專利名稱：防眩觸摸板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防眩觸摸板，更具體地涉及改進(jìn)在相當(dāng)高的溫度條件下的觸摸板的操作性能的技術(shù)。
典型的觸摸板由一種超薄玻璃板(底層部件)和柔性透明樹脂膜(頂層部件)構(gòu)成，它們彼此面對(duì)面配置，并且在它們相對(duì)的表面上具有電阻薄膜，同時(shí)在這兩層部件之間放置墊板，以便提供一定的間隔。
隨著這種觸摸板的使用領(lǐng)域的擴(kuò)展，近幾年對(duì)提供具有新的附加值產(chǎn)品的需求也不斷增加。例如，為了與裝在室外使用設(shè)備例如汽車的導(dǎo)向系統(tǒng)中的液晶顯示(LCD)板組合使用，而設(shè)計(jì)一種表面涂敷有偏振膜的防眩觸摸板，以便防止LCD板的顯示內(nèi)容的能見度由于入射光的漫反射而降低。
這里使用的偏振器通常由樹脂膜制成。這種偏振樹脂膜的熱膨脹系數(shù)是形成底層部件的玻璃的熱膨脹系數(shù)的六到八倍。
在頂層和底層部件的熱膨脹系數(shù)間的這樣大的差異會(huì)引起下述一些問題。當(dāng)溫度升高時(shí)，包括偏振器的整個(gè)頂層部件向外凸出，因此使觸摸板嚴(yán)重變形。另外，損害了觸摸板的操作性能，因?yàn)樵陧敽偷讓硬考g的間隔變寬，這樣用戶不得不施加較大的壓力來操作觸摸板。隨著LCD板的尺寸變大近來有使觸摸板變大的趨勢(shì)，頂層部件向外凸出量可能增大。在這種情況下，觸摸板的操作性能的降低更加嚴(yán)重。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供防眩觸摸板，該觸摸板盡管在頂層部件中使用偏振膜，其外觀和操作性能也不會(huì)因溫度變化而受損害。
借助一個(gè)電阻薄膜觸摸板可以達(dá)到上述目的，該板包括第一層部件，該第一層部件的一個(gè)主表面上有一個(gè)第一電阻薄膜；第二層部件，該第二層部件具有柔性并且在一個(gè)主表面上有一個(gè)第二電阻薄膜，第二層部件對(duì)著第一層部件，并按一定方式使墊板夾在其間，使第一電阻薄膜和第二電阻薄膜彼此面對(duì)面并使其間具有一個(gè)均勻間隔；和第三層部件，該第三層部件層疊在第二層部件的外部主表面上，其中第二層部件具有偏振特性，而第三層部件具有比第二層部件低的熱膨脹系數(shù)。
采用這種結(jié)構(gòu)，通過使用具有偏振特性的第二層部件確保防止眩光。因此，當(dāng)觸摸板安裝在顯示板例如LCD板的前面時(shí)，可改善顯示板上顯示的內(nèi)容的能見度。而且，即使當(dāng)溫度升高時(shí)第二層部件伸長以致向外凸出時(shí)，具有較低熱膨脹系數(shù)的第三層部件有限制這種第二層部件的向外凸出的作用，這樣在第一和第二層部件之間的距離將基本上不變寬。結(jié)果，即使在溫度變化也能保持觸摸板的外觀和操作性能。
在此，第二層部件和第三層部件可以用一種消除應(yīng)力的粘合劑粘合。這樣形成的粘合層可在高溫下吸收第二和第三層部件之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力。因此，在第二和第三層部件之間不會(huì)產(chǎn)生偏離對(duì)齊的狀態(tài)，因此可確保觸摸板的操作性能。
這里，第三層部件的表面上可涂敷丙烯酸樹脂，該表面與第二層部件粘合。因此，具有粘合劑的第三層部件的粘合性得到加強(qiáng)，從而有可能增加觸摸板的壽命。
這里，第三層部件的吸濕率比第二層部件吸濕率小。由于這種結(jié)構(gòu)，第二層部件避免了在高的濕度條件下吸收潮氣，因此可防止由于潮氣吸收導(dǎo)致的第二層部件膨脹。
通過下面結(jié)合附圖的描述，可以使本發(fā)明的這些和其它目的，優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)更清楚。在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的觸摸板的透視圖；圖2是表示觸摸板的結(jié)構(gòu)的分解圖；圖3是表示觸摸板的疊層結(jié)構(gòu)的局部放大圖；圖4是一個(gè)表示觸摸板的疊層材料的厚度和熱膨脹系數(shù)的表；圖5是一個(gè)表，它表示了當(dāng)1100微米厚度玻璃板用作底層部件，并且PET(聚乙烯對(duì)酞酸鹽)膜粘到頂層部件上用作防凸出膜時(shí)，觸摸板的操作性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖6是一個(gè)表，它表示了當(dāng)1100微米厚度玻璃板用作底層部件，并且使用應(yīng)力解除粘合劑將PET膜粘到頂層部件上用作防凸出膜時(shí)，觸摸板的操作性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖7是表示在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的觸摸板中的PET膜和偏振膜的接觸區(qū)的展開截面圖8是一個(gè)表，它表示了當(dāng)700微米厚度玻璃板用作底層部件，并且將PET膜粘到頂層部件上用作防凸出膜時(shí)，觸摸板的操作性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖9是一個(gè)表，它表示了當(dāng)700微米厚度玻璃板用作底層部件，并且使用應(yīng)力解除粘合劑將PET膜粘到頂層部件上用作防凸出膜時(shí)，觸摸板的操作性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的觸摸板的變體的疊層結(jié)構(gòu)的局部放大截面圖；圖11A是根據(jù)本發(fā)明的觸摸板的變體的部分縱向截面圖；圖11B是平面圖，表示了在電阻薄膜基(光各向同性膜)和偏振膜之間的尺寸差異，和在如圖11A所示的觸摸板中的框架形墊板的內(nèi)邊沿的位置；和圖12表示了根據(jù)本發(fā)明的觸摸板的改型的疊層結(jié)構(gòu)的是部分縱向截面圖。
