静电电容型触摸面板的制作方法

xiaoxiao2021-2-18  132

静电电容型触摸面板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种静电电容型触摸面板,尤其设及一种具有使用有透明树脂基材的 顶板(Top Plate)的静电电容型触摸面板。本申请W2013年8月20日在日本申请的日本专利 申请号特愿2013-170311为基础而主张优先权,通过参照该申请而引用于本申请中。
【背景技术】
[0002] 能够通过触摸面板而容易地操作的智能手机、平板PC广泛地普及,因而触摸面板 薄型化、轻量化和低成本化已成为一个紧迫的课题。
[0003] 触摸面板的检测方式有各种各样的方式,例如可W列举:将2张电阻膜重叠来辨认 指示位置的电阻膜方式W及使面板表面产生超声波、表面弹性波而进行指示位置的检测的 表面弹性波方式等。关于用于上述智能手机、平板PC的触摸面板,需要应对如下复杂而具有 自由度的操作:用手指在面板上点击或拖动、或者使2根手指在画面上W张开的方式进行捏 放(Pinch out)动作来放大图像、或使2根手指W缩近的方式活动的捏缩(Pinch in)操作 等。因此,在现状下,使用透明电极来形成xy矩阵而能够同时进行多个指示位置的检测的投 影型静电电容式触摸面板成为主流。
[0004] 然而,为了谋求触摸面板的薄型化、轻量化和低成本化,进行了各种研究,正尝试 着将为了保护形成有透明电极的静电电容片而W覆盖表面的方式配置的顶板从玻璃制变 更为树脂性原料的制品。另外,努力地进行着将透明电极形成在膜的两面等,从而使静电电 容片的数量从2片削减为1片,来谋求兼顾薄型化和低成本化的尝试。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2000-207983号公报

【发明内容】

[000引发明所要解决的问题
[0009] 在将树脂性的顶板用于静电电容型触摸面板的情况下,因为在制造触摸面板、搭 载有触摸面板的液晶面板时,会暴露于高溫环境下,所W-般来说使用耐热性高的树脂材 料,例如聚碳酸醋(PC)树脂。另外,触摸面板的表面暴露于外部环境,容易对表面造成损伤。 因为PC树脂硬度低,所W使用有PC树脂的顶板的表面如果损伤,那么会有设计上、视觉辨认 上不良的问题。因此,利用硬度高的硬质树脂来进行顶板表面的多层化。例如,使用2层挤压 成形技术,开发了由P C树脂与丙締酸树脂(聚甲基丙締酸甲基树脂,P 0 1 y (MethylMethaciylate),PMMA)构成的多层透明树脂基材。
[0010] 然而,作为主基材的PC树脂与用于保护表面的PMMA树脂,因为线膨胀系数不同,所 W将PC树脂与PMMA树脂W2层形成的基材,存在由于制造面板时或搭载于制品后的环境溫 度变化等而导致顶板翅曲的问题。
[0011] 再有,在顶板的下层,因为粘贴、积层形成有透明电极的树脂制的膜,所W必须要 考虑因所粘贴的膜的材质而异的线膨胀系数造成的触摸面板整体的翅曲问题。
[0012] 在专利文献1中,公开了为了缓和因为顶板树脂材料的线膨胀系数的差异而导致 的基材翅曲而将聚对献酸乙二醋(PET)树脂性的片粘接于PC树脂的两面的技术,但因为必 须使用粘合剂来将PET树脂的片粘接于主基材的两面,所W制造工序变得繁杂,存在包括粘 合剂等的材料费的成本上升的问题。因此,取代PET树脂,如上所述,在PC树脂的两面一体形 成有PMMA树脂的触摸面板用的顶板基材开始在市场上出售,但是PMMA树脂耐热性不一定 高,另外,为了制造运样的3层构造的树脂基材,需要特殊的挤压模具,依然存在生产性下 降、制造成本上升的问题。
