JP2003241898A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産コストが安価であり小型化が可能なアナ
ログタイプの抵抗膜式タッチパネルの提供。 【解決手段】 対向配置された一対の導電性基板のそれ
ぞれの表面を接触させることによってスイッチ動作を行
わせる抵抗膜式タッチパネルにおいて、前記導電性基板
の少なくとも一方は、絶縁性基板の表面に複数の導電体
細線５１，５２が平行に設けられ、該細線は片方の端部
で該細線より高い抵抗を有する抵抗回路５３，５４に接
続されてなり、隣接する細線の電位または電気抵抗の差
を検出することによって上記導電性基板の接触位置が算
出される構成としたことを特徴とするタッチパネル５
０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子と組み合
わせて用いられるタッチパネルに関し、特に導電体の細
線を電極としたタッチパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】錫添加酸化インジウム（以下、ＩＴＯと
いう）に代表される透明導電膜を使用した抵抗膜式透明
タッチパネル（以下、透明タッチパネルという）は、液
晶や蛍光表示素子と組み合わせて家電製品、情報機器等
の操作盤として用いられている。透明タッチパネルで
は、裏面に配した表示素子の表示を切り換えて一つのス
イッチに複数の機能を付与できるため、限定された面積
に多機能な操作盤を配置することができる。同時に表示
の切り換えによって操作の順もわかり易くなり、初心者
にとって取扱が容易になる。

【０００３】透明タッチパネルは、図１に示すように、
ガラス等の基材１と可撓性を持った基板２の片面に透明
導電膜３，４を形成し、僅かな隙間を保ちつつ両基材の
電極膜を対向させて接合した構造になっている。基材表
面はタッチパネル裏面に配置された表示素子の画面を損
なわないよう、平滑で透明性を高めたものとなってい
る。そしてこの可撓性基板２側を指などで押すことによ
り該基板をたわませて、導電膜３，４同士を接触させて
スイッチ動作を行わせる。図２は従来の透明タッチパネ
ルを例示する平面図である。この従来の透明タッチパネ
ルは、対向して設けられた透明導電膜２１，２２を短冊
状に加工し、互いに直交するように配置し、それぞれを
引き出し回路２３に接続させたマトリクス構造となって
いる。このタッチパネルは、接点を押して電極同士を接
触させることにより、任意の２点間の回路を閉じること
ができるようになっている。

【０００４】透明導電膜には一般的にＩＴＯや酸化錫の
ような透明度の高い酸化物導電体が用いられるが、ＩＴ
Ｏの代わりに金などの金属を極薄く形成することにより
透明導電膜とした例（米国特許第４４８４０３８号参
照）や極細線を電極とした例（米国特許第４１４３２５
３号参照）が提案されている（図４）。後者の場合、電
極となる極細線は、一様な膜をエッチングすることまた
は印刷やメッキにより形成することができる。図４は、
直交するように表面に細線４１が形成された一対の透明
フィルム４２の間に、交差する部分だけ穴４３を開けた
別の透明フィルムをはさんで張り合わせた透明スイッチ
を示している。各々の細線４１は引き出し線４４として
周辺部に導かれている。この場合、極細線の幅を表示素
子の画素寸法と同程度またはそれ以下に狭くすることに
より、極細線自身は不透明でも表示素子の画質をほとん
ど損なうことはない。それゆえ電極材料の選択範囲が広
がり、安価で透過率の高いタッチパネルを実現できる可
能性がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の細線式
タッチパネルは、一本の導電体細線を電極とし、各々の
回路について接点の開閉を検出するマトリクスタイプ素
子であった（三谷と高野瀬、月刊ディスプレイ、２００
０年６月号、３１〜３５頁参照）。タッチパネルには、
マトリクスタイプ以外にアナログタイプ（図３）があ
り、同タイプではタッチパネル上に文字を描いて入力し
たり、操作スイッチを画面上に配列する自由度が高いな
どの点で優れている。図３のタッチパネルは、ＩＴＯの
一様な膜３１，３２を引き出し回路３３に接続させて電
極とし、面内に均一な電位分布を発生させ、接触点の電
位を検出することにより位置を算出するものである（三
谷ら、月刊ディスプレイ、１９９６年７月号、７６〜８
０頁参照）。この構造により、タッチパネル上での位置
検出分解能は、ＩＴＯ膜の均一性のレベルまで高められ
ており、通常パネル寸法の１％程度である。