下面參考附圖，根據(jù)本發(fā)明的觸摸板的實(shí)施例上進(jìn)行描述。第一實(shí)施例(觸摸板100的主要結(jié)構(gòu))圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的觸摸板100的透視圖，而圖2是觸摸板100的剖面圖。
在圖1中，通過將頂層部件110和底層部件130疊層同時(shí)其間放置墊板140構(gòu)成觸摸板100。
頂層部件110是柔軟，透明的層部件，用來接受手指或輸入筆所作的用戶輸入，并且由若干個(gè)后面描述的疊層樹脂膜制成。標(biāo)號(hào)120是連接內(nèi)電極的連接器單元。
在圖2中，墊板140除了間隙141外具有類框架形狀。墊板140由PET膜或類似材料制成。粘合劑涂敷到墊板140的上下兩側(cè)，并且頂層部件110和底層部件130沿它們的邊緣搭接有墊板140。這里，間隙141用來釋放來自觸摸板100內(nèi)側(cè)的空氣。隨著環(huán)境溫度的改變，聚集在頂層部件110和底層部件30之間的空氣膨脹或收縮。間隙141使這些空氣逸出到外面，其結(jié)果是內(nèi)部壓力保持與外部壓力相等。因此，不會(huì)因內(nèi)部空氣的熱膨脹而使內(nèi)壓升高超過外壓所導(dǎo)致的操作性能的降低。觸摸板100的尺寸越大，在頂層部件110和底層部件30之間的空間的體積變得越大，這意味著在溫度變化時(shí)流經(jīng)間隙141的空氣量越多。在這種情況下，必須增加間隙例如間隙141的數(shù)目，以便維持觸摸板的操作性能。
在圖2的情況下，除了間隙141外，在墊板140的最后面的角落還有一個(gè)類似于間隙141的間隙(未表示)。
注意，墊板140具有供插入連接器單元120的凹進(jìn)部分142。
在墊板140的內(nèi)邊沿中的底層部件130和頂層部件110之間以一定間隔配置打點(diǎn)的墊板160。打點(diǎn)的墊板160與框架形墊板140一起，用來保持頂層部件110和底層部件130的相對(duì)表面之間的距離均勻地為約100微米。
通過濺射技術(shù)在幾乎整個(gè)頂層部件110的下表面上形成由ITO(氧化銦錫)制成的電阻薄膜111。一對(duì)電極112沉積在電阻薄膜111的兩個(gè)相對(duì)側(cè)。而且，與裝備在連接器單元120的一對(duì)連接器電極112相連的一對(duì)電極端子114，定位在頂層部件110的下表面的部分上，該頂層部件110的下表面的這部分沒有覆蓋電阻薄膜111并接觸連接器單元120。這對(duì)電極終端114和這對(duì)電極112經(jīng)一對(duì)布線圖形113連接。
底層部件130由超薄玻璃制成。如同頂層部件110，在幾乎整個(gè)底層部件的上表面上通過濺射技術(shù)形成由ITO制成的電阻薄膜131。一對(duì)電極132布置在電阻薄膜131的相對(duì)兩側(cè)，垂直于這對(duì)電極112的方向。而且，一對(duì)要與安裝在連接器單元120上的一對(duì)連接器電極123相連接的電子端子134，定位在底層部件130的上表面的部分上，底層部件130的上表面的這部分不覆蓋電阻薄膜131并且接觸連接器單元120。這對(duì)電極端子134和這對(duì)電極132經(jīng)一對(duì)布線圖形113連接。
連接器單元120是連接電纜190的一端，該電纜190通過使用銀或類似材料制成的導(dǎo)電膏在PET或聚酰亞胺樹脂膜上形成四個(gè)布線圖形129，并且將再用另一相同型號(hào)的樹脂膜夾持這四個(gè)布線圖形。在該連接器單元120的上下表面分別成對(duì)暴露在四個(gè)布線圖案129的端部，這樣形成這對(duì)連接器電極122和這對(duì)連接器電極123。
使四個(gè)布線圖形和四個(gè)連接器電極不分開而是連接成單一連接器單元的原因是節(jié)約材料費(fèi)用和生產(chǎn)所需的工時(shí)。
在完全裝配的觸摸板100中，這對(duì)連接器電極122和這對(duì)連接器電極123分別搭接頂層部件110的這對(duì)電極終端114和底層部件30的這對(duì)電極終端134。通過用作為布線圖形通用的材料的混合的銀-碳導(dǎo)電膏，首先涂敷在搭接區(qū)域，然后從其兩側(cè)進(jìn)行加熱壓縮搭接，來完成這種連接器電極和電極終端的搭接。
而且，切口121形成在連接器單元120的這對(duì)連接器電極122和這對(duì)連接器電極23之間，以便消除由頂層部件110和底層部件130之間的熱膨脹系數(shù)的差異引起的應(yīng)力。也就是說，即使在頂層部件110和底層部件130隨溫度升高的不同程度而膨脹時(shí)，由于膨脹的差異而作用在連接器單元120上的應(yīng)力可以通過切口121吸收。因此，在較大溫度范圍上，在觸摸板100的這個(gè)部分不良接觸和斷開幾乎不會(huì)發(fā)生。
(觸摸板100的疊層結(jié)構(gòu))圖3是顯示觸摸板100的疊層結(jié)構(gòu)的局部膨脹的剖面圖。為方便解釋，也顯示了上面安裝有觸摸板的LCD板200的疊層結(jié)構(gòu)。
