專利名稱：觸摸面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸摸面板，特別是涉及一種電容耦合方式的觸摸面板、即能夠使用非導(dǎo)電性筆等進(jìn)行輸入操作的觸摸面板。
背景技術(shù)：
在具備輸入裝置的顯示裝置(以下稱為“觸摸面板”)中，該輸入裝置具有由使用者的手指等在顯示畫面上進(jìn)行觸摸操作(接觸按壓操作，以下簡(jiǎn)稱為觸摸)來輸入信息的畫面輸入功能，該顯示裝置被用于PDA、便攜式終端等移動(dòng)用電子設(shè)備、各種家電產(chǎn)品、無人受理機(jī)等固定型用戶引導(dǎo)終端。這種觸摸面板的驅(qū)動(dòng)方式已知有以下方式對(duì)被觸摸的部分的電阻值變化進(jìn)行檢測(cè)的電阻膜方式；或者檢測(cè)電容變化的靜電電容耦合方式；以及對(duì)由觸摸而被屏蔽的部分的光量變化進(jìn)行檢測(cè)的光傳感方式等。與電阻膜方式、光傳感方式相比，靜電電容耦合方式具有以下優(yōu)點(diǎn)。例如，在電阻膜方式、光傳感方式中透過率低約80%左右，與此相對(duì)，在靜電電容耦合方式中透過率高達(dá)約90%而顯示像質(zhì)不會(huì)降低。另外，在電阻膜方式中，通過電阻膜的機(jī)械接觸來檢測(cè)觸摸位置，因此電阻膜有可能老化或者損壞(產(chǎn)生裂紋)，與此相對(duì)，在靜電電容耦合方式中不存在檢測(cè)用電極與其它電極等進(jìn)行接觸的機(jī)械接觸，從耐久性這一點(diǎn)考慮，靜電電容耦合方式也是比其它方式有利。如圖1所示，作為靜電電容耦合方式的觸摸面板存在一種利用與手指FN之間的靜電電容(Cx、Cy)的變化的觸摸面板。在透明基板TS上夾持絕緣層IFl、IF2而形成有X軸電極XE和Y軸電極YE。在絕緣層IF2的上表面設(shè)置有保護(hù)板(膜)GP。在圖1的方式中，作為輸入單元，以手指FN等具有導(dǎo)電性的物質(zhì)為前提。因此，當(dāng)使電阻膜方式等方式所使用的樹脂制觸針等非導(dǎo)電性筆接觸到圖1的觸摸面板時(shí)，幾乎不產(chǎn)生電極的電容變化，因此無法檢測(cè)輸入坐標(biāo)。作為解決這種問題的技術(shù)，存在一種記載于 JP2009-258888A的技術(shù)。在JP2009-258888A中記載了如下的技術(shù)，該技術(shù)在使用非導(dǎo)電性的輸入單元接觸到觸摸面板時(shí)也能夠檢測(cè)坐標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在于，提供一種提高透過率并且提高靜電電容的檢測(cè)靈敏度進(jìn)而抑制檢測(cè)信號(hào)的延遲的觸摸面板。為了實(shí)現(xiàn)解決所述問題，本發(fā)明的觸摸面板具有以下特征結(jié)構(gòu)。(1) 一種靜電電容耦合方式的觸摸面板，具備第一基板，其形成有檢測(cè)XY位置坐標(biāo)的坐標(biāo)檢測(cè)電極；以及第二基板，其設(shè)置成與所述第一基板相對(duì)，該觸摸面板的特征在于，所述第二基板朝向所述第一基板側(cè)依次具備剛性低于所述第二基板的彈性層以及導(dǎo)電層，具有在該坐標(biāo)檢測(cè)電極與該導(dǎo)電層之間設(shè)置的非導(dǎo)電性的間隔物，在該間隔物所形成的間隙中填充有液體。(2)根據(jù)所述⑴所述的觸摸面板，其特征在于，該導(dǎo)電層承載于樹脂薄膜上。(3)根據(jù)所述(2)所述的觸摸面板，其特征在于，該導(dǎo)電層形成于該樹脂薄膜的所述第一基板側(cè)。(4)根據(jù)所述(1)所述的觸摸面板，其特征在于，該彈性層與該導(dǎo)電層是同一層。(5)根據(jù)所述(1)所述的觸摸面板，其特征在于，該彈性層的厚度大于該間隔物所形成的間隙的間隔。(6)根據(jù)所述(1)所述的觸摸面板，其特征在于，在該坐標(biāo)檢測(cè)電極上形成絕緣膜，該間隔物與該絕緣膜接觸。(7)根據(jù)所述⑴所述的觸摸面板，其特征在于，該間隔物是珠狀物或者形成于所述第一基板側(cè)與所述第二基板側(cè)的各相對(duì)面中的至少一個(gè)相對(duì)面上的突起。(8)根據(jù)所述⑴所述的觸摸面板，其特征在于，該間隔物所形成的間隙的間隔為 20 μ m以下。(9) 一種靜電電容耦合方式的觸摸面板，具備第一基板，其形成有檢測(cè)XY位置坐標(biāo)的坐標(biāo)檢測(cè)電極；以及第二基板，其設(shè)置成與所述第一基板相對(duì)，該觸摸面板的特征在于，所述第一基板從該坐標(biāo)檢測(cè)電極朝向所述第二基板側(cè)依次具備剛性低于所述第二基板的彈性層以及導(dǎo)電層，具有在所述第二基板與該導(dǎo)電層之間設(shè)置的非導(dǎo)電性的間隔物，在該間隔物所形成的間隙中填充有液體。(10)根據(jù)所述(9)所述的觸摸面板，其特征在于，該導(dǎo)電層承載于樹脂薄膜上。(11)根據(jù)所述(10)所述的觸摸面板，其特征在于，該導(dǎo)電層形成于該樹脂薄膜的所述第一基板側(cè)。(12)根據(jù)所述(9)所述的觸摸面板，其特征在于，該彈性層與該導(dǎo)電層是同一層。(13)根據(jù)所述(9)所述的觸摸面板，其特征在于，該彈性層的厚度大于該間隔物所形成的間隙的間隔。