 27 angebracht ist, abgeschnitten und verworfen, und die Form 27, an der die Sensoreinheit 1a angebracht ist, ist auf der Höhenverstellungseinrichtung 26 angeordnet. Anschließend wird die Dekoreinheit 12 durch die Halterungseinheiten 24 gehalten, so dass die Dekorschicht 11 gegenüber der Wärmeeinheit 25 liegt, und die in den 5A bis 5C gezeigten Schritte werden wiederholt.
Im Ergebnis ist die Dekoreinheit 12 in einer gestapelten Art und Weise an der Fläche der Sensoreinheit 1a an der Form 27 angebracht. Nachdem die Dekoreinheit 12 an der Sensoreinheit 1a angebracht ist, wird ein äußerer periphärer Bereich der Dekoreinheit 12, der nicht an der Form 27 oder der Sensoreinheit 1a angebracht ist, abgeschnitten und verworfen. Entsprechend wird das Touch Panel 1, das die dreidimensionale Form der Form 27 aufweist, erhalten.
In den oben beschriebenen Schritten wird das Vakuumformgeben der Sensoreinheit 1a und das Vakuumformgeben der Dekoreinheit 12 separat durchgeführt. Jedoch kann das Touch Panel 1 durch Ausführen eines einzelnen vakuumformgebenden Verfahrens in einem Zustand hergestellt werden, bei dem die Dekoreinheit 12 auf der Sensoreinheit 1a gestapelt wird.
(Zweite Ausführungsform)
(Konfiguration einer Formvorrichtung der zweiten Ausführungsform)
Als nächstes ist ein Herstellungsverfahren eines Touch Panels 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben.
Wie in den 6A bis 6C gezeigt, enthält eine Formvorrichtung 40 gemäß der zweiten Ausführungsform: ein Gehäuse 41, das ein plattenförmiges Element ist; eine Vakuumerzeugungseinheit 42, die unter dem Gehäuse 41 vorgesehen ist, in dem eine Form 43, die als der Basisbereich 13 dient, im Wesentlichen in einer Mitte dessen vorgesehen ist; und Halteeinheiten 44 zum nach unten Drücken der Sensoreinheit 1a gegen die Form 43, durch Verwenden einer Antriebs- und Bewegungseinheit (nicht gezeigt).
Eine Wärmeeinheit 45 zum Erwärmen der Sensoreinheit 1a ist an dem Gehäuse 41 vorgesehen. In der ersten Ausführungsform wird der Infrarotstrahler verwendet, um die Sensoreinheit 1a in einem Vakuumzustand zu erwärmen. Jedoch wird das Erwärmen bei der zweiten Ausführungsform in einer atmosphärischen Atmosphäre bzw. einer Atmosphären-Umgebung durchgeführt. Deshalb ist die Wärmeeinheit 45 nicht auf den Infrarotstrahlenerwärmer beschränkt und kann jede Wärmevorrichtung, z.B. eine Heizdraht-Heizeinrichtung oder dergleichen sein, die die Sensoreinheit 1a erwärmen kann. Entsprechend kann bei der zweiten Ausführungsform eine größere Vielfalt an Formvorrichtungen 40 angewandt werden im Vergleich zu denen bei der ersten Ausführungsform.
Die Vakuumerzeugungseinheit 42 weist eine Vielzahl von Sauglöchern 42a auf einer Fläche auf, wo die Form 43 angeordnet ist. Wenn Luft aus einem Saugpfad 42b gesaugt wird, nachdem die Sensoreinheit 1a durch die Halteeinheiten 44 in eine Formumgsposition bewegt worden ist, wird Vakuumsaugen durch die Sauglöcher 42a, die unter der unteren Fläche der Sensoreinheit 1a angeordnet sind, ausgeführt. Entsprechend wird die Sensoreinheit 1a an dem Basisbereich 13 durch Verwenden einer Druckdifferenz zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche der Sensoreinheit 1a angebracht.
(Herstellungsverfahren der zweiten Ausführungsform)
Als nächstes ist ein Herstellungsverfahren des Touch Panels 1 gemäß der zweiten Ausführungsform schrittweise beschrieben.
