JP2004240963A - 狭額縁ガラスタッチパネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子近傍部分での電極引き回しパターンに起因する額縁面積の拡大を抑え、狭額縁化を進めて、より広い表示操作エリアを実現することのできる、新しい狭額縁ガラスタッチパネルを提供する。
【解決手段】 少なくとも一方のガラス基板上に電極パターンが形成された上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）がシール材（３）を介在させて対向配置されたガラスタッチパネルにおいて、電極パターン上にシールパターンを形成する。
【選択図】図１

Description

この出願の発明は、狭額縁ガラスタッチパネルとその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、狭額縁化を進め、より広い表示操作エリアを実現可能な、新しい狭額縁ガラスタッチパネルとその製造方法に関するものである。

指先やペンによる押圧で入力することのできるタッチパネルについては、ガラス基板の上に透明樹脂基板を配置し、その両者の対向面に導電膜を設けることを基本構造としたタッチパネルがあるが、これに代わる優れた性能のガラスタッチパネルも知られている（たとえば特許文献１参照）。このガラスタッチパネルは、たとえば図７（ａ）（ｂ）に例示したように、上下両方の透明基板をガラス基板として、少なくとも一方のガラス基板に電極パターンを形成し（図７（ｂ）では下ガラス基板上に形成されている）、その上ガラス基板（１）および下ガラス基板（２）をシール材（３）を介在させて対向配置することを基本構造としており、耐久性、耐環境性、耐摩耗性等に優れ、画面が美しく、色褪せや色ムラが生じにくいといった利点を有している。
特開平９−１４６７０７号公報

しかしながら、上記のとおりの従来のガラスタッチパネルでは、銀などからなる電極（４）を下ガラス基板（２）上にてシール材（シール剤と呼んでも良い）（３）の内側に沿って這わせており、特に電極端子（５）付近においては各電極端子（５）に繋がる複数本の電極（４）が集まった引き回しパターン（電極パターン）となるため、その引き回しパターン分、シール材（３）内側の表示操作エリア面積が小さく、額縁面積が大きくなってしまう。

図７の従来例はアナログ４端子方式のもので、その４つの電極端子（５ａ）（５ｂ）（５ｃ）（５ｄ）のうちの３つの電極端子（５ａ）（５ｂ）（５ｃ）に繋がる銀電極（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）の図中右側の縦方向引き回しパターンが密接している部分があり（図７（ｂ）で示した断面部分）、この端子近傍部分で特に額縁面積が大きい。

そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑み、端子近傍部分での電極引き回しパターンに起因する額縁面積の拡大を抑え、狭額縁化を進めて、より広い表示操作エリアを実現することのできる、新しい狭額縁ガラスタッチパネルとその製造方法を提供することを課題としている。

この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、少なくとも一方のガラス基板上に電極パターンが形成された上ガラス基板と下ガラス基板がシール材を介在させて対向配置されたガラスタッチパネルであって、電極パターン上にシールパターンが形成されていることを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネルを提供する。

また、この出願の発明は、第２には、前記電極パターンが下ガラス基板上にてその外周方向へ寄って形成され、この電極パターン上にシールパターンが形成されていることを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネル、第３には前記電極パターンが下ガラス基板上にてその外周部分の電極端子に寄って形成され、この電極パターン上にシールパターンが形成されていることを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネルを提供する。

第４には、最内側の電極パターンが形成された上ガラス基板もしくは下ガラス基板の最内側の電極パターンと重なる、下ガラス基板上もしくは上ガラス基板上の位置に、最内側の電極パターンと同じ材料のダミーのパターンが、最内側の電極パターンの位置の上ガラス基板と下ガラス基板の間の距離を調整するために印刷されていることを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネルを提供する。