(14)根據(jù)所述(9)所述的觸摸面板，其特征在于，該間隔物是珠狀物或者是形成于所述第一基板側(cè)與所述第二基板側(cè)之間的各相對(duì)面中的至少一個(gè)相對(duì)面上的突起。(15)根據(jù)所述(9)所述的觸摸面板，其特征在于，該間隔物所形成的間隙的間隔為20μπι以下。(16)根據(jù)所述(9)所述的觸摸面板，其特征在于，該觸摸面板的操作通過使用對(duì)該第二基板的表面進(jìn)行按壓的非導(dǎo)電性筆來進(jìn)行。(17)根據(jù)所述⑴或者(9)所述的觸摸面板，其特征在于，該觸摸面板配置于液晶顯示裝置或者有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置的顯示面?zhèn)?。根?jù)本發(fā)明的觸摸面板，通過在非導(dǎo)電性間隔物所形成的間隙中填充液體，來抑制界面反射，因此透過率提高。進(jìn)而，牛頓環(huán)(Newton ring)現(xiàn)象受到了抑制，因此能夠減小配置有間隔物的空間的寬度，靜電電容的檢測(cè)靈敏度也提高。而且，即使使用液體，由間隔物引起的流動(dòng)性也被限制，因此能夠使解除按壓時(shí)的導(dǎo)電層返回到初始位置的恢復(fù)時(shí)間提前，并且抑制檢測(cè)信號(hào)的延遲。


圖1是說明用手指等操作的靜電電容耦合方式的觸摸面板的以往例的圖。圖2是說明用非導(dǎo)電性筆操作的靜電電容耦合方式的觸摸面板的以往例的圖。圖3是說明用手指等來操作圖2的觸摸面板的情況下的示例的圖。圖4是用于說明將固體用于彈性層時(shí)的變化的模型圖。圖5是用于說明在圖4的最上層使用了 PET薄膜時(shí)的變形狀態(tài)的圖。圖6是用于說明在圖4的最上層使用了玻璃板時(shí)的變形狀態(tài)的圖。圖7是說明在最上層使用了玻璃板時(shí)的翹曲所引起的錯(cuò)誤檢測(cè)的樣子的圖。圖8A和圖8B是說明在最上層使用了 PET薄膜、在彈性層使用了液體的情況下的錯(cuò)誤檢測(cè)的樣子的圖。圖9是說明新靜電電容耦合方式的觸摸面板的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖10是說明操作圖9的觸摸面板的狀況的圖。圖11是說明本發(fā)明觸摸面板的第一實(shí)施例的圖。圖12是具備本發(fā)明的觸摸面板和顯示裝置的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖13是表示觸摸面板的電極結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖14是說明本發(fā)明的觸摸面板的第二實(shí)施例的圖。圖15是說明本發(fā)明的觸摸面板的第三實(shí)施例的圖。圖16A以及圖16B是說明圖14的觸摸面板的動(dòng)作狀態(tài)的圖。圖17是說明本發(fā)明的觸摸面板的第四實(shí)施例的圖。圖18是說明圖17的觸摸面板的動(dòng)作狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖2所示，在靜電電容耦合方式的觸摸面板中，存在使用彈性絕緣層IE以及在透明薄膜TF上形成圖案而得到的浮島狀的電極FE的方式。該觸摸面板具有以下結(jié)構(gòu)在進(jìn)行輸入時(shí)，用筆PN按壓透明薄膜TF，使彈性層IE變形，由此由浮島電極FE與X-Y電極 (XE、YE)所形成的靜電電容(Cx、Cy)發(fā)生變化，從而檢測(cè)輸入坐標(biāo)。進(jìn)而，如圖3所示，還能夠用手指FN按壓透明薄膜TF來進(jìn)行輸入操作。為了使用這種彈性絕緣層，例如需要滿足以下示出的條件的彈性材料、保護(hù)板 (膜)。(彈性材料) 最低負(fù)載80g下變形率為60%以上 卸載后形狀恢復(fù)
光透過率為90 %以上 最大負(fù)載1500g下也不會(huì)破損(保護(hù)板和膜) 耐傷性較高并且，還要求以下條件在作為觸摸面板而組合時(shí)，在同時(shí)按壓兩個(gè)點(diǎn)時(shí)，兩點(diǎn)間不會(huì)變形等。
在圖2等示出的、使用彈性變形的靜電電容耦合方式的觸摸面板中，在最上層能夠使用玻璃基板、丙烯板等板狀體或PET等樹脂薄膜。另外，彈性絕緣層能夠使用橡膠等固體(包括凝膠狀體)、油等液體、空氣等氣體。然而，在對(duì)彈性絕緣層使用固體的情況下，產(chǎn)生圖4 圖6示出的問題。圖4是示意性地示出在基板BL上配置彈性狀固體SL、設(shè)置最上層UL的結(jié)構(gòu)的圖。虛線PL是表示變形狀態(tài)的模擬線。如圖5所示，在對(duì)最上層UL使用PET薄膜的情況下，在用筆PN按壓的部分的正下方(附圖標(biāo)記1)固體被壓縮，但是在按壓部分的周圍(附圖標(biāo)記2)產(chǎn)生回退。 因此，變形量小而變形面積(區(qū)域)也小，因此，結(jié)果是靜電電容沒有充分變化，從而難以進(jìn)行輸入坐標(biāo)的檢測(cè)。另外，在對(duì)最上層UL使用玻璃板的情況下，如圖6所示，回退的位移小于PET薄膜，但是整體位移量小，產(chǎn)生位移的面積也小，因此靜電電容的變化變小。接著，在對(duì)彈性絕緣層IE使用氣體、液體或者固體、對(duì)最上層UL使用玻璃板的情況下，如圖7所示，產(chǎn)生以下現(xiàn)象，即玻璃板翹曲，與用筆PN按壓的部分(附圖標(biāo)記3)相比， 其它部位(附圖標(biāo)記4)更接近基板BL—側(cè)。