JP2004178106A - タッチパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】データ入力時の押圧力が軽く、ニュートンリングの発生が少なく、且つリニアリティに優れたタッチパネルを提供する。
【解決手段】透明絶縁基板11a、1aの片面に透明電極11b、1bを設けた一対の上下基板41、51により挟み込むシール剤8の全周での厚みに対して、このシール剤内側に方形配置される凸状の引き回し配線42、43、52、53の厚みを僅かに大きく形成したタッチパネルにおいて、上下基板重ね合わせの際、前記シール剤8の全周部を加圧状態で接着することより、上基板51の断面形状が周辺部で略台形形状で、中央付近では極めてなだらかな湾曲形状を得ることを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】透明絶縁基板11a、1aの片面に透明電極11b、1bを設けた一対の上下基板41、51により挟み込むシール剤8の全周での厚みに対して、このシール剤内側に方形配置される凸状の引き回し配線42、43、52、53の厚みを僅かに大きく形成したタッチパネルにおいて、上下基板重ね合わせの際、前記シール剤8の全周部を加圧状態で接着することより、上基板51の断面形状が周辺部で略台形形状で、中央付近では極めてなだらかな湾曲形状を得ることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【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、液晶ディスプレイやブラウン管等の画面上に配置し、透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペン等で直接押してデータの入カが行われるタッチパネルに関し、特にニュートンリング発生防止や画像視認性の改善を図るためのタッチパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術におけるタッチパネルは、可撓性を有する透明絶縁基板とその下面に形成された透明電極とからなる上基板と、透明絶縁基板とその上面に形成された透明電極とからなる下基板とが、所定の空間を隔てて透明電極同士が対面するように配置されている。このタッチパネルにおいて、上基板の上部を入力ペンまたは指で押圧したとき、上基板が撓んでその押圧点において上基板の透明電極が下基板の透明電極と接触する。そして、その接触点の座標が電気抵抗の測定によって検知されて、入力情報が読取られる。
【0003】
このようなタッチパネルでは、一般にニュートンリングと呼ばれる接触点を中心として発生する干渉縞を防止したり、繰り返し押圧による耐久性防止の目的で、上基板の断面形状を、周辺部に対し中央部が外側に微小湾曲する様に凸状に形成する方法が開示されている(例えば、実用新案文献1参照。)
【0004】
図4に従来技術を示す。図4は従来技術におけるタッチパネルを示し、図4(a)は平面図、図4(b)は図4(a)のF−F断面図を示す。従来例におけるタッチパネル10は、下基板1と可撓性を有する上基板11とを備えている。前記下基板1は樹脂、ガラス等の透明絶縁基板1aと、この透明絶縁基板1aの上面に形成される透明電極1bとで形成される。又、前記透明電極1b上には、ドットスペーサ6がマトリックス状に配置されている。更に、前記下基板1上にシール剤8を介して、前記上基板11が装着されており、この上基板11は樹脂、マイクロガラス等からなる透明絶縁基板11aと、この透明絶縁基板11aの下面に前記透明電極1bに対向する透明電極11bとが設けられている。又、前記上下基板1、11は前記透明電極1b、11bに接続する引き回し配線12、13、2、3が方形配置となるように対向配置されている。
【0005】
この様な構成のタッチパネルの上基板を中央部凸状形状とする方法としては、シール剤の一部に封口21を形成し、内部が大気圧よりやや高い程度に保つために封口より窒素、空気などの気体を挿入し、下基板に対し可撓性が低く設定されている上基板を外側に微小湾曲させ、必要に応じて封口処理する等の手法が採られる。湾曲量W’としては高さ10〜400μmを設定する。
【0006】
【実用新案文献1】
登録実用新案第3048333号公報(第1頁)
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記従来例においては上基板の湾曲が大きすぎると中央付近で下基板1との間隔が大きくなり、データ入力時の押圧力が増大し、且つリニアリティが崩れ操作性が悪くなるという問題があった。又、封口付近での膨らみが大きく、反対側では小さい、という形状のアンバランスの問題も避けられなかった。
【0008】
逆に湾曲量が小さすぎると効果が少なくなる問題があった。封口より気体を封入する方法では封入気体の圧力調整のみで湾曲量をコントロールすることが困難なためであり、この様な問題は上下基板が共にガラスで構成されるタッチパネルに顕著に発生していた。
【0009】
(発明の目的)
