DE69812878T2

DE69812878T2 - Glasträger für berührungssensor und berührungsempfindliche tafel

Info

Publication number: DE69812878T2
Application number: DE69812878T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Sakai-shi TSUMURA
Original assignee: Touch Panel Systems Corp
Current assignee: Touch Panel Systems Corp
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2018-09-26
Also published as: EP0942351A4; ATE236426T1; WO1999017188A1; EP0942351B1; EP0942351A1; JPH11110133A; DE69812878D1; KR19990036753A; TW498261B

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Glassubstrat für einen Berührungssensor, der für die Angabe der Koordinaten einer Berührungsposition auf einem von einem Finger oder dergleichen berührten Bildschirm vorteilhaft ist, und einen mit diesem Glassubstrat ausgestatteten Sensorbildschirm.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Seit kurzem wird als Eingabeeinrichtung ein auf vielen Gebieten einsetzbarer Sensorbildschirm in Kombination mit einer Anzeigeeinrichtung, wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre (CRT), einer Flüssigkristallanzeige (LCD) und einem Plasmabildschirm (PDP) verwendet. Ein Sensorbildschirm, wie z. B. ein ATM-System in einer Bank, der von vielen und unbekannten Personen berührt wird, kann durch unangenehm riechende Benutzer Unannehmlichkeiten Hervorrufen oder zu einer möglichen Verschmutzung von Lebensmitteln führen, die durch sich darauf vermehrende Bakterien und Mikroorganismen verursacht wird. Deshalb sind ein periodisches Reinigen und Sterilisieren erforderlich.
Das Reinigungs- oder Sterilisierungsverfahren ist mühsam, und deshalb ist es wünschenswert, die Vermehrung von Bakterien und Mikroorganismen (zum Beispiel Schimmel) lange Zeit ohne Reinigungsverfahren wirksam zu verhindern.
Als Sensorildschirm sind Sensorbildschirme zum Feststellen der Koordinaten einer Berührungsposit on (der Koordinaten der Eingabeposition) auf einem Glassubstrat, wie z. B. (1) einem Senorbildschirm, bei dem auf dem Glassubstrat eine Widerstandsschicht ausgebildet ist, und (2) einem Sensorbildschirm, der akustische Oberflächenwellen ohne eine Widerstandsschicht ausnutzt, bekannt. Bei beiden Sensorbildschirmen wird eine antimikrobielle Wirkung gefordert. Besonders dann, wenn letzterem durch Aufbringen eines organischen Hartes eine antimikrobielle Wirkung verliehen wird, so wird das Abschwächungsoder Dämpfungsverhältnis von Schallwellen (zum Beispiel Ultraschall-Oberflächenwellen) höher.
Dadurch wird die Intensität der festgestellten Signal geringer, so daß der Sensorbildschirm nicht richtig arbeitet. Da große Sensorbildschirme eine größere Distanz für die Ausbreitung von Schallwellen aufweisen, wird das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis höher. Somit ist es schwierig, einen für eine große Anzeigevorrichtung idealen Bildschirm bereitzustellen.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein antimikrobielles Glassubstrat für einen Berührungssensor, das die Vermehrung von Bakterien oder Mikroorganismen verhindern kann, und einen damit ausgestatteten antimikrobiellen Sensorbildschirm anzugeben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Glassubstrats für einen Berührungssensor, der die Abschwächung oder Dämpfung hemmen kann und die Koordinaten einer Berührungsposition exakt feststellen kann, selbst wenn Schallwellen verwendet werden, und eines damit ausgestatteten Sensorbildschirms.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Glassubstrats für einen Berührungssensor, das lange Zeit eine starke antimikrobielle Wirkung beibehalten kann, und eines damit ausgestatteten Sensorbildschirms. Sensorbildschirme mit Schallwellen sind in der JP-A-8305482 offenbart. Antimikrobielle Substrate für Berührungssensoren sind in der JP-A-8185560 und der JP-1-5266298 beschrieben.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Bestimmte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um die vorstehend genannten Aufgaben zu lösen, und festgestellt, daß dann, wenn bei einem mit einem Glassubstrat versehenen Sensorbildschirm als Einrichtung, mit der die Koordinaten einer Berührungsposition erhalten werden und auf der sich Schallwellen ausbreiten können, der Oberfläche des Glassubstrats eine antimikrobielle Wirkung verliehen wird, sich die Schallwellen ausbreiten können und das Glassubstrat größer gestaltet werden kann, ohne daß das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis beträchtlich erhöht wird. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Basis der vorstehend genannten Erkenntnisse erreicht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum Feststellen der Koordinaten einer Berührungsposition der Oberfläche eines Glassubstrats für einen Berührungssensor folglich eine antimikrobielle Wirkung verliehen oder gewährt. Das Glassubstrat ist nicht nur als Substrat, um die Koordinaten einer Berührungsposition unter Anwendung von Schallwellen zu erhalten, sondern auch als Substrat vorteilhaft, um die Koordinaten einer Berührungsposition durch die Ausbreitung von mindestens einer Wellenart zu erhalten, die aus einer Rayleigh-Welle und einer Love-Welle ausgewählt sind.