由此，將會(huì)錯(cuò)誤檢測(cè)為附圖標(biāo)記4的部分被按壓。并且，在對(duì)彈性絕緣層IE使用液體、對(duì)最上層UL使用PET薄膜的情況下，如圖8A 所示，在用筆PN按壓時(shí)，在按壓部3中液體減少，逃到周圍的液體5推起周圍的最上層，從而形成向箭頭6方向的凸起。接著，使筆PN離開時(shí)，如圖8B所示，液體5返回到初始位置， 因此最上層向箭頭6方向位移，如附圖標(biāo)記4所示，最上層UL接近基板BL，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤檢測(cè)。本發(fā)明人提出了圖9示出的、新靜電電容耦合方式的觸摸面板。在圖9中，作為第一基板，設(shè)置形成了 X軸和Y軸的電極的XY電極基板(XYES)，并且，作為第二基板，在上側(cè)基板UP上重疊配置彈性層EL和導(dǎo)電層CL。然后，在第一基板與第二基板之間插入間隔物 SP，相對(duì)配置兩個(gè)基板。 對(duì)于圖9的觸摸面板，當(dāng)用樹脂筆PN等來按壓時(shí)，如圖10所示，上側(cè)基板UP在較大范圍內(nèi)使彈性層EL變形，在多個(gè)XY電極整體中檢測(cè)出靜電電容的變化，因此能夠可靠地檢測(cè)輸入坐標(biāo)。本發(fā)明者進(jìn)一步專心研究的結(jié)果是，在圖9的觸摸面板中，發(fā)現(xiàn)在配置了間隔物 SP而得到的間隙中不存在空氣層的結(jié)構(gòu)較有用。(1)抑制在與空氣層之間的邊界產(chǎn)生的界面反射，透過率能夠提高。(2)能夠抑制配置了間隔物SP而得到的空間中的牛頓環(huán)現(xiàn)象的產(chǎn)生，能夠?qū)⒖臻g的厚度設(shè)定為30 μ m以下。(3)通過所述(2)，檢測(cè)靈敏度提高，因此能夠減小第二基板的變形量，能夠自由地設(shè)定最上層(上側(cè)基板)的厚度(硬度)。圖11是說明本發(fā)明觸摸面板的第一實(shí)施例的圖。本發(fā)明的觸摸面板是一種靜電電容耦合方式的觸摸面板，具備第一基板 (XYES)，其形成有檢測(cè)XY位置坐標(biāo)的坐標(biāo)檢測(cè)電極；以及第二基板(UP)，其設(shè)置成與所述第一基板相對(duì)，該觸摸面板的特征在于，所述第二基板(UP)朝向所述第一基板(XYES)側(cè)依次具備剛性低于所述第二基板的彈性層(EL)、導(dǎo)電層(CL)，并具有在該坐標(biāo)檢測(cè)電極與該導(dǎo)電層之間設(shè)置的非導(dǎo)電性間隔物(SP)，在該間隔物所形成的間隙中填充有液體(LQ)。
在圖11的觸摸面板中，導(dǎo)電層CL承載于樹脂薄膜FL(在附圖中，表示為FL(CL)， 是指承載CL的樹脂薄膜FL)上。導(dǎo)電層CL還能夠由導(dǎo)電層單體形成，但是使導(dǎo)電膜承載于樹脂薄膜上，由此即使導(dǎo)電膜變形也能夠容易地恢復(fù)到原來的形狀。導(dǎo)電層CL是透明導(dǎo)電層，只要是具有導(dǎo)電性的薄膜則沒有特別限定，能夠使用以往的ITO(氧化銦錫)、ATO(氧化銻錫)、IZO(氧化銦鋅)等。另外，還能夠使用使以往的 ITO(氧化銦錫)、ATO(氧化銻錫)、IZO(氧化銦鋅)等微顆粒分散至透明樹脂而得到的薄膜；還使用將作為具有導(dǎo)電性的微顆粒例如鎳、金、銀、銅等金屬微顆粒、以及將具有絕緣性的無機(jī)微顆粒、樹脂微顆粒被實(shí)施金屬電鍍后而成的微顆粒分散至樹脂中而得到的薄膜等。另外，還能夠通過如下方式來使用，即將從包括Al203、Bi203、Ce02、In203、(In2O3^SnO2)、 HfO2、La2O3、MgF2、Sb2O5、(Sb2O5、SnO2) ,SiO2, SnO2、TiO2、Y2O3、ZnO 以及 ZrO2 的組中選擇的至少一種金屬氧化物、或者金屬氟化物所構(gòu)成的微顆粒分散至透明樹脂中。另外，還能夠涂敷聚苯胺、聚乙炔、聚乙撐二氧噻吩、聚吡咯、聚異苯并噻吩以及聚異萘并噻吩等有機(jī)導(dǎo)電性材料來使用。另外，導(dǎo)電層CL優(yōu)選使用光折射率小、由光反射引起的光的吸收小、散射小的導(dǎo)電層，最好適當(dāng)?shù)丶右赃x擇。在使導(dǎo)電層CL承載于樹脂薄膜FL的情況下，將該導(dǎo)電層配置在該樹脂薄膜的第一基板側(cè)(XY電極側(cè))，由此使導(dǎo)電層CL與XY電極更接近，從而能夠提高檢測(cè)靈敏度。另夕卜，在使導(dǎo)電層CL承載于與所述第一基板側(cè)相反一側(cè)的情況下，導(dǎo)電層CL不會(huì)被間隔物SP 直接按壓，因此能夠防止導(dǎo)電膜的損傷，從而能夠提高觸摸面板的耐久性。另外，還能夠代替彈性層EL和導(dǎo)電層CL，而使用導(dǎo)電性的彈性體，構(gòu)成為同一層， 這與圖11的顯示有所不同。在這種情況下，部件數(shù)量減少，從而能夠抑制制造成本。在本發(fā)明的觸摸面板中，優(yōu)選將彈性層EL的厚度設(shè)為大于間隔物SP所形成的間隙的間隔。由此，能夠使用彈性層EL的變形來使導(dǎo)電膜CL更接近第一基板(XYES)側(cè)。如還在圖14或者圖15例示的那樣，在配置了 XY電極的第一基板(XYES)中構(gòu)成為，在坐標(biāo)檢測(cè)電極(XP1、XP2以及XP3)上形成絕緣膜(IF1、IF2)，該間隔物SP與該絕緣膜接觸。