本発明は、このような従来の課題を解決し、上基板をニュートンリングの発生が起こりにくい適切な形状に設定し、見栄えを良くすると共にデータ入力時の押圧力が軽く、且つリニアリティが良好で操作性に優れたタッチパネルを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項1に係わるタッチパネルは、透明絶縁基板の片面に透明電極を設けた一対の上下基板を前記透明電極側を内側にしてシール剤を介して対向配置してなり、前記上下基板が前記透明電極に接続し方形配置される引き回し配線を有したタッチパネルにおいて、前記引き回し配線の厚みが前記シール剤の厚みより僅かに厚い寸法であることを特徴とする。
【0011】
また、請求項2の発明に係わるタッチパネルは、前記引き回し配線の厚みと前記シール剤の厚みの差が0.5〜4μmの範囲であることを特徴とする。
【0012】
また、請求項3の発明に係わるタッチパネルは、前記引き回し配線の幅が0.25〜1.0mmの範囲であることを特徴とする。
【0013】
また、請求項4の発明に係わるタッチパネルは、請求項1ないし3に記載のタッチパネルにおいて、前記引き回し配線は銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性微小粉末を分散させた樹脂バインダーに所定の寸法のガラス、樹脂またはステンレスなどの同一寸法のボールを拡散添加したことを特徴とする。
【0014】
また、請求項5の発明に係わるタッチパネルは、請求項1又は2記載のタッチパネルにおいて、前記上基板及び前記下基板を構成する透明絶縁基板は、いずれもガラス材からなることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【0015】
図1、図2、図3は本発明におけるタッチパネルの実施形態を説明するための図である。図1は本発明の実施形態のタッチパネルを示し、図1(a)は、タッチパネルの平面図、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面図である。図2は、本実施形態におけるタッチパネルの下基板を示し、図2(a)は、下基板の平面図、図2(b)は、図2(a)におけるB−B断面図、図2(c)は、図2(b)のA部を示す部分拡大断面図である。図3は、実施形態におけるタッチパネルの上基板を示し、図3(a)は、上基板の平面図、図3(b)は、図3(a)におけるC−C断面図、図3(C)は、図3(b)のB部を示す拡大断面図である。本実施形態におけるタッチパネルは、前記上下基板のシール剤の内側に方形配置される引き回し配線の厚さを前記上基板と前記下基板とを対向配置させて固定するシール剤8の厚さより僅かに厚い形状としたことを特徴としている。以下、図1、図2、図3を用いて本実施形態におけるタッチパネルについて説明する。
尚、図3における矢印断面(b)及びその拡大図(c)は平面図(a)に対して一般的な図示方法(第3角図法)としては天地方向が逆であるが、図2との比較を容易にする目的で上下逆方向で図示している。又、従来例と同一部分については同一番号を付与してその説明は省略する。以下図1、図2、図3を用いて本実施形態におけるタッチパネルについて説明する。
【0016】
図1に示すように、本実施形態におけるタッチパネル30は、下基板41と可撓性を有する上基板51とを備えている。前記下基板41には透明絶縁基板1aと、この透明絶縁基板1aの上面に形成されている透明電極1bとが設けられている。又、前記透明電極1b上には、ドットスペーサ6がマトリックス状に配置されている。更に、前記下基板41上にシール剤8を介して前記上基板51が装着されており、この上基板51には、透明絶縁基板11aと、この透明絶縁基板11aの下面に前記透明電極1bに対向する透明電極11bとが設けられている。更に、上基板51には、偏光板18が貼付けされる場合もあり、又それによる光透過率の減衰と画像視認性の改善を図るため下基板41には位相差板19が貼付けされている。
【0017】
又、前記上下基板51、41は前記透明電極11b、1bに接続する引き回し配線52、53、42、43を有し、上下基板51、41で前記引き回し配線52、53、42、43が方形配置となるように対向配置されている。更に、前記上基板51の引き回し配線52、53の他端54、55と導電性接着剤で接続される独立の連絡電極44、45が対置側基板、即ち、下基板41に設けられている。又、前記引き回し配線42、43と前記連絡電極44、45の他端とはタッチパネルの一辺においてまとめられ、FPC圧着用電極部7におけるFPC圧着用電極の端部と接続されている。前記引き回し配線52、53、42、43、連絡電極44、45、引き回し配線52、53の他端54、55は、その厚さが前記上基板51と前記下基板41との隙間より僅かに厚い形状になっている点が特徴である。
【0018】
前記引き回し配線52、53、42、43、及び連絡電極44、45は、一般的には材料として銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性の粉末を樹脂バインダー中に分散させた導電性ペーストが使用されており、スクリーン印刷、オフセット印刷、などの印刷法、刷毛塗法などによって形成される。
【0019】
また、前記シール剤8は、エポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等が選択され、スクリーン印刷等の方法で、1〜2.5mmの範囲の幅で形成される。このシール剤8には、所要の大きさのプラスチックボールやファイバーガラス等のスペーサ部材が分散されており、このスペーサ部材でもって下基板11と上基板41を所要の間隔に保持する役目を成している。