また、第５には、第１ないし４いずれかの発明の狭額縁ガラスタッチパネルの製造方法であって、少なくとも一方のガラス基板上に電極パターンが形成された上ガラス基板および下ガラス基板を、熱硬化によりシールパターンを形成するシール材を介在させて張り合わせ、対向配置させて狭額縁ガラスタッチパネルを製造するに際し、電極パターンが形成されているガラス基板上に、形成するシールパターンの設計パターンの全体もしくは一部分を複数本に分けて配置することを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネルの製造方法を提供し、第６には、前記複数本の設計パターンのうち最も外側の設計パターンの幅を内側の設計パターンの幅よりも細くすることを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネルの製造方法をも提供する。

上記のとおりの特徴を有するこの出願の発明によれば、電極パターンすなわち電極の引き回しパターン上にシール材のパターンを形成する、つまり電極とシール材とを重ねた配置にすることで、シール材内側に位置する電極の引き回しパターンが少なくなり、額縁面積を縮小した狭額縁ガラスタッチパネルを実現することができる。

図１（ａ）（ｂ）はこの出願の発明の一実施形態を示した平面図および断面図である。この図１の実施形態では、アナログ４端子方式のものにおいて、４つの電極端子（５ａ）（５ｂ）（５ｃ）（５ｄ）のうちの３つの電極端子（５ａ）（５ｂ）（５ｃ）に繋がる、銀電極（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）の引き回しパターン（電極パターン）が下ガラス基板（２）上にてその外周方向へ寄って、より具体的にはその外周に配設された電極端子（５ａ）（５ｂ）（５ｃ）に寄って形成されている。すなわち、端子近傍部分での銀電極（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）の引き回しパターンが前記図７の従来例のものよりもより外側にずれて形成されている。また、本実施形態では、もう一つの電極端子（５ｄ）に繋がる銀電極（４ｄ）の引き回しパターンも従来のものよりも外側に寄って形成されている。

そして、この端子近傍部分にて外側にずれて形成された銀電極（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）（４ｄ）の引き回しパターン上に重ねて、シール材（３）によるシールパターン（６）が形成されている。

上記のようなシールパターン（６）の形成は、次のとおりの方法により実現することができる。

まず電極パターンを、下ガラス基板（２）の外周方向へ従来設計よりも数ミリ程度、たとえば１〜２ｍｍ移動させて形成する。

次いで、図２に示しているように、電極パターンが形成されている下ガラス基板（２）上に、シール材（３）からなる設計パターン（７）を配置（印刷）して、上下ガラス基板（１）（２）を張り合わせて、シール材（３）を熱硬化させて図１に示すようなシールパターン（６）を形成するのであるが、このとき端子近傍部分、すなわち銀電極（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）が密接に配置されている部分では、設計パターン（７）を複数本に分け、より具体的には、たとえば２本の互いに異なる線幅の設計パターン（７ａ）、（７ｂ）とに分けて下ガラス基板（２）上に配置する。

シールパターン（６）は耐環境特性の面から幅が１．２ｍｍ以上でなくてはならないが、設計パターン（７）を必要な部分（この場合、端子近傍部分）において２本以上の複数本に分けて配置することで、熱硬化工程後に幅１．２ｍｍ以上のシールパターン（６）とすることができるとともにシール位置が安定し、電極（４）の引き回しパターンの露出を防ぐことができるようになるのである。

またスクリーン印刷の印刷位置のズレ公差はタッチパネルにおいては±０．３ｍｍ程度であるが、図３に示すように設計パターン（７）を１本とした場合、印刷位置のズレによりシール材（３）が外側や内側に印刷されることがあり、上下ガラス基板（１）、（２）の張り合わせの工程、すなわちシール材（３）の熱硬化の工程で印刷ズレ公差により生じ得る僅かなパターン位置ズレが、重なる電極（４）の高さの影響によって大きなズレとなり、これに起因して、シール材（３）が内側にはみ出して表示操作エリアへ浸入し外観不良になったり、あるいはたとえば図４に示すように、銀電極（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）が密接に配置されている部分において上ガラス基板（１）および下ガラス基板（２）の張り合わせ後（シール材（３）の熱硬化後）にシール材（３）の一部（８）が外側に広がってしまい、シール材（３）が上ガラス基板（１）の外側にはみ出してガラスのカットラインにかかり不良になる恐れがある。