Wenn ein Paar Wandler, die Rayleigh-Wellen übertragen und empfangen können, an dem Glassubstrat angebracht ist oder daran haftet und der Abstand zwischen den übertragenden/empfangenden Wandlern geändert wird, beträgt zudem das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis (Koeffizient) des Glassubstrats für ein Signal durch die Wandler gewöhnlich nicht mehr als 1,5 dB/cm, und zwar gemessen mit der Neigung der Kurve der Amplitude (der erhaltenen Empfangsspannung) gegenüber dem Abstand.
Die vorstehend beschriebene antimikrobielle Wirkung kann durch verschiedene Verfahren, zum Beispiel durch das Erzeugen einer Beschichtung oder einer harten oder gehärteten Schicht, die ein antimikrobielles Mittel (zum Beispiel anorganische antimikrobielle Mittel, die eine Silberkomponente oder dergleichen aufweisen) und ein siliciumhaltiges Bindemittel (zum Beispiel Silazanverbindungen, hydrolytisch kondensierbare Siliconverbindungen oder bereits kondensierte Produkte davon) aufweist, auf der Oberfläche des Glassubstrats bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet auch einen Sensorbildschirm, der mit dem vorstehend genannten Substrat für einen Berührungssensor ausgestattet ist, dem eine antimikrobielle Wirkung gewährt worden ist:
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Sensorbildschirms;
2 eine schematische Schnittansicht des Substrats in 1;
3 eine graphische Darstellung der Wellenform, die ein Beispiel eines empfangenen Signals zeigt; und
4 eine schematische Darstellung, um das Meßverfahren für das Abschwächungsoder Dämpfungsverhältnis zu erläutern.
BESTE ART UND WEISE DER DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Merkmale des Substrats für einen Berührungssensor und des diesen aufweisenden Sensorbildchirms der vorliegenden Erfindung bestehen darin, daß dem Glassubstrat, das für die Eingabe berührt werden soll, eine antimikrobielle Wirkung verliehen worden ist, die im Hinblick auf die Signaleigenschaften, die optischen Eigenschaften und die Intensität vorteilhaft ist, und dieses Glassubstrat ist vorteilhaft.
Eine antimikrobielle Wirkung kann dem Glassubstrat verliehen oder gewährt werden, indem auf dem Substrat direkt oder indirekt (über eine darunter liegende Schicht) eine antimikrobielle Schicht erzeugt wird. Die antimikrobielle Schicht kann erzeugt werden, indem eine Beschichtungszusammensetzung, die mindestens ein antimikrobielles Mittel und ein Bindemittel aufweist, aufgetragen wird und die aufgetragene Schicht getrocknet wird oder hart wird (oder gehärtet wird).
Es kann irgendein antimikrobielles Mittel verwendet werden, und es ist vorzugsweise ein antimikrobielles Mittel mit einer hohen Wärmebeständigkeit, wie z. B. ein anorganisches antimikrobielles Mittel, damit die antimikrobielle Wirkung sogar nach einem Hochtemperatur-Behandlungsverfahren für die Erzeugung einer harten oder gehärteten Schicht erhalten bleibt. Außerdem weist das antimikrobielle Mittel neben einer Komponente mit einer antimikrobiellen Wirkung (einer antimikrobiellen Metallkomponente, wie Silber und Kupfer) eine eine antimikrobielle Wirkung erzeugende Komponente (zum Beispiel photoaktive Komponenten, wie Titanoxid-Komponenten auf, die eine antimikrobielle Wirkung zeigen, die durch Bestrahlen mit Licht, wie z. B. UV-Strahlen, entsteht).
Das bevorzugte anorganische antimikrobielle Mittel weist kupferhaltige antimikrobielle Mittel, die eine Kupferkomponente aufweisen, silberhaltige antimikrobielle Mittel, die eine Silberkomponente aufweisen, oder dergleichen auf, und die Metallkomponente mit antimikrobieller Wirkung (zum Beispiel Kupfer- oder Silber-Komponenten) kann auf einem Träger (zum Beispiel anorganische Träger, wie Zeolithe, Siliciumdioxid, Kieselgele, Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Zirkoniumphosphate) getragen werden. Besonders bevorzugte anorganische antimikrobielle Mittel sind silberhaltige anorganische antimikrobielle Mittel und sind z am Beispiel von der Firma Toa Gosei Co., Ltd. unter der Handelsbezeichnung "Novalon" erhältlich, die einen Träger (Zirkoniumphosphat) und darauf getragenes Silber aufweist.
