TWI435246B - 觸控面板及利用其之攜帶機器 - Google Patents

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Description

觸控面板及利用其之攜帶機器 發明領域
本發明係關於可適用於行動電話、携帶電子遊戲機、電子辭典、汽車導航系統(Car navigation system)、個人用電腦、數位照像機、錄影機、携帶型MD(PMD)、其他携帶機器之觸控面板及利用其觸控面板之携帶機器。
 發明背景
通常在觸控面板之上部透明電極基材與下部透明電極基材之間，為了使其分別被配置在其內面之透明電極在一般狀況下不會因接觸而導通，而確保有一維持之空間。僅在按壓力作用時，藉由上部透明電極基材之彎曲，使透明電極彼此接觸而導通，以檢測出按壓力作用之位置座標(參照專利文獻1：國際公開WO2005/064451號公報)。
可是，在上部透明電極基材之透明電極與空間之間的界面，及空間與下部透明電極基材之透明電極的界面會有外部光反射，而隨著在上部與下部透明電極基材間之空間的間隙量，有可能使牛頓環(Newton's rings)容易發生，使在辨識性會發生問題。
因此，本發明之目的係為了解决前述問題，提供可抑制在界面的反射，防止牛頓環的發生，改善辨識性之觸控面板及利用其觸控面板之携帶機器。
為了達成前述目的，本發明建構成如下。
根據本發明之第1形態，提供一種觸控面板，其具備有：上部透明電極基材，係在其一面具有上部透明電極；下部透明電極基材，係在與配置前述上部透明電極之面對向之面上具有下部透明電極；及透明接合層，係配置於前述上部透明電極與前述下部透明電極之間，分散含有複數壓感粒子，且為絕緣性；當有力作用在前述上部透明電極基材之另一面時，藉由作用之力，在前述透明接合層內之前述壓感粒子間的會有電流流動，使前述上部透明電極與前述下部透明電極之間產生導通，俾用以檢測出沿著前述上部透明電極基材之前述另一面上的前述力所作用之位置座標。
根據本發明之第6形態，提供一種携帶機器，其具備有：觸控面板，係如前述形態之前述觸控面板；框體，係支撐前述觸控面板；及顯示裝置，係配置在前述框體內之前述觸控面板的內側。
根據本發明，在上部透明電極基材及下部透明電極基材之間的間隙，填充作為壓感接合層之透明接合層，因為無空氣層之存在，可抑制在上部透明電極基材與空氣層，空氣層與下部透明電極基材之2個界面所發生之光的反射，可防止牛頓環的發生，而且可提高辨識性。
又，在此透明接合層被填充之架構，若在上部透明電極與透明接合層之間形成透明之液態的中間層時，在透明接合層上堆疊上部透明電極基材之際所產生之些微的氣泡(殘泡)幾乎完全可排除。
圖式簡單說明
本發明之此等與其他目的之特徵，從與附加圖面之理想的實施形態相關連的下述可以明瞭。關於此圖面，第1圖係有關本發明之第1實施形態的觸控面板之剖視圖。
第2A圖係顯示測定電阻膜方式觸控面板之面內的XY座標的圖，顯示可讀取從電源將面板驅動電壓加壓於X+ 端子與X- 端子，從Y+ 端子至X的座標位置之圖。
第2B圖係顯示測定電阻膜方式觸控面板之壓力的圖，顯示從電源將面板驅動電壓加壓於Y+ 端子與X- 端子，Z1 位置可從X+ 端子讀取，Z2 位置可從Y- 端子讀取之圖。
第3圖係有關前述第1實施形態組裝電阻膜方式觸控面板之觸控窗形式之行動電話分解立體圖。
第4圖係有關前述第1實施形態組裝電阻膜方式觸控面板之前述觸控窗形式之行動電話的剖視圖。
第5圖係有關前述第1實施形態組裝電阻膜方式觸控面板之監視窗(Bezel)形式之行動電話的剖視圖。
第6圖係為了說明有關在前述第1實施形態之觸控面板的界面之反射的剖視圖。
第7圖係有關本發明之第2實施形態的觸控面板之剖視圖。
第8圖係為了說明有關在前述第2實施形態之觸控面板的界面之反射的剖視圖。
第9圖係為了說明有關在前述第2實施形態之觸控面板的堆疊狀態之剖視圖。
第10圖係顯示有關在前述第2實施形態之觸控面板製造時之氣泡去除過程例的立體圖。
第11圖係為了說明以前在觸控面板的界面之反射的剖視圖。
第12圖係顯示將壓感感測器配置在傳統之觸控面板的情況之結構例的剖視圖。
 用以實施發明之形態
在繼續本發明的記述之前，於附加圖面上對於相同零件附上相同參考符號。
以下，在參考圖面詳細說明本發明的實施形態之前，對於本發明的種種形態予以說明。
根據本發明之第1形態，提供一種觸控面板，其具備有：上部透明電極基材，係在其一面具有上部透明電極；下部透明電極基材，係在與配置前述上部透明電極之面對向之面上具有下部透明電極；及透明接合層，係配置於前述上部透明電極與前述下部透明電極之間，分散含有複數壓感粒子，且為絕緣性；當有力作用在前述上部透明電極基材之另一面時，藉由作用之力，在前述透明接合層內之前述壓感粒子間會有電流流動，使前述上部透明電極與前述下部透明電極之間產生導通，俾用以檢測出沿著前述上部透明電極基材之前述另一面上的前述力所作用之位置座標。