また銀電極パターン保護のためには銀電極パターンより外側にシールパターン（６）がなくてはならないが、１本の設計パターン（７）の場合には最も外側の電極（４）（図１の実施形態では銀電極（４ａ））がシール材（３）で覆われず露出して劣化が生じ易くなったり、熱硬化工程上シールパターン幅が一定に保たれ難く、幅の細い部分の耐久性が低くなったりと、様々な不良が生じ易くなってしまう。

それに対し、銀電極（４ａ）（４ｂ）（４ｃ）が密接に配置されている部分に２本の設計パターン（７ａ）（７ｂ）を配置してシールパターン（６）を形成する場合には、図２に示すように、熱硬化工程前に銀電極（４ａ）の外側に設計パターン（７ｂ）を配置しておくことで、確実に銀電極パターンの外側にシールパターン（６）を位置させることができ銀電極（４ａ）の露出を防ぐことができるとともに、内側の設計パターン（７ａ）のパターン幅を広いものとし、銀電極（４ａ）よりも外側の設計パターン（７ｂ）のパターン幅を狭いものとすることで、上下ガラス基板（１）、（２）の張り合わせ時に外側の設計パターン（７ｂ）が必要以上に外側に広がらないため、シール材（３）がパネルの外側に広がるのを抑えることができるのである。

なお、設計パターン（７）を２本に分けて配置した部分が熱硬化工程による２つの設計パターン（７ａ）と（７ｂ）の結合後に周辺の１本のみの設計パターン（７）の部分よりも太くならないようにするため、内側の設計パターン（７ａ）の幅は、周辺の１本のみの設計パターン（７）の幅と比べて細くし、また外側の設計パターン（７ｂ）は幅が狭いことから周辺の１本のみの設計パターン（７）よりも外側に広がりにくいため、周辺の１本のみの設計パターン（７）の設計位置よりも外側に配置する。

図２は、完成時のシールパターン（６）の幅の狙い値が２ｍｍであって、銀電極幅・電極間ギャップが０．５ｍｍの場合を例示しており、その場合、設計パターン（７ａ）、（７ｂ）の幅は以下の数値が推奨される。

・２本の設計パターンの幅 内側（７ａ）： ０．７ｍｍ〜１．２ｍｍ
外側（７ｂ）： ０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ
・その他の周辺部分の１本の設計パターンの幅：１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ
このように２本の設計パターン部分の外側の設計パターン（７ｂ）の幅を内側の設計パターン（７ａ）の幅よりも細くすることにより、２本のパターン部分の熱硬化焼成後に外側へのシール材（３）の広がりを１本のみの設計パターン（７）の場合より抑えることができ、内側の設計パターン（７ａ）についても、線幅を確保できるように外側の設計パターン（７ｂ）よりも太くしてはいるが、周辺の１本のみの設計パターン（７）よりも細くしていることから内側への広がりを抑えることができるようになるため、印刷位置のズレに対応できるようになるのである。

以上より、上記のような銀電極が密接に配置している部分もしくは適宜必要な部分において２本以上の複数本の設計パターンを配置することで、この出願の発明の狭額縁ガラスタッチパネルを良好に製造することが可能となる。

また、電極パターンの膜厚を、印刷条件（もしくは印刷版条件）を調整して数μｍ程度薄くすることも好ましい。たとえば従来厚が１０〜１５μｍである場合には９〜１３μｍ厚に変更する。これによって、電極（４）上に重ねるシール材（３）への影響を抑え、上ガラス基板（１）および下ガラス基板（２）との密着性をより高く維持することができる。

