CN100472283C - 压敏导电薄板及其制造方法、和使用该薄板的触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压敏导电薄板，使分散在具有透光性的弹性体内的多个强磁性导电粒子在厚度方向上以直线形状连接接合而形成集合体，并将该集合体分割为具有在厚度方向上具有规定的空隙并以直线形状排列的导电体。而且还提供一种触摸屏，通过将该压敏导电薄板夹持在上基板下面的上导电层和下基板上面的下导电层之间，从而可以得到具有良好透过性并可以稳定操作的触摸屏。

Description

压敏导电薄板及其制造方法、和使用该薄板的触摸屏

技术领域

本发明涉及一种在各种电子机器的输入操作中所使用的压敏导电薄板及其制造方法、和使用该压敏导电薄板的触摸屏。

背景技术

近年来，在携带电话和车辆导航系统等各种电子机器中，越来越多地在液晶等显示元件的前面安装具有透光性的触摸屏(下面称作TTP)，透过该TTP进行背面显示元件所显示的文字和记号的视觉确认和选择，而且通过手指或者专用笔等来按压操作TTP，来进行机器各功能的切换。

下面使用图4A和图4B对这样的TTP进行说明。而且，为了容易明白构成，将附图厚度方向的尺寸扩大来表示。

图4A是以往的TTP的剖视图。上基板1为具有透光性的薄膜形状。下基板3具有透光性。在上基板1的下面形成有氧化铟锡(ITO)等具有透光性的上导电层2。在下基板3的上面也形成有ITO等具有透光性的下导电层4。

另外，具有透光性的压敏导电薄板(Pressure sensitive conductive sheet、下面称作PSCS)5，是在透明橡胶等的弹性体6内分散平均粒子直径为50μm、不透明的多个导电粒子7而构成的。并且，PSCS5被夹在上导电层2和下导电层4之间。

而且，在上导电层2的两端上构成有一对上电极(未图示)。并且，在下导电层4的两端上形成一对沿与上电极正交方向的下电极(未图示)而构成TTP。

另外，这样构成的TTP，配置在液晶等显示元件的前面而安装在电子机器上，并且，一对上电极和下电极连接在电子机器的电子电路(未图示)上。

在上述的构成中，如果一边视觉确认TTP背面的显示元件的显示内容，一边使用手指或者笔等按压操作上基板1上面的规定位置，则如图4B所示，上基板1弯曲，被按压位置的PSCS5被压缩，其中的多个导电粒子7相互接近并接触。

而且，如果从电子电路向上电极和下电极顺次外加电压，则介由被按压位置的导电粒子7，上导电层2和下导电层4之间被导通。并且，按照如下的方式构成，即，通过这些电极间的电压比，电子电路查出被按压的位置，从而进行机器的各种各样功能的切换。特开平5-143219号公报公开了具有这样结构的TTP。

但是，在上述以往的TTP中，由于弹性体6内的不透明导电粒子7的平均粒子直径大于50μm，所以如果增加导电粒子7的添加量，则压敏导电薄板5的透过性降低，导致很难看清TTP背面的显示元件的显示内容。相反，如果减少导电粒子7的添加量，则分散的导电粒子7之间的空隙会变大，产生了按压操作时导电粒子7之间的接触不稳定的问题。

发明内容

本发明提供一种压敏导电薄板，具有：具有透光性的弹性体；分散在所述弹性体内的多个强磁性导电粒子，其中，所述多个导电粒子在所述弹性体的厚度方向上，形成以直线形状连接接合的集合体，所述集合体在所述弹性体的厚度方向上保持直线形状的排列并且被分割为在所述集合体内具有规定间隙空隙的多个导电体，而且，和所述多个导电体的构成物相同的多个构成物，在所述弹性体的宽度方向上以规定间隔排列，所述导电粒子相对于所述弹性体的添加量为0.0001～1.0体积％，所述导电粒子的粒子直径为10～1000nm。由于导电体在弹性体内沿着和弹性体的表面平行的方向以直线形状排列，所以，可以不损害弹性体的透光性而获得良好透过性，同时，仅通过按压导电体的空隙量，就可以使多个导电体之间很容易地接触。这样，能够获得可以进行稳定的按压操作的压敏导电薄板。