根據本發明之第2形態，提供一種如第1形態之觸控面板，其中當有力作用在前述上部透明電極基材之另一面時，藉由作用之力，在前述透明接合層內之前述壓感粒子間會有電流流動，使前述上部透明電極與前述下部透明電極之間的電阻值產生變化，而前述觸控面板更具有檢測前述力的大小變化之Z方向檢測部。
根據本發明之第3形態，提供一種如第1或第2形態之觸控面板，其中在框緣部將電阻層分別配置於前述上部透明電極基材與前述下部透明電極基材，且在前述上部透明電極基材側之電阻層與前述下部透明電極基材側之電阻層之間亦配置有前述透明接合層，前述框緣部係前述上部透明電極與前述下部透明電極之周圍的外側且配置分別來自前述上部透明電極與前述下部透明電極之配線。
根據本發明之第1形態，提供一種如第1~3之任1形態的觸控面板，其中在前述上部透明電極與前述絕緣性的透明接合層之間係再加上透明之液態的中間層。
根據本發明之第5形態，係提供一種如第4形態的觸控面板，其中前述中間層係為矽酮系或氟系之惰性液體。
根據本發明之第6形態，提供一種携帶機器，係具備有：觸控面板，係如第1~5之任1形態；框體，係支撐前述觸控面板；及顯示裝置，係被配置於前述框體內之前述觸控面板的內側。
以下，根據圖面詳細說明有關本發明之實施形態。
(第1實施形態)
有關本發明之第1實施形態的觸控面板15，係如第1圖所示，主要係具備上部透明電極基材1、下部透明電極基材2、透明接合層3、與透明基板9而構成。作為一例，說明關於四方形之觸控面板15。
上部透明電極基材1，係在一方之面(例如第1圖之上部透明電極基材1的下面)的透明窗部12內之即定位置上具有以四方形之薄膜建構成的上部透明電極5。上部透明電極基材1，係透明，支撐上部透明電極5，具有與一般之觸控面板的透明電極基材同樣的電氣特性(直線性等)，同時具有將作用於上部透明電極基材1之另一面(例如第1圖之上部透明電極基材1的上面)之力，傳遞到透明接合層3之功能即可。因此，作為上部透明電極基材1，不一定需要有可撓性。此外，傳統的觸控面板，雖為了使電極基材(薄膜)在空氣層不至於破裂而需要某種程度的強度，但因為在本第1實施形態將空氣層以透明接合層3填充，因此可能採用比以前更薄型的薄膜。作為上部透明電極基材1之一例，可用聚碳酸酯(Polycarbonate)系、聚酰胺(Polyamide)系、聚酮醚(Polyether ketone)系等之工程塑膠、丙烯基(Acryl)系、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)系、聚對苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate)系等的樹脂薄膜。又，在位於上部透明電極基材1之周圍而且包圍透明窗部12之四方形框狀的框緣部11，且於上部透明電極5之周圍的前述一方的面(例如第1圖之上部透明電極基材1的下面)，配置有以銀等印刷所形成且與上部透明電極5連接之上側導引電極5a。框緣部11之內側，係建構成觸控面板15之輸入部的透明窗部12。上側導引電極5a，係除了連接用端子部，除了被固定在上部透明電極基材1之底面的其他面，係以絕緣性之電阻層8覆蓋著，使上側導引電極5a與透明接合層3內之壓感粒子7絕緣，使其在框緣部11不會導電。此為了當操作者想在透明窗部12輸入，沒有注意到框緣部11而誤按時，使其在框緣部11不會通電之故。
下部透明電極基材2，係在前述上部透明電極5被配置在透明窗部12內之即定位置的面所對向的面(例如第1圖之下部透明電極基材1的上面)上，具有以四方形之薄膜建構成的下部透明電極6。下部透明電極基材1，係透明，支撐下部透明電極6，具有與一般之觸控面板的透明電極基材同樣的電氣特性(直線性等)。在位於下部透明電極基材2之周圍的四方形框狀的框緣部11，且在下部透明電極6之周圍的前述上部透明電極配置面對向面(例如第1圖之下部透明電極基材2的上面)，配置有以銀等印刷所形成且與下部透明電極6連接之下側導引電極6a。下側導引電極6a，係除了連接用端子部，除了被固定在下部透明電極基材2的底面之其他面，係以絕緣性之電阻層8覆蓋著，使下側導引電極6a與透明接合層3內之壓感粒子7絕緣，使其在框緣部11不會導電。此為了，操作者想在透明窗部12輸入，沒有注意到框緣部11而誤按時，使其在框緣部11不會通電之故。作為下部透明電極基材2之一例，可用聚碳酸酯(Polycarbonate)系、聚酰胺(Polyamide)系、聚酮醚(Polyether ketone)系等之工程塑膠、丙烯基(Acryl)系、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate)系，或聚對苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate)系等的樹脂薄膜。