在圖中，頂層部件110通過從頂層部件110的上表面開始使用粘合劑(未示出)依次層疊PET膜101，偏振膜102，1/4λ延遲膜(四分之一波長板)103和光各向同性膜104而制成。電阻薄膜111形成在最底部的光各向同性膜104的下表面上。
頂層部件110與底層部件130相對(duì)，打點(diǎn)的墊板160配置在它們之間。電阻薄膜131形成在底層部件130的相對(duì)表面。
圖4是表示在觸摸板100中疊層材料的厚度和熱膨脹系數(shù)的表1。
通過使用粘合劑將PVA(聚乙烯基醇)膜夾在兩個(gè)TAC(三乙?；宜狨?膜之間制成這里使用的偏振膜102，PVA膜預(yù)先被拉伸，以便表現(xiàn)出雙折射特性。在這個(gè)實(shí)施例中，PVA膜的厚度是20微米，并且兩個(gè)TAC膜的厚度是160微米。因?yàn)檩^薄的PVA膜與較厚的TAC膜一起膨脹，整個(gè)偏振膜102的熱膨脹系數(shù)約等于兩個(gè)TAC膜的熱膨脹系數(shù)(54×10-5cm/cm/℃)。
1/4λ延遲膜103由PC(聚碳酸酯)膜制成。
光各向同性膜104是一種樹脂膜，該樹脂膜呈現(xiàn)出對(duì)入射在其上面光不發(fā)生偏振的特性。在這個(gè)實(shí)施例中，降冰片烯透明熱塑樹脂具有一個(gè)脂族環(huán)結(jié)構(gòu)，例如，由JSR公司制造的ARTON膜(ARTON是該公司的商標(biāo))，用作光各向同性膜104。該ARTON膜，由于它的良好的透明性，表面硬度，和耐熱性，使它可用作觸摸板。
將觸摸屏100的正下方安裝透明的LCD板200。該LCD板200具有一種公知的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由一對(duì)偏振膜202和203制成，液晶盒201夾在它們中間。1/4λ延遲膜204層疊在偏振膜202的上表面上。
而且，背照明光源(未表示)布置在LCD板200下方。
1/4λ延遲膜204并非必須層疊在LCD板200的上表面上，而可以粘接在觸摸板100內(nèi)的底層部件130的下表面上。只要1/4λ延遲膜204布置在底層部件130和LCD板200之間，即可獲得下述的在LCD板200上顯示內(nèi)容的能見度改進(jìn)。
下面說明偏振膜102和1/4λ延遲膜103和204所產(chǎn)生的效果。
偏振膜102應(yīng)按照使其偏振軸與LCD板200內(nèi)的偏振膜202的偏振軸平行的要求配置。與此同時(shí)，1/4λ延遲膜103應(yīng)按照使其光軸與偏振膜102的偏振軸成45度角的要求配置。
經(jīng)過PET膜101入射的外光被偏振膜102轉(zhuǎn)變成線偏振光，并被1/4λ延遲膜103進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成圓偏振光。圓偏振光被反射部分離開底層部件(玻璃)130，LCD板200和/或電阻薄膜111和131的上表面，結(jié)果又射入1/4λ延遲膜103，轉(zhuǎn)變成線偏振光。因此，由于光反射時(shí)相移90度，該線偏振光的平面相對(duì)于從偏振膜102發(fā)射的線偏振光的平面旋轉(zhuǎn)90度。因此，已經(jīng)從1/4λ延遲膜103射出的線偏振光不能透過偏振膜102且不能進(jìn)一步向上行進(jìn)了。
這樣，當(dāng)外光進(jìn)入觸摸板110后被反射離開觸摸板100內(nèi)側(cè)時(shí)，反射光將不會(huì)離開觸摸板內(nèi)部。因此，在室外使用者可獲得在LCD板200上顯示清晰的內(nèi)容，不會(huì)受眩光之苦。
調(diào)整接合在LCD板200的上表面上的1/4λ延遲膜204，以使其光軸與偏振膜202的偏振軸成45度角。在此，1/4λ延遲膜204的光軸的朝向應(yīng)能使背照明光源的圓偏振光在透過1/4λ延遲膜204之后的旋轉(zhuǎn)方向與入射光的圓偏振光在透過1/4λ延遲膜103的旋轉(zhuǎn)方向相反。
利用這種結(jié)構(gòu)，已經(jīng)透過偏振膜202的來自背照明光源的線偏振光經(jīng)1/4λ延遲膜204轉(zhuǎn)換成圓偏振光，當(dāng)該圓偏振光透過1/4λ延遲膜103時(shí)又變成線偏振光。在此，因?yàn)?/4λ延遲膜103和1/4λ延遲膜204的延遲軸相互垂直配置，所以使已經(jīng)從1/4λ延遲膜103射出的線偏振光的平面恢復(fù)到原始朝向，亦即線偏振光的平面平行于剛透過偏振膜202后的線偏振光的平面。而且，由于偏振膜102和偏振膜202的偏振軸相互平行配置，所以經(jīng)過1/4λ延遲膜103射出的背光源的線偏振光的平面與偏振膜102的偏振軸平行。因此，該線偏振光實(shí)際上可透過偏振膜102。這樣，源于背照明光源的光可向外射出，不會(huì)被偏振膜102和1/4λ延遲膜103的遮住，設(shè)置偏振膜102和該1/4λ延遲膜103是為了防止眩光。因此，不需要增加背照明光源的輸出，就可獲得足夠量的光。這對(duì)于良好的能見度大有益處。
從表1中清晰可見，偏振膜102，1/4λ延遲膜103和光各向同性膜104中每一個(gè)的熱膨脹系數(shù)是形成底層部件130的玻璃的約8至9倍。因此，當(dāng)溫度升高時(shí)，頂層部件110的這些膜與玻璃相比膨脹量更大。
如上所述，頂層部件110和底層部件130通過墊板140牢固地相互固定在其邊緣上。這樣，頂層部件110的熱膨脹上升，引起前面提及的向上的凸出部分，從而損害了觸摸板100的外觀和操作性能。
