JP2002358163A

JP2002358163A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2002358163A
Application number: JP2002035002A
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: 2002-02-13
Publication date: 2002-12-13

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上の透明電極に接続する接続
電極を、銀ペーストの印刷で形成していたが、これは抵
抗値を下げるために幅と厚さを大きくする必要があり、
パネルのアクティブエリア比率を低下させたり、小型
化、薄型化を阻害したりしていた。この点を改善する。【解決手段】金粉を混合した金ペーストをガラス基板
１の透明電極２上にスクリーン印刷し、焼成して接続電
極２３を形成する。従来の銀ペーストのシート抵抗値が
約５Ω／ｃｍ２であったのに対し、本発明の金の焼成
膜では約０．３Ω／ｃｍ２と桁違いに小さくなり、接
続電極寸法は、従来、幅ｗが１〜１０ｍｍ、厚さｈが１
０〜３０μｍであったものが、幅ｗが約０．１ｍｍ、厚
さｈが約１μｍと１０分の１以下にできる。これによっ
てアクティブエリア比率の増大と製品の小型化、薄型化
が可能になる。

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タッチペンで押すと、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す。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。この断面図に
おいて下面側はガラス基板１である。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である。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。図４に透明フィルム８の平面を示してある。こ
の透明フィルムの下面にも透明電極７が長方形に設けて
あり、この透明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る。また、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まで延びているのに加え
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）に示すように、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８
ａ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が接続電極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１３で接合することにより、接続電極８と接続電
極１０、接続電極９と接続電極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、等を使用することができ、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０．７〜１．１ｍ
ｍ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、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィル
ムなどが選ばれる。

【０００６】また、製品によっては、例えば車載用のタ
ッチパネルなどは、ＰＥＴフィムルに代わって厚さ０．
２ｍｍのマイクロシートガラスが用いられている。

【０００７】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。また、マ
イクロシートガラスを用いるものは、可撓性が非常に小
さいので、上記の隙間は１０〜２０μｍ位に設定して接
着する。

【０００８】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、
最初に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。

【０００９】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良
く、一般には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。

【００１０】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ものを示したもので、図
２（Ｂ）においての左端の小さな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１０〜３０μｍ、幅ｗは１〜１０ｍｍの範囲で設計
されている。

【００１１】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タッチペン
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に接触させた状態を示したもので、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２
０〜３０μｍ、高さ約１０μｍのものが１〜２ｍｍの間
隔で設けられる。尚、透明フィルム６に代わって薄いマ
イクロシートガラスを用いるタッチパネルにあっては、
スペーサ５の大きさは直径２０〜３０μｍ、高さ５〜６
μｍの大きさで設けられる。

【００１２】

【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）接続電極の銀パターン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。

【００１３】本発明は上記課題を鑑みてなされたもの
で、その目的とする所は、アクティブエリア面積の拡
大、或いはまた、タッチパネルの小型化を図ると共に、
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。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では接続電極を従
来のような銀ペーストでなく、金の焼成膜で形成する。
これは金粉を樹脂に混合して形成したペースト、或いは
有機金化合物を樹脂に混合して形成したペーストで上下
のガラス基板に印刷した後、高温で焼成して金の焼成膜
を形成したもので、非常に低い抵抗値が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては、
図２に示される透明フィルム６に代わって薄い上ガラス
基板が使用される。そして、下のガラス基板１と同様
に、薄い上ガラス基板の内面に透明電極及び接続電極が
形成されて、下のガラス基板１と対向配置されて接着剤
１３でもって接着固定される。

【００１６】上記薄い上ガラス基板としては、本実施の
形態では、厚みが０．２ｍｍのホウケイ酸ガラス板を使
用している。

【００１７】図１は、本発明の実施形態の部分的な断面
図であって、下のガラス基板１上に金の焼成膜の接続電
極２３を形成した様子を示す。接続電極２３は金の焼成
膜から成るが、これは、樹脂バインダーに金粉を混ぜ合
わせて金ペースト状にし、端部を透明電極２の縁に重ね
て接続した形で、金ペーストをガラス基板１上に約１０
μｍの厚さにスクリーン印刷し、その後、約５００℃の
温度で焼成するとバインダーが蒸発して、厚さｈが約１
μｍの金の接続電極２３の膜が形成される。幅ｗは印刷
の巾でもつて形成されるが、略０．１ｍｍ程度で十分で
ある。また、スクリーン印刷方法で接続電極を形成する
と、比較的印刷の厚みや幅を容易に管理することがで
き、また、印刷幅もかなり細い所まで形成することがで
きる。

