JP2002287884A

JP2002287884A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2002287884A
Application number: JP2001086768A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Yukinari; 俊郎行成
Original assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Current assignee: Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd; Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】コンピュータ等の入力用のタッチパネルは、
ガラス基板と透明フィルムにＩＴＯ膜の透明電極を形成
して対向させるが、ＩＴＯ膜は空気に触れていると変質
して抵抗値が経時変化し、機能上の問題を生じるのでこ
れを防止する。【解決手段】電極の劣化防止に保護膜の形成が有効で
あり、一般に酸化シリコン膜の被覆が知られているが、
これは絶縁性のため透明電極同士を接触させて導通させ
るタッチパネルには適しない。そこでＩＴＯ微粉末を混
合した樹脂でガラス基板１上の透明電極２と透明フィル
ム６上の透明電極７に保護膜２１、２２をそれぞれ被覆
する。ＩＴＯ微粉末は大きさ０．１μｍ以下のものを樹
脂に混合し、含有量１０〜２５重量％にして用いる。Ｉ
ＴＯ微粉末混合の保護膜は厚み方向には導電性がある
が、面方向にはほとんど導電性がなく、被覆しても透明
電極の持つ高いシート抵抗値に影響しない。保護膜は印
刷技術で容易に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ、各
種端末機、自動販売機、ＡＴＭ等の機器において、使用
者が情報の表示画面を指等で直接押してデータを入力す
るのに用いられる抵抗膜方式のアナログ型タッチパネル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】タッチパネルは、通常、液晶表示器の上
に重ねて配置されて入力部を構成し、使用者が液晶表示
を見て、任意の表示箇所を指や押圧棒で押すと、どの箇
所が押されたかを自動判別して入力信号にするものであ
り、透明性と押圧箇所判別の正確性が要求される。図２
にそのようなタッチパネルの例を示し、同図（Ａ）は平
面図で寸法は縦約７０ｍｍと横約８０ｍｍ、同図（Ｂ）
は図（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。断面図にて下面側は
ガラス基板１で、図３にその平面図を示すが、上面には
透明電極２がかなりの面積を占めて長方形に形成され、
透明電極２の左右両辺に接続電極３、４がかぶさって形
成されていて、その端部がガラス基板１の下辺の端子電
極部１２まで延び、外部回路との接続用の端子電極にな
っている。透明電極２上には透明樹脂のスペーサ５が一
定間隔に配置されている。

【０００３】図２（Ｂ）にてタッチパネルの上面側は透
明フィルム６で、これは透明な樹脂材料などであるが、
製品によっては薄いガラスを使用するものもある。透明
フィルム６はぴんと張ってガラス基板１との間隔を一定
にした状態で、接着剤１３でガラス基板１と接合してあ
る。透明フィルム８の平面図を図４に示すが、この下面
にも透明電極７が長方形に設けてあり、この電極の上下
両辺に接続電極８、９がかぶさって形成されていて、接
続電極８の端部８ａは下辺まで導かれ、接続電極９には
中程に端部９ａが張り出している。図２（Ａ）の平面図
に見るように、透明電極７は透明電極２とほぼ全面で重
なっている。

【０００４】図３のガラス基板１は、接続電極３、４の
端部が下辺の端子電極部１２まで来ているのに加えて、
この部分に接続電極１０と接続電極１１を設けてある。
図２（Ａ）に見るようにガラス基板１と透明フィルム６
を重ねると透明フィルム６の接続電極８の端部８ａはガ
ラス基板１の接続電極１０と重なり、接続電極９の中間
から突き出た部分の端部９ａは接続電極１１と重なる。
そこでこれら接続電極が重なっている箇所に導電接着材
料を挟んで、ガラス基板１と透明フィルム６を接着剤１
３で接合することにより、接続電極８と１０、接続電極
９と１１は導電接続されて、ガラス基板１と透明フィル
ム６に各２本ずつある計４本の接続電極３、４、８、９
の端部は、全てガラス基板１下辺の端子電極部１２に集
まる。図示は省くが、この部分にフレキシブル回路基板
などを接合して、タッチパネルを外部の制御回路に接続
する。