根據(jù)本實(shí)施例，PET膜101的熱膨脹系數(shù)低于偏振膜102或光各向同性膜104的熱膨脹系數(shù)，該P(yáng)ET膜101布置在頂層部件110的頂部，因此，可有效地限制這種向上的凸出部分。
在此，如果PET膜101太薄，就不能忍耐下部膜的熱膨脹，并且其本身將終止膨脹。因此，PET膜101需要具有一定厚度，另一方面，如果PET膜101太厚，它不能呈現(xiàn)足夠的柔性，這樣會(huì)使觸摸板100的操作性能降低。因此，PET膜101的厚度最好是50微米到250微米。PET膜101的厚度在128微米至188微米范圍內(nèi)更好，以完全消除頂層部件110的凸出部分，并在較寬的溫度范圍內(nèi)保持理想的操作性能。在本實(shí)施例中，如圖4中的表1所示，PET膜101的厚度被設(shè)定為188微米。
在偏振膜102內(nèi)使用的TAC膜是吸濕的，并具有極高的吸濕線性線膨脹系數(shù)(即由于吸收潮氣導(dǎo)致的膨脹系數(shù))，該吸濕線性線膨脹系數(shù)為4×10-5～7×10-5cm/cm/％。因此，如果溫度和濕度均上升，偏振膜102的膨脹傾向于進(jìn)一步增加，然而在本實(shí)施例中，偏振膜102的上表面由具有極小吸濕性的PET膜101覆蓋，從而防止偏振膜102與外界空氣直接接觸。在這種情況下，觸摸板100將不會(huì)受外部濕度變化的負(fù)面影響。
(實(shí)驗(yàn)結(jié)果)圖5中的表2示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，表明頂層部件110的凸出通過把PET膜101粘合到頂層部件上被大部分消除。
表1中分別示出了在該實(shí)驗(yàn)中采用的觸摸板的各部件的材料和厚度，觸摸板100的尺寸是190毫米×150毫米(8.4英寸)。
在下列設(shè)定下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)溫度是-20度或70度時(shí)，大氣調(diào)節(jié)成幾乎沒有濕度的干燥狀態(tài)。當(dāng)溫度是25度，40度或60度時(shí)，大氣調(diào)節(jié)成較高的90％的濕度。對(duì)于每一種大氣狀態(tài)，在觸摸板放在大氣下24小時(shí)的情況1下，在放在大氣中24小時(shí)之后，再把觸摸板從大氣中取走并置于正常大氣(溫度約為25度，濕度約為50％)達(dá)30至60分的情況2下，測量觸摸板凸出部分的最大值。
這里，當(dāng)從基準(zhǔn)面發(fā)生的最大凸出部分的一點(diǎn)的位移是以毫米測量凸出量，這里使用的基準(zhǔn)面是在正常溫度和濕度下頂層部件110的上表面。
除了上述凸出部分測量，觸摸板的操作性能通過用普通的輸入筆(由聚醛樹脂制成，0.8毫米筆尖半徑)將不同的操作砝碼施加在觸摸板上來計(jì)算。該操作性能測試重復(fù)10個(gè)樣本觸摸板，該樣本觸摸板在上述大氣條件下，在情況1和情況2中處于相同的大氣條件。當(dāng)用輸入筆施加一定的操作砝碼壓力時(shí)，如果全部10個(gè)樣本都可操作，則操作性能評(píng)定為“○”，如果10樣本其中任一個(gè)樣本在操作砝碼下不能操作，則操作性能評(píng)定為“△”。如果在施加操作砝碼下，10樣本沒有一個(gè)樣本可操作，則操作性能評(píng)定為“×”。
無須多說，如果全部10個(gè)樣本在施加小的操作砝碼下可操作，這證明具有很良好的操作性能。實(shí)際上，如果全部10個(gè)樣本在環(huán)境溫度變化到正常之后，在施加不超過100克至130克的操作砝碼下可操作這是最理想的。與此相反，如果一些樣本在施加操作砝碼為200克時(shí)不能操作，它表示操作性能差，且產(chǎn)品質(zhì)量低。
如表2所示，在情況1中獲得滿意的結(jié)果，此時(shí)觸摸板在除了-20℃以外的所有大氣下，操作砝碼為80克時(shí)，評(píng)為“○”。即使當(dāng)觸摸板再放置240小時(shí)時(shí)，這些結(jié)果不會(huì)改變。
在情況2中，觸摸板在25度和40度的大氣下呈現(xiàn)良好的操作性能，該大氣處于正常的使用環(huán)境范圍內(nèi)，此時(shí)凸出部分的凸出量測為0毫米，在操作砝碼為80克時(shí)，其操作性能評(píng)為“○”。對(duì)于60度和70度溫度的大氣，在施加130克的操作砝碼下，一些樣本不能操作，但在200克的操作砝碼下，所有10個(gè)樣本可操作。
將該觸摸板與沒有粘合PET膜101的傳統(tǒng)觸摸板相比。當(dāng)處于環(huán)境溫度為40度(濕度為90％)條件下達(dá)24小時(shí)時(shí)，傳統(tǒng)的觸摸板的凸出為2.5毫米并發(fā)生嚴(yán)重的變形。除此之外，傳統(tǒng)的觸摸板的操作性能差，因?yàn)榇蠖鄶?shù)樣本在其上施加的操作砝碼為200克或更大時(shí)不能操作。這證明，本發(fā)明的觸摸板的操作性能具有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。
第二實(shí)施例根據(jù)第二實(shí)施例，觸摸板100即使在60度的溫度下從不利環(huán)境移走之后，仍能保持良好的操作性能。
如上所述，在表2中所用的觸摸板100在情況1和情況2下，在環(huán)境溫度為25度和40度的操作砝碼為80克時(shí)評(píng)為“○”，與沒有PET膜101的傳統(tǒng)的觸摸板相比則具有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。然而，當(dāng)環(huán)境溫度從60度和70度變化到正常條件下時(shí)，操作性能不特別高。因?yàn)樵谑┘硬僮黜来a為200克時(shí)，評(píng)為“○”。