Es ist von Vorteil, wenn das Haftvermögen der antimikrobiellen Schicht am Substrat (insbesondere einem Glassubstrat) ausreichend hoch ist, so daß sie sich nicht vom Substrat ablöst. Außerdem ist es für die Verbesserung der Kratz- oder Ritzbeständigkeit der aufgetragenen Schicht von Vorteil, wenn die antimikrobielle Schicht hart ist. Bei der Verwendung einer Schallwelle kann deshalb irgendein organisches oder anorganisches Bindemittel verwendet werden, das eine harte Schicht erzeugen kann (insbesondere Bindemittel, die bei relativ niedrigen Temperaturen härten können), mit der Maßgabe, daß die Genauigkeit beim Feststellen der Koordinaten einer Berührungsposition nicht beeinträchtigt wird.
Ein vernetzbares oder härtbares anorganisches Bindemittel, insbesondere ein siliciumhaltiges Bindemittel, ist bevorzugt. Als anorganisches Bindemittel (zum Beispiel ein Bindemittel aus der Silicon-Reihe) kann zum Beispiel ein Produkt, wie z. B. die Siliciumdioxid-Beschichtungsmittel mit den Handelsbezeichnungen "CNG-005" und "CNG-005N" sein, die von Colcoit Co. hergestellt werden.
Als siliciumhaltiges Bindemittel können zum Beispiel Silazan-Verbindungen mit einer Silazan-Einheit -(NHSiH₂)-, wie ein Polysilazan, das mit der nachstehenden Formel angegeben wird:
H₃Si[NHSiH₂]_n NHSiH₃
wobei n eine ganze Zahl von 2 oder mehr angibt, und hydrolytisch kondensierbare Bindemittel aus der Silicon-Reihe (zum Beispiel ein hydrolytisch kondensierendes Organopolysiloxan mit einer hydrolytisch kondensierenden Gruppe, wie einer Hydroxylgruppe, einer C_1-2-Alkoxygruppe usw., oder bereits kondensierte Produkte davon) sein.
Als Bindemittel der Silicon-Reihe werden in der Praxis hydrolytisch kondensierte Produkte (bereits kondensierte Produkte) eines Alkyltrialkoxysilans oder eine 4-funktionelle Siliciumverbindung, die herkömmlich als harte Beschichtungsmittel verwendet werden, eingesetzt.
Das auf die Feststoffmaterial bezogenene Verhältnis zwischen dem antimikrobiellen Mittel (antimikrobiell aktive Komponenten) und dem Bindemittel kann zum Beispiel aus den Bereichen von etwa 0,01/99,99 bis 50/50 (Gewichtsverhältnis), vorzugsweise 0,05/99,95 bis 40/60 (Gewichtsverhältnis) und stärker bevorzugt 1/99 bis 30/70 (Gewichtsverhältnis) ausgewählt werden und beträgt gewöhnlich etwa 0,1/99,9 bis 30/70 (Gewichtsverhältnis).
Die antimikrobielle Schicht kann ein organisches Bindemittel, wie z. B. ein thermoplastisches Harz (zum Beispiel ein Acrylharz, ein Polyesterharz, ein thermoplastisches Polyurethanharz) und ein wärmehärtendes Harz (zum Beispiel ein wärmehärtendes Acrylharz, ein Polyurethanharz, ein Epoxidharz) enthalten.
Die Dicke der antimikrobiellen Schicht kann aus den Bereichen ausgewählt werden, die die Abschwächungs- oder Dämpfungseigenschaft einer Schallwelle nicht nachteilig beeinflussen. Angesichts dessen, daß Belastungen zu Schäden (wie einem Riß) führen, ist es bevorzugt, daß die antimikrobielle Schicht dünn, zum Beispiel etwa 0,1 bis 5 μm und stärker bevorzugt etwa 0,2 bis 3 μm (insbesondere 0,3 bis 1 μm) dick ist.
Eine Beschichtungslösung, die ein antimikrobielles Mittel enthält, kann gewöhnlich in Form einer homgenen Lösung oder Dispersion verwendet werden, die ein organisches Lösungsmittel enthält, und kann mit einem herkömmlichen Verfahren (wie z. B. einem Schleuderbeschichtungsverfahren, einem Tauchverfahren, einem Sprühbeschichtungsverfahren, einem Gießverfahren oder dergleichen) auf einen Träger oder ein Substrat aufgebracht werden. Nach dem Auftragen der Beschichtungszusammensetzung wird die aufgetragene Schicht gewöhnlich getrocknet oder erwärmt, damit sie vernetzt oder härtet.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Oberfläche des Glassubstrats zum Feststehen der Koordinaten einer Berührungsposition eine antimikrobielle Wirkung verliehen. Auf dem Glassubstrat können sich Schallwellen ausbreiten, und es ist als Substrat für den Erhalt der Koordinaten einer Berührungsposition unter Ausnutzung einer Schallwelle vorteilhaft. Als Schallwelle können akustische Oberflächenwellen (zum Beispiel Ultraschall-Oberflächenwellen, wie z. B. eine Rayleigh-Welle und eine Love-Welle; Plattenwellen, wie z. B. eine Lamt-Welle; und SH-Wellen (horizontale Schubwelle), wie z. B. eine horizontal polarisierte Schubwelle) verwendet werden.