【０００５】上記の構成各部についてさらに説明を追加
すると、まず、ガラス基板１にはソーダガラス、石英ガ
ラス、アルカリガラス、ほうけい酸ガラス、普通板ガラ
ス、等が使用でき、反りなどが起きない程度の厚さのも
のが使われる。多くは厚さ０．７〜１．１ｍｍ程度のも
のである。一方、透明フィルム６は可撓性が必要で、Ｐ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどが選
ばれるが、製品によっては厚さ０．２ｍｍ程度のガラス
板を用いるものもある。

【０００６】ガラス基板１と透明フィルム６を接合する
接着剤１３は、低温硬化型、ＵＶ硬化型など各種のもの
が用いられるが、ガラス基板１と透明フィルム６の間に
１００〜２００μｍの隙間を設けて接着する。透明フィ
ルム６として薄いガラス板を用いるものでは、上記の隙
間は１０〜２０μｍに設定する。

【０００７】透明電極２と透明電極７はスズをドープし
た酸化インジュウムのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜
で、この電極は真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＤＶ
法、印刷法などで形成される。透明電極２、７は高抵抗
値であることが求められ、このため２５０〜５００オン
グストロームの範囲で非常に薄く形成する。これらは、
最初、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィに
より不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。

【０００８】接続電極３、４、８、９および１０、１１
は透明電極２、７に電圧を印加するためのものであり、
銀ペーストの印刷で形成される。タッチパネルの性能
上、これらの接続電極は抵抗値が低ければ低いほどいい
のであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対し、接
続電極のシート抵抗値は１００分の１以下であることが
必要とされている。そこで接続電極の印刷の厚さを増し
たり、幅を広くしたりして抵抗値を小さくする設計がな
される。

【０００９】図５は接続電極３、４、８、９を透明電極
２、７の辺にかぶせて形成した様子を示すもので、図２
（Ｂ）の左端の小楕円で囲んだ部分の拡大図である。接
続電極３、４、８、９の厚さｈと幅ｗはタッチパネルの
大きさによっても異なるが、一般に厚さｈは１０〜３０
μｍ、幅ｗは１〜１０ｍｍの範囲で設計されている。

【００１０】図２、図３にて、ガラス基板１の透明電極
２上に多数配置してあるスペーサ５は、アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料
を印刷などの方法によってほぼ一定間隔に形成したもの
である。図６は、小型機器のタッチパネルを押圧棒１５
で押して、透明フィルム６の透明電極７をガラス基板１
の透明電極２に接触させたところで、スペーサ５は透明
電極同士の接触が押圧箇所だけで生じ、その周囲に及ば
ないようにする役割を果たす。スペーサ５は目に見えな
い大きさであることが求められ、直径２０〜３０μｍ、
高さ約１０μｍのものが１〜２ｍｍの間隔で設けられ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のタ
ッチパネルには次のような問題点があった。１）接続電極は銀ペーストで形成されているが、前記の
ように抵抗値を小さくするために幅、厚さを大きくせね
ばならず、このためタッチパネルの外形全体が大きくな
る。従来のタッチパネルは外形面積に対しアクティブエ
リア（有効利用領域）面積が４０〜５０％に止まり、ア
クティブエリア面積の拡大やタッチパネルの小型化が制
限されていた。２）上下の透明電極が露出して空気に触れているため変
質し、経時的に抵抗値の変化を起こして機能上の問題が
生じる。３）透明電極には高抵抗値が求められるので、２５０〜
５００オングストロームの範囲で非常に薄く形成する
が、さらに抵抗値を上げたくとも、これより薄くしたの
では抵抗値のばらつきが増えてタッチパネルに向かなく
なり、限界があった。