以上の図１の実施形態は端子近傍部分の電極パターンについてこの出願の発明を適用したものであるが、もちろんそれ以外の部分での電極パターン、たとえば図１中の銀電極（４ａ）の上側横方向パターンや左側縦方向パターン、銀電極（４ｂ）の上側横方向パターン、銀電極（４ｄ）の下側横方向パターンについてもそれぞれ外周方向に寄せ、シールパターンを重ねるようにしてもよく、これによりさらなる狭額縁化を図ることができる。

なおここで問題となるのが、たとえば図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、ギャップ材（９）を含有するシール材（３）を銀電極（４ａ）と銀電極（４ｂ）の上に配置（印刷）して図５（ｂ）に示すように上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）を張り合わせ、続いて図５（ｃ）に示すようにシール材（３）を矢印の方向に加圧硬化焼成し、さらに加圧硬化焼成後に図５（ｄ）に示すように解圧させて図５（ａ）に示すようなシールパターン（６）を形成する際に、シール材（３）が銀電極（４ａ）および銀電極（４ｂ）上に重なることによって断面が山形状になって硬化され、その部分の高さがシール材（３）が重なっていない最内側の電極パターンを形成する銀電極（４ｃ）の厚さよりも高くなり、上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）の間のギャップがパネル中央に向かって狭くなる形状となるため、最内側の電極パターンよりも内側部分で上ガラス基板（１）および下ガラス基板（２）が近接することで光の干渉が起こり、たとえば図５（ａ）では、円形の斜線領域Ｎの付近にニュートンリングが発生しやすくなってしまうことである。

そこで図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、下ガラス基板（２）の最内側の電極パターンを形成する銀電極（４ｃ）と重なる上ガラス基板（１）上の位置に、銀からなるダミーのパターン（１０）を、最内側の電極パターンの位置の上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）の間の距離を調整するために印刷することで、すなわちダミーのパターン（１０）を、シールパターン（６）と最内側よりも外側の電極パターンを形成する銀電極（４ａ）、（４ｂ）が重なる部分の厚さよりも最内側の電極パターンを形成する銀電極（４ｃ）とダミーのパターン（１０）が重なる部分の厚さを厚くするために上ガラス基板（１）上に印刷することで、上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）の間のギャップがパネル中央に向かって広くなる形状（図６（ｄ）では左側）とすることができ、ニュートンリングを発生しにくくすることができるのである。

なお、実際の上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）の間のギャップを測定した結果、図５のように上ガラス基板（１）にダミーのパターン（１０）を印刷していない場合、銀電極（４ｃ）から距離ａの位置にある測定箇所Ａにおいては上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）の間のギャップｄ₁が１１〜１６μｍであってシール材（３）の最外端部から距離ａの位置にある測定箇所Ｂにおいては上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）の間のギャップｄ₂が８〜１８μｍであり、内側のギャップｄ₁と外側のギャップｄ₂の差ｄ₁−ｄ₂が−４〜＋５μｍであり、場合によっては内側のギャップｄ₁が外側のギャップｄ₂よりも小さくなり、パネル内側の上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）が近接してしまうのに対し、図６のように、上ガラス基板（１）上にダミーのパターン（１０）を印刷している場合、内側のギャップｄ₁が１９〜２３μｍであり、外側のギャップｄ₂が９〜１５μｍであり、内側のギャップｄ₁と外側のギャップｄ₂の差ｄ₁−ｄ₂は５〜１１μｍであって、内側のギャップｄ₁が常に外側のギャップｄ₂よりも大きい状態となった。

したがってこの結果より図６のようにダミーのパターン（１０）を印刷することで、常にパネル中央に向かって上ガラス基板（１）と下ガラス基板（２）の間のギャップが広くなる形状とすることができ、ニュートンリングの発生を防ぐことができることがわかる。