此外，作為上部透明電極5及下部透明電極6之材質的例，可使用氧化錫、氧化銦、氧化銻、氧化鋅、氧化鎘，或ITO等的金屬氧化物，或金、銀、銅、錫、鎳、鋁，或鈀等的金屬或導電性聚合物之薄膜。
在下部透明電極基材2的下面，被配置有支撐上部透明電極基材1與下部透明電極基材2的透明基板9。透明基板9，係具有與一般之觸控面板的透明基板同樣的功能(彎曲剛性、光學特性等)，例如，可以玻璃、聚碳酸酯，或丙烯基等建構成，厚度作為一例0.55~1.1mm左右即可。
透明接合層3，至少在觸控面板15之輸入部的透明窗部12，都以均勻的厚度配置。作為一例，如第1圖所示，將上部透明電極基材1與下部透明電極基材2之間的間隙全部填補的方式配置，使上部透明電極基材1與下部透明電極基材2接合而一體化。
透明接合層3，係含有分散在絕緣性的基材部3a內之多數導電性的壓感粒子7。作為透明接合層3之基材部3a的材料，係無色透明而且具有絕緣性，上部透明電極5及下部透明電極6之附著性良好，對於上部透明電極5及下部透明電極6不具有腐蝕性，而且，熱壓前與熱壓時可發揮黏着性，熱壓後在常温為無黏着性的固體，彈性幾乎不需要。又，透明接合層3，不一定限定需有熱硬化性，如後述，也可使用紫外線硬化性等非熱硬化性的漿料。
例如，透明接合層3之基材部3a的厚度，係在壓感粒子7間穿隧電流流動的厚度，為數十μm(例如，40μm~80μm)，例如，以網板印刷形成較佳。透明接合層3的厚度，從製造可能的觀點為大於40μm，從穿隧電流有效且確實的流動之觀點為大到80μm較佳。在此，所謂穿隧電流，係導電性的粒子雖不直接接觸，但在以奈米(10-9 )級的距離非常接近的狀況時，因為在導電性的粒子間之電子存在機率密度不為零，故代表電子會滲出而造成電流的流動，在量子力學上被稱為穿隧效果。當壓感粒子7為透明的情況時，在辨識性上雖無問題，但在壓感粒子7為不透明的情況，有需要不影響辨識性的程度將粒子微細化，使其擴散在基材部3a中。作為透明接合層3之基材部3a的具體材料之例，需有對於透明電極面透明接合層3之材料不會被撥開(對於透明電極面配置透明接合層3時，濕潤性不良，即使將透明接合層3之材料塗布在透明電極面也不會順利成為濕潤的狀態)，不會侵蝕透明電極5、6之無色透明的漿料(接合劑)，即，溶劑系的漿料，例如，加熱時可進行壓著之熱封用的漿糊，熱硬化性或紫外線硬化性之框緣用的接合漿料等，不會從觸控面板15之端滲出、擠出，即端部之漿料的黏著性小(無黏住感)，接合層會理想。具體上，作為此種漿料，可適用從VIGTEQNOS或DIAMOND等公司在市場上出售之溶劑系的漿料。
作為壓感粒子7，需有其本身不會變形，具有通電可能的導電性，只要可期待後述之量子穿隧效果者即可，粒徑只要適合印刷的粒徑即可。作為一例，若為網版印刷，只要毫無阻力通過網孔之粒徑即可。作為壓感粒子7之具體材料例，可列擧後述之QTC。壓感粒子7，係在基材部3a內，對於辨識性不會有所影響，在通電可能的範圍被分散。
透明接合層3，作為一例，隨著壓力的加上，在透明接合層3之內部含有多數之導電性的粒子之壓感粒子7間，在接近之複數的壓感粒子7間，與有無直接的接觸無關，穿隧電流會流通，透明接合層3係從絕緣狀態變化為通電狀態者。建構成如此透明接合層3之組成物的一例，係從英國、拉林頓(Darlington)之PERATECH公司(PERATECH LTD)以商品名「QTC」可到手之量子穿隧性複合材料(Quantum Tunneling Composite)。
即，在前述上部透明電極基材1之另一面(例如第1圖之上部透明電極基材1的上面)從手指或筆等有力作用時，所作用之力貫通上部透明電極基材1之厚度方向傳遞到透明接合層3，在前述透明接合層3內之前述複數的壓感粒子7間產生穿隧效果，在複數的壓感粒子7間穿隧電流會流通，在前述上部透明電極5與前述下部透明電極6之間導通，將作用於觸控面板15之厚度方向(Z方向)的按壓力之變化作為電阻值之變化(換算成電壓的變化)可以XY方向座標檢測部20檢測出，可以檢測出在前述上部透明電極基材1之前述上面前述力所作用的位置座標(XY座標)。