【０００６】このように細線式でアナログタイプに必要
な位置分解能を実現しようとすると、細線を狭い間隔で
多数本配置する必要があるが、電極本数の増加にともな
って引き出し配線数も増えて回路が複雑になったり、引
き出し配線に必要とされる面積が増大して素子が大型化
するとともに、生産コストが増加してしまう問題があっ
た。

【０００７】本発明の目的は、生産コストが安価であり
小型化が可能なアナログタイプの抵抗膜式タッチパネル
の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、対向配置された一対の導電性基板のそれ
ぞれの表面を接触させることによってスイッチ動作を行
わせる抵抗膜式タッチパネルにおいて、前記導電性基板
の少なくとも一方は、絶縁性基板の表面に複数の導電体
細線が平行に設けられ、該細線は片方の端部で該細線よ
り高い抵抗を有する抵抗回路に接続されてなり、隣接す
る細線の電位または電気抵抗の差を検出することによっ
て上記導電性基板の接触位置が算出される構成としたこ
とを特徴とするタッチパネルを提供する。このように、
狭い間隔で配置した細線（細線電極）の片端を抵抗回路
に接続し、抵抗回路の両端に定電圧を印加するか、ある
いは抵抗線に定電流を流すことにより、隣接する細線間
に電位差を生じさせる。一本の細線内での電位はほぼ一
定となるので、対向電極との接触によって細線と垂直な
方向すなわち抵抗回路の長手方向に対する接触位置を検
出できる。面内では細線のピッチをステップとして細線
に垂直方向の電位勾配が形成され、細線のピッチを位置
分解能とするアナログ式タッチパネルを形成できる。本
発明のタッチパネルにおいて、前記導電性基板として印
刷法により導電性樹脂の細線を表面に形成した透明樹脂
フィルムまたはガラスを用いることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図５は、本発明のタッチパネルの
一実施形態を示す図である。このタッチパネル５０は、
上面側に導電体からなる複数の細線電極５２が平行に形
成されたガラス基板と、該ガラス基板上に重ねて配置さ
れ、該ガラス基板と接する側の面に上記細線電極５２と
直交する方向に沿って導電体からなる複数の細線電極５
１が平行に形成された透明な可撓性フィルム基板とを備
えている。なお、図５に示す例示において、可撓性フィ
ルム基板側の細線電極５１は、縦方向に延びる複数の細
線を一定間隔で平行に並べて形成され、ガラス基板側の
細線電極５２は、横方向に延びる複数の細線を一定間隔
で平行に並べて形成されている。

【００１０】可撓性フィルム基板側の各細線電極５１の
一端側は、該可撓性フィルム基板の一辺縁部（図５にお
いて下側辺縁部）に設けられた線状の抵抗回路５３に接
続され、またガラス基板側の各細線電極５２の一端は、
該ガラス基板の一辺縁部（図５において右側辺縁部）に
設けられた線状の抵抗回路５４に接続されている。これ
らの抵抗回路５３，５４は、細線電極５１，５２の導電
材料よりも電気抵抗の高い導電材料で構成されている。
可撓性フィルム基板側の抵抗回路５３の両端からはそれ
ぞれ導電体からなる線状の引き出し回路５５に接続さ
れ、該基板の下端側中央部に集められている。また、ガ
ラス基板側の抵抗回路５４の両端も、それぞれ導電体か
らなる線状の引き出し回路５６に接続され、該基板の下
端側中央部に集められている。図５中、符号５７は可撓
性フィルム基板とガラス基板とを接合するための粘着剤
であり、符号５８は信号取り出し用のリードＦＰＣであ
る。