[0013] 因此,本发明的目的在于提供一种触摸面板,其中,使用多层化树脂基材来实现顶 板的薄型化、轻量化,并同时减少起因于每个透明树脂层的线膨胀系数差异的翅曲。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 作为用于解决上述课题的手段,本发明的一种实施方式所设及的静电电容型触摸 面板具备:透明树脂基材;透明树脂层,形成在透明树脂基材的一面且由不同的材质构成; 加饰印刷层,形成在透明树脂基材的另一面的外缘部;翅曲防止层,W遍及透明树脂基材的 另一面和加饰印刷层进行覆盖的方式形成,且表面形成有第一透明电极层;W及透明基板, W遍及第一透明电极层和翅曲防止层的方式通过粘合层粘贴,且具有第二透明电极层。另 夕h透明树脂基材的线膨胀系数与透明基板的线膨胀系数大致相同。
[0016] 发明的效果
[0017] 在本发明中,因为具有透明电极的透明基板的线膨胀系数与顶板的透明树脂基材 的线膨胀系数大致为一致,所W能够减少静电电容型触摸面板的翅曲。
【附图说明】
[0018] 图IA和图IB是表示本发明的一种实施方式的静电电容型触摸面板的构造图,图IA 是静电电容型触摸面板的平面图,图IB是图IA的AA'线上的截面图。
[0019] 图2是本发明的其他实施方式的静电电容型触摸面板的截面图。
[0020] 图3A和图3B是表示对静电电容型触摸面板施加溫度应力(S化ess)而使构成顶板 的各个部件产生线膨胀系数所导致的拉伸应力状态的图。图3A表示适用有本发明的静电电 容型触摸面板的情况,图3B表示W往技术的静电电容型触摸面板的情况。
[0021] 图4是针对静电电容型触摸面板,标绘实施例和比较例的热应力施加后的翅曲测 定值的图表。
[0022] 图5A和图5B是表示W往的静电电容型触摸面板的构造图,图5A是平面图,图5B是 图5A的AA'线上的截面图。
【具体实施方式】
[0023] W下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。再有,本发明不只限于W下的 实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,当然可W进行各种变更。再有,附图中的各部 分的尺寸是示意性的,特别是截面图,为了明确表示构造而强调了厚度方向的尺寸。
[0024] [静电电容型触摸面板的结构例]
[0025] 如图IA和图IB所示,静电电容型触摸面板1具备:含有耐热性高的树脂材料的透明 树脂基材2、形成在透明树脂基材2的一面即表面的含有硬度高的硬质树脂材料的透明树脂 层3、形成在透明树脂基材2的另一面即背面的外缘部的加饰印刷层5、W遍及透明树脂基材 2的背面侧和加饰印刷层5进行覆盖的方式形成的翅曲防止层6、W及形成在翅曲防止层6表 面的第一透明电极层7曰。
[0026] 再有,静电电容型触摸面板1如图IB所示,具备:形成在第一透明电极层7a表面并 保护第一透明电极层7a的第一透明保护膜8曰、W及通过透明粘合材9粘贴在第一透明保护 膜8a上且形成有第二透明电极层7b的透明膜10。为了保护第二透明电极层7b的表面,使第 二透明保护膜8b形成在第二透明电极层7b上。从第一和第二透明电极层7a、7b拉出的配线 (未图示)通过柔性印刷基板(FPC)Il与外部电路取得连接。
[0027] 透明树脂基材2优选地由作为耐热性高的树脂材料的PC树脂形成,透明树脂层3优 选地由作为硬度高的硬质树脂材料的PMMA树脂形成。一般来说,触摸面板表面的损伤难度 通过铅笔硬度(划痕硬度试验、JIS K 5600)来评价,作为单一基材的PC树脂的表面硬度为 皿~H,容易损伤。另一方面,PMMA树脂的表面硬度为3H~甜,优选地作为用于触摸面板的表 面的材料。通过将由PMMA树脂等构成的透明树脂层3形成在由PC树脂等构成的透明树脂基 材2的一面、即静电电容型触摸面板1的表面侧,能够制成难W损伤的触摸面板。也可W进一 步在透明树脂层3的表面形成作为保护层的顶涂层4。