而且，本发明提供一种压敏导电薄板的制造方法，具有：对分散有多个强磁性导电粒子的具有透光性的弹性体，向所述弹性体的厚度方向上施加磁场，使所述多个导电性粒子连接接合而形成直线形状的集合体的步骤；使所述弹性体硬化的步骤；以及使用膨润性液体，使所述弹性体膨润，在所述直线形状的集合体内设置规定的空隙，从而将所述直线形状的集合体分割为多个导电体的步骤，所述导电粒子相对于所述弹性体的添加量为0.0001～1.0体积％，所述导电粒子的粒子直径为10～1000nm。利用外加磁场，在沿着弹性体的表面平行的方向上形成导电粒子的直线形状的集合体，通过弹性体的膨润，可以以在导电体之间具有规定空隙的方式来形成导电体，这样，通过添加少量导电粒子，可以制造具有良好的透过性，并可以稳定操作的压敏导电薄板。另外，本发明提供一种触摸屏，在下面形成了上导电层的具有透光性的上基板，和在上面形成了与上导电层之间具有规定空隙的、相对向的下导电层并且具有透光性的下基板之间，夹持了本发明的压敏导电薄板。这样，可以实现具有良好透过性并可以稳定操作的触摸屏。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的TTP的剖视图。

图2A～2C是表示图1所示的TTP的制造方法的剖视图。

图3是操作图1所示的TTP时的剖视图。

图4A和图4B是以往的TTP的剖视图。

具体实施方式

以下，使用图1～图3对本发明的实施方式进行说明。附图为模式图，并不是将各位置按着尺寸大小正确表示的。而且，为了容易明白构成，这些附图中的剖视图，将厚度方向的尺寸扩大来表示。本发明的宽度方向是指和弹性体的表面平行的方向。另外，厚度方向是指和弹性体的表面垂直的方向。

而且，和背景技术项中说明的构成具有相同构成的部分赋予相同符号，进行简略说明。

(实施方式)

如图1所示，透明的压敏导电薄板(Pressure sensitive conductive sheet，下面称作PSCS)15构成如下。粒子直径10～1000nm的不透明强磁性导电粒子，即，镍、钴、铁等的多个导电粒子17，分散在透明的硅酮橡胶等的弹性体16内。而且，对弹性体16外加磁场，使导电粒子17连接接合，在厚度方向上排列形成直线形状的集合体17B。通过外加磁场，上述多个直线形状的集合体17B在宽度方向上具有规定的空隙排列。之后，弹性体16被硬化。而且，将直线形状的集合体17B浸渍在膨润性液体中使其膨润。这样，直线形状的集合体17B在厚度方向上排列，形成多个具有规定空隙的导电体18。具有相同构造的多个导电体18在宽度方向上排列，构成PSCS15。

另外，上基板1形成为具有PET、聚碳酸脂(PC)等的透光性的薄膜形状。下基板3具有透光性，由玻璃或者丙烯、PC等构成。分别在上基板1的下面形成由ITO、氧化锡等构成的具有透光性的上导电层2，在下基板3的上面形成具有同样构成的下导电层4。并且，PSCS15夹在上导电层2和下导电层4之间。另外，通过印刷等方式，分别在上导电层2的两端上形成一对由银、碳等构成的上电极(未图示)，在下导电层4的两端上，形成一对沿与上电极正交方向的下电极(未图示)。这样，构成了触摸屏。

下面，使用图2A～2C，对具有以上构成的PSCS15的制造方法进行说明。

如图2A所示，在薄板形状的支撑体19的上面，涂抹透明的硅酮橡胶等，形成薄板形状的弹性体16，所述透明的硅酮橡胶中以0.0001～1.0体积％分散了镍、钴、铁等的多个导电粒子17。

接着，如图2B所示，使用电磁铁等在弹性体16的厚度方向上外加磁场。这样，多个导电粒子17在厚度方向上形成连接接合了的直线形状的集合体17B之后，使弹性体16硬化。在宽度方向上以规定的间隔排列而同时形成这样的多个集合体17B。

而且，之后，浸渍在邻苯甲酸二丁酯或者柴油等膨润性液体中，使弹性体16膨润。这样，如图2C所示，直线形状排列的集合体17B被分割，形成导电体18，该导电体18在厚度方向上以原来的直线形状排列，在它们之间形成规定的空隙。接着，使弹性体16从支撑体19剥离。和在导体间具有空隙的多个导电体18具有相同结构的多个构成物，构成在宽度方向上具有规定间隔地排列的PSCS15。规定的间隔由产品规格来决定。而且，通过将分散在弹性体16内的导电粒子17的粒子直径设定为10～1000nm，也可以比较容易地进行导电粒子17的制造。并且，通过不透明的导电粒子17不会损害弹性体16的透光性，从而可以得到良好的透过性。强磁性导电粒子17的粒子直径比表示超常磁性(Super Paramagnetism)的粒子直径大。并且，如果粒子直径超过1000nm，则会损害弹性体16的透光性。

另外，导电粒子17的对于弹性体16的添加量为0.0001～1.0体积％，优选为0.05～1.0体积％。这样，这样可以确保在厚度方向上以直线形状排列的多个导电体18的规定空隙的同时，还可以获得良好的透过性。低于0.0001体积％则不稳定。另外。若超过1.0体积％，则通过弹性体16的膨润很难在多个导电体18之间形成规定的空隙。

而且，由于根据弹性体16、膨润性液体的材质，在浸渍时弹性体16的体积膨润率不同，所以在厚度方向上以直线形状配置的多个导电体18之间的空隙也不同。因此，通过使该体积膨润率设定在4～100体积％，优选为15～30体积％，从而可以控制导电体18之间的空隙，在导电体18之间可以很容易地排列规定的空隙。

另外，在下面形成上导电层2的上基板1和在上面形成下导电层4的下基板3之间夹持PSCS15而构成TTP。并且，将TTP配置在液晶等显示元件的前面从而安装到电子机器上。而且，一对上电极和下电极连接在电子机器的电子电路(未图示)中。

在以上的构成中，如果一边视觉确认TTP背面的显示元件的显示内容，一边使用手指或者笔等按压操作上基板1上面的规定位置，则会发生如下的现象。如图3所示，上基板1弯曲，所按压的位置的PSCS15被压缩，在厚度方向上具有规定的空隙，在弹性体16内以直线形状排列的多个导电体18相互接近并接触。

而且，如果从电子电路向上电极和下电极顺次外加电压，则介由所按压位置的相互接触的多个导电体18，上导电层2和下导电层4之间被导通。通过这些电极间的电压比，电子电路查出所按压的位置，从而进行机器的各种各样功能的切换。而且，此时，在PSCS15的弹性体16内，和粒子直径小的导电粒子17连接接合的多个导电体18，在厚度方向以直线形状排列。其结果，仅通过按压电体18之间的空隙量，就可以使多个导电体18之间很容易地接触，同时，不损害弹性体16的透光性而得到良好透过性。

根据本实施方式，通过添加少量导电粒子17，就可以很容易地制造具有良好的透过性，可以稳定操作的PSCS15。

另外，在上基板1下面的上导电层2和下基板3上面的下导电层4之间，夹持有PSCS15，这样，以上导电层2和下导电层4之间没有空隙的方式形成TTP。其结果，即使被阳光或者灯光等外部光照到的时候，也很少发生反射或者干涉条纹等的牛顿环，所以能够准确地通过视觉确认TTP背面的显示元件等的显示内容。

而且，上导电层2和下导电层4不相互直接接触，使得上基板1的弯曲也很小，所以可以提高由手指或者笔等进行按压操作上导电层2时的耐磨性，能够实现可长时间使用的触摸屏。

产业上的可利用性

本发明的PSCS以及使用该PSCS的TTP可以获得良好的透过性和稳定的操作，因此能够在各种电子机器的输入操作中得到广泛的使用。

Claims (4)

1.一种压敏导电薄板，具有：

具有透光性的弹性体；

分散在所述弹性体内的多个强磁性导电粒子，其中，

所述多个导电粒子在所述弹性体的厚度方向上，形成以直线形状连接接合的集合体，所述集合体在所述弹性体的厚度方向上保持直线形状的排列并且被分割为在所述集合体内具有规定空隙的多个导电体，而且，和所述多个导电体的构成物相同的多个构成物，在所述弹性体的宽度方向上以规定间隔排列，所述导电粒子相对于所述弹性体的添加量为0.0001～1.0体积％，所述导电粒子的粒子直径为10～1000nm。

2.一种压敏导电薄板的制造方法，具有：

对分散有多个强磁性导电粒子的具有透光性的弹性体，向所述弹性体的厚度方向上施加磁场，使所述多个导电性粒子连接接合而形成直线形状的集合体的步骤；

使所述弹性体硬化的步骤；以及

使用膨润性液体，使所述弹性体膨润，在所述直线形状的集合体内设置规定的空隙，从而将所述直线形状的集合体分割为多个导电体的步骤，

所述导电粒子相对于所述弹性体的添加量为0.0001～1.0体积％，所述导电粒子的粒子直径为10～1000nm。

3.根据权利要求2所述的压敏导电薄板的制造方法，其特征在于，将使用膨润性液体的所述弹性体的体积膨润率设为4～100体积％。

4.一种触摸屏，在下面形成了上导电层的具有透光性的上基板，和在上面形成了与所述上导电层之间具有规定空隙且相面对的下导电层的透光性下基板之间，夹持了权利要求1所述的压敏导电薄板。

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