XY方向座標檢測部20，係當力作用在上部透明電極基材1之上面時，以所作用之力，藉由在透明接合層3內之壓感粒子7間電流會流通，在上部透明電極5與下部透明電極6之間產生導通，可以檢測出沿著上部透明電極基材1之上面，力所作用之位置座標(XY座標)。具體上，XY方向座標檢測部20，係分別被連接在上部透明電極5與前述下部透明電極6，從電源將電壓加在上部透明電極5之端子間的狀態下，檢測出上部透明電極5之一方的端子與下部透明電極6之一個端子間的電壓變化，可檢測出X方向的位置座標。接著，XY方向座標檢測部20，係停止向上部透明電極5的端子間加上電壓之後，從電源將電壓切換加在下部透明電極6之端子間的狀態下，檢測出下部透明電極6之一端子與上部透明電極5之一端子間的電壓變化，可檢測出Y方向的位置座標。
此外，將前述電壓加在上部透明電極5的狀態下，檢測出X方向的位置座標後，雖將前述電壓加在下部透明電極6的狀態下，檢測出Y方向的位置座標，但並不限於此，將前述電壓加在上部透明電極5的狀態下，檢測出Y方向的位置座標，將前述電壓加在下部透明電極6的狀態下，檢測出X方向的位置座標亦可。
一方面，Z方向的位置檢測係以Z方向位置檢測部21進行。亦即，當力作用在上部透明電極基材1的上面時，藉由作用力，由於在上部透明電極基材1的壓感粒子7間會有電流流通使上部透明電極5與下部透明電極6之間的電阻值變化，Z方向位置檢測部21可檢測出力大小的變化。
更具體的，Z方向位置檢測部21，係可以如下進行力大小變化的檢測(參照德州儀器之HP的「減低觸控銀幕系統的類比輸入雜音方法」)。
即，前述觸控面板15為電阻膜方式之觸控面板時，一般，其壓力，係與第2A圖之點A~B間的電阻值Rz 成反比。電阻值Rz ，係可用(1)式求出。
Rz =(VB-VA)/ITOUCH 　......(1)
在此
VA=VD×Z1 /Q
VB=VD×Z2 /Q
Z1 與Z2 係分別被測定之Z1 位置與Z2 位置，Q係座標檢測控制電路(將檢測出之電壓值變換成A(類比)/D(數位)使成為數位座標之電路所構成之A/D換流機)之解析度。舉例而言，若解析度為12bit時，解像度為4096(因為0也要計算，成為Q=4095。)，X座標的範圍(X=Z1 )與Y座標的範圍(Y=Z2 )係成為0~4095(實際上，因為觸控面板之導引電路及控制系的電路會消耗若干電壓，範圍成為更狹窄)。例如，座標檢測控制電路的解析度為8bit的情況，Q=256，10bit的情況，Q=1024，12bit的情況，Q=4096。如第2B圖從座標檢測控制電路或電源(VDD )21V驅動電壓為Y+ 端子與X- 端子之間即定的電壓加上的情況，在X+ 端子與X- 端子之間加上即定的電壓之情況，在X+ 端子與X- 端子之間的電阻值為RX 時，點A與X- 端子之間的電阻值為
RXA =RX ×X/Q
因此，
ITOUCH =VA /RXA =(VD×Z1 /Q)/RXA
在此，第2A圖係顯示電阻膜方式觸控面板之XY座標測定，第2B圖係電阻膜方式觸控面板之按壓力測定的圖。在第2A圖從電源20V將面板驅動電壓加壓於X+ 端子與X- 端子，可讀取從Y+ 端子至X的座標位置。在第2B圖從電源21V將面板驅動電壓加壓於Y+ 端子與X- 端子，可從X+ 端子讀取Z1 位置，可從Y- 端子讀取Z2 位置。
如第2A圖所示，X係座標檢測控制電路想檢測出X的座標位置之情況的X位置之測定值。因此，將ITOUCH 之式代入(1)式時，可獲得(2)式。此外，所謂ITOUCH 係在第2B圖的連接時將面板輸入時流動之電流值，電流係串流路徑因為經常一定，可以上述的計算式求取。
Rz ={[VD ×(Z2 -Z1 )/Q/[VD ×Z1 /Q]}×RXA =RX ×X/Q[(Z2 /Z1 )-1]　......(2)
觸控面板不以手指或筆觸控的情況，觸控面板之Z方向(厚度方向)之電阻值Rz 係接近無限。觸控面板從手指或筆等力作用時，電流會流通，與被加在觸控面板之壓力(P)成反比，電阻值成為數百~1kΩ。即，觸控面板上之壓力P可作為Rz 的函數而表示，以其次之(3)式計算。
P=α-β×Rz 　......(3)
在此，α與β為正的實數值，係由實驗取得之值。
在上述的計算方式，從Z1 位置與Z2 位置(XY座標)與X+ 端子與X- 端子之電阻值為Rx ，計算出上下電極間之觸控部的電阻值。因為按壓與按壓面積若發生變化，上下電極間之觸控部的電阻值也會變化，所以可檢測出按壓(與按壓面積)相對的變化。
其次，關於把前述觸控面板15組裝之携帶機器作為一例說明行動電話18、18A。
第3圖及第4圖係顯示在電阻膜方式觸控面板15的表面層，藉由印刷施以裝飾(Decoration)(加飾層16)而構成之觸控窗19。在框體14之第1凹部14a內嵌入有觸控面板15，框體14之第1凹部14a之周圍的外面與觸控面板15的外面成為一個面而被配置。被形成在第1凹部14a之底面的第2凹部14b固定有液晶或有機EL等的顯示器13，透過觸控面板15的透明窗部12可看到顯示器13的顯示。17係從導引電極5a、6a的配線。