Wie in 6A gezeigt, wird die Sensoreinheit 1a durch die Wärmeeinheit 45 in einem Zustand erwärmt, in dem die Sensoreinheit 1a durch die Halteeinheiten 44 gehalten wird, so dass die Dehnungsträgerschicht 10 der Wärmeeinheit 45 gegenüber liegt und die Klebschicht 4 gegenüber der Form 43 liegt. Das Erwärmen ist bei einer atmosphärischen Atmosphäre bzw. Umgebungsatmosphäre durchgeführt.
Als nächstes, wie in 6B gezeigt, werden die Halteeinheiten 44 in eine vorbestimmte Formgebungsposition nach unten bewegt. Dann, wie in 6C gezeigt, wird die Sensoreinheit 1a, die gleichmäßig erwärmt wird und die eine stabile Dehnbarkeit aufweist, nach unten gegen die Form 43 gedrückt, und das Saugen wird durch Betreiben der Vakuumerzeugungsvorrichtung 42 gestartet. Zu diesem Zeitpunkt liegt die obere Fläche der Sensoreinheit 1a (Dehnungsträgerschichtseite 10) in einem atmosphärischen Zustand, und die untere Fläche der Sensoreinheit 1a (Klebschichtseite 4), die der Vakuumerzeugungseinheit 32 gegenüberliegt, befindet sich in einem drucklosen Zustand. Aufgrund der Druckdifferenz wird die Sensoreinheit 1a gegen die Form 43 von oben gedrückt. Deshalb wird die folienförmige Sensoreinheit 1a an der Oberfläche der Form 43 angebracht, während diese ohne Bruch oder dergleichen stabil gedehnt wird, und wird in einer Form entsprechend der dreidimensionalen Form der Form 43 geformt.
In den 6A bis 6C dient eine umgedrehte kegelstumpfförmige Form 43 als der Basisbereich 13, im Unterschied zu dem in 4A bis 4C gezeigten Beispiel. Jedoch ist, wie in der ersten Ausführungsform, die Form des Basisbereichs oder der Form, die als ein Kern eines dreidimensionalen Touch Panels dient, nicht beschränkt und jede andere Form kann für den Basisbereich und die Form dienen, sofern es notwendig ist.
Auch wenn es nicht dargestellt ist, wird, wie in der ersten Ausführungsform, nachdem die Sensoreinheit 1a an der Oberfläche der Form 43 angebracht ist, ein äußerer periphärer Teil der folienförmigen Sensoreinheit 1a, die nicht an der Form 43 angebracht ist, abgeschnitten und weggeworfen, und die Form 43, an der die Sensoreinheit 1a angebracht ist, wird in der Vakuumerzeugungseinheit 42 positioniert. Dann wird die Dekoreinheit 12 von den Halteeinheiten 44 gehalten, so dass die Dekorschicht 11 gegenüber der Wärmeeinheit 45 liegt, und die Schritte wie in 6A bis 6C gezeigt, werden wiederholt.
Als eine Folge ist die Dekoreinheit 12 auf eine gestapelte Weise an der Oberfläche der Sensoreinheit 1a, die an der Form 43 angebracht ist, angebracht. Nachdem die Dekoreinheit 12 an der Sensoreinheit 1a angebracht ist, wird der äußere periphäre Teil der Dekoreinheit 12, der nicht an der Form 43 und der Sensoreinheit 1a angebracht ist, abgeschnitten und weggeworfen. Im Ergebnis wird das Touch Panel 1, das die dreidimensionale Form der Form 43 aufweist, erhalten.
(Testbeispiel)
Als nächstes ist das Resultat eines Vergleichs zwischen dem oben beschriebenen Touch Panel 1 und dem konventionellen bzw. gebraäuchlichen Touch Panel beschrieben.
Die für das folgende Testbeispiel beschriebenen Bedingungen sind eher Beispiele und können entsprechend geändert werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, abhängig von den Spezifikationen des herzustellenden Touch Panels 1.
