TW552602B - Touch panel switch - Google Patents

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552602 A7 B7 五、發明説明（i ^~~ ^ 本發明係有關於一種用於電子機器之輸入操作部，並 可藉手拍或專用筆按壓操作而輸入信號之接觸面板開關。 背景技術 近年，電子機器之輸入操作部大多使用一種平面狀之 接觸面板開關，其係藉手指或專用筆等輕微力道按壓而行 輸入操作者。 特別是，隨著具有跨領域之機能之攜帶用小型資訊機 器激增，對可重疊於液晶顯示裝置（以下稱lcD)上且可 依LCD之顯示内容而輸入操作之透明型接觸面板開關之需 求亦日益局）張。 有關如上所述之習知之接觸面板開關，可以圖示加以 說明。 另’各圖示中為使構造易於理解，故將厚度方向之尺 寸擴大顯示。 第6圖係習知之透明型接觸面板開關之截面圖，同圖 中，於透明且具可撓性之絕緣片丨〇下面設有一呈透明薄膜 面狀之第一電極20,該第一電極2〇係以含有錫之氧化銦（以 下稱ITO)等形成者。 又，於配置於前述絕緣片1〇下方之玻璃等透明絕緣基 板30之上面配置有一以IT〇等形成之第二電極4〇，該第二 電極4 〇係與前述第一電極2 〇具有一定間隔而呈相對向之狀 態者。 且，為使形成於絕緣片10上之第一電極2〇與形成於絕 緣基板30上之第二電極4〇以一定間隔保持呈相對向狀態， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs) Α4規格（21〇><297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂， 嗓， -4- 552602 A7 ----— B7 五、發明説明~ ~：一~ 則於絕緣片10之外周部分塗附黏著劑50，並於絕緣基板3〇 之第二電極40側之外周部分上固設一絕緣層60，再將該等 黏著劑50及絕緣層6〇重疊黏合而形成一定之厚度。藉此， 即以較黏著劑50及絕緣層60之黏貼部分向内側的第一電極 20及第二電極4〇構成開關接點，而形成一透明型之接觸面 板開關。 其次’針對如此構造之接觸面板開關之動作進行說明。 如此之透明型接觸面板開關通常重疊配置於電子機器 上所設之LCD等顯示晝面上。 即，電子機器之操作者為可透過接觸面板開關選辨顯 不晝面上所顯示之操作指示或選擇資訊，乃因應該操作指 不或選擇資訊以手指或專用筆等按壓接觸面板開關之絕緣 片10之上面，即可進行用以使電子機器執行希望之動作的 輸入操作。 說明此時接觸面板開關之動作。即，經手指或專用筆 按壓之可撓性絕緣片1〇將朝下方撓曲，致使絕緣片⑺下面 之第一電極20與絕緣基板3〇上之第二電極4〇接觸而接通， 藉此即可輸入信號於與第一電極2〇及第二電極4〇連接之電 子機器之電路。 又，利用如此之接觸面板開關之電子機器，通常具有 因應其用途之顯示晝面之面積，及與其約成同等面積且可 進订輸入操作之接觸面板開關。藉由電子機器内之控制電 路使顯示晝面同時顯示多數操作指示或選擇資訊，且由接 觸面板開關輸出隨各操作指示或選擇資訊所顯示之位置而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210><297公釐）

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂Γ -5- 552602 A7 B7 五、發明説明（ 異之k號’而使電子機器進行操作者所希望之動作。 然而，前述習知之接觸面板開關中，於按壓絕緣片1〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 進仃輸入時，為下壓達合併黏著劑5〇及絕緣層6〇後之厚 度，則如第7圖之部分擴大截面圖所示，若按壓接觸面板開 關之外周部分，即黏著劑50及絕緣層60之黏貼部分附近 蚪，需對絕緣片1〇及形成於其下面之IT〇之第一電極2〇施 加極大之應力。 由於此一應力，故若於黏著劑5〇及絕緣層6〇之黏貼部 刀附近反覆輸入，將使薄膜狀之第一電極2〇作為電極之機 能易於包含按壓位置之附近劣化，且有礙預定之輸入信號 產生。 •、^Tr 即，如上述習知之接觸面板開關為使面狀之電極以預 定間隔形成相對向狀態，乃使具有該等電極之絕緣片與絕 緣基板隔著絕緣層黏著固定於預定部位上，並以黏著部位 以外之部分做為開關。由於若於黏著部位附近反覆按壓操 作易使面狀電極之機能劣化，故周邊部之黏著部位附近在 可靠性上無法作為形成開關接點之操作領域使用，結果將 產生用作操作領域之有效使用面積狹窄之問題點。 曰本專利公開公報特開平04— 143823中記載，藉由使 用種σ又於操作領域上作為間隙保持材料之彈性體，可改 錢同-部位之反覆按壓可靠性，但於周邊部使用兩面黏 者性之框材’且未揭示對周邊部附近劣化之對策。此外， 使用彈性體作為周邊部之間隔件之案例已記載於曰本專利 公開公報特開平4— 123728中。此係以消除溫濕度導致之薄

-6- 552602 A7 B7 五、發明説明 膜鬆弛為目的而於兩面黏貼塗有黏著劑之彈性體所形成之 間隔件，實施例中記載者為聚胺甲酸酯或橡膠之發泡體， 但只要為彈性體即可，而操作領域因周邊部而狹窄之前述 問題點的解決對策仍無揭示。 發明之揭示 本發明即為解決如此之習知課題者，其目的在於提供 種可增加有效使用面積之接觸面板開關。 為達成前述目的，本發明之接觸面板開關係使具有第 一電極之可撓性絕緣片與具有第二電極之絕緣基板隔著一 設於周邊部之間隔件，而令前述兩電極呈對向配置者，而， 前述間隔件係一彈性模數於lxl〇5dyne/cm2〜 1x10 dyne/cm2範圍内之彈性體。由於絕緣層具有適當之彈 性，則縱使於可撓性絕緣片與絕緣基板之黏貼部分附近按 壓可撓性絕緣片，絕緣層亦可因應可撓性絕緣片之撓曲而 朝使其厚度減少之方向變形，從而減少對可撓性絕緣片及 其下面之第一電極之變形應力，故可抑制第一電極之機能 劣化，而具有擴展可使用之領域以作為開關接點，並增加 有效使用面積之作用。 圖示之簡單說明 第1圖係本發明之第一實施型態之接觸面板開關之截 面圖。 第2圖係前述接觸面板開關之部分擴大截面圖。 第3圖係别述接觸面板開關之部分擴大截面圖。 第4圖係則述接觸面板開關之部分擴大截面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

訂 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 552602 五、發明説明（ 圖 第5圖係本發明之第2實施型態之接觸面板開關之截面 第6圖係習知之接觸面板開關之截面圖。 第7圖係習知之接觸面板開關之同部分擴大截面圖。 用以實施發明之最佳形態 本發明之一接觸面板開關，係使具有第一電極之可撓 性絕緣片與具有第二電極之絕緣基板隔著一設於周邊部之 間隔件，而令前述兩電極呈對向配置者，而，前述間隔件 係一彈性模數於1〇5dyne/cm2〜 1〇7dyne/cm2範圍0之彈性 體，由於間隔件具有彈性，則縱使於可撓性絕緣片與絕緣 基板之黏貼部分附近按壓可撓性絕緣片，間隔件亦可因應 可撓性絕緣片之撓曲而朝使其厚度減少之方向變形，從I 減；對可撓性絕緣片及其下面之第一電極之變形應力，故 可抑制第一電極之機能劣化，而具有擴展可使用之領域 作為開關接點，並增加有效使用面積之作用。 又，於黏貼部分附近按壓可撓性絕緣片時，由於間 件朝使其厚度減少之方向變形，故可減少按壓所需之 量’則具有可實現-種可以更輕之按壓力進行輸入操作 操作性佳之接觸面板開關的作用。 於黏貼部分附近按壓可撓性絕緣片時，若間隔件之 性模數低於10、—’將因彈性模數過低而形成凝膠 並致固著力弱，而有可撓性絕緣片與絕緣基㈣於剝落 缺點。 以 隔 力 之 狀 之 又’間隔件之彈性模數超過lxl〇7dyne/cm2時則彈性模 本紙張尺度適用^8國家鮮（_機格（2歌297公酱了

......— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 552602 A7 B7 五、發明説明（6 ) 數過高，而無法於黏貼部分附近按壓可撓性絕緣片時獲致 適度之變形，故對可撓性絕緣片及其下面之第_電極:變 形應力的減少效果小，而難以抑制對可撓性絕緣片反覆按 壓所導致之第一電極之機能劣化。 因此，若間隔件之彈性模數於lxl〇5dyne/em2〜 lxl〇7dyne/cm2之範圍内，則具有適度之固著力且減少對 第-電極之變形應力’從而具有抑制對可撓性絕緣片反覆 按壓所導致之第一電極之機能劣化的作用。 進而，本發明之接觸面板開關係一使彈性模數於一 10 °C〜60°c之環境溫度範圍内之不同環境溫度下其最大值與 最小值之比率在10倍以下者。藉由使間隔件於電子機器通 节之使用溫度範圍-10 〜60 °c範圍内之不同環境溫度下 ^彈性模數比在H)倍以下，則具有於環境溫度在低溫時與 高溫時之間，可縮小按壓可撓性絕緣片時之按壓力差的作 用。 前述本發明之接觸面板開關並係使絕緣層端部之厚度 朝操作領域方向漸減者。於黏貼部分附近按壓可撓性絕緣 片時，除絕緣層隨可撓性絕緣片之撓曲而朝使其厚度減少 之方向變形外，由於絕緣層之端部具有斜度，故可撓性絕 緣片可沿絕緣層之傾斜部撓曲，則具有可再減少對可撓性 絕緣片及其下面之第一電極之變形應力的作用。 本發明之接觸面板開關進而為一藉由賦予黏著性於絕 緣層本體而省卻黏著劑者。藉此，得僅以絕緣層黏貼可撓 性絕緣片與絕緣基板，故可省略塗附黏著劑之程序，則具 本紙張尺度適用中國國家標準（〇jS) A4規格公 ------- -------雙…： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 -9- 552602 A7

552602 A7 B7 五 、發明説明 方式形成於呈可撓性之絕緣片上，故可以共 可撓性絕緣片與下絕緣片，則具有可製成—價鏖,^ 板開關的作用。 、之接觸面 以下’針對本發明之實施型態以圖示具體說明 另，各圖示為使構造容易理解，乃擴大顯示厚度方向 之尺寸。 (實施型態1 ) (實施例） 第1圖係說明本發明之實施型態丨之接觸面板開關之截 面圖。圖絕緣片1G係呈可撓性，且以拉伸法或鱗製法 將聚對笨二甲酸乙二酯、聚醚颯、聚對萘二甲酸乙二酯、 聚碳酸酯、降冰片烯系樹脂等樹脂形成透明片狀者。^述 可撓性絕緣片10之下面則以㈣法等形成_由具光穿透性 之ITO薄膜構成之呈面狀之第一電極2〇。 此外，絕緣基板30係一由玻璃、聚碳酸酯、壓克力 透明材料構成之剛體之基板，該絕緣基板3〇上面亦同於… 述第一電極20,以濺鍍法等形成一 IT〇薄膜面狀且具光穿 透性之第二電極40。 藉由屏幕印刷法於前述第一電極2〇之下面側周邊部形 成具有預定寬度與預定厚度之黏著劑5〇。該黏著劑係以丙 烯酸樹脂、聚酯、矽等為主成分之材料。雖未圖示，但黏 著劑50乃遍施於平面狀之可撓性絕緣片下面全周。 