在如此的架構，藉由印刷施以裝飾(加飾層16)之觸控窗19，因為前述電路部被加飾層16隱藏，可以構裝在表面，使觸控面板15與框體14之間無階差，可實現薄型且時髦的設計。可從螢光幕(Bezel)架構被解放，使一般之觸控面板無法實現之薄型化成為可能。
在第5圖顯示之其他的架構，使導引電極5a、6a的電路部無法看到的方式，以框體4之螢光幕24c將電路部遮蔽。在框體24，形成1個大的凹部24a，在凹部24a內，嵌入液晶或有機EL等的顯示器13與觸控面板15，將觸控面板15之導引電極5a、6a等的電路部以框體4之螢光幕24c遮蔽。
若根據前述第1實施形態，可達成以下效果。
在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙填充作為壓感接合層之透明接合層3，因為無空氣層之存在，可抑制在界面(即，上部透明電極基材1與空氣層，空氣層與下部透明電極基材2之2個界面)所發生之光的反射，可防止牛頓環的發生，而且可提高辨識性。具體上，如第6圖所示，一般，在與空氣之界面雖有大的光會反射，但僅在上部透明電極基材1之上面與觸控面板15之外側的空氣層之間的界面A，及基板9與觸控面板15之外側的空氣層之間的界面B之2個層，在上部透明電極基材1之下面與間隙之空氣層之間的界面C，及下部透明電極基材2之上面與間隙之空氣層之間的界面D之2個層會減少，反射率例如可減輕15~20%左右。對此，在以前的觸控面板30，如第11圖所示，在上部透明電極基材31之上面與觸控面板30之外側的空氣層之間的界面A，與上部透明電極基材31的下面與間隙33之空氣層之間的界面C，及下部透明電極基材32之上面與間隙33之空氣層之間的界面D，與基板39與觸控面板30之外側的空氣層之間的界面B之4個層的反射會發生。又，上部透明電極與下部透明電極之間的空氣層之間隙量顯著的變小時，會發生牛頓環。以此等的影響會成為辨識性降低的原因。
又，在上部透明電極基材1，及下部透明電極基材2之間的間隙填充作為壓感接合層之透明接合層3，因為觸控面板本身的強度會提高，可將上部透明電極基材1建構成比以前的更薄，可使觸控面板整體的厚度變小。例如，以前為了使上部透明電極基材1持有剛性作成比下部透明電極基材2更厚者，可將上部透明電極基材1的厚度建構成與下部透明電極基材2的厚度相同。換言之，以前，所謂上部透明電極基材1及下部透明電極基材2，係僅由其周圍的框緣用接合層所支撐，來維持上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的空間，以確保其絕緣性，故有需要使上部透明電極基材1持有剛性，並有需要使上部透明電極基材1比下部透明電極基材2更厚。然而，在第1本實施形態，藉由透明接合層3可使前述空間不存在，故不需要使上部透明電極基材1持有剛性，例如，可把上部透明電極基材1變薄至與下部透明電極基材2同樣厚度(又，依材質可將上部透明電極基材1比下部透明電極基材2更薄)。此外，上部透明電極5與下部透明電極6之間的絕緣性，因為可藉由絕緣性的透明接合層3確保，所以不會產生任何問題。
又，因為在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間，作為壓感接合層之透明接合層3無間隙地被填充，不需要以前之框形狀的框緣用的接合層，可省掉對準位置而貼附之過程。
又，在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙，無間隙地填充作為壓感接合層之透明接合層3，因為觸控面板本身的強度會提高，框緣部11之電阻層的形成寬度可比以前僅小0.3mm左右的寬度，同樣大小的情況，檢視區域即透明窗部12可作成更大。即，在以前，為了防止上下電極薄膜的剝落、浸水，確保某種程度之接合層的形成寬度，使在露出之ITO的透明電極之部分漿糊材料不會接觸的方式，也非考慮公差之電阻層的形成寬度之設計不可。
又，因為在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙，被填充作為壓感接合層之透明接合層3，觸控面板15即使在高温高濕的狀態下使用，因為無空氣層之存在，上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間不會發生結露、或糢糊不明之不適合的情況。