なお上記の例は、下ガラス基板（２）に電極パターンが形成されている場合の例であるが、上ガラス基板（１）に電極パターンが形成されている場合も同様に下ガラス基板（２）にダミーのパターン（１０）を印刷してニュートンリングの発生を防ぐことももちろん可能である。

この出願の発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。

以上詳しく説明した通り、この出願の発明によって、端子近傍部分での電極引き回しパターンに起因する額縁面積の拡大を抑え、狭額縁化を進めて、従来のガラスタッチパネルよりも一層広い表示操作エリアを実現することのできる、新しい狭額縁ガラスタッチパネルとその製造方法が提供される。

（ａ）（ｂ）は、各々、この出願の発明の狭額縁ガラスタッチパネルの一実施形態を示した平面図およびA-A'線断面図である。 （ａ）（ｂ）は、各々、この出願の発明の狭額縁ガラスタッチパネルの製造方法の一実施形態を示した平面図およびA-A'線断面図である。 （ａ）（ｂ）は、各々、この出願の発明の比較例として１本のみの設計パターンを用いた場合の実施形態を例示した平面図およびA-A'線断面図である。 （ａ）（ｂ）は、各々、１本のみの設計パターンを用いた場合の実施形態の問題点を例示した平面図およびA-A'線断面図である。 （ａ）はこの出願の発明の狭額縁ガラスタッチパネルの一実施形態を示す平面図である。

（ｂ）〜（ｃ）はこの出願の発明の狭額縁ガラスタッチパネルの一実施形態の問題点を示す断面図である。
（ａ）はこの出願の発明の狭額縁ガラスタッチパネルにダミーのパターンを配置した際の一実施形態を示す平面図である。

（ｂ）〜（ｃ）はこの出願の発明の狭額縁ガラスタッチパネルにダミーのパターンを配置した際の一実施形態を示す断面図である。
（ａ）（ｂ）は、各々、従来のガラスタッチパネルを例示した平面図およびA-A'線断面図である。

符号の説明

１ 上ガラス基板
２ 下ガラス基板
３ シール材
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 電極
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 電極端子
６ シールパターン
７ 設計パターン
８ シール材の一部
９ ギャップ材
１０ ダミーのパターン

Claims (6)

1. 少なくとも一方のガラス基板上に電極パターンが形成された上ガラス基板と下ガラス基板がシール材を介在させて対向配置されたガラスタッチパネルであって、電極パターン上にシールパターンが形成されていることを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネル。
2. 電極パターンが下ガラス基板上にてその外周方向へ寄って形成され、この電極パターン上にシールパターンが形成されていることを特徴とする請求項１記載の狭額縁ガラスタッチパネル。
3. 電極パターンが下ガラス基板上にてその外周部分の電極端子に寄って形成され、この電極パターン上にシールパターンが形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の狭額縁ガラスタッチパネル。
4. 最内側の電極パターンが形成された上ガラス基板もしくは下ガラス基板の最内側の電極パターンと重なる、下ガラス基板上もしくは上ガラス基板上の位置に、最内側の電極パターンと同じ材料のダミーのパターンが、最内側の電極パターンの位置の上ガラス基板と下ガラス基板の間の距離を調整するために印刷されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の狭額縁ガラスタッチパネル。
5. 請求項１ないし４いずれかに記載の狭額縁ガラスタッチパネルの製造方法であって、少なくとも一方のガラス基板上に電極パターンが形成された上ガラス基板および下ガラス基板を、熱硬化によりシールパターンを形成するシール材を介在させて張り合わせ、対向配置させて狭額縁ガラスタッチパネルを製造するに際し、電極パターンが形成されているガラス基板上に、形成するシールパターンの設計パターンの全体もしくは一部分を複数本に分けて配置することを特徴とする狭額縁ガラスタッチパネルの製造方法。
6. 複数本の設計パターンのうち最も外側の設計パターンの幅を内側の設計パターンの幅よりも細くすることを特徴とする請求項５記載の狭額縁ガラスタッチパネルの製造方法。

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