前述第二電極40之上面側周邊部，於與黏著劑相對 之位置上以同樣形狀且利用屏幕印刷法塗佈糊狀之絕緣 等 向 材 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 、一吞· -11- 五、發明説明（9 ) 料，並精加熱固化而形成—具有預定寬度與預定厚度之絕 緣曰％述印刷方法另有凹版印刷、模塗等可圖樣化之 方法或藉光罩進行噴塗之方法。絕緣層之材料則可使用 矽聚胺甲酸醋、丁二婦、乙婦基系等具橡膠狀彈性之樹 脂，或由該等樹脂變成之環氧樹脂等。 ^繼之，於前述黏著劑50與絕緣層70相互重疊配置之狀 態下黏貼絕緣片1 〇鱼絕缕其士 2 _ . . , ^ ，、、6緣基板30 ,乃完成本發明之接觸面 板開關。 實施型態1中，係、使絕緣層7〇之厚度為3〇_ ,而黏著 劑50之厚度為ΐ5μηι。對絕緣層3〇μιη與黏著劑之積層 體測定彈性模數時，其彈性模數為lxl〇6dyne/cm2。 其次，針對如此構造之接觸面板開關之動作進行說明。 第2圖係如第1圖般構成之接觸面板開關之部分擴大截 面圖，並顯示於絕緣片10與絕緣基板3〇之黏貼部分附近按 壓絕緣片10上面之狀態。 同圖中可判知，於黏貼部分附近按壓時，具橡膠狀彈 性之絕緣層70於絕緣片1 〇受壓向下之側變形而呈使其厚度 減少之狀悲，且具有彈性之黏著劑5〇亦有少許彈性變形。 即，絕緣片10受壓向下時，間隔件，即絕緣層7〇與黏 著劑50之積層體乃沿其撓曲而彈性變形，並使壓下側之厚 度減少’故相較於習知之接觸面板開關，絕緣片1〇及其下 面之第一電極20之撓曲量變少。 於距離做成之接觸面板開關之絕緣層之端部^^^❿之 位置以2.45牛頓之按壓進行按鍵測試，經1〇〇萬次後乃確認 552602 A7 Γ-------— Β7_ __ 五、發明説明（Π)) ^— 該接觸面板開關仍可保持初期之性能而無劣化情形產生。 又，於距離做成之接觸面板開關之絕緣層之端呷 i.Omm之位置，利用R0.8之聚縮醛筆以2 45牛頓之=麼進; 、滑動測言式，經往復5萬次後乃讀認該接觸面板開關仍可保持 初期之性能而無劣化情形產生。 、 | 藉此，縱使於接觸面板開關之絕緣片10及絕緣基板3〇 之黏貼部分附近反覆進行按壓操作，仍可減少對第一電極 20之變形應力而得以抑制電極機能之劣化。 如此一來，依據本實施型態，藉由絕緣層70之彈性則 可抑制於黏貼部分附近反覆按壓操作所致之第一電極川之 機此劣化，故於黏貼部分附近亦可進行按壓操作。其結果 係可將可使用之領域擴充至周邊部以作為開關接點，因此 可實現一種有效使用面積大之接觸面板開關。特別是如小 型電子機器等裝設有周邊部相對於面積全體之比率大之顯 不裝置時，亦可完全利用顯示裝置之顯示領域，而得以提 供一種便利性高之接觸面板開關。 進而，藉由使絕緣層70於電子機器通常之使用溫度範 圍-10 C〜60 c範圍内之不同環境溫度下其彈性模數最大 值與最小值之比在1 〇倍以下，則可於環境溫度於低溫時與 高溫時之間，縮小按壓可撓性絕緣片時之按壓力差。 又，如第3圖之部分擴大圖所示，將絕緣層8〇印刷成使 其端部之厚度漸減之構造。於黏貼部分附近按壓絕緣片1〇 時，絕緣層80將隨絕緣片1 〇之撓曲而朝使其厚度減少之方 向變形，且由於絕緣層80之端部形成具有斜度之構造，故 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

......— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂 -13- 五、發明説明（u) 80之傾斜部撓曲，並可再減 電極20之變形應力，從而可 於按壓時絕緣片1 〇可沿絕緣層 少對絕緣片10及其下面之第一 提高對黏貼部分附近反覆按壓操作時第一電極之耐久 性0 而，第4圖之部分擴大圖所示者係絕、緣層％具有黏著 性，且以該絕緣層90黏貼絕緣片1〇與絕緣基板3〇者藉此 即可省卻黏著劑50,並可省略塗㈣著劑之程序，從而可 製成一價廉之接觸面板開關。 另，間隔件之彈性模數低於lxl〇5dyne/cm2時，絕緣層 70將成凝膠狀且固著力弱，而有絕緣片1〇與絕緣基板則 於剝落之缺點。 又間隔件之彈性模數超過1 X 107dyne/cm2時則彈性模 數過高，而無法於黏貼部分附近按壓絕緣片1〇時獲致適度 之變形，故導致對可撓性絕緣片及其下面之第一電極2〇之 變形應力之減少效果小，而難以抑制對絕緣片丨〇反覆按壓 所致之第一電極20之機能劣化。 (比較例） 利用熱固性環氧樹脂作為絕緣層70，製成一與前述實 施例構造相同之接觸面板開關。同於實施型態1，絕緣層與 黏著層之積層體之彈性模數為1x1 〇8dyne/cm2。於距離接觸 面板開關之絕緣層之端部2·5mm之位置以2.45牛頓之按壓 進行按鍵測試10萬次後，開關機能劣化。 又’於距離該接觸面板開關之絕緣層之端部2.5mm之 位置，利用R0.8之聚縮醛筆以2.45牛頓之按壓進行滑動測 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -14- 5526〇2 A7 ---—_________B7 五、發明説明（η)""'—' — 試時’、經往们萬次後可看出開關機能有劣化之傾向。 由實施例與比較例之對比可知，若間隔件之彈性模數 於1XH)5dyneW〜 107dyne/cmk範圍内，將具有適度之固 著力，並減少對第-電極20之變形應力，從而可抑制對絕 緣片10反覆按壓所致之第一電極20之開關機能劣化問題。 又，本發明之接觸面板開關於距離絕緣層之端部 1.0mm之附近仍可對按鍵測試及滑動測試保持充分之耐i 性’由此即可將内侧之領域有效利用為操作領域。藉此， 對於如行動資訊終端機或行動電話等，周邊部相對於全操 作領域之比率高之小型接觸面板開關則具有特別之效果。 另，實施型態1中，係於絕緣基板3〇侧形成絕緣層％， 並將黏著劑形成於絕緣片側，但亦可於絕緣片上形成絕緣 層。 (實施型態2 ) 利用實施型態2說明本發明之另一接觸面板開關。 另，與實施型態1相同構造之部分則標示同一標號。 第5圖係本發明之第2實施型態之接觸面板開關:截面 圖，同圖中，另一具可撓性之絕緣片12與實施型形態丨所說 明之絕緣片10相同，係以拉伸法或鑄製法將聚對苯二曱酸 乙二醋、聚謎讽、聚對萘二甲酸乙二醋、聚碳酸醋、降: 片稀糸樹脂專樹脂形成形成透明片狀者。 而，以ITO構成之第二電極40係形成於前述另一絕緣 片12之上面。 又，藉由塗附於由玻璃、聚碳酸酯、壓克力等透明材 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 訂Γ .鳙， -15- 552602 A7 B7 五、發明説明（I3) 質構成之剛體之基板32上面的黏著劑52，使前述另一絕緣 片12黏貼於基板32之上面。 含具有橡膠彈性之絕緣層7 0之其他部分則使用與實施 型恶1相同者而構成一接觸面板開關。 實施型態2之接觸面板開關之動作係同於實施型態j， 故省略其說明。 依據實施型態2，除與實施型態丨同樣可實現一種有效 使用面積大之接觸面板開關外，並可以與具有第一電極 之絕緣片10相同之材料形成上面具有第二電極4〇之另一絕 緣片12，故雖增加一黏貼基板32之程序，卻可以同一材料 形成成本比率高之電極，如此乃可提供價廉之接觸面板。 