該絕緣膜還兼做XY電極的保護(hù)膜，并且能夠?qū)Y電極與導(dǎo)電膜CL之間的距離保持為預(yù)定的間隔。如后述那樣，作為間隔物能夠使用珠狀物(beads)(參照?qǐng)D14的SPl)或者形成于所述第一基板側(cè)與所述第二基板側(cè)的各相對(duì)面中的至少一個(gè)相對(duì)面上的突起(參照?qǐng)D15 的 SP2)。在作為本發(fā)明的特征的間隔物SP所形成的空間內(nèi)填充惰性透明液體。例如能夠優(yōu)選使用鏈?zhǔn)斤柡蜔N中的、碳原子數(shù)5-16的鏈?zhǔn)斤柡蜔N、特別是在常溫條件下為液體的汽油等所含有的碳原子數(shù)5-8的鏈?zhǔn)斤柡蜔N(從戊烷至辛烷)、在碳原子數(shù)9以上的鏈?zhǔn)斤柡蜔N中使用于輕油(柴油)、煤油的壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷等。并且，這些鏈烷烴并非是均勻的物質(zhì)，而是具有各種結(jié)構(gòu)碳鏈的物質(zhì)的混合物。能夠使用在常溫常壓條件下為液狀的混合石蠟(液體石蠟)、醫(yī)藥用潤(rùn)滑油(nujol)、礦物油精(mineral spirit)、礦質(zhì)松節(jié)油、石油溶劑(white spirit)、白油、石蠟油、石油溶劑油 (petroleum spirit)、礦物稀釋劑、汽油(petroleum spirit)、水石蠟、礦物油、石蠟油等。 不飽和烴類、在乙烯基上取代/鍵合有氯、氧、羧基、氨基、羥基等的不飽和烴的反應(yīng)性較高，不適合于本發(fā)明，但是，一部分醇類、醚類、酯類的有機(jī)溶劑是可以利用的。惰性且能夠自由地調(diào)整粘度而最易于使用的油為硅油類(二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基氫硅油)， 還能夠使用聚醚改性、甲基苯乙烯基改性、烷基改性、高級(jí)脂肪酸酯改性、親水性特殊改性、 含有高級(jí)脂肪酸、氟改性等的非反應(yīng)性的改性硅油。通過使用這種透明液體，能夠抑制以往的空氣層的邊界中的界面反射，并提高透過率。而且，為了避免牛頓環(huán)現(xiàn)象，本來需要30μπι以上的間隔物間隔，但是還能夠?qū)D11 的間隔物間隔G設(shè)定為20 μ m以下。由于間隔物間隔G的距離變窄，而XY電極與導(dǎo)電膜CL之間的間隔變窄，從而檢測(cè)靈敏度提高。因此，能夠增加最上層UP的厚度。例如，在丙烯板中，在加入液體之前為 0. 3mm，加入液體之后能夠增加到0. 7mm左右。另外，在玻璃板中為0. 2mm，加入液體之后能夠增加到0.5mm左右。由此，面板的質(zhì)感(不存在翹曲等)提高，并且通過與手指(導(dǎo)體) 輸入用觸摸面板(參照?qǐng)D1)相同的外觀，能夠進(jìn)行使用了非導(dǎo)電性筆的輸入。在圖12中，101是本發(fā)明實(shí)施例的觸摸面板。觸摸面板101具有電容檢測(cè)用的X 電極XP以及Y電極YP。在此，例如圖示四個(gè)(XPl XP4)X電極，四個(gè)(YPl YP4)Y電極， 但是電極數(shù)并不限于此。觸摸面板101設(shè)置于顯示裝置的顯示部106的前表面。作為顯示裝置，能夠優(yōu)選使用液晶顯示裝置或者有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置。另外，在使用者觀察顯示在顯示裝置中的圖像的情況下，顯示圖像需要透過觸摸面板，因此期望觸摸面板的透過率較高。觸摸面板101 的X電極和Y電極通過檢測(cè)用布線(DTL)與電容檢測(cè)部102相連接。根據(jù)從控制運(yùn)算部103 輸出的檢測(cè)控制信號(hào)(DTCS)來控制電容檢測(cè)部102，電容檢測(cè)部102對(duì)包括在觸摸面板的各電極(X電極、Y電極)的電容進(jìn)行檢測(cè)，將隨各電極的電容值不同而發(fā)生變化的電容檢測(cè)信號(hào)(CDS)輸出到控制運(yùn)算部103?？刂七\(yùn)算部103從各電極的電容檢測(cè)信號(hào)(CDS)計(jì)算各電極的信號(hào)成分，并且從各電極的信號(hào)成分運(yùn)算并求出輸入坐標(biāo)。當(dāng)通過觸摸操作從觸摸面板101傳輸輸入坐標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)104生成與該觸摸操作相應(yīng)的顯示圖像，作為顯示控制信號(hào)(DSCS)傳輸?shù)斤@示控制電路105。顯示控制電路105與根據(jù)顯示控制信號(hào)傳輸過來的顯示圖像相應(yīng)地生成顯示信號(hào)(DSS)，在顯示裝置中顯示圖像。圖13是表示觸摸面板101的電容檢測(cè)用的X電極XP和Y電極YP的電極圖案的圖。X電極XP和Y電極YP通過檢測(cè)用布線DTL與電容檢測(cè)部102相連接。Y電極在觸摸面板101的橫向方向上延伸，多個(gè)Y電極在縱向方向上排列。在X電極和Y電極的交叉部分中，使Y電極和X電極的電極寬度變窄，以縮減各電極的交叉電容。假設(shè)將該部分稱為細(xì)線部。因而，Y電極呈在其延伸方向上交替地配置細(xì)線部與除此以外的電極部分(以下，稱為底墊部)而成的形狀。在相鄰的Y電極之間配置X電極。X電極在觸摸面板101的縱向方向上延伸，多個(gè)X電極在橫向方向上排列。