專利名稱:抑制觸敏覆蓋層中牛頓環(huán)的顆粒隔層的制作方法
本發(fā)明涉及觸敏覆蓋層中相鄰?fù)该鲗又g微細顆粒材料的涂敷，以抑制透明層之間牛頓環(huán)的形成。
觸敏覆蓋層(TSO)通常與鍵盤或觸敏計算機監(jiān)視器熒光屏一起使用。典型的TSO至少包括適當(dāng)柔軟的塑料制成的兩個薄層，這兩層非常靠近且彼此平行，它們的每一相鄰表面都敷有導(dǎo)電材料構(gòu)成相應(yīng)圖形，如真空沉積金形成的圖形。當(dāng)外部壓力，例如操作人員的手指產(chǎn)生的壓力作用于某一層時，兩層之間的間隙就閉合，構(gòu)成圖形的材料進行電接觸，從而給出能被解碼的有用信號。當(dāng)柔性導(dǎo)電敷層同時被壓到一起時，在它們的背面通常有一硬實的透明表面加以支撐。這種用途的常用材料是丙烯酸塑料。不同導(dǎo)電敷層都有間隙，而且牢固地保持在外表面。導(dǎo)電部分與適當(dāng)?shù)碾娐冯娊?，?gòu)成工作的TSO。
在多數(shù)應(yīng)用中，例如通過常用的TSO觀察計算機監(jiān)視器的熒光屏?xí)r，應(yīng)該注意的是，為獲得信號，操作人員按于TSO的那點周圍會形成牛頓環(huán)。由于牛頓環(huán)的形成取決于透明材料、敷層厚度和相鄰表面之間的間隙，因此，即使沒有施加局部力也可能觀察到牛頓環(huán)。牛頓環(huán)是可見的彩色條紋，例如在TSO被按下點的周圍，由通過透明材料間緊靠的某一點周圍的狹窄區(qū)域光波之間的干涉產(chǎn)生的牛頓環(huán)。當(dāng)牛頓環(huán)形成于某一局部區(qū)域，以致干擾或遮擋經(jīng)由TSO進入視線或光學(xué)上可觀察的信號時，會分散操作人員的注意力，有礙于對TSO進行長時間操作。因此，希望找到一種簡單、方便且經(jīng)濟的解決辦法，來減弱或消除TSO裝置內(nèi)牛頓環(huán)的形成。
在已有技術(shù)中，仔細認真地涂敷不導(dǎo)電材料于選擇圖形中，或者，在一個或兩個表面，含有小的突起點或隆起處，所述表面有作為TSO裝置一部分的導(dǎo)電層。然而，在此仔細考慮的是，在上述導(dǎo)電層最后那個表面的背面，即它和構(gòu)成TSO裝置一部分的透明墊板之間避免牛頓環(huán)的形成。本發(fā)明介紹一種解決辦法，它包括微細顆粒尺寸在預(yù)定范圍內(nèi)的材料涂敷，以此大大抑制或避免上述不希望有的牛頓環(huán)的形成。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，防止緊鄰的平行透明表面之間牛頓環(huán)的形成。
本發(fā)明的還一個目的是提供TSO面板，在面板中，操作人員使用TSO時所接觸的那點周圍牛頓環(huán)的形成顯著減弱。
本發(fā)明的再一目的是提供一種便宜而且容易涂敷的材料，防止支撐面和兩層觸敏面板中的背面層之間牛頓環(huán)的形成。
本發(fā)明的另一目的是提供一種方法，便于在TSO面板背面容易又便宜地涂敷透明支撐面，以便在使用面板期間防止在那里形成牛頓環(huán)。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述種種目的，是在可能形成牛頓環(huán)的透明層之間涂敷微細顆粒，其不規(guī)則的尺寸是在預(yù)定的范圍內(nèi)，最好為3～100微米;而所沉積的這些顆粒中的最大者，在預(yù)定的密度范圍內(nèi)無規(guī)則分布，最好在300～3000個/英寸2(46～460個/厘米2)的范圍內(nèi)，并且是與相鄰兩個面是同時接觸。
