JP2004246420A

JP2004246420A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2004246420A
Application number: JP2003032831A
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: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】反射光による干渉縞（ニュートンリング）の発生を防止し、低コストで表示品質に優れたタッチパネルを実現する。
【解決手段】一対の透明電極を配設した上下基板を前記透明電極側を内側にして所定の隙間を設けて対向配置し前記上下基板がシール剤で貼着されているタッチパネルにおいて、少なくとも一方の透明電極１４が、２〜４重量％の球状シリカ１５を混合したＩＴＯインキの焼成膜で形成されてい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、カーナビゲーション等の機器において、液晶ディスプレイの画面上に配置し、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を入力し、且つ画面が美しく、耐久性、耐摩耗性等に優れたタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置一体型の入力スイッチとしてのタッチパネルは、表示装置の表示面上に配置されて使用される。前記タッチパネルは、マイクロガラス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、ガラス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シール剤で貼着されている。更に、前記下基板の透明電極上には、マトリックス状にドットスペーサが配置されている。
【０００３】
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。図２は、このような従来技術におけるタッチパネルを説明するための図である。以下、図を用いて従来技術のタッチパネルについて説明する。
【０００４】
図２は、上下基板１、２をシール剤６で貼着したタッチパネル１０を示す図で、図２（ａ）は、平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、前記タッチパネル１０は、上基板１と下基板２とを透明電極３、４同士が互いに対向するようにシール剤６を介して配置し、前記上下基板１、２の周辺部が８〜１２μｍ程度の一定間隔を保つように、前記シール剤６で貼着されている。前記シール剤６は、エポキシ樹脂接着剤等が選択され、１〜２．５ｍｍの範囲の幅で形成される。又、このシール剤６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前記上基板１と前記下基板２とを所要の間隔に保持する役目を成している。
【０００５】
前記下基板２は、厚みが１．１ｍｍのソーダガラス板からなり、このソーダガラス板に透明電極４と、透明電極４に電気的に接続される引き回し電極８ａ、８ｂとが形成されている。前記引き回し電極８ａ、８ｂの他端は下基板２の一辺においてまとめられ、コネクタ９の端部と接続されている。前記透明電極４は、厚みが０．０５〜０．４μｍ程度のＩＴＯ膜をスパッタリング或いはＣＶＤ等により成膜し、エッチング加工によりパターン形成される。又、前記引き回し電極８ａ、８ｂは、厚さ１〜２０μｍ程度の銀ペースト膜を印刷、１３０℃で約６０分焼成して形成される。
【０００６】
更に、前記透明電極４の表面上には、ドットスペーサ５がマトリックス状に配列されている。前記ドットスペーサ５は、大きさが３０〜４０μｍ程度の円形の形状で、基板からの高さが７〜１２μｍ程度に設定されている。更に、前記ドットスペーサ５同士の中心間距離は４〜５ｍｍ程度に設定されている。また、ドットスペーサ５はエポキシ樹脂系の紫外線硬化型樹脂をマトリックス状に印刷し、紫外線を照射して硬化させ形成される。
【０００７】
前記上基板１は、厚みが０．２ｍｍのマイクロガラス板からなり、下基板２と同様に透明電極３、引き回し電極７ａ、７ｂが形成されている。前記上基板１として使用されるマイクロガラスついては、ホウケイ酸ガラス等が例としてあげられる。
【０００８】