與Y電極同樣地，X電極呈在其延伸方向上交替地配置細(xì)線部與底墊部而成的形狀。接著，在說明X電極的底墊部的形狀方面，假設(shè)用于將X電極與檢測(cè)用布線進(jìn)行連接的布線位置(或者X電極的細(xì)線部)作為X電極的橫向方向的中心。X電極的底墊部的電極形狀隨著接近相鄰的X電極的中心而面積變小，越接近該X電極的中心則面積越大。因此，在考慮相鄰的兩個(gè)X電極、例如XPI與XP2之間的X電極的面積的情況下，在XPl電極的中心附近，XPl電極的底墊部的電極面積變得最大，并且XP2電極的底墊部的電極面積變得最小。另一方面，在XP2電極的中心附近，XPl電極的底墊部的電極面積變得最小，并且 XP2電極的底墊部的電極面積變得最大。圖14是本發(fā)明第二實(shí)施例中的觸摸面板的結(jié)構(gòu)圖，是表示從圖13的電極的配置圖所示的點(diǎn)A至點(diǎn)B的觸摸面板的截面形狀的圖。在該截面圖中僅示出觸摸面板動(dòng)作的說明所需的層。在附圖中，SUB和UP是透明基板，IFl和IF2是透明絕緣膜，SPl是使用了珠狀物的間隔物，EL是透明彈性層，XP、YP、CL(導(dǎo)電膜)是檢測(cè)用電極。本實(shí)施例的觸摸面板具有以下結(jié)構(gòu)在作為第一基板的第一透明基板SUB上依次層疊透明導(dǎo)電膜XP、透明的第一絕緣膜IF1、透明導(dǎo)電膜YP、透明的第二絕緣膜IF2、保持與成為Z電極的導(dǎo)電膜CL之間的間隔的非導(dǎo)電性間隔物SP1、作為導(dǎo)電性的導(dǎo)電層的Z電極 CL以及透明彈性層EL，在該透明彈性層EL上層疊了作為第二基板的第二透明基板UP。透明彈性層EL的剛性低于第二透明基板UP的剛性。因此，通過按壓最上層(第二透明基板 UP)，使彈性層EL變形，而且，在最上層UP不易變形的情況下，彈性層EL的變形面積擴(kuò)大， 因此能夠提高靜電電容的檢測(cè)靈敏度。接著，從第一透明基板SUB按照從近層向遠(yuǎn)層的順序說明觸摸面板的層結(jié)構(gòu)。所使用的第一透明基板SUB的材質(zhì)、厚度等不特別進(jìn)行限定，優(yōu)選根據(jù)其用途目的，從鋇硼硅酸鹽玻璃、鈉玻璃等無機(jī)玻璃、化學(xué)強(qiáng)化玻璃和聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚碳酸酯(PC)、 聚芳酯(PAR)、聚對(duì)苯二甲酸乙酯(PET)等樹脂薄膜等中選擇。另外，在XP、YP中使用的電極是透明導(dǎo)電膜，只要是具有導(dǎo)電性的薄膜則并不特別進(jìn)行限定，能夠使用以往的ITO (氧化銦錫)、ΑΤ0 (氧化銻錫)、IZO (氧化銦鋅)等。關(guān)于透明導(dǎo)電膜(厚度50 200人)，通過濺射法來成膜，接著涂敷抗蝕劑材料，通過曝光、顯影工藝進(jìn)行圖案形成，使得表面電阻成為500 2000 Ω。此時(shí)，作為抗蝕劑材料，正型、負(fù)型都可以使用，能夠易于形成堿顯影類型。之后，通過蝕刻對(duì)ITO進(jìn)行圖案形成。此時(shí)的蝕刻液選擇溴化氫溶液等即可。使用圖11進(jìn)行說明那樣，導(dǎo)電膜CL不僅可以單獨(dú)使用，還能夠承載于樹脂薄膜FL上。在接近第一透明基板SUB的部位形成X電極ΧΡ，接著形成用于對(duì)X電極和Y電極進(jìn)行絕緣的絕緣膜IF1。其次，形成Y電極ΥΡ。在此，也可以替換X電極XP與Y電極YP的順序。接著Y電極YP配置第二絕緣膜IF3，確保與接著設(shè)置的Z電極(導(dǎo)電膜CL)之間的絕緣性。作為第一絕緣膜IF1、第二絕緣膜IF2的膜厚，如果考慮絕緣膜材料的介電常數(shù)則能夠選擇各種膜厚，但是以相對(duì)介電常數(shù)2 4進(jìn)行調(diào)整比較容易，膜厚能夠形成為1 20 μ m。作為絕緣膜層的材料，能夠使用UV(紫外線)固化型樹脂材料、可堿顯影的正型或者負(fù)型的絕緣膜材料、以及通過加熱而固化的熱固型樹脂材料，但是堿顯影類型能夠易于形成。適當(dāng)?shù)厣⒉剂揭恢碌木酆衔镏闋钗?、玻璃珠狀物等來形成間隔物SP1。對(duì)形成于第一基板上的第二絕緣膜IF2與Z電極(導(dǎo)電膜CL)之間的間隔進(jìn)行規(guī)定的珠狀物的粒徑能夠在5 100 μ m范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，優(yōu)選為20 μ m以下。所散布的珠狀物的密度優(yōu)選在 20 μ m以上且10000 μ m以下的間隔內(nèi)散布。另外，如圖15所示，間隔物SP2由光固化性的樹脂材料形成，能夠使用點(diǎn)狀的柱狀間隔物。通過絲網(wǎng)印刷等，優(yōu)先以20μπι以上且IOOOOym以下的間隔形成。圓形、四邊形等能夠自由地選擇間隔物的形狀，能夠在5 100 μ m范圍內(nèi)選擇直徑，優(yōu)選直徑20 μ m以下。透明彈性層EL是具有彈性的橡膠狀的層，只要具有彈性則特別優(yōu)選而并不限制， 但是以實(shí)現(xiàn)透過率的提高為目的，優(yōu)選使用可見光區(qū)域內(nèi)透明的材料。例如，可舉出丙烯類粘合劑、乙酸乙烯類粘合劑、聚氨酯類粘合劑、環(huán)氧樹脂、偏二氯乙烯類樹脂、聚酰胺類樹月旨、聚酯類樹脂、合成橡膠類粘合劑以及硅類樹脂，其中，還優(yōu)選透明性高的丙烯類粘合劑和硅類樹脂。