假定將該觸摸板100裝備于一種產(chǎn)品，例如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中。在盛夏，炎熱的太陽下停泊的汽車內(nèi)部的環(huán)境溫度常達(dá)到60度，最好即使在觸摸板100放置在這種不利條件下之后，仍能保持良好的操作性能。
在表2中，當(dāng)環(huán)境溫度為60度和70度時(shí)，仍保持較良好的操作性能，但一旦環(huán)境溫度恢復(fù)到正常條件，則操作性能降低，下面給出其可能的原因。
在第一實(shí)施例中，由于具有低熱膨脹系數(shù)的PET膜101粘合到偏振膜102的上表面上，以消除由于溫度升高引起的偏振膜102的熱膨脹，并防止偏振膜102向上凸出。這樣，盡管觸摸板100處于60度或更高的環(huán)境溫度下較長時(shí)間，作用在PET膜101和偏振膜102之間的熱應(yīng)力增大，最終在釋放熱應(yīng)力的方向，在兩層膜之間的粘合層內(nèi)出現(xiàn)“偏差”。然后，一旦環(huán)境溫度改變到正常條件下，具有較高熱膨脹系數(shù)的偏振膜102收縮得比PET膜101更大，與此同時(shí)保持該偏差，結(jié)果PET膜101變松馳，并向上凸出。這就解釋了在表2中示出的情況2中，凸出為1毫米的結(jié)果。
這樣，一旦環(huán)境溫度經(jīng)過較長時(shí)間下降到正常條件下，觸摸板100的操作性能降低。然而，更可取的是即使當(dāng)把觸摸板放置在較高溫度例如60度之后再移走時(shí)，觸摸板100仍能保持良好的操作性能。
該問題的解決方案在于用一種使PET膜101和偏振膜102粘合的粘合劑材料。代替?zhèn)鹘y(tǒng)上用于樹脂膜的普通粘合劑，第二實(shí)施例采用了即使在干燥后仍保持彈性的粘合劑，以便使粘合層吸收熱應(yīng)力，從而消除熱應(yīng)力。該熱應(yīng)力在高溫下作用在PET膜101和偏振膜102之間。對(duì)一個(gè)觸摸板進(jìn)行與表2相同的實(shí)驗(yàn)，該觸摸板與第一實(shí)施例的觸摸板相同，但采用具有消除應(yīng)力能力的粘合劑(以后稱為應(yīng)力消除粘合劑)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果示在圖6中的表3中。
在表3中，當(dāng)環(huán)境溫度從最高的70度變化到正常條件下時(shí)，可以看到操作性能沒有改善。盡管如此，當(dāng)環(huán)境溫度從60度改變到正常條件時(shí)，操作性能改善，因?yàn)闆]有發(fā)現(xiàn)凸出部分，操作砝碼為80克時(shí)，操作性能評(píng)價(jià)為“○”。
這樣，通過使用應(yīng)力消除粘合劑將PET膜101粘合到偏振膜102上，在實(shí)際使用時(shí)可能發(fā)生的約60度溫度的大氣條件下，在兩層膜之間有可能消除熱應(yīng)力。一旦環(huán)境溫度恢復(fù)到正常條件，粘合劑的彈力用來消除在兩層膜之間暫時(shí)產(chǎn)生的偏差，因此，兩層膜恢復(fù)到適當(dāng)?shù)膶?duì)齊狀態(tài)。不僅消除了觸摸板的凸出部分，而且操作性能實(shí)質(zhì)上增加。
這里，在使用應(yīng)力消除粘合劑將PET膜101粘合到偏振膜102之前，最好對(duì)PET膜101的粘合表面進(jìn)行表面處理。
通常，PET膜和由應(yīng)力消除材料制成的粘合劑不具有足夠的粘合性，在突然的溫度變化(特別是在高溫下)下，它們可能相互脫離，因此，必須對(duì)PET膜101的至少粘合表面進(jìn)行表面處理，以增強(qiáng)該表面與粘合劑的粘合性。
作為表面處理，可采用公知的處理，例如電暈處理或臭氧紫外線照射處理，但這些處理，在其處理的工藝中建立穩(wěn)定的工作條件上是困難的。因此從可靠性和可制造性來考慮，最好用具有應(yīng)力消除粘合劑的強(qiáng)粘合性的材料涂敷在PET膜101的表面上。
作為一個(gè)例子，把聚丙烯樹脂用作這種涂料。根據(jù)公知的滾動(dòng)涂敷技術(shù)，可形成在預(yù)定的有機(jī)溶劑內(nèi)溶解的聚丙烯樹脂涂層溶劑，并用輥?zhàn)釉赑ET膜101的表面上涂敷涂層溶液，這樣可以很容易地進(jìn)行涂敷。
圖7是一個(gè)放大的截面視圖，顯示了頂層部件110的部分，其中PET膜101涂敷有聚丙烯樹脂。在圖中，應(yīng)力消除粘合劑層由標(biāo)號(hào)1021標(biāo)出。
在圖中，PET膜101的兩個(gè)表面預(yù)先都覆蓋有聚丙烯樹脂涂層，并且這樣形成每個(gè)都具有約5微米的厚度的聚丙烯樹脂層1011和1012。因?yàn)榫郾渲粌H具有與應(yīng)力消除粘合劑很強(qiáng)的粘合，而且具有良好的耐久性，聚丙烯樹脂層1011用作加強(qiáng)阻止由筆輸入造成的磨損。通常約10微米的厚度就足夠?qū)τ谶@種聚丙烯樹脂涂層。如涂層比這個(gè)厚度值大，則將降低觸摸板的壓力表面的彈性，從而損害它的操作性能。