Die Intensität der empfangenen Signale muß hoch sein, damit ein Sensorbildschirm mit hoher Stabilität und Genauigkeit erreicht wird, und deshalb ist es bevorzugt, daß das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis der auf der Bildschirmoberfläche fortschreitenden Welle gering ist. Wenn zum Beispiel ein Paar Wandler, die Rayleigh-Wellen übertragen und empfangen können, auf einem Glassubstrat angebracht ist oder daran haftet, und der Anstand zwischen den das Signal übertragenden/empfangenden Wandlern geändert wird, beträgt das Abschwächungs- und Dämpfungsverhältnis für ein Signal durch dieses Paar von Wandlern gewöhnlich nicht mehr als 1,5 dB/cm (vorzugsweise nicht mehr als 1,0 dB/cm), und zwar mit der Neigung der Kurve der Amplitude gegenüber dem Abstand gemessen. Ein Meßverfahren für das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis wird später ausführlich erläutert.
Ein antimikrobielles Glassubstrat für einen Sensorbildschirm kann in Form eines herkömmlichen gekrümmte Bildschirms, wie z. B. einer Kathodenstrahlröhre, vorliegen, und es ist vorteilhaft, ein Glassubstrat in Form eines Flachbildschirms (vorzugsweise ein isotroper Flachbildschirm) oder eines Bildschirms mit einer geringen Krümmung (vorzugsweise ein isotroper Bildschirm mit einer geringen Krümmung) zu verwenden. Ein Bildschirm mit einer flachen oder einer wenig gekrümmten Oberfläche kann bei einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, einer Plasma-Anzeigevorrichtung oder dergleichen vorteilhaft verwendet werden.
Bei diesem antimikrobiellen Glassubstrat kann die antimikrobielle Wirkung der gesamten Oberfläche des Glassubstrats verliehen werden, und es reicht aus, wenn zumindest dem Anzeigebereich (dem Bildanzeigebereich), auf dem Daten und Bilder angezeigt werden, eine antimikrobielle Wirkung verliehen wird.
Damit die Daten von einer Anzeigeeinheit, die kombinatorisch mit einem Sensorbildschirm montiert ist, zweifelsfrei angezeigt werden, hat das antimikrobielle Glassubstrat vorzugsweise einen Durchlaßgrad, der nahezu gleich dem von Glas ist (zum Beispiel ein Durchlaßgrad von nicht weniger als 90% im sichtbaren Bereich). Wenn es erforderlich ist, kann der antimikrobiellen Schicht Wasserabweisungsvermögen, Verschmutzungsbeständigkeit, eine antistatische Eigenschaft usw, verliehen werden.
Außerdem kann bei diesem antimikrobiellen Glassubstrat eine Antireflexionsbehandlung (AR-Schicht) oder eine Blendschutzbehandlung vorgenommen werden, damit die angezeigten Daten leicht lesbar sind. Die Blendschutzbehandlung kann leicht vorgenommen werden, indem dem Bindemittel ein Füllstoff zugesetzt wird.
1 ist eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Sensorbildschirms zeigt; 2 ist eine schematische Schnittansicht, die das Substrat von 1 zeigt, und 3 ist eine graphische Darstellung der Wellenform, die ein Beispiel des empfangenen Signals zeigt.
Der Senso-bildschirm (oder der Berührungssensor), der in 1 gezeigt ist, weist ein antimikrobielles Glassubstrat 1, eine Schallwellenübertragungseinrichtung (Elemente) 3, Schallwellenreflexionsanordnungen 4 und 5, eine Schallwellenempfangseinrichtung (Elemente) 6 und Kabel 7 und 8 zum Übertragen und Empfangen von Signalen usw. auf. Wie in 2 gezeigt, weist das antimikrobielle Glassubstrat 1 für den Sensorbildschirm außerdem ein Glassubstrat 1a und eine antimikrobielle Schicht 1b auf, die ein antimikrobielles Mittel 1c enthält. In der antimikrobiellen Schicht 1b kann das antimikrobielle Mittel 1c über die gesamte Oberfläche verteilt sein.
Genauer gesagt, es weist der Sensorbildschirm (oder der Berührungssensor) ein Glassubstrat 1 als Ausbreitungsmedium, das eine Oberfläche hat, die berührt werden kann und auf der sich Schallwellen ausbreiten können, und das einen symmetrischen Anzeigebereich (Bildanzeigebereich) 2 aufweist, der in Richtung der X-Achse und der Y-Achse symmetrisch ist, und eine Übertragungseinrichtung (3) zum Übertragen akustischer Oberflächenwellen in Richtung der X-Achse und der Y-Achse des antimikrobiellen Glassubstrats auf.
Jede dieser Übertragungseinrichtungen 3 weist ein Übertragungselement (Ultraschallübertragugselemente, die in Richtung der X-Achse und der Y-Achse ausgerichtet sind oder zeigen und aus piezoelektrischen Keramik-Vibratoren bestehen), die sich an einer bestimmten Position auf dem antimikrobiellen Glassubstrat 1 (zum Beispiel auf der Seite oder der Unterseite angrenzender oder entgegengesetzter Ecken des Glassubstrats) befinden, und ein Wandlermedium auf, um die Ultraschallwellen von den Übertragungselementen am Übertragungsbereich der Oberfläche des antimikrobiellen Glassubstrats 1 in Oberflächenwellen umzuwandeln (in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel Signalübertragungselemente 3a und 3b in Form eines Kunststoffkeils).
Die akustischen Oberflächenwellen von der Übertragungseinrichtung für die Richtungen der X-Achse und der Y-Achse breiten durch eine Reflexionseinrichtung, die aus ersten Reflexionanordnungen (ersten Reflexionseinrichtungen) 4a und 4b, die auf beiden Seiten der Y-Achse ausgebildet sind, und zweiten Reflexionsanordnungen (zweiten Reflexionseinrichtungen) 5a und 5b besteht, die auf beiden Seiten der X-Achse ausgebildet sind, in Richtung der Y-Achse bzw. der X-Achse über den gesamten Anzeigebereich 2 aus.
Die Reflexionsanordnungen 4 und 5 für Schallwellen sind so angeordnet, daß die Schallwellen gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Glassubstrats verteilt werden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Reflexionsanordnungen 4 und 5 für Schallwellen durch ein Siebdruckvertahren oder dergleichen erzeugt worden.
Die akustischen Oberflächenwellen, die sich über das antimikrobielle Glassubstrat 1 ausgebreitet haben, werden in Richtung der X-Achse und der Y-Achse fokussiert oder konvergent gemacht und von der Empfangseinrichtung 6 empfangen.
Jede dieser Empfangseinrichtungen 6 weist Teile auf, die denen der Übertragungseinrichtung ähnlich sind. Das heißt, daß jede Empfangseinrichtung ein Wandlermedium (in diesem Ausführungsbeispiel die Signalübertragungselemente 6a und 6b in Form eines Kunststoffkeils), um die Oberflächenwellen in Volumenwellen oder andere Wellen umzuwandeln, das sich im Empfangsbereich des Glassubstrats 1 (in diesem Ausführungsbeispiel in der zum Übertragungselement entgegengesetzten Ecke) befindet und ein Empfangselement aufweist, das die umgewandelten Signale empfängt (Ultraschallempfangselemente in Richtung der X-Achse und der Y-Achse, die jeweils einen piezoelektrischen Keramik-Vibrator aufweisen) und das sich in einer geeigneten Position befindet (zum Beispiel entsprechend der Signalübertragungselemente 6a und 6b auf der Seite oder der Unterseite des Glassubstrats 1).
Jedes der Schallwellenübertragungselemente 3 und der Schallwellenempfangselemente 6 besteht aus einen Kombination der gleichen Elemente (einer Kombination aus einem Oszillations- oder Vibrationselement aus Keramik oder dergleichen und einem Signalübertragungselement in Form eines Kunststoffkeils).
Außerdem sind Signalkabel 7a und 7b mit den Übertragungselementen und Signalkabel 8a und 8b mit den Empfangselementen verbunden.
Wenn in dieser Vorrichtung Signale mit einer konstanten maximalen Intensität diskontinuierlich on einem Schallwellenübertragungselement übertragen (gesendet) werden, dann werden von den Reflexionsanordnungen 4a und 5a Ultraschall-Oberflächenwellen reflektiert, breiten sich über die Oberfläche des Glassubstrats 1 aus und werden von den Reflexionsanordnungen 4b und 5b reflektiert, und diese reflektierten Welten werden von den Empfangselementen empfangen. Die empfangenen Signale werden durch die Signalkabel 7a und 8b einem Signalverarbeitungs-Regler zugeführt, wobei der Regler die empfangenen Signale erkennt und die Intensität feststellt. Die Anzeigevorrichtung zeigt als Reaktion auf dieses festgestellte Signal bestimmte Daten an.
Unter Verwendung einer Vorrichtung oder einer Einrichtung, bei der der Sensorbildschirm (oder Beruhrungssensor) mit einem Regler montiert ist, der von Touch Panel Systems Co., Ltd. hergestellt wird, wurden die Koordinaten einer Berührungsposition festgestellt, wobei Impuls-Übertragungssignale verwendet wurden (Frequenz: 5,53 MHz, Amplitude: 50 V, Amplitudenspannung von Peak zu Peak). Wie in 3 dargestellt, zeigt das Signal für die festgestellte Berührungsposition (die festgestellte Wellenform) im Verhältnis zur Intensität des empfangenen Signals D eine deutliche Vertiefung oder einen deutlichen Einschnitt Dt, und die Berührungsposition wurde zweifelsfrei erkannt.