又，在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙，被填充作為壓感接合層之透明接合層3，上部透明電極基材1不需要彎曲，因為上部透明電極基材1不需變形藉由電極彼此接觸而通電，隨著上部透明電極之輸入不會發生局部的應力可使上部透明電極基材1及被形成在上部透明電極基材1之上部透明電極5成為富有耐久性者。
又，為了檢測出作用力，觸控面板15的外側，例如，不需要在下側重新設置壓力感測器，可使觸控面板15的厚度小，成為簡潔(Compact)者。對此，以前，考慮在觸控面板的內側配置壓力感測器的情況，如第12圖所示，因為在觸控面板30的內面側重貼壓力感測器40的架構，在觸控面板30的厚度再加上壓力感測器40的厚度，作為整體觸控面板的厚度不得不變大。對此，在本第1實施形態，可在觸控面板本身的架構內配置壓力感測器，由於零件點數減少，可削減成本，同時一看雖與一般的觸控面板類似的架構，但不僅可檢測出XY座標，亦可具備壓感功能，可提供非常簡潔且高性能之觸控面板。
又，因為在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間，界有透明接合層3，不需要以前之隔板，不需要隔板形成過程可圖謀削減成本。
(第2實施形態)
有關本發明之第2實施形態的觸控面板15A，如第7圖所示，在有關第1實施形態的觸控面板15，被配置在上部透明電極5與絕緣性的透明接合層3之間更具備透明液態的中間層4之點，與第1實施形態不同。第2實施形態之其他的架構因為與第1實施形態相同，該等的說明將予以省略。以下，與第1實施形態不同之點作為中心，說明關於第2實施形態。
中間層4，係至少在觸控面板15A之輸入部的透明窗部12，大致以均勻的厚度被配置。作為一例，如第7圖所示，將上部透明電極5與透明接合層3之間的間隙全部填充的方式，全面配置在上部透明電極5與透明接合層3之間，將上部透明電極基材1堆疊在透明接合層3上之際，可達到防止所產生之些微的氣泡(殘泡)22之任務。在第7圖，中間層4依能遮著上部透明電極5之與透明接合層3對向之下面及所有的側面之方式配置。此外，為了上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之接合，在包圍透明窗部12之框緣部11，有需要設置不形成中間層4之框形狀的區域。
中間層4，雖為導電性或非導電性之任一均可，但有需要為液態。中間層4雖為液態，因為藉由透明接合層3，與上下的構件結實地接合，中間層4不會流出。又，在輸入時，因為僅中間層4被按壓的部分會流動，所以僅被按壓部分之極周圍的厚度暫時會增加厚度，若解除按壓，再度流動被按壓部分之厚度回到原來的厚度。如此中間層4若為液態時，因為形狀的自由度高，堆疊上部透明電極基材1之際(參照第9圖)，透明接合層3與上部透明電極基材1之間的氣泡(殘泡)22不容易發生，又，假使即使發生從上部透明電極基材1之上面藉由手指等按壓可使氣泡(殘泡)22滑下，可使氣泡(殘泡)22容易移動而由透明窗部12的內側去除(參照第10圖)。若更詳細說明時，堆疊上部透明電極基材1之際的氣泡(殘泡)22之發生，係透明接合層3之形狀的自由度低為原因。即，如前所述，係因為透明接合層3不會從觸控面板15A之端滲出、擠出者，透明接合層3係因為形狀的自由度低，在下部透明電極基材2上全面被形成時在該透明接合層3的上面無法獲得充分的平滑性。其結果，在中間層4不存在時，堆疊上部透明電極基材1之際氣泡(殘泡)22會發生。而且，發生的氣泡(殘泡)22，係因為透明接合層3之形狀的自由度低，而且因為透明接合層3與上部透明電極基材1全面接合，使氣泡22移動而難由透明窗部12之內側去除。此外，在本說明書及申請專利範圍，所謂液態亦包含凝膠者。
對此，如第2實施形態，透明接合層3若與上部透明電極基材1之間配置液態的中間層4時，因為中間層4為液態介於透明接合層3與上部透明電極基材1之間的中間層4之形狀的自由度會變高。因此，在堆疊上部透明電極基材1之際(參照第9圖)，在透明接合層3與上部透明電極基材1之間氣泡(殘泡)22不容易發生，又，假使即使發生從上部透明電極基材1之上面藉由手指等按壓可使氣泡(殘泡)22滑下，可使被形成在中間層4內之氣泡(殘泡)22可以容易地在液態的中間層4內移動而由透明窗部12的內側去除到外側(參照第10圖)。