[0028] 在表面形成有透明树脂层3的透明树脂基材2通过使用巧中树脂材料并同时将其溶 融成形而形成。
[0029] 加饰印刷层5是形成在构成智能电话、平板终端等的液晶画面的外缘部,基于下述 目的所形成的层:将形成有使触摸面板发挥功能所必需的电极、配线等的区域作为框架区 域而W无法从外部辨认的方式覆盖。加饰印刷层5是通过丝网印刷来将有色油墨重复涂布 多层而形成的。为了 W形成在框架区域的电极、配线等不会透过的方式涂布所定的厚度,因 为进行一次涂布的厚涂容易变得不均匀,所W需要减薄每1次的涂布层而分成多次来形成 多层印刷层。例如,在光难W透射的浓色油墨的情况下,通过2次涂布来形成印刷层,在光容 易透射的淡色(白色等)油墨的情况下,需要进行4次左右的重复涂布。在每1次的涂布厚度 为8皿左右的情况下,淡色油墨的层具有32皿左右的厚度。
[0030] 翅曲防止层6W遍及透明树脂基材2的背面和加饰印刷层5而覆盖整面的方式形 成,优选地使用一种树脂材料,该树脂材料的线膨胀系数与形成在透明树脂基材2表面侧的 透明树脂层3所用的材料所具有的线膨胀系数大致相等。作为翅曲防止层6的材料,没有特 别限制,能够使用用于紫外线固化型油墨、热固化型油墨的透明的丙締酸类树脂涂料或氨 基甲酸乙醋类树脂涂料等。更具体地说,能够使用W氨基甲酸乙醋(甲基)丙締酸醋、环氧 (甲基)丙締酸醋、聚醋(甲基)丙締酸醋、聚醋氨基甲酸乙醋(甲基)丙締酸醋、聚酸(甲基)丙 締酸醋、聚碳酸醋(甲基)丙締酸醋、聚碳酸醋氨基甲酸乙醋(甲基)丙締酸醋等作为材质的 涂料。为了不给触摸面板的光学特性带来影响,用于翅曲防止层6的材料更优选作为漫透射 光相对于全部光线透射光的比例的雾度不超过1%的材料。通过W涂布的方式使用粘度低 的透明的丙締酸类或氨基甲酸乙醋类树脂涂料等,可W使在加饰印刷层5与透明树脂基材2 之间产生的段差大致平坦化,在形成有第一透明电极层7a的情况下,也能够防止该段差所 导致的配线断裂。如上所述,在使用淡色油墨进行加饰印刷的情况下,因为加饰印刷层5的 厚度为32WI1左右,所W只要W成为例如35WI1左右厚度的方式,遍及透明树脂基材2的背面和 加饰印刷层5涂布丙締酸类涂料来形成翅曲防止层6即可。在涂布形成翅曲防止层6的丙締 酸类涂料时,除了丝网印刷之外,也可W使用模涂布机(Die coater)直接涂布。像运样形成 翅曲防止层6,因为能够使用周知的涂布技术,所W没有必要引进特殊设备,能够使用与在 加饰印刷层5的印刷工序中所使用的设备相同的设备,可W降低制造成本。再有,关于上述 加饰印刷层5与透明树脂基材2的段差,只要能够保证形成在翅曲防止层6表面的第一透明 电极层7a的配线的连接可靠性即可,因此没有必要完全地平坦化。例如对于32WI1厚的加饰 印刷层5,也可W是30WI1左右的厚度,另外,与形成后的翅曲防止层6的外缘部相比,也可W 使中央部的厚度较薄等,也可W在遍及翅曲防止层6整面使厚度不均匀。
[0031] 在翅曲防止层6上形成第一透明电极层7曰。第一透明电极层7a是使用周知的材料 形成的,适宜使用包含Ag或Cu纳米线、ITO或化0等的材料。第一透明电极层7a由多根配线构 成,并且W夹着绝缘物与后述第二透明电极层7b交叉的方式形成,由第一和第二透明电极 层7a、7b构成的静电电容W等价的方式形成。通过在翅曲防止层6的表面上直接形成第一透 明电极层7a,可W削减粘贴形成有透明电极层的透明膜的工序,另外,可W实现减去透明膜 厚度份的薄型化。
[0032] 第二透明电极层7b形成在透明膜10上,使用与第一透明电极层7a相同的材料形 成。因此,第二透明电极层化的材料优选地由包含Ag或化纳米线、ITO或化0等的材料构成。