另，與貫施型態1中之說明相同，藉由令絕緣層之彈 性模數於105dyne/Cm2〜1 〇7dyne/cm2之範圍内，並使彈性模 數於-UTC〜抓之環境溫度範圍内之不同溫度環境下其 最大值與最小值之比在10倍以下，或利用端部厚度漸減/、 絕緣層80,及使用具黏著性之絕緣層90’則於實施型態 中亦可達到相同之效果。 產業上之可利用性 如上構成之本發明，係可提供一種可使用之領域廣 而致有效使用面積大之接觸面板開關，以 ^ • ^'匈用於電子 器：輸入操作部上’並可藉由手指或專用筆等按壓操作 進行^號輸入之接觸面板開關。特別是， ' ^ 甘作為如行動 Λ終機或行動電話等周邊部相對於全操作領域 … 之小型接觸面板開關上至為有用。 比率 之 2 機 而資 ------- -------%! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可丨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -16- 552602 A7 B7 五、發明説明（14) 元件標號對照表】 10.. .絕緣片 12.. .絕緣片 20…第一電極 30.. .絕緣基板 32…基板 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 40…第二電極 50、52…黏著劑 60 ' 70、80、90…絕緣層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -17-

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 ·種接觸面板開關，係使具有第一電極之可撓性絕緣片 與具有第二電極之絕緣基板隔著一設於周邊部之間隔 件’而令前述兩電極呈對向配置者； 而，前述間隔件係一彈性模數於lxl〇5dyne/an2~ lxl〇7dyne/cm2範圍内之彈性體。 2·如申請專利範圍第丨項之接觸面板開關，其中該間隔件 係一前述彈性模數於— 1(rc〜6〇t：之範圍内最小值與最 大值之比率在1 〇倍以下之彈性體。 3·如申請專利範圍第1項之接觸面板開關，其中該絕緣基 板係使具有前述第二電極之另一絕緣片藉黏著材料而 黏合於支撐基板上者。 4·如申請專利範圍第丨或3項之接觸面板開關，其中該間隔 件係具有一用以形成預定間隙之絕緣層，及一用以將該 絕緣層黏貼於可撓性絕緣片及絕緣基板中之至少任一 方上之黏著層。 5·如申請專利範圍第4項之接觸面板開關，其中該絕緣層 係具有保持部與—斜坡部，該間隙保持部具有預 定且均勻之厚度’而前述斜坡部具有由前述間隙保持部 朝基板内部方向漸減之厚度。 6.如申请專利範圍第i項之接觸面板開關，其中前述第一 電極、第二電極、可撓性絕緣片、絕緣基板皆具有光 透性。 7·如申請專利範圍第3項之接觸面板開關，其中前述第一 電極、第二電極、可撓性絕緣片、絕緣基板、黏著劑、 552602 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 支持基板皆具有光穿透性。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 8·如申請專利範圍第1或3項之接觸面板開關，其係以距離 前述間隔件之端部lmm以上内側之領域作為操作領域。 9·如申請專利範圍第4項之接觸面板開關，其中前述絕緣 層與前述黏著層皆藉由印刷而形成。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） -19-