Mit der Anzeigevorrichtung oder -einheit (einer Einrichtung für die Koordinateneingabe) können eine Tonerzeugungseinrichtung, oder eine Sprachmeldeeinrichtung, um als Reaktion auf eine Berührung der Oberfläche des Glassubstrats einen Ton oder eine Sprache zu erzeugen, eine Anzeigeeinrichtung, um die Berührungsposition anzuzeigen, eine Steuereinrichtung, um als Reaktion auf die Berührungsposition ein Bild auf dem Anzeigebereich zu steuern (zum Beispiel eine Schalt- oder Austasteinrichtung des Anzeigeschirms), eine Steuereinrichtung für andere Treibereinrichtungen oder dergleichen verbunden sein.
Das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis des antimikrobiellen Glassubstrats kann wie folgt gemessen werden. Ein Paar Wandler, die Rayleigh-Wellen übertragen und empfangen können, wird auf dem Substrat befestigt, und der Abstand zwischen den das Signal übertragenden/empfangenden Wandlern wird geändert oder variiert. Das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis des antimikrobiellen Glassubstrats wird gemessen, indem der Zusammenhang zwischen der erhaltenen Empfangsspannung (Amplitude) und dem Abstand graphisch aufgetragen wird. 4 ist eine schematische Darstellung, um das Meßverfahren für das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis zu erläutern.
Bei der Messung des Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnisses wird ein eine Rayleigh-Welle übertragendes Element 10 auf dem Substrat 1 befestigt, und es wird die Intensität des empfangenen Signals V1 (die Spannung von Peak zu Peak) des die Rayleigh-Welle empfangenden Elementes 11 gemessen. Anschließend wird das eine Rayleigh-Welle empfangende Element 11X cm in der zum die Rayleigh-Welle übertragenden Element 10 entgegengesetzten Richtung bewegt, und es wird die Spannung V2 des empfangenen Signals (die Spannung von Peak zu Peak) gemessen.
Nachdem diese Verfahren einige Male wiederholt worden sind, wird der Zusammenhang zwischen dier Spannung V des empfangenen Signals und dem Abstand X halblogarithmisch graphisch aufgetragen, und das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis wird auf der Basis der Neigung log (V1/V2)/X mit folgender Formel berechnet:
Abchwächungs- oder Dämpfungsverhältnis (dB/cm) = 20 × log (V1/V2)/X
Die Messung des Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnisses kann zum Beispiel mit einem Signal vorgenommen werden, das eine Frequenz von 5,53 MHz und eine Amplitude von 50 V hat.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung gibt ein Glassubstrat an, dem eine antimikrobielle Wirkung verliehen worden ist, das die Vermehrung von Bakterien oder Mikroorganismen verhindern kann und in Bezug auf die Hygiene hervorragend ist. Außerdem kann das Glassubstrat, auf dem die antimikrobielle Schicht unter Verwendung eines siliciumhaltigen Bindemittels aufgebracht worden ist, die Abschwächung oder Dämpfung hemmen, selbst wenn Schallwellen verwendet werden, und bestimmt die Koordinaten, die einer Berührungsposition entsprechen, mit hoher Genauigkeit.
Außerdem behält das antimikrobielle Glassubstrat, das ein anorganisches antimikrobielles Mittel verwendet, über lange Zeit eine hohe antimikrobielle Wirkung bei. Deshalb wird der erfindungsgemäße Sensorbildschirm auf zahlreichen Gebieten als Eingabeeinrichtung in Kombination mit einer Anzeigeeinrichtung verwendet.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand des Beispiels ausführlicher beschrieben, und dies sollte keineswegs als den Umfang der Erfindung definierend angesehen werden.
Beispiel
Herstellen eines antimikrobiellen Glassubstrats
Als Sensorbildschirm für akustische Oberflächenwellen wurde ein Sensorbildschirm unter Verwendung eines Substrats aus Soda-Floatglas wie folgt hergestellt (Breite: 318 mm, Länge: 245 mm, Dicke: 3 mm).
Eine Beschichtungszusammensetrung (eine Dispersion, in der ein antimikrobielles Mittel dispergiert ist), die 1,0 Gew.-% eines antimikrobiellen Mittels aus der Keramik-Reihe mit anorganischem Silber (Novalon AG 300, Toa Gosei Co., Ltd.), 5 Gew.-% eines Polysilazans ("Polysilazne series", mit -SiN₂NH- angegeben, Tonen Corporation) und 94,0 Gew.-% Xylol aufwies, wurde nach einem Tauchverfahren auf das Glassubstrat aufgebracht, so daß eine Beschichtung mit einer mittleren Dicke von etwa 0,5 μm erzeugt wurde, und diese Beschichtung wurde gehärtet, indem sie 1 Stunde auf eine Temperatur von 450°C erhitzt wurde.