[0033] 形成有第二透明电极层7b的透明膜10通过透明粘合材9粘贴在形成有第一透明电 极层7a的翅曲防止层6的表面。如后面详细所述,为了配合材料的线膨胀系数,透明膜10优 选地使用与透明树脂基材2相同的材料。在透明树脂基材2的材料使用PC树脂的情况下,透 明膜10也优选地使用PC树脂。再有,因为只要使用具有与PC树脂大致相同的线膨胀系数的 材料即可,所W也可W使用例如环締类C0C、C0P树脂等。另外,虽然也可W将透明粘合材9直 接涂布在形成有第一透明电极层7a的翅曲防止层6的表面,但是如图IB所示,为了保护第一 透明电极层7a的表面,也可W涂布透明保护膜8曰,在遍及所涂布的透明保护膜8a整面通过 透明粘合材9粘贴透明膜10。第一透明保护膜8a能够使用周知的材料,能够使用例如热固化 型的丙締酸树脂、紫外线固化型树脂涂料。
[0034] 再有,也可W在形成有第二透明电极层7b的透明膜10的表面涂布第二透明保护膜 Sbo
[0035] 再有,在使用包含Ag或Cu纳米线的材料作为透明电极的情况下,为了防止透明电 极的氧化,优选地涂布第一和第二透明保护膜8a、8b。另一方面,在使用ITO膜等作为透明电 极的情况下,因为防止氧化的程度微小,所W并不一定要涂布第一和第二保护膜8a、8b。
[0036] 因为第一透明电极层7a和第二透明电极层7bW夹着第一透明保护膜8曰、透明粘合 材9和透明膜10的方式配置,所W通过形成在第一透明电极层7a上的透明电极X、与形成在 第二透明电极层化上且与透明电极X交叉的透明电极Y,在交叉位置形成静电电容。
[0037] 如图2所示,在静电电容型触摸面板Ia中,也可W省略形成在透明树脂层3表面的 顶涂层4。能够削减顶涂层4的涂布工序,能够对静电电容型触摸面板Ia的薄型化作贡献。
[0038] [动作原理]
[0039] 为了说明适用有本发明的静电电容型触摸面板1的动作原理,对W往的静电电容 型触摸面板20的构造进行说明。W往的静电电容型触摸面板20具有2个形成有透明电极层 的透明膜。
[0040] 图5A是表示W往的静电电容型触摸面板20构造的一例的截面图。W往的静电电容 型触摸面板20具备:由PC树脂等构成的透明树脂基材22、形成在透明树脂基材22表面的由 PMMA树脂等构成的透明树脂层23、形成在透明树脂层23表面的顶涂层24、与形成在透明树 脂基材22背面的外缘部的加饰印刷层25。
[0041] 静电电容型触摸面板20具备:W遍及透明树脂基材22的背面和加饰印刷层25的方 式涂布而成的透明粘合材29a、通过透明粘合材29a粘贴的形成有第一透明电极27a的第一 透明膜30a、与进一步通过透明粘合材29b粘贴的形成有第二透明电极27b的第二透明膜 30b。
[0042] W往的静电电容型触摸面板20的透明树脂基材22主要使用PC树脂,透明树脂层23 主要使用PMMA树脂。另外,透明膜30a、30b使用聚对献酸乙二醋(PET)树脂。在透明树脂基材 22使用有PC树脂的情况下,PC树脂的线膨胀系数为6~7 X 10-5/°C左右。在透明树脂层23使 用有PMMA树脂的情况下,PMMA树脂的线膨胀系数为5~9X10-5/°C。另外,在透明膜30a、30b 使用有PET树脂的情况下,PET树脂的线膨胀系数为1.5~2 X 10-5/°C。因此,一般来说,W层 叠状态构成的透明树脂基材22、透明树脂层23和透明膜30a、30b的线膨胀系数各不相同,在 高溫环境下如果各层的材料膨胀,那么各层所受到的拉伸应力不同。
[0043] 在图3A和图3B中,对适用有本发明的静电电容型触摸面板1与W往的静电电容型 触摸面板20的分别施加于表面侧与背面侧的线膨胀系数所导致的拉伸应力大小进行比较 而示意地表示。