消除TSO裝置中兩平行層的緊鄰表面間牛頓環(huán)形成的方法，包括把懸浮于液體載體的選用材料的微細顆粒沉積于這些緊鄰的一個表面上，以獲得顆粒無規(guī)則分布密度在1000-3000個/英寸2(154～460個/厘米2)范圍內(nèi)，這樣，當(dāng)兩個透明層配置于TSO面板時，最大的那些顆粒同時與相鄰的兩個表面相接觸。同樣，懸浮于堿土金屬氯化物溶液的小玻璃珠提供滿意的隔離。在每次載體液體蒸發(fā)后，就剩下適當(dāng)?shù)臒o規(guī)則顆粒分布，這種顆粒分布不發(fā)生光學(xué)干涉，附著在噴涂過這些顆粒的表面上，便于其后相鄰導(dǎo)電層之間的定位。雖然對微細顆粒令人滿意地附著于噴涂過這些顆粒的表面上的確切原因并不十分了解，但據(jù)信，這種附著力是來自于小的分子鍵合力，或稱之為范德瓦耳斯力，因此，顆粒并不隨相鄰表面中某一面對另一面的作用形成壓力而變動，而是保持適宜的顆粒分布?？梢源_信，液體載體也起到避免或防止顆粒間范德瓦耳斯力的作用，從而使附著于被噴涂表面上的顆粒具有合適的無規(guī)則分布。
圖1是采用現(xiàn)有技術(shù)的典型TSO面板的平面圖，包括用導(dǎo)線連接到上面的導(dǎo)電透明層和底面導(dǎo)電透明層。
圖2是沿垂直于圖1的方向觀察到的剖面圖，示出構(gòu)成典型TSO的組合層、間隙和典型的透明墊板。
圖3是示意圖，用來說明當(dāng)操作人員的手指按在TSO面板正面時形成怎樣的牛頓環(huán)。
圖4是一幅示例圖，用來說明含有懸浮液體載體的微細顆粒的噴霧怎樣噴涂于兩個表面中的一面，當(dāng)這兩個表面被同時按下時是會產(chǎn)生牛頓環(huán)的。
圖5是一幅放大的平面圖，用來說明根據(jù)本發(fā)明附著的顆粒，在被噴涂的表面上怎樣無規(guī)則地分布。
圖6是垂直于根據(jù)本發(fā)明制作的TSO裝置的剖面圖。
為了便于在另一幅圖中查閱，在每幅圖中用相同的編號標(biāo)記相同的元件或部件。
圖1示出典型的常用扁平型TSO面板11，和把它連接到解碼器線路上的導(dǎo)線12和13。導(dǎo)線12與豎向?qū)щ娙芊髮?8(圖2)連接，溶敷層18位于最上面的透明層15(圖2)的下表面。同樣，導(dǎo)線13接于導(dǎo)電材料23制成的相應(yīng)的橫向?qū)?，?dǎo)電材料23溶敷于透明層15下面的透明層20的上表面(圖2)。解碼器線路14與計算機以電路連接或聯(lián)系，為簡化起見，未畫出計算機。
熟悉本專業(yè)的人將會認識到，緊鄰表面采用其他幾何形狀，如柱面或球面，也是可行的，并且有時甚至是所希望的。表面的幾何形狀，一般或是在特定應(yīng)用中(例如在模擬面板中)，都無損于本發(fā)明在顯著減弱牛頓環(huán)形成方面的有效使用。
圖2示出最上面的透明層15的上表面16。操作人員使用TSO時，將按于上表面16某一選擇的點。操作人員按下的壓力作用在圖2中的表面16上，使導(dǎo)電層18的表面19和在它下面的導(dǎo)電層23的上表面24局部接觸。通常，由于一致分布的不導(dǎo)電材料小突起處25交錯分布于TSO的作用面，除了操作人員局部地按下時之外，上下導(dǎo)電面一般保持分開的狀態(tài)。這些突起處的典型圖案可參見表示TSO面板平面圖的圖1。
圖2中的分層30，通常是透明丙烯酸塑料制作的TSO面板的墊板，有上表面31。其它透明材料，例如玻璃或聚碳酸酯也可用于作這種墊板。墊板30與下透明層20之間的層32，一般為抑制牛頓環(huán)的材料，它涂敷于表面31或21。層32的作用是避免在透明層20與墊板30之間形成牛頓環(huán)。附著于下透明層20與透明墊板30上面的上述層32，有助于減少透過TSO面板的光通量，但增加復(fù)雜性和TSO面板裝配的成本。
圖3是以平面圖說明，操作人員的手指41按于TSO面板上面可能呈現(xiàn)怎樣的牛頓環(huán)。牛頓環(huán)42可能呈現(xiàn)為很象彩虹的彩色條紋，這是由于透過相鄰層的光之間產(chǎn)生干涉。
業(yè)已得知，當(dāng)如圖3示意表示TSO面板被使用時，對于選用材料及其預(yù)定范圍內(nèi)，顆粒尺寸最好是3～100微米，在下透明層20的下表面21與透明墊板30的上表面31之間，微細顆粒的分布可防止牛頓環(huán)的形成。特別適宜制作上述顆粒的材料是棕色鋁氧粉(含近96%的氧化鋁)。也已得知，上述尺寸范圍的顆粒在涂敷表面上的合適密度為300～3000個英寸2(46～460個/厘米2)。