又，如第2實施形態，若配置在透明接合層3與上部透明電極基材1之間的中間層4為液態時，即使僅有的按壓力由於中間層4也會移動，從上部透明電極基材1之另一面(例如第7圖之上部透明電極基材1的上面)藉由手指或筆等的力作用時，該作用之力幾乎可照原樣傳遞到透明接合層3。即，在前述上部透明電極基材1之另一面(例如第7圖之上部透明電極基材1的上面)從手指或筆等力作用時，所作用之力會貫通上部透明電極基材1及中間層4之厚度方向而傳遞到透明接合層3，而在前述透明接合層3內之前述複數的壓感粒子7間產生穿隧效果。如此，在複數的壓感粒子7間穿隧電流會流通，在前述上部透明電極5與前述下部透明電極6之間導通，將作用於觸控面板15A之厚度方向(Z方向)的按壓力之變化作為電阻值之變化(換算成電壓的變化)可以XY方向座標檢測部20檢測出，可以檢測出在前述上部透明電極基材1之前述上面前述力所作用之位置座標(XY座標)。此外，如上所述因為以僅有的按壓力中間層4也會移動，所以因為按壓點正下方的中間層4不存在，或變薄，中間層4即使是非導電性也可檢測出電阻值之變化。
中間層4之厚度，約為0.1μm~1000μm，以塗飾或噴墨等形成在透明接合層3即可(參照第9圖)。中間層4之厚度，從可能製造的觀點為大於0.1μm，藉由中間層4氣泡(殘泡)22可移動而去除到外部，而且從以僅有的按壓力會使中間層4移動使所作用之力幾乎可照原樣傳遞到透明接合層3的觀點使其到1000μm較佳。對於以塗飾或噴墨等形成在透明接合層3上之中間層4，藉由堆疊上部透明電極基材1之上部透明電極5，中間層4依能遮著上部透明電極5之下面及所有的側面之方式被配置。又，對於觸控面板之輸入面的垂線對於垂直線傾斜使用的情況，即，將觸控面板直立使用的情況，中間層4之厚度若厚則因為以本身的重量厚度會產生偏頗，所以最大厚度小於10μm較理想。
作為中間層4之具體的例，可列舉矽酮系或氟系之惰性液體。例如，3M公司之氟系的惰性液體(商品名「Fluorinert」或「Novec 」)、信越矽利康(silicone)公司之矽油(商品名「KF」或「HIVAC」)等，在市場上可買到的材料。
如此，若根據第2實施形態，在透明接合層3被填充之架構，因為上部透明電極5與透明接合層3之間被形成透明液態的中間層4而配置，在透明接合層3上堆疊上部透明電極基材1之際所產生之些微的氣泡(殘泡)22幾乎完全可排除。
此外，作為上部透明電極基材1，在以前之觸控面板，為了使其在空氣層不會破裂而電極基材(薄膜)需要某種程度的強度，但因為在本第2實施形態將空氣層以透明接合層3填充，如此因為剩餘之些微的氣泡(殘泡)22也可透過中間層4排除。所以可能採用比以前更薄型的薄膜。
在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙，作為壓感接合層填充有透明接合層3，更因為在上部透明電極基材1之下面的上部透明電極5與透明接合層3之間被形成有中間層4，在上部透明電極基材1及上部透明電極5之透明接合層3之間無空氣層存在，抑制在界面(即，上部透明電極基材1與空氣層，空氣層與下部透明電極基材2之2個界面)發生之光的反射，可防止牛頓環的發生，可以提高辨識性。
又，在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙作為壓感接合層填充有透明接合層3，更因為在上部透明電極5與透明接合層3之間被形成有中間層4，可提高觸控面板本身的強度，可使上部透明電極基材1建構成比以前更薄，可使觸控面板整體的厚度變小。
又，在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間作為壓感接合層無間隙地填充有透明接合層3，因為在包圍透明窗部12之框緣部11具有不形成中間層4之框形狀的區域，不需要以前之框形狀的框緣用的接合層，可省掉對準接合層之位置而貼附的過程。
又，在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙作為壓感接合層有透明接合層3，更因為在上部透明電極5與透明接合層3之間有中間層4，分別被填充，即使觸控面板15A在高温高濕的狀態下被使用，因為無空氣層存在，上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間不會發生結露、或糢糊不明之不適合的情況。
又，在上部透明電極基材1及下部透明電極基材2之間的間隙作為壓感接合層有透明接合層3，更因為在上部透明電極5與透明接合層3之間被填充有中間層4，上部透明電極基材1不需要彎曲，並非上部透明電極基材1會變形藉由電極彼此接觸而通電。因此，隨著上部透明電極之輸入不會發生局部的應力可使上部透明電極基材1及被形成在上部透明電極基材1上部透明電極5成為富有耐久性者。
此外，本發明並不限定於前述實施形態，也可在其他種種實施形態實施。
例如，因應需要，在透明接合層3與其他層之間，為了更改善緊貼性，也可介設透明且有導電性之初階層。
透明接合層3，係不限於單層，也可建構成複數層。
在前述第1及第2實施形態，作為觸控面板15、15A，雖說明關於電阻膜方式，但並不限定於此，不用說亦可適用於靜電容量型之觸控面板。