[0044] 如图3A所示,在适用有本发明的静电电容型触摸面板1中,使用于表面侧的透明树 脂层3与形成在背面侧的翅曲防止层6的线膨胀系数大致相等,使透明树脂基材2与透明膜 10的线膨胀系数一致,由此能够使施加于表面侧和背面侧的拉伸应力S1、S2大致相等。透明 树脂层3的材质如上所述,为例如PMMA树脂(线膨胀系数:5~9X10-5/°C左右), 翅曲防止层 6的材质为丙締酸类树脂涂料(线膨胀系数:5~8X10-5/°C左右),能够使线膨胀系数的值 大致一致。另外,通过使透明树脂基材巧日透明膜10都使用PC树脂,能够使线膨胀系数一致。 再有,在作为透明膜10的材料使用具有与PC树脂大致相同的线膨胀系数的环締类树脂的情 况下,也会产生同样的效果(C0C树脂的线膨胀系数:6~6.5X10-5、C0P树脂的线膨胀系数: 7X10-5)。
[0045] 另一方面,如图3B所示,在W往的静电电容型触摸面板20中,因为透明树脂基材22 的表面侧所使用的透明树脂层23的线膨胀系数与透明树脂基材22的线膨胀系数不同,透明 膜30a、30b使用PET树脂,所W在各层中线膨胀系数有很大不同,因此透明树脂基材22的线 膨胀系数S2'小于透明树脂层23的线膨胀系数S1',静电电容型触摸面板20会W向上凸的方 式翅曲。在线膨胀系数的大小关系相反的情况下(Sr <S2'),静电电容型触摸面板20会W 向下凸的方式翅曲。
[0046] 实施例
[0047] 对关于适用有本发明的静电电容型触摸面板在高溫环境下的翅曲发生状况与W 往的静电电容型触摸面板的翅曲发生状况进行测定并比较。
[0048] 使用设定为70°C的热风式恒溫烘箱,将利用W下条件制成的各个触摸面板样品保 存240小时。随后,取出触摸面板样品,在常溫下经过所定的时间之后,在触摸面板样品的两 端测定翅曲。所定的时间是刚从烘箱取出之后(立即)、经过5分钟之后(5分钟)、经过1小时 之后(I小时)。
[0049][实施例]
[00加]用于翅曲测定的触摸面板是PC树脂+PMMA树脂原料(MRS58W、297mm X 210mm X 0.8mm、S菱瓦斯化学制)。各层的厚度是:PC树脂层为0.7mm,PMMA树脂层为0.1mm。
[0051 ] 加饰印刷层是使用黑色油墨(MRX-HF919、帝国油墨制造制)进行丝网印刷(筛号# 200),通过80°C、1小时干燥、固化(厚度祉m)而成的。
[0052] 对上述PC树脂层的背面侧(未形成有PMMA树脂层的一侧)的面进行电晕处理之后, 利用丝网印刷(筛号#300)涂布丙締酸类树脂涂料(化-92962、^悠 (sanyu rec)制)作为翅 曲防止层。作为翅曲防止层的丙締酸类树脂涂料,因为加饰印刷层的厚度有可能成为30WH W上,所W将能够尽可能充分吸收段差的厚度设定为50WI1。该丙締酸类树脂涂料为紫外线 固化型的透明树脂涂料,在涂布工序之后,使用高压水银灯来使该涂料发生紫外线固化。
[0053] 在翅曲防止层上使用刮棒涂布机(Bar coater)涂布含有Ag纳米线的涂料之后,利 用丝网印刷(筛号#200)形成透明电极,W覆盖透明电极的方式使用被覆(overcoat)材(FR-1T-NSD9、旭化成(asahi)化学研究所),通过网版印刷(筛号#200)来形成透明保护层。
[0054] 另一方面,PC膜也同样地使用含有Ag纳米线的涂料来形成透明电极,使用光学粘 合材(MHM-FW50、日荣化工)来将形成有透明电极的PC膜与形成有透明电极的透明保护层加 W粘贴。
[0055] [比较例]
[0056] 对于与实施例相同的构成的PC树脂+PMMA树脂原料(MRS58W、297mm X 21 Omm X 0.8mm、S菱瓦斯化学制),W与实施例相同的方式形成加饰印刷层。
[0057] W覆盖PC树脂层的背面侧与加饰印刷层的方式,涂布光学粘合材(MHM-FW50、日荣 化工),粘贴形成有作为第一层透明电极的ITO膜的PET树脂膜(V150A-0FSD5、日东电工),在 所粘贴的PET树脂膜上通过光学粘合材粘贴形成有第二层透明电极的PET树脂膜。