圖4示出用于獲得適用顆粒分布的一種常用技術(shù)，在此，以透明墊板30的上表面31來說明。任何常用的配有可調(diào)噴口52的噴霧裝置51，提供含有顆粒53和液體載體54的噴霧34，用于涂敷表面31，得到適用的顆粒密度。重要的是，當(dāng)顆粒被涂敷到滿足它們的附著力的那個表面時，顆粒是濕的，例如由于懸浮于液體載體。就尺寸在預(yù)定范圍內(nèi)的不同尺寸顆粒的不規(guī)則分布來說，顆粒的一致分布在整個表面31上不應(yīng)該有顯著不同，這也是重要的。同樣有效的可采用方法也可用于噴涂透明層20的表面21。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，氟利昂(商品名)四甲基硅烷或去離子水適于作載體液體，棕色鋁氧粉顆?？蓱腋∮谠撦d體液體而制成上述噴霧。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，無論上述表面是否具有導(dǎo)電金屬或其上是否涂有氧化物，棕色鋁氧粉具有附著在通常適于作為上述應(yīng)用的材料上的特性，例如玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸塑料和聚酯薄膜。當(dāng)然，棕色鋁氧粉是不導(dǎo)電的。還可發(fā)現(xiàn)，這樣噴涂的棕色鋁氧粉在配置它的TSO面板里，實際是看不見的，不象那種會在用現(xiàn)有技術(shù)制作的TSO面板里產(chǎn)生模糊影象的薄膜。
當(dāng)在這種方式中采用其它材料，例如玻璃珠時，其優(yōu)點是可以采用堿土金屬的氯化物，例如氯化鈉、氯化鉀等的水溶液。
在載體液體蒸發(fā)后，顆粒就以所選擇的分布留在被噴涂的表面上，緊接層或相鄰層位于該表面的上面。這可保證較大的那些顆粒與相鄰的兩個表面同時接觸，這兩個表面構(gòu)成這些顆粒的封閉空間。顯然，有許多較小的顆粒與較大的顆粒一起散布在被噴涂的表面上，不同時與相鄰的兩個透明層接觸。圖5是表示墊板30的表面31的一部份被放大的示意圖，其上示出和較小顆粒一起無規(guī)則分布的最大顆粒53。
圖6示出垂直于圖5所示表面的截面，特別用來說明較大顆粒53如何與透明層20的表面21以及透明墊板30的表面31同時接觸?？梢源_信，當(dāng)操作人員施加壓力作用于TSO時，正是由于涂敷于已涂敷表面上的顆粒的尺寸不均勻性，產(chǎn)生了顯著減弱或消除牛頓環(huán)的效果。
希望熟悉本專業(yè)的人將研究涂敷顆粒的其它技術(shù)(可采用或不采用有液體載體的懸浮液)達到上述的結(jié)果，這樣，以不同于這里所具體描述的技術(shù)，也可實踐本發(fā)明。也可采用除鋁氧粉之外的其它材料達到同樣目的，毫無疑問，熟知本專業(yè)的人會對此進行研究。因此，可以對這里所述的實施例和方法作些改進，而又不脫離本發(fā)明的范圍和預(yù)定包括在下面所附的權(quán)利要求
之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基本上可避免在其上形成牛頓環(huán)的裝置，在該裝置中，可透射光束的兩個相間隔的透明材料制成的一般平行層，彼此局部非?？拷涮卣髟谟诘谝煌该鞑牧蠘?gòu)成的第一層，包括第一表面和平行的第二表面，所述的第一表面接收入射光，透射上述光的一部份，這部份光經(jīng)上述第一層，由上述第二表面出射；第二透明材料構(gòu)成的第二層包括第三表面和平行的第四表面，所述的第三表面相鄰并平行于上述第一層的上述第二表面，同樣接收透射光，上述第三表面接收的上述光的第二部份，經(jīng)上述第二層傳輸，從上述第四表面出射；在預(yù)定尺寸范圍內(nèi)但尺寸不一的微細顆粒，分布在上述第二表面與第三表面之間的間隙里，使得較大的顆粒以預(yù)定密度無規(guī)則地分布，能同時與上述第二表面及上述第三表面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述第二層實質(zhì)上比上述第一層堅硬。