Eigenschaften des antimikrobiellen Glassubstrats
Die Haftfestigkeit der harten Überzugsschicht (der antimikrobiellen Schicht) am Glassubstrat wurde mit dem Bandablösetest geprüft. Die Haftung war stark, und die Beschichtung löste sich nicht vom Substrat ab. Außerdem betrug die Bleistiftritrhärte der harten Überzugschicht (der antimikrobiellen Schicht) 9N oder mehr, und somit hatte die Überzugschicht eine hohe Härte.
Der Durchlaßgrad des erhaltenen antimikrobiellen Glassubstrats für sichtbare Strahlen wurde mit einer Meßvorrichtung (Trübungs-Computer HGM-2D, von Suga Testing Apparatus Co., Ltd. hergestellt) gemessen, und es wurde ein Durchlaßgrad von 91,5% erhalten. Außerdem wurde das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis des antimikrobiellen Glassubstrats unter Verwendung von Rayleigh-Wellen gemessen, und dieses Verhältnis betrug nur 1,0 dB/cm.
Auf dem antimikrobiellen Glassubstrat wurde ein Vermehrungsversuch mit Escherichia coli gemäß der "Film Adhesion Method", 1995 veröffentlichte Auflage der Society of Research of Inorganic Antimicrobial Agent, durchgeführt. Bei diesem Verfahren wird die Probe nach dem Impfen der Oberfläche der Probe eines antimikrobiellen Glassubstrats mit 5 × 5 cm mit einem Gemisch, das Escherichia coli enthält, in einen Exsikkator gepackt, der Wasser mit einer Temperatur von 35°C enthält, und 24 Stunden aufbewahrt, und es wird die Anzahl der lebensfähigen Bakterien gemessen. Als Ergebnis wurde nach diesem Versuch kein lebensfähiges Bakterium erkannt, wobei die Anfangszahl der lebensfähigen Bakterien 1,2 × 10⁵ betragen hatte, und somit zeigte das Substrat eine hohe antimikrobielle Wirkung.
Sensorbildschirm
Glas mit einem niedrigen Schmelzpunkt wurde durch Siebdruck auf ein antimikrobielles Glassubstrat aufgebracht und 1 Stunde bei einer Temperatur von 450°C getrocknet, so daß Reflexionsanordnungen erzeugt wurden. Anschließend wurden eine Rayleigh-Welle übertragende Elemente und diese empfangende Elemente mit einem Klebemittel an das Glassubstrat geklebt und mit Signalkabeln verbunden, so daß die Bildschirmeinheit eines Sensorbildschirms erzeugt wurde.
Diese Bildschirmeinheit wurde mit einer Steuerung (einer Steuerung für einen Sensorbildschirm für akustische Oberflächenwellen 1040, von Touch Panel Systems Co., Ltd. hergestellt) verbunden, um die Funktionsfähigkeit der Einheit zu beobachten, und somit wurden die Koordinaten der Berührungsposition zweifelsfrei festgestellt. Es wurde die Intensität jedes Signals in Richtung der X-Achse (der Abszisse) und der Y-Achse (der Ordinate) gemesser, und es wurden hohe Intensitäten des Signals von 5,0 mV (für die X-Achse) und 7,5 mV (für die Y-Achse) erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
In der gleichen Weise wie im Beispiel wurde unter Verwendung des gleichen Glassubstrats ein Sensorbildschirm ohne die antimikrobielle Überzugsschicht hergestellt. Als in der gleichen Art und Weise wie vorstehend beschrieben gemessen wurde, betrug der Durchlaßgrad des Glassubstrats ohne die antimikrobielle Schicht 91,0%, etwas weniger als die des antimikrobiellen Glassubstrats des Beispiels. Außerdem betrug das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis des Glassubstrats bei der Verwendung von Rayleigh-Wellen 0,6 dB/cm.
Andererseits wurde auf diesem Glassubstrat ein Vermehrungsversuch von Escherichia toll durchgeführt. Während die ursprüngliche Anzahl der lebensfähigen Bakterien 1,2 × 10⁵ betragen hatte, lautete die Anzahl der lebensfähigen Bakterien nach dem Versuch 1,5 × 10⁶, somit wurde eine leichte Zunahme der Anzahl der lebensfähigen Bakterien beobachte. Damit wurde bestätigt, daß dieses Glassubstrat keine antimikrobielle Wirkung aufweist.
Anschließend bestätigte eine Beobachtung der Leistung der in der gleichen Weise wie im Beispiel hergestellten Bildschirmeinheit das zweifelsfreie Feststellen der Koordinaten einer Berührungsposition, und die Intensität des Signals der X-Achse (der Abszisse) betrug 6,0 mV und des der Y-Achse (der Ordinate) betrug 8,5 mV.