[005引[结果]
[0059] 在表1和图4中表示测定结果。
[0062] 在运里,如表巧日图4所示,关于翅曲方向,在PMMA树脂原料侧为凸起的情况下设定 为负(-),在形成有透明电极的透明膜侧为凸起的情况下设定为正(+ )。
[0063] 如果将触摸面板样品取出后立即进行比较,那么通过涂布丙締酸类树脂涂料来形 成翅曲防止层且具有透明电极的透明膜的线膨胀系数与顶板的透明树脂基材的线膨胀系 数一致的实施例,与未形成翅曲防止层而透明膜使用有PET树脂膜的比较例相比,翅曲的发 生小十倍。
[0064] 符号说明
[00化]1,Ia,20静电电容型触摸面板
[0066] 2,22透明树脂基材
[0067] 3,23透明树脂层
[0068] 4,24 顶涂层
[00例 5,25加饰印刷层
[0070] 6翅曲防止层
[0071] 7a第一透明电极层
[0072] 7b第二透明电极层
[0073] 8a第一透明保护膜
[0074] 8b第二透明保护膜
[0075] 9粘合材
[0076] 10,30a,30b 透明膜
[0077] 11柔性印刷基板
【主权项】
1. 一种静电电容型触摸面板,其特征在于,具备: 透明树脂基材; 透明树脂层,形成在所述透明树脂基材的一面且由不同的材质构成; 加饰印刷层,形成在所述透明树脂基材的另一面的外缘部; 翘曲防止层,以遍及所述透明树脂基材的另一面和所述加饰印刷层进行覆盖的方式形 成,且表面形成有第一透明电极层;以及 透明基板,以遍及所述第一透明电极层和翘曲防止层的方式通过粘合层粘贴,且具有 第二透明电极层, 所述透明基板具有配合所述透明树脂基材的线膨胀系数的线膨胀系数。2. 根据权利要求1所述的静电电容型触摸面板,其特征在于,所述透明树脂基材的线膨 胀系数与所述透明树脂层的线膨胀系数不同,所述翘曲防止层的线膨胀系数与所述透明树 脂层的线膨胀系数大致相同。3. 根据权利要求1或2所述的静电电容型触摸面板,其特征在于, 所述翘曲防止层由丙烯酸类树脂形成, 所述翘曲防止层的厚度为3μηι~55μηι。4. 根据权利要求1~3中的任一项所述的静电电容型触摸面板,其特征在于,所述透明 基板具有与所述透明树脂基材相同或与所述透明树脂基材大致相同的线膨胀系数。5. 根据权利要求1~4中的任一项所述的静电电容型触摸面板,其特征在于,所述第一 和第二透明电极层由包含Ag纳米线或Cu纳米线的材料构成。6. 根据权利要求5所述的静电电容型触摸面板,其特征在于,进一步具备形成在所述第 一和第二透明电极层上的透明保护层。
【专利摘要】本公开提供一种触摸面板,其中,使用多层化树脂基材来实现小型化和轻量化,并同时减少起因于每个树脂层的线膨胀系数差异的翘曲。适用有本发明的静电电容型触摸面板(1)具备:透明树脂基材(2);透明树脂层(3),形成在透明树脂基材(2)的表面;加饰印刷层(5),形成在透明树脂基材(2)背面的外缘部;翘曲防止层(6),以遍及透明树脂基材(2)的背面和加饰印刷层(5)进行覆盖的方式形成;以及透明膜(10),以遍及第一透明电极层(7a)和翘曲防止层(6)的方式通过粘合层(9)粘贴,且具有第二透明电极层(7b)。透明树脂基材的线膨胀系数与透明膜的线膨胀系数大致相同。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/044
【公开号】CN105493008
【申请号】CN201480046250
【发明人】小田桐广和, 村上雪雄, 今村佳昭
【申请人】迪睿合株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月6日
【公告号】EP3037930A1, US20160195958, WO2015025711A1

最新回复(0)