丙烯類粘合劑是根據(jù)需要將增粘劑、填充劑等添加劑添加到將(中位)丙烯酸烷基酯、(中位)丙烯酸、(中位)丙烯酸羥烷基等一種或者兩種以上的混合物通過溶液聚合法、乳液聚合法、本體聚合法、懸浮聚合法、UV聚合法等公知的聚合法進(jìn)行聚合而得到的丙烯類聚合體中而得到的。作為(中位)丙烯酸烷基酯的具體例，可舉出(中位)丙烯酸丁基、(中位)丙烯酸異丁基、(中位)丙烯酸已基、(中位)丙烯酸2-乙基己基、(中位) 丙烯酸異辛酯、(中位)丙烯酸異壬酯、(中位)丙烯酸烯丙基、(中位)丙烯酸十二烷基以及(中位)丙烯酸硬脂酰基等。另外，能夠?qū)⒍』鹉z、氟橡膠、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁苯橡膠(SBR)、聚丁橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、聚氨酯橡膠、聚乙叉降冰片烯橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡膠、氯醚橡膠、NBR氫化物、聚硫橡膠以及聚氨酯橡膠等橡膠單獨(dú)或者兩種以上進(jìn)行混合來使用。這些橡膠或者樹脂的折射率優(yōu)選在1. 4 1. 8范圍內(nèi)，為了使由按壓產(chǎn)生的變形充分，優(yōu)選其膜厚形成為比間隔物SPl的直徑稍厚(比根據(jù)間隔物SPl設(shè)定的間隔稍厚)，優(yōu)選為5 μ m以上。另外，在彈性層EL具有導(dǎo)電性的情況下，不需要另外設(shè)置導(dǎo)電膜CL。可以使透明彈性層和導(dǎo)電層為同一層，例如使用將導(dǎo)電性的微顆粒分散至透明樹脂而得到的透明彈性導(dǎo)電樹脂層。成為Z電極的透明導(dǎo)電膜CL，只要為具有導(dǎo)電性的薄膜則并不特別進(jìn)行限定，能夠使用以往的ITO(氧化銦錫)、ΑΤ0(氧化銻錫)、IZO(氧化銦鋅)等。關(guān)于透明導(dǎo)電膜，通過濺射法來成膜，接著涂敷抗蝕劑材料，通過曝光、顯影工藝來圖案形成為與X電極、Y電極對(duì)應(yīng)的形狀，使得表面電阻成為500 2000 Ω。此時(shí)作為抗蝕劑材料，正型、負(fù)型都可以使用，堿顯影類型能夠易于形成。之后，通過蝕刻對(duì)ITO進(jìn)行圖案形成。此時(shí)的蝕刻液選擇溴化氫溶液等即可。另外，當(dāng)形成導(dǎo)電膜CL以使表面電阻成為10000 10000000 Ω時(shí)不需要圖案形成，除了使用使以往的ITO(氧化銦錫)、ATO(氧化銻錫)、IZO(氧化銦鋅)等微顆粒分散至透明樹脂而得到的薄膜以外，還能夠使用將作為具有導(dǎo)電性的微顆粒例如鎳、 金、銀、銅等金屬微顆粒、以及將對(duì)具有絕緣性的無機(jī)微顆粒、樹脂微顆粒實(shí)施金屬電鍍而得到的微顆粒分散至樹脂中而得到的薄膜等。另外，也能夠通過如下方式使用，即將從包括 A1203、Bi203、CeO2> In203、(In203、SnO2)、Hf02、La203、MgF2、Sb205、(Sb2O5> SnO2)、Si02、SnO2> Ti02、Y203、Zn0以及&02的組中選擇的至少一種金屬氧化物、或者金屬氟化物所構(gòu)成的微顆粒也分散至透明樹脂中。另外，還能夠涂敷聚苯胺、聚乙炔、聚乙撐二氧噻吩、聚吡咯、聚異苯并噻吩、聚異萘并噻吩等有機(jī)導(dǎo)電性材料來使用。另外，Z電極優(yōu)選使用光折射率小、由光反射引起的光的吸收小、散射小的電極，優(yōu)選適當(dāng)?shù)剡x擇使用Z電極。所使用的第二透明基板UP的材質(zhì)并沒有特別限定，但是需要將相對(duì)于按壓所產(chǎn)生的壓縮力傳遞給透明彈性層EL，在本發(fā)明中提高了檢測(cè)靈敏度，因此能夠使用鋇硼硅酸鹽玻璃、鈉玻璃等無機(jī)玻璃、化學(xué)強(qiáng)化玻璃等，另外，還能夠使用聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、 聚碳酸酯(PC)、聚芳酯(PAR)、聚對(duì)苯二甲酸乙酯(PET)等具有柔軟性的樹脂。并且，采用丙烯板時(shí)能夠使用厚度0. 4mm 1. Omm的基板，采用玻璃板時(shí)能夠使用厚度0. 4mm 0. 8mm 的基板，考慮面板的質(zhì)感、用筆輸入按壓時(shí)的靈敏度以及觸摸面板的整體厚度等來設(shè)定。接著，使用圖16來說明本發(fā)明圖14的觸摸面板中的觸摸操作時(shí)的電容變化。圖16是說明觸摸操作的輸入單元PN為非導(dǎo)電性、由于觸摸時(shí)的按壓而X電極XP 與Z電極ZP、以及Y電極YP與Z電極(導(dǎo)電膜CL)的距離發(fā)生變化時(shí)電容變化的示意圖。 另外，即使是導(dǎo)電性的輸入單元(手指等)，只要由按壓引起X電極XP與Z電極CL、以及Y 電極YP與Z電極CL的距離發(fā)生變化則也相同。沒有觸摸操作時(shí)的電容相當(dāng)于隔著X電極XPl與Y電極YP2之間的絕緣膜IFl的微弱的相鄰電極間電容。在因觸摸時(shí)的按壓而使ζ電極CL被按下的情況下，在將Z電極CL 與X電極XPl之間的電容設(shè)為Czxa而將Z電極CL與Y電極YP2之間的電容設(shè)為Czya的情況下，在由電容檢測(cè)部102檢測(cè)X電極XPl的電極電容時(shí)，Y電極YP2在復(fù)位狀態(tài)下成為 GND電位。