【0020】また、前記導電性接着剤としては、たとえばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂中に導電性金属粉末、或いはアルミナ、ガラスなどの無機絶縁粒の表面を金、ニッケルなどの導電層で被覆したものを含有させたものを用いることが出来る。
【0021】
本実施形態においては、下基板41と上基板51とをシール剤8を介して貼着すると、前記引き回し配線52、53、42、43の厚さが前記シール剤8の厚さよりも僅かに大きいために前記上基板51における前記シール剤8の内側に相当する位置が外側に向かって膨らみ、上基板51の中央付近が外側に向かって膨らむように変形し、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までが極めてなだらかな湾曲形状(図示できぬ程度)となり図1(b)に示すように、その断面形状が略台形形状となる。
【0022】
図2に示すように下基板41は、板厚が1.1mmの透明なガラスからなる透明絶縁基板1aと、この透明絶縁基板1aの片面でシール剤8の内側に形成される透明電極1bとが設けられている。前記透明電極1bに接続される引き回し配線42、43の厚さは、前記シール剤8の厚さより大きく設定されており、図2(c)に示すように、前記上基板51と前記下基板41との隙間と、前記引き回し配線42、43の厚みとの差Hの値は0.5〜4μmの範囲が好ましいことが実験的に確認されている。本実施形態においては大きさが7インチの基板を使用し、前記シール剤8に直径が8μmのスペーサ部材を分散混入し、前記引き回し配線42、43は銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性の粉末を樹脂バインダー中に分散させた導電性ペースト中に、表面に無電解ニッケルメッキを施した後に金メッキで仕上げした0.5μm厚の金属被膜を形成して粒径が11μmとしたガラスボール(図示せず)を40重量%拡散添加させたものを、スクリーン印刷にて形成し、前記シール剤の焼成工程においてシール剤層が硬化する途中の、いわゆる半乾きの状態で十分な剛性を有する平坦なガラス板、又は精密仕上げされた金属板により下基板41の透明絶縁基板1aとサンドイッチした状態で押圧することにより、前記金属被膜ガラスボールが前記引き回し配線42、43のスペーサ材の役割をなし、これにより前記引き回し配線42、43の厚みが正確に11μmに形成され、図2(c)に示すように、前記シール剤8の厚みと、前記引き回し配線42、43の厚みとの差Hの値は3μmに確保される。
【0023】
この後工程の、上下基板重ね合わせの際、図1(b)の前記上基板51のシール剤8の上部付近を下基板41方向に押圧力を加えて加圧接着することにより、前記上基板51における前記シール剤8の内側に相当する位置が外側に向かって膨らみ、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までが極めてなだらかな湾曲形状となり、図1(b)に示すように、その断面形状を略台形形状とすることができる。
【0024】
本実施形態においては上記の寸法設定によって前記シール剤8の厚みと前記上基板51上の前記引き回し配線42、43の厚さとの差Hの値を3μmとした。又、前記引き回し配線42、43の幅Wの値は0.25mmより小さいと電気抵抗が大きくなり好ましくない。又、幅Wの値が1.0mmより大きいと入力画面のアクティブエリアが小さくなり好ましくない。従って前記引き回し配線42、43の幅Wの値は、0.25〜1.0mmの範囲が好ましく、本実施形態においては、0.7mmに設定した。
【0025】
本実施形態では前記引き回し配線42、43中にガラスボールを40重量%添加しているが、前記ガラスボール表面に金メッキによる導電膜を形成しているので、前記引き回し配線42、43の導電性が劣化しないことが実験により確かめられている。又、導電膜を形成しないガラスボールをそのまま添加しても、硬化前のペースト中の銀やカーボンなどの導電性の微粉末がガラスボール表面に付着して連鎖し、前記引き回し配線42、43の導電性に殆ど劣化が生じないことが実験によって確認されている。一般にスペーサ類はそのバラツキが0.05μm以内程度に管理されているので、表面に金属被膜を形成しない方が前記引き回し配線42、43の厚みをより正確に管理できる。
【0026】
前記引き回し配線42、43のスペーサとして用いるボールは、粒径が0.1μm未満程度にバラツキが押さえられているものならばガラスに限定されることなく、樹脂球、セラミック球等が同じように使用できる。又、ファイバー状のスペーサを用いても同様な効果を得ることができる。更に、導電性ペーストに混合するスペーサ粒子の混合割合も40重量%に限定されるものでなく、30%〜45%の範囲であれば同等の効果が得られることも実験によって確認されている。
【0027】