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，在配置于緊相鄰的上述第一層和第二層之前，上述微細顆粒先涂敷在上述第一層的第二表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，在配置上述緊相鄰的上述第一層和第二層之前，上述微細顆粒先涂敷在上述第二層的第三表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述的預(yù)定尺寸范圍是3～100微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述的微細顆粒在化學(xué)上是惰性的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述微細顆粒是不導(dǎo)電的。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述微細顆粒能附著于含有它們和液體載體的懸浮液噴涂的表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述微細顆粒以300～3000個/英吋2(46～460個/厘米2)的密度無規(guī)則分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述微細顆粒是棕色鋁氧粉。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述微細顆粒是玻璃珠。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述第一透明材料是聚酯薄膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1的裝置，其特征在于，上述第二透明材料是丙烯酸塑料。
14.一種用于防止一般平行且緊鄰兩薄層的相鄰表面之間牛頓環(huán)形成的方法，其特征在于涂在相鄰表面中第一表面的微細顆粒，其尺寸不規(guī)則是在預(yù)定的尺寸范圍內(nèi)，其無規(guī)則分布是在預(yù)定的面積密度內(nèi);上述那樣的相鄰層使涂在上述第一表面的上述顆粒能與上述第一表面和第二表面同時接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14的方法，其特征在于，上述涂敷步驟包括，把懸浮于液體載體中上述微細顆粒的懸浮液噴涂在上述第一表面上。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15的方法，其特征在于，上述噴涂步驟包括，把懸浮于液體載體中上述微細顆粒的懸浮液噴涂在上述第二表面上。
17.根據(jù)權(quán)利要求
14的方法，其特征在于，上述噴涂步驟包括，把懸浮于水中的棕色鋁氧粉懸浮液噴涂在上述第一表面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求
14的方法，其特征在于，上述噴涂步驟包括，把懸浮于堿土金屬的氯化物水溶液中的玻璃珠懸浮液噴涂在上述第一表面上。
19.根據(jù)權(quán)利要求
14的方法，其特征在于，上述微細顆粒的尺寸范圍在10～100微米之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求
14的方法，其特征在于，上述微細顆粒無規(guī)則分布的面積密度在300～3000個/英吋2(46～460個/厘米2)范圍內(nèi)。
專利摘要
最好用棕色鋁氧粉(含近96％的氧化鋁)的微細顆粒涂敷在觸敏覆蓋層的兩個透明層之間，以便消除該覆蓋層被輕按時可能發(fā)生的牛頓環(huán)的形成。
文檔編號G06F3/033GK86102584SQ86102584
公開日1987年3月25日 申請日期1986年4月14日
發(fā)明者戴維·勞倫斯·埃珀森 申請人:約翰·弗蘭克制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan