專利名稱：玻璃觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃觸摸屏。更詳細一點說，本發(fā)明是關(guān)于在汽車駕駛導向用、攝像機用、監(jiān)示器等各種顯示器中有用的，與現(xiàn)有的玻璃觸摸屏相比具有極優(yōu)良的耐高溫高濕性，同時兼有狹額緣優(yōu)點的玻璃·玻璃方式新玻璃觸摸屏。
現(xiàn)有技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中，在CRT(陰極射線管)顯示等各種顯示器中，常常采用以手指或筆桿推壓可進行輸入的觸摸屏。
關(guān)于這種觸摸屏。迄今已經(jīng)進行了各種細微的研究、改進，但基本上這種構(gòu)造還是在玻璃基板上配置透明樹脂基板，在其兩者的相對面上設(shè)導電膜。另外，在這種構(gòu)造中，適當在玻璃基板與樹脂基板間配置間隔層。
但是，在現(xiàn)有的觸摸屏中，有著這樣的一些缺點耐久性、耐環(huán)境性、耐摩損性不夠，易受傷損，另外不能滿足畫面的鮮明度，畫面經(jīng)過一定時間后產(chǎn)生褪色等。
因此，就提出實現(xiàn)取代現(xiàn)有觸摸屏的具有優(yōu)良性能構(gòu)成的玻璃觸摸屏(參照日本特開平9-146707號)。這種玻璃觸摸屏，如

圖1所示那樣，是一種分別配設(shè)了透明導電膜(2a)、(2b)的一對透明基板(1a)、(1b)以其透明導電膜面相對配置，其特征是，下部透明基板(1b)、以及作為接觸輸入部的上部透明基板(1a)都是玻璃基板；有著耐久性、耐環(huán)境性、耐摩損性優(yōu)良，畫面美麗，不易產(chǎn)生褪色和顏色不均勻等優(yōu)點。在圖1中，(4)是圍線，(5)是接合裝置，(7)是現(xiàn)有銀電極。
但是，即使在這樣具有優(yōu)良特性的現(xiàn)有玻璃觸摸屏中，實用上也有要改進的地方。那就是耐高溫高濕性。比如，在用于汽車等車載駕駛導向顯示器的情況下，由于車內(nèi)往往成高溫高濕狀態(tài)，對于如上述的玻璃觸摸屏，要求其具有盡可能高的耐高溫高濕性，其改進工作成了當務之急。
發(fā)明目的本發(fā)明即是有監(jiān)于上述事實而做出的，其目的在于提供耐久性、耐環(huán)境性、耐摩損性等優(yōu)良，畫面優(yōu)美，不易產(chǎn)生褪色和畫面不均勻的優(yōu)良特性，而且與現(xiàn)有的玻璃觸摸屏相比，耐高溫高濕性極其優(yōu)良的新玻璃觸摸屏。
技術(shù)方案本發(fā)明所提出的解決上述課題的玻璃觸摸屏(權(quán)利要求1)是配設(shè)了透明導電膜的一對透明基板以其透明導電膜面相對來設(shè)置，下部透明基板與作為接觸輸入部的上部透明基板都是玻璃基板的玻璃觸摸屏，其特征在于，上部玻璃透明基板與下部玻璃透明基板以混合了吸濕微粒子的粘結(jié)劑相粘合。
另外，本發(fā)明在上述玻璃觸摸屏中還提供了以下形式的發(fā)明。
所發(fā)明的玻璃觸摸屏，吸濕微粒子直徑在50μm以下(權(quán)利要求2)，吸濕微粒子以重量比10％以下的比例混入粘結(jié)劑(權(quán)利要求3)，在透明導電膜外周規(guī)定位置設(shè)銀電極，在該銀電極中混入玻璃纖維( 4)，玻璃纖維以重量比10％以下的比例混入銀電極(權(quán)利要求5)，銀電極使用了比電阻5.0×10-4Ω.cm以下的銀漿(權(quán)利要求6)，粘結(jié)劑成熱固化型或常溫固化型環(huán)氧系密封材料或者UV固化型丙烯系密封材料(權(quán)利要求7)，透光率85％以上(權(quán)利要求8)，動作溫度在90％RH(相對溫度)以下的條件下為30-65℃(權(quán)利要求9)，保存溫度在95％RH以下條件下為-40-85℃(權(quán)利要求10)，由前端R4mm、直徑φ8mm、硬度60°的試棒推壓上部玻璃透明基板儀表成導能狀態(tài)時的動作負荷為10-200g(權(quán)利要求11)，在下部玻璃透明基板的透明導電膜面上以2-4mm間距配設(shè)直徑20-100μm、高3-6μm的熱固化型樹脂制造細微粒點間隔(權(quán)利要求12)，上部玻璃透明基板由厚0.15-0.3mm的硼硅酸玻璃或鈉玻璃構(gòu)成，下部玻璃透明基板由厚0.5-3.0mm的鈉玻璃構(gòu)成(權(quán)利要求13)，由陰極真空噴鍍與CVD以任意形狀蒸鍍配設(shè)透明導電膜(權(quán)利要求14)，額定(電流)在DC5V情況下為50mA以下，在DC25V情況下絕緣電阻于上下電極間為10MΩ以上，直線性在±3.5％以下，以手指通常操作方法反跳是10ms以下，靜電耐壓是15KV以上，動態(tài)范圍下限0-0.7V，上限5-4.6V，基板尺寸為2-20英寸(權(quán)利要求15、16、17、18、19、20)。
附圖簡要說明圖1是示例現(xiàn)有玻璃觸摸屏的剖面圖；圖2是示出本發(fā)明玻璃觸摸屏之一例剖面圖；圖3是示出本發(fā)明玻璃觸摸屏之另一例的剖面圖；發(fā)明實施形態(tài)[吸濕微粒子配合的粘結(jié)劑]本發(fā)明的玻璃觸摸屏，是由上述的玻璃·玻璃方式的觸摸屏構(gòu)成，如圖2與圖3所示，與現(xiàn)有的玻璃觸摸屏相比，上部玻璃透明基板(1a)與下部玻璃透明基板(1b)的接合方法不同。
更具體一點，首先在圖2與圖3的任何一例中，具有分別配設(shè)著透明電極膜(2a)、(2b)的上下玻璃透明基板(1a)、(1b)相對配置的構(gòu)成。在圖3情況下，進而在下部玻璃透明基板(1b)的透明導電膜(2b)上設(shè)有超細微粒點間隔(3)。透明導電膜(2a)、(2b)也可以以適宜的規(guī)定形式圖型進行配置。
在本發(fā)明中，上部玻璃透明基板(1a)與下部玻璃透明基板(1b)，由吸濕微粒子混合而成的粘結(jié)劑(6)貼合固定。
因此，由于粘結(jié)劑(6)中的吸濕微粒子可以有效地吸收濕氣，即使在極高溫度狀態(tài)，也可以實現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)更優(yōu)良的耐濕性。如前所述，這種耐高濕高濕性，在多濕狀態(tài)下使用是極其重要的。本發(fā)明所提出的玻璃觸摸屏，比如可以更好地適用于汽車等車內(nèi)的汽車駕駛導向的顯示器。
作為混合入粘結(jié)劑(6)的吸濕微粒子，即使在粘結(jié)劑(6)中也能充分發(fā)揮吸濕特性，比如可用具有吸濕特性的二氧化硅系微粒子等。另外，關(guān)于該二氧化硅系微粒子等的吸濕微粒子的尺寸，在確保粘結(jié)劑(6)的粘結(jié)特性同時，盡可能實現(xiàn)耐高溫高濕性，其他并沒有什么特別限定；但從粘結(jié)特性與耐高溫高濕性更有效的兼?zhèn)溆^點出發(fā)，比如希望直徑在50μm以下，更好一點直徑為5-50μm，最好是直徑為5-10μm。關(guān)于混合量，當然和直徑尺寸有關(guān)，要盡可能使所希望的粘結(jié)特性與耐高溫高濕性兼?zhèn)?，其他并沒有什么特別限定；但從更為有效的兼?zhèn)溆^點出發(fā)，比如最好是以重量比10％以下的比例混合為好，而重量比5％以下的比例更好。在本發(fā)明的玻璃觸摸屏中，如圖2與圖3所示，還在上部透明導電膜(2a)與下部透明導電膜(2b)的外周規(guī)定位置設(shè)銀電極(7)，作為這種銀電極(7)，最好使用混合入玻璃纖維的材料。
因此，由于可以更加確保上部透明導電膜(2a)與下部透明導電膜(2b)之間的間隙，可以實現(xiàn)更優(yōu)良的平滑性，并可比現(xiàn)有玻璃觸摸屏更有效防止畫面變形與畫質(zhì)不勻以及產(chǎn)生干涉條紋。
玻璃纖維的混合量，從更進一步有效實現(xiàn)平滑性的觀點出發(fā)，比如以重量比10％以下的比例為好；另外，在混入了玻璃纖維的銀電極(7)中，最好使用比電阻5.0×10-4Ω·cm以下的銀漿。在比如具有上述圖2與圖3所示例構(gòu)成的本發(fā)明的玻璃觸摸屏中，其特征在于具有如下所要求的性能特性。
首先最主要的是，透光率要極其良好。即，透光率在85％以上，更好一點是90％。由這樣高的透光率才可實現(xiàn)美麗的畫面。
其次是動作溫度，更好一點是在90％RH以下的條件下為-300-65℃，保存溫度以不結(jié)露為條件的情況下，最好是在95％RH的條件下是-40-85℃(12小時)。耐濕性，最好在60℃-95％RH條件下是清晰1000小時。另外，即使耐熱性是在85℃下、耐寒性是在-30℃下都是清晰的。
如再來看看機械特性，作為一般標準，以前端R4mm、直徑φ8mm硬度60°的試驗棒推壓在上部玻璃透明基板(1a)上開關(guān)成導通狀態(tài)時的動作負荷為10-200g。表面硬度莫比硬度為5-7。
關(guān)于作為耐久性指標的加熱循環(huán)，是在溫度為-30℃的環(huán)境中放置1小時后，在常溫下放置0.5小時，再在溫度為+85℃的環(huán)境中放置1小時后，在常溫下放置0.5小時為1個循環(huán)，以動作200個循環(huán)以上為目標。
另外，由在密封之前注入惰性氣體或空氣來防止產(chǎn)生干涉條紋，同時也可在使注入后玻璃的返回(所謂反跳)變得平滑上想辦法。再就是也可以由張力計等測定動作負荷，進行適于用途的負荷管理。這種情況下，比如反跳以手指進行的通常操作方法最好是在10毫秒以下。
從素材構(gòu)成的觀點看，首先，關(guān)于上部玻璃透明基板(1a)，可舉出例如厚度為0.15-0.3mm的硼硅玻璃或鈉玻璃。其次，比如由硼硅玻璃構(gòu)成的上部玻璃透明基板(1a)，是以具有如下表1的物性為目標。熱膨脹系數(shù)(0-300℃) 70-80×10-7/℃揚氏模量7-8×103kg/mm2泊松比 0.20-0.24努氏硬度590-615KHN100密度2.30-2.85畸變點 480-520℃退火點 528-580℃軟化點 700-750℃體積電阻率 8-10logpΩ·cm電容特性(1MHz·20)電容率 6-8損率0.2-0.6折射率 1.5-1.54這樣的玻璃可以利用市售品。另外關(guān)于下部玻璃透明基板(1b)，示例了厚度0.5-0.3mm的鈉玻璃。還有，關(guān)于配設(shè)于這些玻璃的透明導電膜，示例了比如ITO、氧化錫等的薄膜、特別是由陰極真空噴鍍與CVD(化學汽相淀積)形成的材料。也可以在蒸鍍了SiO2等上面再蒸鍍上ITO。這樣的蒸鍍在膜的緊密貼合性與均勻性上都是很好的方法。
另外，如圖3所示的那樣，在設(shè)有超細微粒點間隔部(3)的情況下，最好取其直徑為20-100μm、高度(＝點厚)為3-6μm、點間距2-4mm，且由熱固化型樹脂形成。
作為觸摸屏的電氣特性，可將下邊表2作為一般標準。額定電流值 DC5V 50mA以下絕緣電阻 DC25V 10MΩ上(上下電極間)直線性 ±3.5％以下反跳 10ms以下(手指通常操作)靜電耐壓 15KV上動態(tài)范圍 下限0-0.7V，上限5-4.6V[玻璃觸摸屏制作方法]在此來說明關(guān)于上述本發(fā)明的玻璃觸摸屏的制作方法。比如關(guān)于圖3的構(gòu)成，即可按下述①-⑥工序進行制作。
①ITO等透明導電膜(2a)、(2b)在玻璃透明基板(1a)、(1b)上的形成(陰極直空噴鍍與CVD)②透明導電膜(2a)、(2b)的圖形形成(保護層油墨印刷、透明導電膜腐蝕、剝離、或由光刻工序形成的圖形)③超細微粒點間隔(3)形成(保護層油墨印刷、熱固化、或由光刻工序形成)④銀電極(7)的形成(玻璃纖維調(diào)合、銀漿印刷、燒成)⑤粘結(jié)劑(6)的印刷(吸濕微粒子的調(diào)合、印刷、印刷后的假燒成或UV照射)⑥玻璃透明基板(1a)(1b)相互貼合由以上制作工序的提供的本發(fā)明的玻璃觸摸屏具有如下特性，由于像前述的那樣由配入吸濕微粒子的粘結(jié)劑(6)而具有優(yōu)良的耐高溫高濕性；而且，由于有配入玻璃纖維的銀電極(7)而具優(yōu)良平滑性，因而沒有畫面的畸變和畫質(zhì)的不均，不僅不產(chǎn)生干涉條紋，而且畫面的褪色與經(jīng)長時間后變化也很少。
尚且配入吸濕微粒子的粘結(jié)劑(6)最好使用熱固化型或常溫固化型的環(huán)氧系密封材料、或UV固化型丙烯系密封材料。在為熱固化型的情況下，假燒成；在UV固化型情況下必須進行UV照射。吸濕微粒子，如前所述，也可以是充分維持這些密封材料的粘結(jié)特性、并可在密封材料中發(fā)揮耐高溫高濕時性能的材料。
當然了，關(guān)于圖2構(gòu)成的玻璃觸摸屏，也可以除去上述工序③之外，由工序①②④⑤⑥進行制作，并可實現(xiàn)優(yōu)良的耐高溫高濕性與平滑性。
這里提出的發(fā)明具有如上的特征，下邊借附圖示出實施例，更詳細說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
實施例由下述的①-⑥工序可實際制作具有圖3所示例的構(gòu)成的玻璃觸摸屏。且其主要尺寸如下。
上部玻璃透明基板(1a)厚0.2mm下部玻璃透明基板(1b)厚1.1mm外形尺寸140×85mm動作范圍尺寸130×59mm①ITO薄膜形成首先，作為薄膜用基板，以市售的硼硅酸透明玻璃用作上部玻璃透明基板(1a)，以鈉玻璃用作下部玻璃透明基板(1b)，由陰極真空噴鍍與CVD法形成作為透明導電膜(2a)(2b)的ITO薄膜，膜厚100-200，電阻值500Ω/□(Ω/□代表單位面積的電阻值)。
②ITO圖形形成接下來作為ITO圖形形成依次進行如下處理。
·由超聲波進行前洗凈，·由網(wǎng)板印刷進行保護層油墨涂布，·120℃、30分鐘燒成，·進行硝鹽酸ITO腐蝕，·由堿進行保護膜油墨剝離處理，·由超聲波進行后洗凈。
③超細微粒點間隔(3)的形成接下來作為超細微粒點間隔形成依次進行如下處理。
·由金屬掩膜法印刷進行熱固化型保護層油墨涂布，·200℃、60分鐘燒成(點徑20μm、點厚為5μm，點間距3mm)。
④銀電極(7)的形成接下來作為銀電極的形成依次進行如下處理。
·銀漿印刷(將玻璃纖維以重量1.2％的比例攪拌)·180℃、約60分鐘燒成。
⑤熱固化型環(huán)氧系密封材料(粘結(jié)劑(6))的印刷接下來作為熱固化型環(huán)氧系密封材料印刷依次進行如下處理。
·將直徑10μm的二氧化硅系微粒子以重量比2.5％的比例攪拌，·由熱固化型環(huán)氧系密封材料進行密封印刷，·90℃、約30分鐘燒成。
⑥貼合最后按下述順序進行上部玻璃透明基板(1a)與下部玻璃透明基板(1b)的貼合。
·貼合(將微小量銀漿涂布于接點上)，·安裝固化夾具，·150℃、約90分鐘燒成、緩冷(退火)，·切斷，·注入空氣，·封住(UV粘結(jié)劑)。
由以上工序可以得到具有下述表3所列性能特性的玻璃觸摸屏。驅(qū)動方式模擬方式寫入方法手指或筆桿透光率85％(550nm)動作溫度 -30-65℃(90％RH以下)耐濕性1000小時(60℃-95％RH)加熱循環(huán) 250循環(huán)(-30℃、+85℃)
耐熱性85℃動作負荷 80g表面莫式硬度 6額定(電流)0.8mA(DC5V)絕緣電阻 12MΩ(DC25V)直線性±2.0％反跳 8ms另外為了比較，現(xiàn)將由日專利特開平9-146707中記述的工序所制作的現(xiàn)有玻璃觸摸屏(外形尺寸與動作范圍尺寸與上述本發(fā)明的尺寸相同，140×85mm和130×59mm)的性能、特性示于下述表4。驅(qū)動方式模擬方式寫入方法手指或筆桿透光率85％(550nm)動作溫度 -10-60℃(90％RH以下)耐濕性140小時(60℃-95％RH)加熱循環(huán) 15循環(huán)(-30℃、+80℃)耐熱性83℃動作負荷 100g表面莫式硬度 6額定(電流)0.8mA(DC5V)絕緣電阻 12MΩ(DC25V)直線性±3.0％跳閃 8ms從表3與表4可以看出，本發(fā)明的玻璃觸摸屏，與現(xiàn)有的玻璃觸摸屏相比，動作溫度、耐濕性、加熱循環(huán)、耐熱性都大大優(yōu)于現(xiàn)有玻璃觸摸屏。即，耐環(huán)境性能有顯著提高，可以實現(xiàn)更適于車內(nèi)環(huán)境的玻璃觸摸屏。當然不僅汽車等的車內(nèi)，也適于各種高溫高濕的情況下。畫面與畫質(zhì)上無畸變、無不勻、無干涉條紋的良好情況。
發(fā)明效果按以上詳細說明，由本發(fā)明所提供的新的玻璃觸摸屏，其耐久性、操作性、設(shè)計自由度、以及輸入精度等諸特性自然是極其優(yōu)良的，與現(xiàn)有的玻璃觸摸屏相比，具有極其優(yōu)良的耐高溫高濕性，以及優(yōu)良的平滑性。
權(quán)利要求
1.一種玻璃觸摸屏，其特征在于，這種玻璃觸摸屏，其配設(shè)了透明導電膜的一對透明基板以其透明導電膜面相對設(shè)置，下部透明基板與作為接觸輸入部的上部透明基板都是玻璃基板；上部玻璃透明基板與下部玻璃透明基板由混合了吸濕微粒子的粘結(jié)劑貼合。
2.按權(quán)利要求1所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，吸濕微粒子直徑在50μm以下。
3.按權(quán)利要求1或2所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，吸濕微粒子以重量比10％以下的比例混入。
4.按權(quán)利要求1或3所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，在透明導電膜外周規(guī)定位置設(shè)銀電極，在該銀電極中混入玻璃纖維