因此，對(duì)于從X電極XPl觀察的情況下的合成電容，由于Z電極CL處于浮動(dòng)狀態(tài)，因此如圖16B所示，形成Czxa與Czya串聯(lián)連接的電容。用下式(1)來表示此時(shí)的X電極的合成電容Cxpa。Cxpa = Czxa · Czya/ (Czxa+Czya) ζ (1)控制運(yùn)算部103計(jì)算存在觸摸操作時(shí)的XPl電極電容Cxpa作為XPl電極的信號(hào)成分。由電容檢測(cè)部102檢測(cè)出有無觸摸操作的電極電容，因此能夠利用控制運(yùn)算部103 計(jì)算出XPl電極的信號(hào)成分。這樣，即使是非導(dǎo)電性的輸入單元，也能夠通過按壓使X電極XP與Z電極CL、以及 Y電極YP與Z電極CL的距離發(fā)生變化，由此根據(jù)靜電電容變化來檢測(cè)輸入坐標(biāo)。另外，如圖17所示，作為本發(fā)明的觸摸面板的其它實(shí)施例，是靜電電容耦合方式的觸摸面板，具備第一基板(SUB)，其形成有檢測(cè)XY位置坐標(biāo)的坐標(biāo)檢測(cè)電極(ΧΡ1、ΧΡ2、 ΥΡ2)；以及第二基板(UP)，其設(shè)置成與所述第一基板相對(duì)，該觸摸面板的特征在于，所述第一基板(SUB)從該坐標(biāo)檢測(cè)電極朝向所述第二基板側(cè)依次具備剛性低于所述第二基板的彈性層(EL)、導(dǎo)電層(CL)，具有在所述第二基板(UP)與該導(dǎo)電層(CL)之間設(shè)置的非導(dǎo)電性間隔物(SPl)，在該間隔物所形成的間隙中填充有液體(LQ)。在圖17所涉及的實(shí)施例中，與圖11、圖14以及圖15所涉及的實(shí)施例相比，XY坐標(biāo)檢測(cè)電極(XP、YP)與成為Z電極的導(dǎo)電膜(CL)之間的距離變長(zhǎng)，因此還擔(dān)心靜電電容的檢測(cè)靈敏度降低，但是在間隔物SPl所形成的空間內(nèi)填充液體(LQ)，因此存在氣體時(shí)的邊界中的界面反射降低，因此能夠提高透過率。在圖17的實(shí)施例中，也如圖11所涉及的實(shí)施例所說明那樣，導(dǎo)電層CL也可以承載于樹脂薄膜上。此時(shí)，導(dǎo)電層CL形成于該樹脂薄膜的所述第一基板(SUB)側(cè)，由此也有助于使電極間的間隔變窄。另外，彈性層EL與導(dǎo)電層CL也可以是同一層。并且，彈性層EL的厚度優(yōu)選構(gòu)成為大于間隔物SPl所形成的間隙的間隔。間隔物SPl是珠狀物，但是如圖15所示，也可以是形成于第一基板側(cè)與第二基板側(cè)的各相對(duì)面中的至少一個(gè)相對(duì)面上的突起。還能夠通過將間隔物所形成的間隙間隔設(shè)為 20 μ m以下，隨之使彈性層EL的厚度變薄，來提高靜電電容的檢測(cè)靈敏度。另外，間隔物所形成的間隙間隔越窄則變形量越小，因此能夠更快地進(jìn)行輸入操作。
接著，使用圖18來說明圖17的實(shí)施例的觸摸面板中的觸摸操作時(shí)的電容變化。圖18是說明觸摸操作的輸入單元PN為非導(dǎo)電性、由于觸摸時(shí)的按壓而X電極XP 與Z電極CL、以及Y電極YP與Z電極CL的距離發(fā)生變化時(shí)的電容變化的示意圖。另外，即使是導(dǎo)電性的輸入單元(手指等)，只要由按壓引起X電極XP與ζ電極CL以及Y電極YP 與Z電極CL的距離發(fā)生變化則也相同。沒有觸摸操作時(shí)的電容相當(dāng)于隔著X電極XPl與Y電極YP2之間的絕緣膜IFl的微弱的相鄰電極間電容。在觸摸時(shí)的按壓而ζ電極CL被按下的情況下，在將Z電極CL與 X電極XPl之間的電容設(shè)為Czxa而將Z電極CL與Y電極YP2之間的電容設(shè)為Czya時(shí)，在由電容檢測(cè)部102檢測(cè)X電極XPl的電極電容時(shí)，Y電極YP2在復(fù)位狀態(tài)下成為GND電位。 因此，對(duì)于從X電極XPl觀察時(shí)的合成電容，由于Z電極CL處于浮動(dòng)狀態(tài)，因此形成Czxa與 Czya串聯(lián)連接的電容。與實(shí)施例1的式⑴同樣地表示此時(shí)的X電極的合成電容Cxpa。控制運(yùn)算部103作為XPl電極的信號(hào)成分而計(jì)算具有觸摸操作時(shí)的XPl電極電容 Cxpa0由電容檢測(cè)部102檢測(cè)出有無觸摸操作的電極電容，因此由控制運(yùn)算部103能夠作為XPl電極的信號(hào)成分而計(jì)算。這樣，即使在圖17所涉及的實(shí)施例中，也能夠通過使用非導(dǎo)電性的輸入單元來按壓觸摸面板的表面，來使X電極XP與Z電極CL、以及Y電極YP與Z電極CL的距離發(fā)生變化，由此根據(jù)靜電電容變化來檢測(cè)輸入坐標(biāo)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種提高透過率并且提高靜電電容的檢測(cè)靈敏度以及抑制檢測(cè)信號(hào)的延遲的觸摸面板。
權(quán)利要求