【００１８】更に、金粉の外に微量の金属粉、例えば、
クロム，ビスマスなどの金属を配合することによってガ
ラス基板との密着性を上げることができる。また、有機
金化合物を樹脂バインダーに混ぜ合わせて金ペースト状
にし、これを印刷、焼成して金の焼成膜を形成しても良
い。

【００１９】ここで、金ペースト中に含まれるの金粉の
含有量は、或いは金粉と微量の金属粉の含有量は、又は
有機金化合物の含有量は約１０重量％が好ましい。少な
いと焼成膜の抵抗値に影響を及ぼし、また、多いと印刷
の作業性に影響を及ぼす。

【００２０】図１は下のガラス基板１に金の焼成膜の接
続電極２３を形成した様子を示したものであるが、ガラ
ス基板１の上面側に対向して配置される上記の薄い上ガ
ラス基板にも、ガラス基板１と全く同様な方法で、金の
焼成膜の接続電極が全く同じ構造で形成される。

【００２１】このように、金の焼成膜で形成した接続電
極のシート抵抗値は約０．３Ω／ｃｍ² であって、従来
の銀ペーストによる接続電極のシート抵抗値が約５Ω／
ｃｍ ² であるのに対し大幅に小さくなる。また、図５の
銀ペーストを使った従来の接続電極３では、抵抗値を下
げるために高さｈが１０〜３０μｍ、幅ｗが１〜１０ｍ
ｍとかなり大きく設定しなければならなかったが、本発
明の下では、高さｈが１μｍ、幅ｗが０．１ｍｍ位で押
さえられ、従来の１０分の１以下に押さえることができ
る。

【００２２】また、金の焼成膜で形成した接続電極は、
ホトエッチング法で更に細いパターン形成することがで
きる。金ペーストを印刷し、焼成して形成する焼成膜の
幅は細いものとして０．１ｍｍ位が限度であるが、焼成
膜上に必要な幅分レジスト膜を形成してエッチングを行
うと、レジスト膜のない部分の焼成膜は除去されて焼成
膜の幅は細くなる。このような方法によって焼成膜の幅
を０．１ｍｍより更に細くすることができるので、アク
ティブエリアを更に広くすることが可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るタッ
チパネルによれば、金粉、或いは金粉と微量の金属粉、
又は有機金化合物を配合した金ペーストの焼成膜で接続
電極を形成したので、従来の銀ペーストによるものに比
してシート抵抗値が飛躍的に低下したものが得られ、信
頼性の高いものが得られる。また、接続電極の厚さや幅
を大幅に小さくできて、タッチパネルのアクティブエリ
アの増大、あるいは小型化、薄型化が可能になる。

【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、２３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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に透明電極を形成した上下のガラス
基板を、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、前記各透明電極に接続する接続電極を、樹脂の溶液に金
粉または金粉と微量の金属粉を混合した金ペーストの焼
成膜で形成したことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】内面に透明電極を形成した上下のガラス
基板を、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、前記各透明電極に接続する接続電極を、樹脂の溶液に有
機金化合物を混合した金ペーストの焼成膜で形成したこ
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、金ペーストの金粉または金粉と微量の金属粉の含有量は
約１０重量％であることを特徴とするタッチパネル。
【請求項４】請求項２に記載のタッチパネルにおい
て、金ペーストの有機金化合物の含有量は約１０重量％であ
ることを特徴とするタッチパネル。
【請求項５】請求項１又は請求項２に記載のタッチパ
ネルにおいて、金ペーストを用いた接続電極パターンの形成は印刷によ
ることを特徴とするタッチパネル。
【請求項６】請求項１又は請求項２記載の接続電極
は、金ペーストの焼成膜で形成した後、ホトエッチング
にてさらに細いパターンに形成したことを特徴とするタ
ッチパネル。