図3に示すように上基板51は、板厚が0.2mm程度のマイクロガラス板からなる透明絶縁基板11aと、この片面でシール剤8の内側に形成される透明電極11bとが設けられている。前記透明電極11bに接続される引き回し配線52、53の厚さは、前記シール剤8の厚さより大きく設定されており、図3(c)に示すように、前記上基板51と前記下基板41との隙間と、前記引き回し配線52、53の厚さとの差Hの値は0.5〜4μmの範囲が好ましい。前記引き回し配線52、53は、前記下基板41における引き回し配線42、43と同様な方法により、その厚さが11μmとなるように形成し、前記上基板51と前記下基板41との隙間と前記引き回し配線52、53の厚さとの差Hの値を下基板41の引き回し配線42、43の形成方法と全く同じ3μmとした。又、前記引き回し配線52、53の形成幅寸法Wも前記引き回し配線42、43と同じく0.25〜1.0mmの範囲が好ましく、本実施形態においては同じく0.7mmに設定した。
【0028】
尚、本発明のタッチパネルにおいては下基板41に形成する引き回し配線42、43の上端が上基板51の下面と、又、上基板51に形成する引き回し配線52、53の下端が下基板41の上面と接触する構成であるため、それぞれの接触部分に透明電極が形成されたままでは上下電極が常時短絡状態となってしまうため、これを防止する目的で、電気的導通を避けたい部分の引き回し配線に対応する位置の透明電極を除去しておくことが必要であることは言うまでもない。
【0029】
このように本願発明にあってはタッチパネルのほぼ全周に形成する前記シール剤8の厚みに対して、下基板41側に形成される引き回し配線42、43の厚みと上基板51側に形成される引き回し配線52、53とが上下基板の重ね合わせにより方形配置となるため、下基板41側引き回し配線42、43の厚みが上基板51側引き回し配線52、53のそれと同一寸法に設定し、かつ前記シール剤8の厚みに対して0.5〜4μmの範囲でばらつきなく設定することにより、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までが極めて微小な湾曲断面を有する略台形形状とすることができるのである。
【0030】
以上のように本実施形態におけるタッチパネル30は、シール剤8の内側に相当する位置に配置される引き回し配線52、53、42、43の厚さを上基板51と下基板41との隙間より僅かに厚く設定することにより、上基板51の外周が引き回し配線52、53、42、43を支点にシール剤8に加圧接着されることにより発生する応力の作用によって、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までの断面形状が外側に向かって極めて僅かに湾曲した略台形形状を維持することが可能となり、データ入力時の押圧力が軽く、リニアリティが良好なタッチパネルを得ることができる。また、シール剤8と引き回し配線52、53、42、43との寸法差により、上基板51の中央付近が僅かに外側に湾曲するする断面形状を得る方法であるため、気体を封入して湾曲形状断面を得る方法に比較し、断面形状のコントロールが容易であり、ニュートンリングの発生の少ないタッチパネルを得ることができる。
【0031】
又、本実施形態においては透明絶縁基板の材質としてガラス板を例として説明したが、この他にポリカーボネート等の透明樹脂板を使用した場合においても、同様の効果を得ることができるが、ガラス板を用いたタッチパネルの方がデータ入力時における押圧力軽減の点でより大きい効果を期待できる。
【0032】
【発明の効果】
以上、本発明のタッチパネルによれば、シール剤の内側に相当する位置に配置される引き回し配線部の厚さを、シール剤の厚さ、すなわちシール剤上の上基板と下基板との隙間より僅かに厚く設定することにより、上基板の外周が引き回し配線を支点にシール剤に加圧接着されることにより発生する応力の作用によって、前記上基板51の中央から前記引き回し配線の付近までの断面形状が外側に向かって極めて僅かに湾曲した略台形形状を維持することが可能となり、データ入力時の押圧力が軽く、リニアリティが良好なタッチパネルを得ることができる。また、シール剤と引き回し配線部との寸法差により、上基板51の中央付近が僅かに外側に湾曲するする断面形状を得る方法であるため、気体を封入して湾曲形状断面を得る方法に比較し、断面形状のコントロールが容易であり、ニュートンリングの発生の少ない優れたタッチパネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるタッチパネルを示し、図1(a)は、タッチパネルの平面図、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面図である。
【図2】本発明の実施形態におけるタッチパネルの上基板を示し、図2(a)は上基板の平面図、図2(b)は図2(a)におけるB−B断面図、図6(c)は図6(b)のA部を示す部分拡大断面図である。
【図3】本発明の下基板を示し、図3(a)は、上基板の平面図、図3(b)は図3(a)におけるC−C断面図、図3(c)は図3(b)のB部を示す部分拡大断面図である。
【図4】従来例を説明する断面図図である。
【符号の説明】
1、41 下基板
1a 下基板の透明絶縁基板
1b 下基板の透明電極
2、42、43 下基板の引き回し配線
44、45 連絡電極
6 ドットスペーサ
7 FPC圧着電極部
8 シール剤
9 FPC
10、30 タッチパネル
11、51 上基板
11a 上基板の透明絶縁基板
11b 上基板の透明電極
12、13、52、53 上基板の引き回し配線
14、15、54、55 上基板の引き回し配線の他端
21 封口
【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、液晶ディスプレイやブラウン管等の画面上に配置し、透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペン等で直接押してデータの入カが行われるタッチパネルに関し、特にニュートンリング発生防止や画像視認性の改善を図るためのタッチパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術におけるタッチパネルは、可撓性を有する透明絶縁基板とその下面に形成された透明電極とからなる上基板と、透明絶縁基板とその上面に形成された透明電極とからなる下基板とが、所定の空間を隔てて透明電極同士が対面するように配置されている。このタッチパネルにおいて、上基板の上部を入力ペンまたは指で押圧したとき、上基板が撓んでその押圧点において上基板の透明電極が下基板の透明電極と接触する。そして、その接触点の座標が電気抵抗の測定によって検知されて、入力情報が読取られる。
【0003】
このようなタッチパネルでは、一般にニュートンリングと呼ばれる接触点を中心として発生する干渉縞を防止したり、繰り返し押圧による耐久性防止の目的で、上基板の断面形状を、周辺部に対し中央部が外側に微小湾曲する様に凸状に形成する方法が開示されている(例えば、実用新案文献1参照。)
【0004】
図4に従来技術を示す。図4は従来技術におけるタッチパネルを示し、図4(a)は平面図、図4(b)は図4(a)のF−F断面図を示す。従来例におけるタッチパネル10は、下基板1と可撓性を有する上基板11とを備えている。前記下基板1は樹脂、ガラス等の透明絶縁基板1aと、この透明絶縁基板1aの上面に形成される透明電極1bとで形成される。又、前記透明電極1b上には、ドットスペーサ6がマトリックス状に配置されている。更に、前記下基板1上にシール剤8を介して、前記上基板11が装着されており、この上基板11は樹脂、マイクロガラス等からなる透明絶縁基板11aと、この透明絶縁基板11aの下面に前記透明電極1bに対向する透明電極11bとが設けられている。又、前記上下基板1、11は前記透明電極1b、11bに接続する引き回し配線12、13、2、3が方形配置となるように対向配置されている。
【0005】
この様な構成のタッチパネルの上基板を中央部凸状形状とする方法としては、シール剤の一部に封口21を形成し、内部が大気圧よりやや高い程度に保つために封口より窒素、空気などの気体を挿入し、下基板に対し可撓性が低く設定されている上基板を外側に微小湾曲させ、必要に応じて封口処理する等の手法が採られる。湾曲量W’としては高さ10〜400μmを設定する。
【0006】
【実用新案文献1】
登録実用新案第3048333号公報(第1頁)
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記従来例においては上基板の湾曲が大きすぎると中央付近で下基板1との間隔が大きくなり、データ入力時の押圧力が増大し、且つリニアリティが崩れ操作性が悪くなるという問題があった。又、封口付近での膨らみが大きく、反対側では小さい、という形状のアンバランスの問題も避けられなかった。
【0008】
逆に湾曲量が小さすぎると効果が少なくなる問題があった。封口より気体を封入する方法では封入気体の圧力調整のみで湾曲量をコントロールすることが困難なためであり、この様な問題は上下基板が共にガラスで構成されるタッチパネルに顕著に発生していた。
【0009】
(発明の目的)
本発明は、このような従来の課題を解決し、上基板をニュートンリングの発生が起こりにくい適切な形状に設定し、見栄えを良くすると共にデータ入力時の押圧力が軽く、且つリニアリティが良好で操作性に優れたタッチパネルを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項1に係わるタッチパネルは、透明絶縁基板の片面に透明電極を設けた一対の上下基板を前記透明電極側を内側にしてシール剤を介して対向配置してなり、前記上下基板が前記透明電極に接続し方形配置される引き回し配線を有したタッチパネルにおいて、前記引き回し配線の厚みが前記シール剤の厚みより僅かに厚い寸法であることを特徴とする。
【0011】
また、請求項2の発明に係わるタッチパネルは、前記引き回し配線の厚みと前記シール剤の厚みの差が0.5〜4μmの範囲であることを特徴とする。
【0012】
また、請求項3の発明に係わるタッチパネルは、前記引き回し配線の幅が0.25〜1.0mmの範囲であることを特徴とする。
【0013】
また、請求項4の発明に係わるタッチパネルは、請求項1ないし3に記載のタッチパネルにおいて、前記引き回し配線は銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性微小粉末を分散させた樹脂バインダーに所定の寸法のガラス、樹脂またはステンレスなどの同一寸法のボールを拡散添加したことを特徴とする。
【0014】
また、請求項5の発明に係わるタッチパネルは、請求項1又は2記載のタッチパネルにおいて、前記上基板及び前記下基板を構成する透明絶縁基板は、いずれもガラス材からなることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【0015】
図1、図2、図3は本発明におけるタッチパネルの実施形態を説明するための図である。図1は本発明の実施形態のタッチパネルを示し、図1(a)は、タッチパネルの平面図、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面図である。図2は、本実施形態におけるタッチパネルの下基板を示し、図2(a)は、下基板の平面図、図2(b)は、図2(a)におけるB−B断面図、図2(c)は、図2(b)のA部を示す部分拡大断面図である。図3は、実施形態におけるタッチパネルの上基板を示し、図3(a)は、上基板の平面図、図3(b)は、図3(a)におけるC−C断面図、図3(C)は、図3(b)のB部を示す拡大断面図である。本実施形態におけるタッチパネルは、前記上下基板のシール剤の内側に方形配置される引き回し配線の厚さを前記上基板と前記下基板とを対向配置させて固定するシール剤8の厚さより僅かに厚い形状としたことを特徴としている。以下、図1、図2、図3を用いて本実施形態におけるタッチパネルについて説明する。
尚、図3における矢印断面(b)及びその拡大図(c)は平面図(a)に対して一般的な図示方法(第3角図法)としては天地方向が逆であるが、図2との比較を容易にする目的で上下逆方向で図示している。又、従来例と同一部分については同一番号を付与してその説明は省略する。以下図1、図2、図3を用いて本実施形態におけるタッチパネルについて説明する。
【0016】
図1に示すように、本実施形態におけるタッチパネル30は、下基板41と可撓性を有する上基板51とを備えている。前記下基板41には透明絶縁基板1aと、この透明絶縁基板1aの上面に形成されている透明電極1bとが設けられている。又、前記透明電極1b上には、ドットスペーサ6がマトリックス状に配置されている。更に、前記下基板41上にシール剤8を介して前記上基板51が装着されており、この上基板51には、透明絶縁基板11aと、この透明絶縁基板11aの下面に前記透明電極1bに対向する透明電極11bとが設けられている。更に、上基板51には、偏光板18が貼付けされる場合もあり、又それによる光透過率の減衰と画像視認性の改善を図るため下基板41には位相差板19が貼付けされている。
【0017】
又、前記上下基板51、41は前記透明電極11b、1bに接続する引き回し配線52、53、42、43を有し、上下基板51、41で前記引き回し配線52、53、42、43が方形配置となるように対向配置されている。更に、前記上基板51の引き回し配線52、53の他端54、55と導電性接着剤で接続される独立の連絡電極44、45が対置側基板、即ち、下基板41に設けられている。又、前記引き回し配線42、43と前記連絡電極44、45の他端とはタッチパネルの一辺においてまとめられ、FPC圧着用電極部7におけるFPC圧着用電極の端部と接続されている。前記引き回し配線52、53、42、43、連絡電極44、45、引き回し配線52、53の他端54、55は、その厚さが前記上基板51と前記下基板41との隙間より僅かに厚い形状になっている点が特徴である。
【0018】
前記引き回し配線52、53、42、43、及び連絡電極44、45は、一般的には材料として銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性の粉末を樹脂バインダー中に分散させた導電性ペーストが使用されており、スクリーン印刷、オフセット印刷、などの印刷法、刷毛塗法などによって形成される。
【0019】
また、前記シール剤8は、エポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等が選択され、スクリーン印刷等の方法で、1〜2.5mmの範囲の幅で形成される。このシール剤8には、所要の大きさのプラスチックボールやファイバーガラス等のスペーサ部材が分散されており、このスペーサ部材でもって下基板11と上基板41を所要の間隔に保持する役目を成している。
【0020】また、前記導電性接着剤としては、たとえばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂中に導電性金属粉末、或いはアルミナ、ガラスなどの無機絶縁粒の表面を金、ニッケルなどの導電層で被覆したものを含有させたものを用いることが出来る。
【0021】
本実施形態においては、下基板41と上基板51とをシール剤8を介して貼着すると、前記引き回し配線52、53、42、43の厚さが前記シール剤8の厚さよりも僅かに大きいために前記上基板51における前記シール剤8の内側に相当する位置が外側に向かって膨らみ、上基板51の中央付近が外側に向かって膨らむように変形し、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までが極めてなだらかな湾曲形状(図示できぬ程度)となり図1(b)に示すように、その断面形状が略台形形状となる。
【0022】
図2に示すように下基板41は、板厚が1.1mmの透明なガラスからなる透明絶縁基板1aと、この透明絶縁基板1aの片面でシール剤8の内側に形成される透明電極1bとが設けられている。前記透明電極1bに接続される引き回し配線42、43の厚さは、前記シール剤8の厚さより大きく設定されており、図2(c)に示すように、前記上基板51と前記下基板41との隙間と、前記引き回し配線42、43の厚みとの差Hの値は0.5〜4μmの範囲が好ましいことが実験的に確認されている。本実施形態においては大きさが7インチの基板を使用し、前記シール剤8に直径が8μmのスペーサ部材を分散混入し、前記引き回し配線42、43は銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性の粉末を樹脂バインダー中に分散させた導電性ペースト中に、表面に無電解ニッケルメッキを施した後に金メッキで仕上げした0.5μm厚の金属被膜を形成して粒径が11μmとしたガラスボール(図示せず)を40重量%拡散添加させたものを、スクリーン印刷にて形成し、前記シール剤の焼成工程においてシール剤層が硬化する途中の、いわゆる半乾きの状態で十分な剛性を有する平坦なガラス板、又は精密仕上げされた金属板により下基板41の透明絶縁基板1aとサンドイッチした状態で押圧することにより、前記金属被膜ガラスボールが前記引き回し配線42、43のスペーサ材の役割をなし、これにより前記引き回し配線42、43の厚みが正確に11μmに形成され、図2(c)に示すように、前記シール剤8の厚みと、前記引き回し配線42、43の厚みとの差Hの値は3μmに確保される。
【0023】
この後工程の、上下基板重ね合わせの際、図1(b)の前記上基板51のシール剤8の上部付近を下基板41方向に押圧力を加えて加圧接着することにより、前記上基板51における前記シール剤8の内側に相当する位置が外側に向かって膨らみ、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までが極めてなだらかな湾曲形状となり、図1(b)に示すように、その断面形状を略台形形状とすることができる。
【0024】
本実施形態においては上記の寸法設定によって前記シール剤8の厚みと前記上基板51上の前記引き回し配線42、43の厚さとの差Hの値を3μmとした。又、前記引き回し配線42、43の幅Wの値は0.25mmより小さいと電気抵抗が大きくなり好ましくない。又、幅Wの値が1.0mmより大きいと入力画面のアクティブエリアが小さくなり好ましくない。従って前記引き回し配線42、43の幅Wの値は、0.25〜1.0mmの範囲が好ましく、本実施形態においては、0.7mmに設定した。
【0025】
本実施形態では前記引き回し配線42、43中にガラスボールを40重量%添加しているが、前記ガラスボール表面に金メッキによる導電膜を形成しているので、前記引き回し配線42、43の導電性が劣化しないことが実験により確かめられている。又、導電膜を形成しないガラスボールをそのまま添加しても、硬化前のペースト中の銀やカーボンなどの導電性の微粉末がガラスボール表面に付着して連鎖し、前記引き回し配線42、43の導電性に殆ど劣化が生じないことが実験によって確認されている。一般にスペーサ類はそのバラツキが0.05μm以内程度に管理されているので、表面に金属被膜を形成しない方が前記引き回し配線42、43の厚みをより正確に管理できる。
【0026】
前記引き回し配線42、43のスペーサとして用いるボールは、粒径が0.1μm未満程度にバラツキが押さえられているものならばガラスに限定されることなく、樹脂球、セラミック球等が同じように使用できる。又、ファイバー状のスペーサを用いても同様な効果を得ることができる。更に、導電性ペーストに混合するスペーサ粒子の混合割合も40重量%に限定されるものでなく、30%〜45%の範囲であれば同等の効果が得られることも実験によって確認されている。
【0027】
図3に示すように上基板51は、板厚が0.2mm程度のマイクロガラス板からなる透明絶縁基板11aと、この片面でシール剤8の内側に形成される透明電極11bとが設けられている。前記透明電極11bに接続される引き回し配線52、53の厚さは、前記シール剤8の厚さより大きく設定されており、図3(c)に示すように、前記上基板51と前記下基板41との隙間と、前記引き回し配線52、53の厚さとの差Hの値は0.5〜4μmの範囲が好ましい。前記引き回し配線52、53は、前記下基板41における引き回し配線42、43と同様な方法により、その厚さが11μmとなるように形成し、前記上基板51と前記下基板41との隙間と前記引き回し配線52、53の厚さとの差Hの値を下基板41の引き回し配線42、43の形成方法と全く同じ3μmとした。又、前記引き回し配線52、53の形成幅寸法Wも前記引き回し配線42、43と同じく0.25〜1.0mmの範囲が好ましく、本実施形態においては同じく0.7mmに設定した。
【0028】
尚、本発明のタッチパネルにおいては下基板41に形成する引き回し配線42、43の上端が上基板51の下面と、又、上基板51に形成する引き回し配線52、53の下端が下基板41の上面と接触する構成であるため、それぞれの接触部分に透明電極が形成されたままでは上下電極が常時短絡状態となってしまうため、これを防止する目的で、電気的導通を避けたい部分の引き回し配線に対応する位置の透明電極を除去しておくことが必要であることは言うまでもない。
【0029】
このように本願発明にあってはタッチパネルのほぼ全周に形成する前記シール剤8の厚みに対して、下基板41側に形成される引き回し配線42、43の厚みと上基板51側に形成される引き回し配線52、53とが上下基板の重ね合わせにより方形配置となるため、下基板41側引き回し配線42、43の厚みが上基板51側引き回し配線52、53のそれと同一寸法に設定し、かつ前記シール剤8の厚みに対して0.5〜4μmの範囲でばらつきなく設定することにより、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までが極めて微小な湾曲断面を有する略台形形状とすることができるのである。
【0030】
以上のように本実施形態におけるタッチパネル30は、シール剤8の内側に相当する位置に配置される引き回し配線52、53、42、43の厚さを上基板51と下基板41との隙間より僅かに厚く設定することにより、上基板51の外周が引き回し配線52、53、42、43を支点にシール剤8に加圧接着されることにより発生する応力の作用によって、前記上基板51の中央から前記引き回し配線52、53、42、43の付近までの断面形状が外側に向かって極めて僅かに湾曲した略台形形状を維持することが可能となり、データ入力時の押圧力が軽く、リニアリティが良好なタッチパネルを得ることができる。また、シール剤8と引き回し配線52、53、42、43との寸法差により、上基板51の中央付近が僅かに外側に湾曲するする断面形状を得る方法であるため、気体を封入して湾曲形状断面を得る方法に比較し、断面形状のコントロールが容易であり、ニュートンリングの発生の少ないタッチパネルを得ることができる。
【0031】
又、本実施形態においては透明絶縁基板の材質としてガラス板を例として説明したが、この他にポリカーボネート等の透明樹脂板を使用した場合においても、同様の効果を得ることができるが、ガラス板を用いたタッチパネルの方がデータ入力時における押圧力軽減の点でより大きい効果を期待できる。
【0032】
【発明の効果】
以上、本発明のタッチパネルによれば、シール剤の内側に相当する位置に配置される引き回し配線部の厚さを、シール剤の厚さ、すなわちシール剤上の上基板と下基板との隙間より僅かに厚く設定することにより、上基板の外周が引き回し配線を支点にシール剤に加圧接着されることにより発生する応力の作用によって、前記上基板51の中央から前記引き回し配線の付近までの断面形状が外側に向かって極めて僅かに湾曲した略台形形状を維持することが可能となり、データ入力時の押圧力が軽く、リニアリティが良好なタッチパネルを得ることができる。また、シール剤と引き回し配線部との寸法差により、上基板51の中央付近が僅かに外側に湾曲するする断面形状を得る方法であるため、気体を封入して湾曲形状断面を得る方法に比較し、断面形状のコントロールが容易であり、ニュートンリングの発生の少ない優れたタッチパネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるタッチパネルを示し、図1(a)は、タッチパネルの平面図、図1(b)は、図1(a)におけるA−A断面図である。
【図2】本発明の実施形態におけるタッチパネルの上基板を示し、図2(a)は上基板の平面図、図2(b)は図2(a)におけるB−B断面図、図6(c)は図6(b)のA部を示す部分拡大断面図である。
【図3】本発明の下基板を示し、図3(a)は、上基板の平面図、図3(b)は図3(a)におけるC−C断面図、図3(c)は図3(b)のB部を示す部分拡大断面図である。
【図4】従来例を説明する断面図図である。
【符号の説明】
1、41 下基板
1a 下基板の透明絶縁基板
1b 下基板の透明電極
2、42、43 下基板の引き回し配線
44、45 連絡電極
6 ドットスペーサ
7 FPC圧着電極部
8 シール剤
9 FPC
10、30 タッチパネル
11、51 上基板
11a 上基板の透明絶縁基板
11b 上基板の透明電極
12、13、52、53 上基板の引き回し配線
14、15、54、55 上基板の引き回し配線の他端
21 封口
Claims (5)
- 透明絶縁基板の片面に透明電極を設けた一対の上下基板を前記透明電極側を内側にしてシール剤を介して対向配置してなり、前記上下基板が前記透明電極に接続し方形配置される引き回し配線を有したタッチパネルにおいて、
前記引き回し配線の厚みが前記シール剤の厚みより僅かに厚い寸法であることを特徴とするタッチパネル。 - 前記引き回し配線の厚みと前記シール剤の厚みの差が0.5〜4μmの範囲であることを特徴とする請求項1記載タッチパネル。
- 前記引き回し配線の幅が0.25〜1.0mmの範囲であることを特徴とする請求項1または2記載のタッチパネル。
- 前記引き回し配線は銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性微小粉末を分散させた樹脂バインダーに所定の寸法のガラス、樹脂またはステンレスなどの同一寸法のボールを拡散添加したことを特徴とする請求項1ないし3に記載のタッチパネル。
- 前記上基板及び前記下基板を構成する透明絶縁基板は、いずれもガラス材からなることを特徴とする請求項1又は2記載のタッチパネル。
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