(Testbedingung)
Für ein Elektrodenmaterial der vorliegenden Erfindung wurde ein Material verwendet, bei dem pulverisiertes Silber und thermoplatisches Harz (PMMA) mit einem Gewichtsverhältnis von 60:40 (Gew.-%) gemischt werden.
Für die Basisfolie 2 wurde eine Poplycarbonat-Folie (PC) verwendet, die eine Dicke ungefähr von 0,3 mm aufweist.
Das gleiche Herstellungsverfahren, wie das bei der zweiten Ausführungsform beschriebene, wurde durchgeführt, und das dreidimensionale Formen wurde durchgeführt, nachdem die Sensoreinheit 1a durch die Wärmeeinheit 45 auf ungefähr 160°C erwärmt worden war.
Für das konventionelle Touch Panel als ein Vergleichsziel wurde ein Panel hergestellt, das keine Dehnungsträgerschicht 10 aufweist. Die Elektrodenleitungsbereiche beider Touch Panels wurden durch Erfassen der Bilder der Querschnitte der Touch Panels durch SEM (Rasterelektronenmikroskop) verglichen.
7 zeigt die Testergebnisse, wo bei dem konventionellen Touch Panel, bei dem die Dehnungsträgerschicht 10 nicht ausgebildet wird, das Elektrodenteil an mehreren Orten aufgrund der Zugkraft des Dehnens während dem dreidimensionalen Formen getrennt ist. Jedoch wird bei dem Touch Panel 1 der vorliegenden Erfindung, bei dem der Elektrodenteil 3 zwischen der Basisfolie 2 und der Dehnungsträgerschicht 10 angeordnet ist, der Elektrodenbereich 3 gedehnt, ohne getrennt zu werden. Aus Obigem ist klar, dass das Touch Panel 1 der vorliegenden Erfindung, verglichen mit dem konventionellen Touch Panel eine verbesserte Dehnbarkeit des Elektrodenbereichs 3 aufweist.
Wie oben beschrieben wird bei dem Touch Panel 1 der Elektrodenbereich 3 aus einer Mischung eines leitenden Materials und einem thermoplastischen Harz auf der Basisfolie ausgebildet, und die Dehnungsträgerschicht 10, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, bedeckt die Oberfläche des Elektrodenbereichs 3.
Deshalb wird der Elektrodenbereich 3 gedehnt, wenn die Basisfolie 2 und die Dehnungsträgerschicht 10 gedehnt werden. Entsprechend wird die Zugkraft, die auf das Elektrodenteil ausgeübt wird, gleichförmig und das dreidimensionale Formen in eine vorbestimmte Form kann ohne Unterbrechen des Elektrodenteils 3 durchgeführt werden.
Bevorzugt ist weiterhin, dass das thermoplastische Harz, das in der Basisfolie 2 enthalten ist, die Dehnungsträgerschicht 10 und der Elektrodenbereich 3 während dem dreidimensionalen Formen erwärmt. Deshalb, können wie in den Herstellungsverfahren der ersten und zweiten Ausführungsform mehrere Vorrichtungen, wie ein Infrarotstrahlungs-Heizgerät, ein Heizdrahterhitzer und dergleichen als die Wärmeeinheiten 25 und 45 verwendet werden, um die Selektivität des Herstellungsverfahrens zu erhöhen.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann vielfach modifiziert werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie unten beschrieben.
Wie oben beschrieben weist das Touch Panel 1 der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration auf, die auf eine Berührungs-Vorrichtung, die z.B. an einer Mittelkonsole eines Fahrzeugs oder dergleichen vorgesehen ist, anwendbar ist. Das heißt, das Touch Panel 1 ist ausgestaltet, so dass die folienförmige Sensoreinheit 1a an der Oberfläche des Basisbereichs 13, das in einer Form entsprechend der Form der Vorrichtung ausgebildet ist, angebracht wird.
Innerhalb des Basisbereichs 13, an den die Sensoreinheit 1a angebracht ist, sind elektronische Komponenten installiert, die es ermöglichen, dass die Vorrichtung als eine Berührungsvorrichtung dient, wie in 8 gezeigt. Jedoch werden die elektronischen Komponenten zu Rauschquellen, und elektromagnetische Wellen, die von den elektronischen Komponenten abgestrahlt werden, fügen dem Elektrodenbereich 3, das in der Nähe der elektronischen Komponenten ausgebildet ist, nachteilige Wirkungen zu. Dies bewirkt eine Störung der Sensoreinheit.
Weiterhin können, wenn das dreidimensionale Formen durch Dehnen des Touch Panels 1 wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben durchgeführt wird, Kantenbereiche, die aus verschiedenen flachen Bereichen (flache Oberfläche) und glatte kurvenförmige Bereiche (gekrümmte Oberfläche) ausgebildet werden, abhängig von der Form des Basisbereichs 13, wie in 8 gezeigt.
Jedoch sind, wie in Fig, 8 gezeigt, die Abstände zwischen den X Elektroden 5 und den Y Elektroden 6, die in der Nähe des Kantenbereichs vorgesehen sind, geringer als der Abstand zwsichen den X Elektroden 5 und den Y Elektroden 6, die an dem flachen Bereich oder dergleichen vorgesehen sind, und deshalb interferieren die elektrostatischen Kapazitäten zwischen den Elektroden in der Nähe des Kantenbereichs gegenseitig. Entsprechend ändert sich die Spannung, was die Störung des Sensors bewirkt.
9A und 9B zeigen ein Touch Panel 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform wird eine Abschirmschicht 14 auf der Fläche der an dem Basisbereich 13 anzubringenden Sensoreinheit 1a ausgebildet, um die Störung der Sensoreinheit zu verhindern, die durch die Interferenz der elektrostatischen Kapazitäten zwischen benachbarten Elektroden (X Elektroden 5 und Y Elektroden 6) in der Nähe des Kantenbereichs und dem Rauschen (elektromagnetische Welle), das von den elektronischen Komponenten erzeugt wird, bewirkt wird.
9A zeigt eine Schichtenstruktur der Sensoreinheit 1a, die die gleiche ist, wie die in 1B gezeigte, d.h. eine einseitige Struktur, bei der der Elektrodenbereich 3 und die Dehnungsträgerschicht 10 auf einer Oberfläche der Basisfolie 2 (obere Fläche in 9A) gebildet werden.
9B zeigt eine Schichtstruktur der Sensoreinheit 1a, die die gleiche ist, wie die in 1C gezeigte, d.h. eine doppelseitige Struktur, bei der die X Elektroden 5 auf einer Oberfläche der Basisfolie 2 (obere Fläche in 9B) ausgebildet werden; die Dehnungsträgerschicht 10 ausgebildet ist, um die obere Fläche zu bedecken; die Y Elektroden 6 auf der anderen Fläche der Basisfolie 3 (untere Fläche in 9B) ausgebildet sind; und die Dehnungsträgerschicht 10 auch ausgebildet ist, um die untere Fläche zu bedecken.
Die Abschirmschicht 14 ist aus einem Material hergestellt, das eine Leitfähigkeit und eine Dehnbarkeit (dehnbar, leitfähiges Material) aufweist. Das dehnbare leitende Material ist eine Mischung eines leitenden Materials (z.B. Kupfer, Silber, Karbon oder dergleichen), das für den Elektrodenbereich 3 wie oben beschrieben verwendet werden kann, und einem thermoplastischen Material (z.B. acrylgebundenes Harz).
Ein Teil der Abschirmschicht 14 ist geerdet, um der elektromagnetischen Welle, die von den elektronischen Komponenten abgestrahlt wird, zu ermöglichen, durch die Abschirmschicht 14 zu fließen und um die Beeinträchtigungen von Rauschen, das durch die elektromagnetische Welle von den elektronischen Komponenten verursacht wird, zu verringern. Weiterhin ist es möglich, da die Abschirmschicht 14 geerdet ist, die durch die elektrischen Felder zwischen den benachbarten Elektroden in der Nähe des Kantenbereichs erzeugte Interferenz zu verhindern.
Wie in dem Fall der X Elektroden 5 und der Y Elektroden 6, weist die Abschirmschicht 14 bevorzugt eine Dicke von ungefähr 5 µm bis 10 µm auf, um die nachteilige Wirkung von elektromagnetischen Wellen, die von den elektronischen Komponenten oder dergleichen abgestrahlt werden, zu verringern. Weiterhin, wie in dem Fall der X Elektroden 5 und der Y Elektroden 6, ist das Gewichtsverhältnis des thermoplastischen Harzes in der Abschirmschicht 14 bevorzugt ungefähr 5 Gew.-% bis 40 Gew.-% hinsichtlich einer Gesamtmenge des dehnbaren leitenden Materials, um die Dehnbarkeit während dem dreidimensionalen Formen zu gewährleisten.
Eine andere Dehnungsträgerschicht 10 ist auf einer Oberfläche der Abschirmschicht 14 ausgebildet (d.h. zwischen der Abschirmschicht 14 und dem Basisbereich 13). Da die Abschirmschicht 14 aus dem dehnbaren leitenden Material hergestellt wird, das eine Mischung aus dem thermoplastischen Harz und dem leitenden Material ist, wie in dem Fall der X Elektroden 5 und der Y Elektroden 6, wird die Dehnungsträgerschicht 10 zusätzlich ausgebildet, um den elektrisch verbundenen Zustand zwischen Partikeln in dem dehnbaren leitenden Material beizubehalten, während die Unterbrechung des dehnbaren leitenden Materials, die lokal durch das Dehnen auftreten kann, verhindert wird.
Das Touch Panel, bei dem die Abschirmschicht 14 und die Dehnungsträgerschicht 10 zusätzlich ausgebildet sind, kann durch das Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform hergestellt werden, wie es in „2. Herstellungsverfahren eines Touch Panels“ beschrieben ist. Entsprechend, wie zum Beispiel der 9C zu entnehmen ist, wird eine Berührungsvorrichtung, in der die Abschirmschicht 14 zwischen der Sensoreinheit 1a und dem Basisbereich 13 ausgebildet ist (d.h. auf der Oberfläche des Basisbereichs 13) erhalten.
Weiterhin kann die Abschirmschicht 14 zumindest die Bereiche der elektronischen Komponenten und der Kantenbereiche bedecken, wenn diese an dem Basisbereich 13 durch Vakuumformen oder dergleichen angebracht ist, weil die Abschirmschicht 14 die Interferenz der elektrostatischen Kapazitäten zwischen den benachbarten Elektroden in der Nähe des Kantenbereichs und dem Rauschen der elektronischen Komponenten, die in dem Basisbereich 13 installiert sind, verringert.
Bevorzugt wird die Abschirmschicht 14 jedoch, um die nachteiligen Wirkungen der elektromagnetischen Wellen, die von den elektronischen Komponenten abgestrahlt werden und der Interferenz der elektrostatischen Kapazitäten zwischen den benachbarten Elektroden in der Nähe des Kantenbereichs zu minimieren, auf der gesamten Fläche der an dem Basisbereich 13 anzubringenden Sensoreinheit 1a ausgebildet (d.h. die gesamte Fläche des Basisbereichs 13), wie 9C zu entnehmen ist. Entsprechend ist es möglich, die nachteiligen Wirkungen der elektromagnetischen Wellen (elektromagnetisches Feld), die im Allgemeinen in einer sphärischen Form von den X Elektroden 5 (oder den Y Elektroden 6) abstrahlen, die miteinander benachbart sind in der Nähe des Kantenbereichs und den elektronsichen Komponenten, zu verringern.
Wie oben beschrieben ist bei dem Touch Panel 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Abschirmschicht 14, die aus dem dehnbaren leitenden Material hergestellt ist, bei dem das leitende Material und der thermoplastische Harz gemischt sind, auf der Oberfläche der an dem Basisbereich 13 anzubringenden Sensoreinheit 1a ausgebildet. Weiterhin ist die Dehnungsträgerschicht 10 zusätzlich auf der Oberfläche der Abschirmschicht 14 ausgebildet. Deshalb ist es möglich, die während dem dreidimensionalen Formen durch die nachteiligen Wirkungen der elektromagnetischen Welle, die von den elektronischen Komponenten erzeugt wird, die in dem Basisbereich 13 installiert sind, erzeugte Störung zu verhindern.
Entsprechend ist es möglich, ein qualitativ hochwertiges Touch Panel 1 bereitzustellen, das in der Lage ist, die nachteiligen Wirkungen von elektromagnetischen Wellen (Rauschen), die von den elektronischen Komponenten, die in dem Basisbereich 13 installiert sind, abgestrahlt werden, zu verringern und die Störung des Elektrodenbereichs 3 zu verhindern.
Die X Elektroden 5 oder die Y Elektroden 6, die benachbart zueinander in der Nähe des Kantenbereichs sind, die in dem Fall des Formens eines dreidimensionalen Touch Panels 1 erzeugt werden, können die Störung des Sensors aufgrund von Änderungen in der Spannung bewirken, die durch die Interferenz der elektrostatischen Kapazitäten zwischen den Y Elektroden 5 oder den Y Elektroden 6, die zueinander benachbart sind in der Nähe des Kantenbereichs, verursacht werden. Jedoch wird durch Ausbilden der Abschirmschicht 14 auf der Oberfläche der an dem Basisbereich 13 anzubringenden Sensoreinheit 1a die Interferenz der elektrostatischen Kapazitäten zwischen den Elektroden, die zueinander benachbart sind in der Nähe des Kantenbereichs unterdrückt und somit können die Änderungen in der Spannung der Elektroden verringert werden. Als Folge dessen tritt die Störung des Sensors nicht auf.
Gleichwohl die Erfindung hinsichtlich der Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, wie er in den nachstehenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011090443 [0002, 0003]

Claims

Touch Panel umfassend: eine Sensoreinheit, wobei die Sensoreinheit enthält: eine Basisfolie, die durch Wärme ausgedehnt wird; einen Elektrodenbereich, der aus einer Mischung eines leitenden Materials und eines thermoplastischen Harzes hergestellt ist und der auf zumindest einer Oberfläche der Basisfolie ausgebildet ist; und eine Dehnungsträgerschicht, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, um den Elektrodenbereich zu bedecken.
Touch Panel nach Anspruch 1 weiterhin umfassend: eine Abschirmschicht, die aus einer Mischung eines leitenden Materials und eines thermoplastischen Harzes hergestellt ist und die auf einer Oberfläche der Sensoreinheit ausgebildet ist, die an einem Basisbereich angebracht werden soll, um die Sensoreinheit in einem geerdeten Zustand abzudecken, und eine zusätzliche Dehnungsträgerschicht, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und die ausgebildet ist, die Abschirmschicht zu bedecken.
Touch Panel nach Ansprcuh 1, bei dem die Sensoreinheit dreidimensional in einer vorbestimmten Form durch Erwärmen geformt ist.
Touch Panel nach Anspruch 2, bei dem die Sensoreinheit dreidimensional in einer vorbestimmten Form durch Erwärmen geformt ist.
Touch Panel nach Anspruch 4, bei dem die dreidimensional geformte Sensoreinheit mit dem Basisbereich durch eine Klebeschicht festgehalten ist.
Touch Panel Herstellungsverfahren umfassend: Ausbilden eines Elektrodenbereichs, der aus einer Mischung einer leitenden Folie und eines thermoplastischen Harzes auf zumindest einer Oberfläche einer Basisfolie hergestellt ist, die durch Wärme ausgedehnt wird; und Ausbilden einer Dehnungsträgerschicht, die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, um den Elektrodenbereich zu bedecken.
Touch Panel Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend dreidimensionales Ausformen einer Sensoreinheit, die die Basisfolie enthält, des Elektrodenbereichs und der Dehnungsträgerschicht durch Wärmeverformung.