Vergleichsbeispiel 2
In der gleichen Weise wie im Beispiel wurde ohne Verwendung eines antimikrobiellen Mittels eins harte Überzugsschicht erzeugt, indem eine Beschichtungszusammensetzung, die aus 5 Gew.-% eines Polysilazans ("Polysilazane series", mit -SiH₂NH- angegeben, von Tonen Corporation hergestellt) und 95 Gew.-% Xylol bestand, auf das Glassubstrat gemäß dem Beispiel aufgebracht wurde.
Das Haftvrmögen der harten Überzugschicht wurde durch den Bandablösetest überprüft und erwies sich als gut, da es nicht zu einer Abtrennung kam. Außerdem betrug die Bleistiftritrhärte 9N oder mehr, und es wurde ein hoher Durchlaßgrad für sichtbare Strahlen von 92,2% festgestellt. Zudem betrug das Abschwächungs- oder Dämpfungs-verhältnis des Substrats, das mit Rayleigh-Wellen gemessen wurde, 1,0 dB/cm.
Andererseits betrug beim Vermehrungsversuch von Escherichia coli die Anzahl der lebensfähigen Bakterien nach dem Versuch 1,5 × 10⁶, wohingegen die Anfangszahl der lebensfähigen Bakterien 1,2 × 10⁵ betragen hatte; damit zeigt es keine antimikrobielle Wirkung.
Vergleichsbeispiel 3
Ohne die antimikrobielle Behandlung wurde ein durch UV-Strahlen härtbares Harz auf das gleiche Glassubstrat wie im Vergleichsbeispiel 1 aufgebracht und mit UV-Strahlen bestrahlt, so daß eine harte Überzugschicht erzeugt wurde.
Das Haftvermögen der harten Überzugschicht wurde mit dem Bandablösetest geprüft. Die Überzugschicht wurde vom Substrat abgelöst und zeigte ein schlechtes Haftvermögen. Zudem war das Abschwächungs- oder Dämpfungsverhältnis des antimikrobiellen Glassubstrats, das mit Rayleigh-Wellen gemessen worden war, beträchtlich höher als 2,0 dB/cm.
Außerdem wurde ein Vermehrungsversuch mit Escherichia coli durchgeführt, und dieser zeigte, daß die Anzahl der lebensfähigen Bakterien nach dem Versuch 1,5 × 10⁶ betrug, wohingegen die Anfangszahl der lebensfähigen Bakterien 1,2 × 10⁵ betragen hatte. Somit wurde keine antimikrobielle Wirkung beobachtet.
Als das Leitungsvermögen des Substrats als Sensorbildschirm überprüft wurde, wurden zudem keine Koordinaten einer Berührungsposition festgestellt, und der Sensorbildschirm erhielt kein e Signale von der X-Achse (der Abszisse) und der Y-Achse (der Ordinate).

Claims

Glassubstrat für einen Berührungssensor, wobei der Oberfläche des Glassubstrats zum Feststellender Koordinaten einer Berührungsposition durch ein antimikrobielles Mittel, das eine Silberkomponente aufweist, oder durch eine auf dem Glassubstrat aufgebrachte Beschichtung, die das antimikrobielle Mittel und ein siliciumhaltiges Bindemittel aufweist, eine antimikrobielle Wirkung gewährt oder verliehen wird.
Glassubstrat für einen Berührungssensor nach Anspruch 1, das ein Substrat ist; um die Koordinaten einer Berührungsposition unter Ausnutzung von Schallwellen zu erhalten.
Glassubstrat für einen Berührungssensor nach Anspruch 1, das ein Substrat ist, das fähig ist, für die Ausbreitung einer akustischen Oberflächenwelle, die aus einer Rayleigh-Welle und einer Love-Welle ausgewählt ist, zu sorgen, um die Koordinaten einer Berührungsposition zu erhalten.
Glassubstrat für einen Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei dann, wenn ein Paar von Wandlern, die Rayleigh-Wellen übertragen und empfangen können, an einem Glassubstrat angebracht ist oder daran haftet und der Abstand zwischen den das Signal übertragenden/empfangenden Wandlern geändert wird, das Abschwächungs- und Dämpfungsverhältnis für ein Signal durch dieses Paar von Wandlern nicht mehr als 1,5 dB/cm beträgt, und zwar gemessen mit der Neigung der Kurve der Amplitude gegenüber dem Abstand.
Glassubstrat für einen Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei auf dem Glassubstrat eine harte Schicht ausgebildet ist und wobei diese harte Schicht ein anorganisches antimikrobielles Mittel und mindestens eine Komponente aufweist, die aus Silazanverbindungen und hydrolytisch kondensierenden Siliconverbindungen oder bereits kondensierten Produkten davon ausgewählt ist.
Sensorbildschirm, der mit einem Glassubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgestattet ist.