1.一種觸摸面板，是靜電電容耦合方式的觸摸面板，具備第一基板，其形成有檢測(cè)XY 位置坐標(biāo)的坐標(biāo)檢測(cè)電極；以及第二基板，其設(shè)置成與所述第一基板相對(duì)，該觸摸面板的特征在于，所述第二基板朝向所述第一基板側(cè)依次具備剛性低于所述第二基板的彈性層、導(dǎo)電層，具有在該坐標(biāo)檢測(cè)電極與該導(dǎo)電層之間設(shè)置的非導(dǎo)電性的間隔物， 在該間隔物所形成的間隙中填充有液體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于， 該導(dǎo)電層承載于樹脂薄膜上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸面板，其特征在于， 該導(dǎo)電層形成于該樹脂薄膜的所述第一基板側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于， 該彈性層與該導(dǎo)電層是同一層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于， 該彈性層的厚度大于該間隔物所形成的間隙的間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，在該坐標(biāo)檢測(cè)電極上形成有絕緣膜，該間隔物與該絕緣膜接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，該間隔物是珠狀物或者形成于所述第一基板側(cè)與所述第二基板側(cè)的各相對(duì)面中的至少一個(gè)相對(duì)面上的突起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于， 該間隔物所形成的間隙的間隔為20 μ m以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，該觸摸面板的操作通過使用對(duì)該第二基板的表面進(jìn)行按壓的非導(dǎo)電性筆來進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸面板，其特征在于，該觸摸面板配置于液晶顯示裝置或者有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置的顯示面?zhèn)取?br> 11.一種觸摸面板，是靜電電容耦合方式的觸摸面板，具備第一基板，其形成有檢測(cè) XY位置坐標(biāo)的坐標(biāo)檢測(cè)電極；以及第二基板，其設(shè)置成與所述第一基板相對(duì)，該觸摸面板的特征在于，所述第一基板從該坐標(biāo)檢測(cè)電極朝向所述第二基板側(cè)依次具備剛性低于所述第二基板的彈性層、導(dǎo)電層，具有在所述第二基板與該導(dǎo)電層之間設(shè)置的非導(dǎo)電性的間隔物， 在該間隔物所形成的間隙中填充有液體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸面板，其特征在于， 該導(dǎo)電層承載于樹脂薄膜上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的觸摸面板，其特征在于， 該導(dǎo)電層形成于該樹脂薄膜的所述第一基板側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸面板，其特征在于， 該彈性層與該導(dǎo)電層是同一層。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸面板，其特征在于， 該彈性層的厚度大于該間隔物所形成的間隙的間隔。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸面板，其特征在于，該間隔物是珠狀物或者形成于所述第一基板側(cè)與所述第二基板側(cè)的各相對(duì)面中的至少一個(gè)相對(duì)面上的突起。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸面板，其特征在于， 該間隔物所形成的間隙的間隔為20 μ m以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸面板，其特征在于，該觸摸面板的操作通過使用對(duì)該第二基板的表面進(jìn)行按壓的非導(dǎo)電性筆來進(jìn)行。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸面板，其特征在于，該觸摸面板配置于液晶顯示裝置或者有機(jī)電致發(fā)光顯示裝置的顯示面?zhèn)取?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種靜電電容耦合方式的觸摸面板，具備第一基板(KYES)，其形成有檢測(cè)XY位置坐標(biāo)的坐標(biāo)檢測(cè)電極；以及第二基板(UP)，其設(shè)置成與所述第一基板相對(duì)，所述第二基板(UP)朝向所述第一基板(XYES)側(cè)依次具備剛性低于所述第二基板的彈性層(EL)、導(dǎo)電層(CL)，具有在該坐標(biāo)檢測(cè)電極與該導(dǎo)電層之間設(shè)置的非導(dǎo)電性的間隔物(SP)，在該間隔物所形成的間隙中填充有液體(LQ)。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102455835SQ20111033016
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
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