而且，通過對(duì)聚丙烯樹脂層1011的表面進(jìn)行防眩處理可以進(jìn)一步增加防止眩光。作為防眩處理，可使用公知的方法例如照相凹版輥涂敷。在照相凹版輥涂敷中，預(yù)定的涂敷液體由具有精細(xì)凹陷的照相凹版輥吸取，該凹陷通過蝕刻形成在凹版輥的表面上。在使用刮片從照相凹版輥的表面刮去過量液體后，照相凹版輥?zhàn)饔迷诰郾渲ど稀?br> 在接觸板上進(jìn)行與表2相同的實(shí)驗(yàn)，在觸摸板上，硬涂層已經(jīng)涂敷到PET膜101的兩個(gè)表面上，并且不僅在熱膨脹系數(shù)上不同的PET膜101和偏振膜102而且在熱膨脹系數(shù)上不同的偏振膜102和1/4λ延遲膜103也已經(jīng)用應(yīng)力消除粘合劑粘接。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果在幾乎所有的大氣條件下都是令人滿意的，如同在表3中所示的實(shí)驗(yàn)的情況下。在溫度高到70度時(shí)在PET膜101和偏振膜102之間沒有發(fā)現(xiàn)分離。而且，即使在環(huán)境溫度從60度改變到正常時(shí)也可確保足夠好的操作性能。
盡管在上述實(shí)驗(yàn)中，厚度為1100微米的玻璃板用作底層部件120，但是玻璃板越薄越好，因?yàn)橛|摸板的重量減少了，特別是在觸摸板用在便攜設(shè)備中時(shí)。
圖8中的表4示出了在與表2相同的在觸摸板上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的操作結(jié)果，其中PET膜101粘到頂層部件110上，并且厚度為700微米的玻璃板用作底層部件130。圖9中的表5示出了在與表3相同的在觸摸板上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的操作結(jié)果，其中用應(yīng)力解除粘合劑將PET膜101粘到頂層部件110，并且厚度為700微米的玻璃板用作底層部件130。
在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)環(huán)境溫度為-20度時(shí)，凸出部分的量為1.5毫米，并且操作性能等級(jí)被評(píng)為“×”，即使在最大操作砝碼200克時(shí)也如此。這可以解釋如下。因?yàn)槠衲?02比PET膜101的熱膨脹系數(shù)高，在極低溫度中，偏振膜102比PET膜101收縮程度大。這引起頂層部件110向上凸出的彎曲力。而且，由于底層部件130(700微米)比較薄，所以因這種彎曲力而使底層部件130在向下方向上稍有變形。
與此同時(shí)，在環(huán)境溫度改變到正常后的結(jié)果與在使用厚度為1100微米的玻璃板上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)相同。
更詳細(xì)地講，對(duì)沒有應(yīng)力消除粘合劑的PET粘合觸摸板而言，它的操作性能是滿意的，但當(dāng)環(huán)境溫度從60度和70度改變到正常溫度時(shí)(見表4)除外。對(duì)有應(yīng)力消除粘合劑的PET粘合觸摸板而言，它的操作性能是滿意的，但當(dāng)環(huán)境溫度從70度改變到正常溫度時(shí)(見表5)除外。
這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出不管底層部件130是非常薄的700微米的玻璃板還是1100微米的較厚的玻璃板，通過將PET膜101用應(yīng)力解除粘合劑敷到偏振膜上可以實(shí)質(zhì)上改善操作性能。
修改例雖然已經(jīng)通過上述實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些的限制。例如，下述修改例都是可行的。
(1)在如圖3所示的疊層結(jié)構(gòu)中，1/4λ延遲膜103配置在偏振膜102下面，以便將線偏振光轉(zhuǎn)變成圓偏振光，因此確?？梢娦院头姥?這種結(jié)構(gòu)后文稱作“圓偏振結(jié)構(gòu)”)。但是，只要它裝有偏振膜102，那么即使觸摸板100不具有圓偏振結(jié)構(gòu)也可以得到一定程度的可視性和防眩。
圖10是表示了觸摸板100的疊層結(jié)構(gòu)的局部放大截面圖，其中不包括1/4λ延遲膜103。如同圖3一樣，也示出了LCD板200的疊層結(jié)構(gòu)。
頂層部件110由PET膜101、偏振膜102和光各向同性膜104用粘合劑(未表示)層疊制成。電阻薄膜111形成在最底光各向同性膜104的下面。底層部件130對(duì)著頂層部件110，同時(shí)打點(diǎn)的墊板160插在其中。電阻薄膜131形成在底層部件130的上表面。這種結(jié)構(gòu)與圖3的圓偏振結(jié)構(gòu)不同，其中省去了1/4λ延遲膜103。
而且，1/4λ延遲膜103從在觸摸板100下面的LCD板200中刪去。
在圖10中，定位觸摸板100中的偏振膜102，以使它具有平行于在LCD板200中的偏振膜202的偏振軸。因此，透過偏振膜202，來自背照射光源的光實(shí)際上可以穿過偏振膜。這樣，來自背照明光源的光量幾乎不減少，從而可以確保足夠的能見度。
與此同時(shí)，經(jīng)PET膜101的外界的光入射量在偏振膜102中減少了約1/2，因?yàn)槠衲?02僅允許偏振面平行于其偏振軸的那些光通過。結(jié)果，光可減少到實(shí)用水平，盡管是減少到比圓偏振結(jié)構(gòu)的觸摸板100更小的程度。
(2)在觸摸板100的頂層部件110中的防眩膜層(例如偏振膜102和1/4λ延遲膜103，后文總稱“防眩膜”)可以服務(wù)于它們的目的，只要它們定位在觸摸板100所安裝的LCD板200的顯示屏范圍中。
假設(shè)這種防眩膜的材料成本比其他樹脂膜的材料成本高，如果防眩膜比由墊板140的內(nèi)邊緣(后文稱，“內(nèi)邊緣”)圍繞的區(qū)域小，那么它是有低成本優(yōu)點(diǎn)的。但是，太小的防眩膜會(huì)出現(xiàn)使觸摸板100不能操作的危險(xiǎn)，因?yàn)樵谟|摸板制造過程中在電阻薄膜111和這對(duì)電極112之間可以發(fā)現(xiàn)破損。
引起這種破損的原因如下。因?yàn)榉姥Ｄは喈?dāng)貴，最好在生產(chǎn)過程的較后階段施加防眩膜。因此，在光各向同性膜104和底層部件130于框架形墊板140一起疊層并且將打點(diǎn)的墊板160插入其中之后，通過用輥?zhàn)訑D壓將防眩膜粘合到光各向同性膜104的上表面。這里，當(dāng)輥?zhàn)訑D壓到墊板140的內(nèi)邊緣的部分上時(shí)，在擠壓過的部分上作為電阻薄膜111的底層的光各向同性膜104大為伸長，好象變彎曲。但是，電阻薄膜111本身沒有柔軟到足以確保光各向同性膜104的伸長，其結(jié)果導(dǎo)致破損的發(fā)生。
如果防眩膜與光各向同性膜104同樣大，則可以避免這個(gè)問題，因?yàn)楣飧飨蛲阅?04的強(qiáng)度在與墊板140的內(nèi)邊緣相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中增大，這樣當(dāng)輥?zhàn)訑D壓時(shí)光各向同性膜104將不會(huì)被拉伸得太長。如上所述，但是，在成本方面這不是特別令人滿意。為了使防眩膜的尺寸減到使成本降低，但又不能有破損危險(xiǎn)的程度，防眩膜的尺寸可以比墊板140的內(nèi)邊緣區(qū)域稍大一些。
圖11A是局部縱向橫截面圖，顯示了觸摸板100的疊層結(jié)構(gòu)，該觸摸板100安裝有偏振膜102作為僅有的一個(gè)防眩膜。注意為簡化起見，已經(jīng)刪去了1/4λ延遲膜103。在光各向同性膜104的下表面上疊層了電阻薄膜111，該電阻薄膜111連接電極112。在光各向同性膜104的上表面上疊層了偏振膜102，該偏振膜102的邊緣稍微伸過在墊板140的內(nèi)邊緣。圖11B顯示了在圖11A中的光各向同性膜104和偏振膜102之間的尺寸差異，其中虛線145表示墊板140的內(nèi)邊緣。如圖所示，偏振膜102比光各向同性膜104小，但比墊板140的內(nèi)邊緣區(qū)域稍大。在這個(gè)實(shí)例中，偏振膜102的邊緣就處在伸出在墊板140的內(nèi)邊緣1毫米的狀態(tài)。利用這個(gè)結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)過程中沒有發(fā)現(xiàn)破損。
正常情況下，墊板140的內(nèi)邊緣不可能被裝有觸摸板的設(shè)備中的定位器輸入裝置擠壓。如果用內(nèi)邊緣的部分上的輸入筆施加大壓力，這如圖11A的箭頭F指示，根據(jù)上述改型例仍然可以防止破損。
在圖11B中，布置偏振膜102的所有側(cè)緣伸過墊板140的內(nèi)側(cè)緣。但是，在如果破損發(fā)生在連接到這對(duì)電極112上的電阻薄膜111的兩側(cè)中的任何一側(cè)上而存在嚴(yán)重故障危險(xiǎn)的同時(shí)，當(dāng)破損發(fā)生在不與每個(gè)電極112相連接的電阻薄膜111的兩側(cè)中的任何一側(cè)時(shí)，則不大可能發(fā)生故障。因此，只要把防眩膜的邊緣伸過一對(duì)電極112所定位的兩側(cè)的至少一側(cè)上的墊板140的內(nèi)邊緣，就足夠了。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，破損可以有效抑制而基本上不會(huì)增加材料成本。
(3)當(dāng)壓觸摸板100的表面時(shí)，電阻薄膜111和131之間的距離在受壓部分周圍變化。當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，在進(jìn)入觸摸板100的外光、電阻薄膜111反射的光和電阻薄膜131反射的光之間彼此干擾，形成牛頓環(huán)，從而破壞顯示屏的可視性。為防止這些不希望的牛頓環(huán)，可以按下述方式改進(jìn)觸摸板100。
圖12是顯示了改進(jìn)的觸摸板100的疊層結(jié)構(gòu)的局部縱向截面圖。為簡化起見，該觸摸板100僅包括一個(gè)防眩膜，即偏振膜102，如圖11A所示。
在圖中，在其下表面上具有許多細(xì)小凹陷的光各向同性膜105用作電阻薄膜115的底層。結(jié)果，相似的凹陷形成在電阻薄膜115的表面上。這樣，由于入射到該電阻薄膜115上的外光被不規(guī)則地反射，所以幾乎沒有光與與電阻薄膜131反射出的光的相干涉。結(jié)果，有效地抑制了牛頓環(huán)的產(chǎn)生。
這里，可以通過使電阻薄膜131的底層(玻璃板130)的表面變粗糙來代替電阻薄膜115的底層，或者使兩個(gè)基部的表面都變粗糙。最好，根據(jù)JIS和ISO468-1982，使這種粗糙表面具有表面粗糙度Ra約為0.06微米～3.0微米。
為了在電阻薄膜底層上形成粗糙表面，可使用公知的技術(shù)。
對(duì)于電阻薄膜底層例如由樹脂制成的光各向同性膜104而言，主要使用前述的防眩處理。另外，對(duì)于電阻薄膜底層例如由玻璃制成的底層部件130而言，主要使用蝕刻，其中使用化學(xué)制劑例如氟將玻璃板的表面用化學(xué)方法變粗糙。