5.按權(quán)利要求4所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，玻璃纖維以重量比10％以下的比例混入。
6.按權(quán)利要求4或5所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，在銀電極中使用了比電阻5×10-4Ω.cm以下的銀漿。
7.按權(quán)利要求1-6中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，粘結(jié)劑是熱固化型或常溫固化型環(huán)氧系密封材料或UV固化型丙烯系密封材料。
8.按權(quán)利要求1-7中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其光透光率在85％以上。
9.按權(quán)利要求1-8中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其動作溫度，在90％RH以下的條件下為-30-65℃。
10.按權(quán)利要求1-9中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其保存溫度，在95％RH以下的條件下為-40-85℃。
11.按權(quán)利要求1-10中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，以前端R4mm、直徑φ8mm、硬度60°的試驗棒推壓上部玻璃透明基板開關(guān)成導通狀態(tài)時的動作負荷是10-200g。
12.按權(quán)利要求1-11中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，在下部玻璃透明基板的透明導電膜面上，以2-4mm間隔配設(shè)著直徑20-100μm、高3-6μm的熱固化型樹脂制超細微粒點間隔部。
13.按權(quán)利要求1-12中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，上部玻璃透明基板由厚度0.15-0.30mm的硼硅玻璃或鈉玻璃形成；下部玻璃透明基板由厚度0.5-3.0mm的鈉玻璃所形成。
14.按權(quán)利要求1-13中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，透明導電膜由陰極真空噴鍍與CVD以任意形式蒸鍍配設(shè)。
15.按權(quán)利要求1-14中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其額定(電流)值為，在DC5V情況下為50mA以下；其絕緣電阻，在DC25V情況下在上下電極間為10MΩ以上。
16.按權(quán)利要求1-15中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其直線性在±3.5％以下。
17.按權(quán)利要求1-16中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其反跳，在由手指進行的通常操作方法下在10ms以下。
18.按權(quán)利要求1-17中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其靜電耐壓在15KV以上。
19.按權(quán)利要求1-18中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，其動態(tài)范圍，下限為0-0.7V，上限為5-4.6V。
20.按權(quán)利要求1-19中任一項所記述的玻璃觸摸屏，其特征在于，基板尺寸為2-20英寸。
全文摘要
為提供與現(xiàn)有玻璃觸摸屏相比具有極優(yōu)良的耐高溫高濕性能的新玻璃觸摸屏,以混入吸濕微粒子的粘結(jié)劑將上部玻璃透明基板(1a)與下部玻璃透明基板(1b)貼合。
文檔編號G06K11/06GK1356226SQ0113948
公開日2002年7月3日 申請日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月27日
發(fā)明者橫山清弘, 吉田正武, 石山敏秋 申請人:石山敏秋