【００１２】４）透明フィルムは中央部では可撓性が高
いが、外周のシール部の付近はガラス基板と接着剤で接
合されていて撓みにくく、かなり強く押さねばならなく
て、場所により必要な押圧力が一様でない。また、スペ
ーサの存在も押圧力に影響し、中央部付近においても、
透明フィルムが撓んでスペーサに届くまではさほどの力
は要らないが、スペーサに触れてからは剛性が上がっ
て、透明電極同士を接触させるのに少し強めの押圧力が
必要になる。特に、透明フィルムにもガラス板を用いた
構造では強い押圧力が要る。本発明は上記のうち第２の問題を解決し、性能と信頼性
の優れたタッチパネルを提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】透明電極が空気に触れて
変質するのを防ぐには、その上に保護膜を被覆するのが
有効である。一般に保護膜として酸化シリコン膜を形成
する技術はすでに知られているが、酸化シリコン膜は絶
縁性であり、パネルを押圧して透明電極同士を接触さ
せ、その箇所で導通させるタッチパネルには適しない。
そこで本発明では、ＩＴＯ微粉末を混合した樹脂で保護
膜を形成する。ＩＴＯ微粉末は導電性を持つのでこの目
的に適するとともに、これを混合した樹脂の被覆は印刷
技術によって簡単に実施できて好都合である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明に従って基板に保護膜
を設けたタッチパネルの部分断面図で、図２の従来例と
同様、ガラス基板１と透明フィルム６を、外周で接着剤
により接合したものである。ガラス基板１の上面にはＩ
ＴＯ膜の透明電極２を形成し、その上に保護膜２１を被
覆してある。また透明フィルム６の下面にも透明電極７
を形成して保護膜２２で被覆してある。

【００１５】保護膜２１、２２は、前述のようにＩＴＯ
微粉末を樹脂に混合したもので、樹脂バインダにはアク
リル系、エポキシ系、ポリイミド系、フッソ系のＵＶ硬
化樹脂や熱硬化樹脂が使用できる。ＩＴＯ微粉末は０．
１μｍ以下の大きさで、これを樹脂バインダに混合し、
含有量を１０〜２５重量％として使用する。保護膜２
１、２２は、基板１と透明フィルム上にオフセット印刷
等の方法で被覆して硬化させ、５０〜１０００オングス
トロームの厚さに形成する。透明フィルム６の材質がＰ
ＥＴ樹脂などの場合は、熱硬化処理で高温にすることは
好ましくなく、ＵＶ硬化処理が適している。

【００１６】前述のようにタッチパネルが精度よく動作
するためには、透明電極２、７は高抵抗であることを要
する。通常、ＩＴＯ電極のシート抵抗値は、２５０〜５
００オングストロームの厚さで約１００〜２００Ω／ｃ
ｍ２であるが、導電性のある保護膜２１、２２を被覆
することで透明電極と保護膜の積層部の抵抗が下がった
のでは、タッチパネルとしての性能が損なわれてしま
う。しかしながら好都合なことに、発明者らの観察によ
れば、上記のようにして形成した保護膜は導電異方性で
あって、厚み方向には導電性があるが面方向にはほとん
ど導電性がない。従って、保護膜の被覆によって透明電
極の特性が影響されることはない。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、ＩＴＯ微粉末を混
合した樹脂で透明電極上に薄い保護膜を形成することに
より、透明電極は空気に触れなくなって環境的及び経時
的な劣化が防がれ、互いの接触点で導通するとともにシ
ート抵抗値が影響されることはなく、信頼性の高いタッ
チパネルが実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の部分断面図である。

【図２】従来のタッチパネルで、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】従来のタッチパネルのガラス基板の平面図であ
る。

【図４】従来のタッチパネルの透明フィルムの平面図で
ある。

【図５】従来のタッチパネルの透明電極と接続電極の関
係を示す拡大断面図である。

【図６】従来のタッチパネルの動作を示す断面図であ
る。

【符号の説明】１ガラス基板２、７透明電極３、４、８、９、１０、１１接続電極５スペーサ６透明フィルム１２端子電極部１３接着剤２１、２２保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板上に形成した透明電極と透明
フィルム上に形成した透明電極を、隙間を設けて対向さ
せて構成するタッチパネルにおいて、各透明電極上にＩＴＯ微粉末を混合した樹脂の保護膜を
形成したことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】請求項１に記載のタッチパネルにおい
て、保護膜の厚さは５０〜１０００オングストロームである
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項３】請求項１に記載のタッチパネルにおい
て、樹脂に混合するＩＴＯ微粉末は大きさが０．１μｍ以下
で、含有量が１０〜２５重量％であることを特徴とする
タッチパネル。