然而通過這個(gè)修改，可能引起下述一種可能性即使在沒有施加壓力時(shí)，在一個(gè)電阻薄膜上的一些突出部分如此接近另一電阻薄膜以至變成幾乎接觸的狀態(tài)，因此引起故障。為避免這種現(xiàn)象，必須使打點(diǎn)打墊板160的高度大于這些凸起的厚度的高度。
(4)盡管在上述實(shí)施例中由于PET膜的熱膨脹系數(shù)比偏振膜102的熱膨脹系數(shù)低，而將它用作防凸出膜，但是只要其它材料制成的膜的熱膨脹系數(shù)比偏振膜102的熱膨脹系數(shù)低就可替換使用。這里，如果偏振膜102主要由具有高吸濕的線膨脹系數(shù)的材料例如TAC膜制成，最好至少使用具有較低吸濕性的膜。在這方面，同樣，PET膜適合作為防凸出膜。
雖然參考附圖通過實(shí)例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了完全描述，但應(yīng)該注意的是，對(duì)本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員而言，顯然可以進(jìn)行各種改變和修改。因此，只要這些改變和修改在本發(fā)明的范圍內(nèi)，就應(yīng)該把它們理解為包括在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電阻薄膜觸摸板，它包括一個(gè)第一層部件，該第一層部件具有在其主表面之一上的第一電阻薄膜；第二層部件，該第二層部件具有柔性并且在其主表面之一上的第二電阻薄膜，第二層部件與第一層部件面對(duì)面并以一種方式使墊板夾在它們之間，使第一電阻薄膜和第二電阻薄膜彼此面對(duì)面并使其間以均勻間隙隔開；和第三層部件，該第三層部件疊層在第二層部件的外部主表面上，其中，第二層部件具有偏振特性，而第三層部件具有比第二層部件低的熱膨脹系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于使用具有應(yīng)力消除能力的粘合劑將第三層部件粘到第二層部件的外主表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于第三層部件粘到第二層部件的外主表面上的其中一個(gè)主表面上涂有聚丙烯樹脂。
4.如權(quán)利要求1所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于第三層部件比第二層部件吸濕差。
5.如權(quán)利要求1所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于第二層部件由包括偏振器的至少兩層膜層疊而成。
6.如權(quán)利要求5所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于一個(gè)第一四分之一波長板布置在第一層部件外部，以便近乎平行于第一層部件，并且第二層部件包括一個(gè)第二四分之一波長板，該第二四分之一波長板層疊在比偏振器更靠近其內(nèi)主表面的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于第一四分之一波長板的光軸形成與偏振器的偏振軸在第一方向上的45度夾角，并且第二四分之一波長板的光軸形成與偏振器的偏振軸在與第一方向相反的第二方向上的45度夾角，
8.如權(quán)利要求5所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于通過將具有偏振特性的聚乙烯基醇膜夾在三乙?；宜狨ツぶg制造偏振器，并且第三層部件由比三乙酰基乙酸酯膜更小吸濕性的材料制成。
9.如權(quán)利要求5所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于沿第一和第二層部件邊緣以圖象框架的形狀形成至少部分墊板，并且其中在第二層部件的內(nèi)主表面上形成一對(duì)電極，這對(duì)電極電連接第二電阻薄膜并面對(duì)面布置，并且偏振器的尺寸設(shè)定能使偏振器的邊緣伸過墊板的至少兩側(cè)的至少部分的內(nèi)邊緣，這對(duì)電極定位在至少這兩側(cè)。
10.如權(quán)利要求1所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于第三層部件是對(duì)苯二甲酸聚乙烯酯膜。
11.如權(quán)利要求1所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于第一電阻薄膜和第二電阻薄膜的至少其中之一具有變粗糙的主表面，以防止反射。
12.如權(quán)利要求11所述的電阻薄膜觸摸板，其特征在于粗糙主表面的表面粗糙度Ra是在0.06微米和3.0微米范圍之間。
全文摘要
觸摸板由頂層部件,該頂層部件在其內(nèi)表面上具有電阻薄膜,和底層部件,該底層部件在其內(nèi)表面上具有電阻薄膜,頂層和底層部件面對(duì)面布置同時(shí)中間布置有打點(diǎn)墊板。通過在其外表面以這個(gè)順序疊層PET膜,偏振膜,1/4λ延遲膜和光各向同性膜形成頂層部件。PET膜具有比其它下面的膜(例如偏振膜)低的熱膨脹系數(shù)。因此,PET膜用來防止在溫度升高時(shí)頂層部件的其它膜向外凸出。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1274996SQ0011849
公開日2000年11月29日 申請(qǐng)日期2000年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月19日
發(fā)明者村上雪雄, 平野俊介 申請(qǐng)人:官支株式會(huì)社