【００１１】可撓性フィルム基板としては、透明な合成
樹脂フィルムが用いられ、好ましくは２軸延伸ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）などが用いられる。細線
電極５１，５２および引き出し回路５５，５６は、極細
線であっても十分な導電率が得られるような導電材料、
例えば銀ペースト、銅メッキ層などが用いられる。本発
明において、両基板を印刷法で作製する場合、銀ペース
トを印刷し、焼付けることによって細線電極５１，５２
および引き出し回路５５，５６を形成することが望まし
い。抵抗回路５３，５４は、カーボンペーストを印刷塗
布して焼成することなどで形成することができる。

【００１２】このタッチパネル５０は、狭い間隔で配置
した細線電極５１，５２の一端を抵抗回路５３，５４に
接続し、抵抗回路５３，５４の両端に定電圧を印加する
か、あるいは抵抗回路５３，５４に定電流を流すことに
より、隣接する細線電極５１，５２間に電位差を生じさ
せる。一本の細線電極５１，５２内での電位はほぼ一定
となるので、対向する電極との接触によって細線電極と
垂直な方向すなわち抵抗回路５３，５４の長手方向に対
する接触位置を検出できる。面内では細線電極５１，５
２のピッチをステップとして細線電極５１，５２に垂直
方向の電位勾配が形成され、細線電極５１，５２のピッ
チを位置分解能とするアナログ式タッチパネルが形成で
きる。

【００１３】このタッチパネル５０は、可撓性フィルム
およびガラス基板に、すべて印刷法を用い、必要な細線
電極５１，５２、抵抗回路５３，５４および引き出し回
路５５，５６を形成することができる。図６〜１０は、
このタッチパネル５０の製造工程を説明するための図で
ある。本タッチパネル５０を製造するには、可撓性フィ
ルムとガラス基板を用意し、印刷法を用いてこれらの基
板上に必要な細線電極５１，５２、抵抗回路５３，５４
および引き出し回路５５，５６を形成する。

【００１４】図６は、ポリエチレンテレフタレートなど
の合成樹脂フィルムからなる可撓性フィルム６１上に、
スクリーン印刷法などの周知の印刷技術を用いて銀ペー
ストによって細線電極６２部分と引き出し回路６３部分
を印刷し、これらの印刷後にフィルムをオーブン中に入
れて焼成し、細線電極６２と引き出し回路６３を形成す
る。細線電極６２の形成本数は、形成するタッチパネル
の寸法に応じて適宜変更可能であり、細線電極６２の線
幅は、通常１０〜５００μｍ程度、細線電極６２のピッ
チは２０〜１０００μｍ程度とするのが好ましい。細線
電極６２の抵抗は低い方が望ましく、長さ１ｃｍ当たり
５Ω以下とするのが好ましい。また焼成温度は、例えば
基板の耐熱性や使用するペーストの特性から適宜設定さ
れる。この細線電極６２と引き出し回路６３の形成と前
後して、細線電極６２の各一端が接続される可撓性フィ
ルム６１の一辺縁部に、カーボンペーストなどの、焼成
後に細線電極６１の材料よりも高い抵抗を有する材料か
らなるペーストを帯状に印刷塗布し、次いで焼成するこ
とによって抵抗回路６４を形成する。なお、この可撓性
フィルム６１の細線電極６２形成面と反対側の面には、
ペンや指の繰り返し接触による傷や摩耗からフィルムを
保護するためのハードコート処理を施すことが望まし
い。

【００１５】図７はガラス基板６５を示す。このガラス
基板６５にも、上述した可撓性フィルム６１と同じく、
印刷法を用いて細線電極６６，引き出し回路６７および
抵抗回路６８を形成する。この細線電極６６は、可撓性
フィルム６１側の細線電極６２と直交する方向に沿って
一定間隔で形成される。この細線電極６６の形成本数
は、形成するタッチパネルの寸法に応じて適宜変更可能
であり、細線電極６６の線幅は、通常１０〜５００μｍ
程度、細線電極６６のピッチは２０〜１０００μｍ程度
とするのが好ましい。一本の細線電極６６の抵抗は細線
電極６２の抵抗は低い方が望ましく、長さ１ｃｍ当たり
５Ω以下とするのが好ましい。

【００１６】次いで、このガラス基板６５上に、図８に
示すように所定間隔で水滴状に樹脂を印刷し、焼成など
によって硬化させてドットスペーサ６９を形成する。こ
のドットスペーサ６９の大きさ、間隔は適宜選択できる
が、直径２０〜３００μｍのドットを、縦横０．５〜３
ｍｍ程度の間隔で形成するのが好ましい。次いで、この
ガラス基板６５の引き出し回路上を含む基板周縁部に絶
縁樹脂７０を印刷し、焼成する。この絶縁樹脂７０は可
撓性フィルム６１側の回路およびリードＦＰＣと接続す
る部分は避けて回路を露出させるように形成される。

【００１７】次いで、図９に示すように、電気的に接続
する部分に１００〜数１００μｍの導電性粒子を樹脂中
に分散させたＡＣＰ（異方導電樹脂）７１を印刷して設
けるとともに、前記絶縁樹脂７０上に粘着剤７２を印刷
塗布する。

【００１８】最後に、図１０に示すように、上記ガラス
基板６５と上記可撓性フィルム基板７３およびリードＦ
ＰＣ７４を接着し、それぞれの回路をＡＣＰ７１を介し
て熱圧着することによって電気的に接続する。

【００１９】このタッチパネル５０は、すべての工程を
スクリーン印刷等の印刷法によって加工でき、従来のＩ
ＴＯ導電膜を使用するタイプと同等の機能および耐久性
を有するタッチパネルを極めて安価に製造できる。以
下、実施例を記すが、本発明の範囲は以下の実施例に限
定されない。

【００２０】

【実施例】可撓性フィルム６１上に銀ペーストをスクリ
ーン印刷した後、オーブンで焼成し細線電極６２および
引き出し回路６３を形成した。細線電極６２の幅は５０
μｍ、電極６２の間隔は２００μｍとし、１ｍｍあたり
４本の極細線を細線電極６２とした。焼成後、１本の細
線電極６２の抵抗は長さ１ｃｍあたり３〜５Ωであっ
た。引き出し回路６３は外部素子との接続を容易にする
ためフィルムの一方の端に集合させた。銀回路形成後、
細線電極６２の片端を接続するようにカーボンペースト
からなる抵抗回路６４をスクリーン印刷し、オーブンで
焼成した。細線電極６２と引き出し回路６３には異なる
材料を用いることができるし、同じ材料でも別々の工程
で印刷することもできる。可撓性フィルム６１には２軸
延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを
用い、細線電極６２と反対側の面にはペンや指の繰り返
し接触による傷や摩耗からフィルムを保護するためのハ
ードコートを施した。

【００２１】この可撓性フィルム６１と対向するガラス
６５上に、前述した方法と同様に銀ペーストおよびカー
ボンペーストを印刷・焼成し、細線電極６６，引き出し
回路６７および抵抗回路６８を形成した。細線電極６６
のパターンは、ＰＥＴフィルム上のそれと直交するよう
に配置し、可撓性フィルム６１と同様にパネルの一方に
引き出し回路を集合させた。このガラス基板６５側の電
極６６は、可撓性フィルム６１側の電極６２と同様に、
細線の幅５０μｍ、ピッチ２００μｍとした。細線電極
６６を形成したガラス基板６５上に１ｍｍ間隔で水滴状
に樹脂を印刷・焼成してドットスペーサ６９を形成し
た。続いて引き出し回路６７上を含む基板周縁部に絶縁
樹脂７０を印刷・焼成した。ただし、可撓性フィルム６
１側の回路およびＦＰＣリード線と接続する部分は避け
て回路を露出させた。上記の電気的に接続する部分に１
００〜数１００μｍの導電性粒子を樹脂中に分散させた
ＡＣＰ（異方導電樹脂）７１を印刷した。続いて可撓性
フィルム６１と貼り合わせるための粘着剤７２を絶縁樹
脂７０上に塗布した。最後に上記ガラス基板と電極を形
成した可撓性フィルム基板７３とを、リードＦＰＣ７４
を挟んで接着し、それぞれの回路をＡＣＰ７１を介して
熱圧着することによって電気的に接続した。

【００２２】このように作製したタッチパネルの光透過
率は６０％であった。反射型液晶との組み合わせなど、
より高い光透過率が要求される場合には、細線電極幅を
狭めるか電極ピッチを広げることによって達成できる。
位置分解能は電極のピッチである２５０μｍによって制
約を受けるが、指による操作はもちろん、ペンを用いた
文字入力でも全く問題がなかった。打鍵寿命に関しては
１００万回までの試験および１０万文字の筆記試験を実
施し、性能の劣化が無いことを確認した。さらにタッチ
パネルが機能しなくなるまで打鍵試験を継続した場合、
最初に破壊するのはドットスペーサであった。電子機器
の操作盤としては、透明導電膜を使用したタッチパネル
とまったく同等であり、ビデオやパソコンの高精細画像
と組み合わせた場合のみ、わずかに細線電極の存在が気
になる程度であった。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるタッ
チパネルはすべての工程をスクリーン印刷等の印刷法に
よって加工でき、従来のＩＴＯ導電膜を使用するタイプ
と同等の機能および耐久性を有するタッチパネルを極め
て安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 透明タッチパネルの構造を示す断面図であ
る。

【図２】 従来のマトリクス型透明タッチパネルの平面
図である。

【図３】 従来のアナログ型透明タッチパネルの平面図
である。

【図４】 従来の細線式透明タッチパネルの平面図であ
る。

【図５】 本発明のタッチパネルの平面図である。

【図６】 本発明のタッチパネルの製造工程において可
撓性フィルム基板製造工程を示す平面図である。

【図７】 同じくガラス基板製造工程を示す平面図であ
る。

【図８】 同じくガラス基板上にドットスペーサを形成
する工程を示す平面図である。

【図９】 同じくガラス基板上にＡＣＰ（異方導電樹
脂）と粘着剤を設ける工程を示す平面図である。

【図１０】 同じくガラス基板上に可撓性フィルム基板
を重ねた状態を示す平面図である。

【符号の説明】

５０…タッチパネル、５１，５２，６２，６６…細線電
極（導電体細線）、５３，５４，６４，６８…抵抗回
路、５５，５６，６３，６７…引き出し回路、６１…可
撓性フィルム、６５…ガラス基板、７３…可撓性フィル
ム基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B068 AA04 AA21 BB04 BB05 BC08 BC13 5B087 AA02 CC16 CC36

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向配置された一対の導電性基板のそれ
   ぞれの表面を接触させることによってスイッチ動作を行
   わせる抵抗膜式タッチパネルにおいて、前記導電性基板
   の少なくとも一方は、絶縁性基板の表面に複数の導電体
   細線が平行に設けられ、該細線は片方の端部で該細線よ
   り高い抵抗を有する抵抗回路に接続されてなり、隣接す
   る細線の電位または電気抵抗の差を検出することによっ
   て上記導電性基板の接触位置が算出される構成としたこ
   とを特徴とするタッチパネル。
2. 【請求項２】 前記導電性基板として印刷法により導電
   性樹脂の細線を表面に形成した透明樹脂フィルムまたは
   ガラスを用いる請求項１に記載のタッチパネル。