此外，前述種種實施形態之中藉由適當組合任意的實施形態，可達成分別具有之效果。
產業上之可利用性
有關本發明之觸控面板及利用其觸控面板之携帶機器，係在上部透明電極基材與下部透明電極基材之間的間隙有透明接合層作為壓感接合層，因為無空氣層存在，可防止牛頓環的發生並提高辨識性，係可利用於作為行動電話、携帶電子遊戲機、電子辭典、汽車導航系統、個人用電腦、數位照像機、錄影機，或携帶型MD(PMD)等。
本發明雖已由參照附加圖充分地記載其理想之實施形態，但對於此技術己熟練者，其種種變形或修正係為自明。如此的變形或修正，只要不脫離附加之申請專利範圍之本發明的範圍，應被認為包含在其中。
1．．．上部透明電極基材
2．．．下部透明電極基材
3．．．透明接合層
3a．．．基材部
4．．．框體
5．．．上部透明電極
5a．．．上側導引電極
6．．．下部透明電極
6a．．．下側導引電極
7．．．壓感粒子
8．．．絕緣性的電阻層
9．．．透明基板
11．．．框緣部
12．．．透明窗部
13．．．顯示器
14．．．框體
15,15A,30．．．觸控面板
16．．．加飾層
19．．．觸控窗
20．．．XY方向座標檢測部
20V,21V．．．電源
21．．．Z方向位置檢測部
22．．．氣泡(殘泡)
24．．．框體
24a．．．凹部
24c．．．螢光幕
31,32．．．電極基材
33．．．間隙
39．．．基板
40．．．壓力感測器
A,B,C,D．．．界面
第1圖係有關本發明之第1實施形態的觸控面板之剖視圖。
第2A圖係顯示測定電阻膜方式觸控面板之面內的XY座標的圖，顯示可讀取從電源將面板驅動電壓加壓於X+ 端子與X- 端子，從Y+ 端子至X的座標位置之圖。
第2B圖係顯示測定電阻膜方式觸控面板之壓力的圖，顯示從電源將面板驅動電壓加壓於Y+ 端子與X- 端子，Z1 位置可從X+ 端子讀取，Z2 位置可從Y- 端子讀取之圖。
第3圖係有關前述第1實施形態組裝電阻膜方式觸控面板之觸控窗形式之行動電話分解立體圖。
第4圖係有關前述第1實施形態組裝電阻膜方式觸控面板之前述觸控窗形式之行動電話的剖視圖。
第5圖係有關前述第1實施形態組裝電阻膜方式觸控面板之監視窗(Bezel)形式之行動電話的剖視圖。
第6圖係為了說明有關在前述第1實施形態之觸控面板的界面之反射的剖視圖。
第7圖係有關本發明之第2實施形態的觸控面板之剖視圖。
第8圖係為了說明有關在前述第2實施形態之觸控面板的界面之反射的剖視圖。
第9圖係為了說明有關在前述第2實施形態之觸控面板的堆疊狀態之剖視圖。
第10圖係顯示有關在前述第2實施形態之觸控面板製造時之氣泡去除過程例的立體圖。
第11圖係為了說明以前在觸控面板的界面之反射的剖視圖。
第12圖係顯示將壓感感測器配置在傳統之觸控面板的情況之結構例的剖視圖。
1．．．上部透明電極基材
2．．．下部透明電極基材
3．．．透明接合層
3a．．．基材部
5．．．上部透明電極
5a．．．上側導引電極
6．．．下部透明電極
6a．．．下側導引電極
7．．．壓感粒子
8．．．絕緣性的電阻層
9．．．透明基板
11．．．框緣部
12．．．透明窗部
15．．．觸控面板

Claims (3)

  1. 一種觸控面板，其具備有：上部透明電極基材，係在其一面具有上部透明電極；下部透明電極基材，係在與配置前述上部透明電極之面對向之面上具有下部透明電極；及透明接合層，係配置於前述上部透明電極與前述下部透明電極之間，分散含有複數壓感粒子，且為絕緣性；當有力作用在前述上部透明電極基材之另一面時，藉由作用之力，在前述透明接合層內之前述壓感粒子間會有電流流動，使前述上部透明電極與前述下部透明電極之間產生導通，俾用以檢測出沿著前述上部透明電極基材之前述另一面上的前述力所作用之位置座標；並在框緣部將電阻層分別配置於前述上部透明電極基材與前述下部透明電極基材，且在前述上部透明電極基材側之電阻層與前述下部透明電極基材側之電阻層之間亦配置前述透明接合層，前述框緣部係前述上部透明電極與前述下部透明電極之各個周圍的外側且配置分別來自前述上部透明電極與前述下部透明電極之配線。
  2. 如申請專利範圍第1項之觸控面板，更具有當有力作用在前述上部透明電極基材之另一面時，藉由作用之力，在前述透明接合層內之前述壓感粒子間會有電流流動，藉以使前述上部透明電極與前述下部透明電極之間的電阻值產生變化，而檢測前述力的大小變化之Z方向檢測部。
  3. 一種携帶機器，係具備有：觸控面板，係如申請專利範圍第1或2項之觸控面板；框體，係支撐前述觸控面板；及顯示裝置，係配置在前述框體內之前述觸控面板的內側。
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