以上、説明した従来例のタッチパネル１０は、手、或いは入力ペン等の入力手段により上基板１を押圧し、前記上基板１の透明電極３の何れか１点が下基板２の透明電極４に接触することにより、両透明電極が相互通電される。これにより、制御装置が、その位置の抵抗値によって変化された電圧値を読みとり、電位差の変化に応じて位置座標を読み込む構成となっている。このような従来例のタッチパネル１０は、基板に形成されている透明電極間で発生する反射光が干渉し合い干渉模様（ニュートンリング）が発生する。特に指先や入力ペンによる入力時に顕著に発生し、タッチパネル表面の視認性等の品質が低下することがあり、場合によっては表示装置の画面に写り込み入力画像が不鮮明になることがあった。また、基板の厚さ薄い場合や、基板の間隔が狭い場合にはニュートンリングが顕著に現れ薄型のタッチパネルの実現の妨げとなっていた。
【０００９】
このようなニュートンリング発生の対策として、図３（ａ）に示すような上基板３１の一面にエンボス加工又はエッチング加工により平均粗さが０．０６〜３．０μｍの無数の微細凹凸層３１ａを設け、この微細凹凸層３１ａの上に透明電極３３を形成したタッチパネル２０の例が開示されている。また、同様に図３（ｂ）に示すような下基板３２の一面に無数の微細凹凸層３２ａを設け、この微細凹凸層３２ａの上に透明電極３４を形成したタッチパネル３０の例も開示されている。（例えば、特許文献１。）。
また、ニュートンリング発生の別の対策として基板を湾曲させる例が開示されている。（例えば、特許文献２。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−１６９３６７号（第４−５頁、図１−２）
【特許文献２】
特開平１０−２９２６１号（第５頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すようにニュートンリング発生の対策をした従来例におけるタッチパネルは、微細凹凸層上に透明電極を形成するため透明電極の抵抗値にばらつきが生じ易く、入力する場所によっては、押圧した位置の座標と読みとられる入力情報の座標が合致しない場合があり、不良品が発生し、コスト高となるという問題があった。
また、別の例としての基板を湾曲させる方法は、湾曲させる大きさのコントロールが難しい上、湾曲させるためのコストが高いという問題があった。
【００１２】
（発明の目的）
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、透明電極による反射率を減少させると共に反射光による干渉縞（ニュートンリング）の発生を防止出来る低コストのタッチパネルを実現することを目的とする。
【００１３】
【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、一対の透明電極を配設した上下基板を前記透明電極側を内側にして所定の隙間を設けて対向配置し前記上下基板がシール剤で貼着されているタッチパネルにおいて、少なくとも一方の透明電極が、２〜４重量％の球状シリカを混合したＩＴＯインキの焼成膜で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
又、請求項２の発明に係わるタッチパネルは、前記球状シリカの平均粒径が０．５〜３μｍの範囲であることを特徴とする。
【００１５】
又、請求項３の発明に係わるタッチパネルは、前記球状シリカの表面に熱可塑性樹脂が被覆されて前記ＩＴＯインキに混合されていることを特徴とする。
【００１６】
又、請求項４の発明に係わるタッチパネルは、前記ＩＴＯインキを用いた透明電極の形成は印刷によることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１を用いて本発明の実施形態におけるタッチパネルについて説明する。図１は、本実施形態におけるタッチパネルを示し、図１（ａ）は、タッチパネルの断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ部の部分拡大断面図である。本実施形態におけるタッチパネルは、下基板に形成される透明電極に特徴があり、その他は従来技術と類似している。従って、従来例と同じ構成要素には、同一番号を付し説明は省略する。
【００１８】
図１に示すように本実施形態におけるタッチパネル４０の透明電極１４は、アセチルアセトンインジュームを１．５重量％を含有すると共に、球状シリカ１５を混合したＩＴＯインキを厚みが１．１ｍｍのソーダガラス板からなる下基板２に所定の形状にスクリーン印刷法によって印刷し、５００℃で焼成して電極として形成したものである。これによって、図１（ｂ）に示すように、下基板２の表面に透明電極１４が形成されると共に、前記球状シリカ１５が透明電極１４に被覆された状態で固着される。このＩＴＯインキの焼成膜からなる透明電極１４の厚みｔの値は０．０６μｍとした。また、前記ＩＴＯインキに混合する球状シリカ１５の割合は、乾燥前で３重量％に設定し、前記球状シリカ１５の平均粒径は１．５μｍのものを使用した。更に、球状シリカの表面に予めポリメチルメタクリレートを被覆したものを用いると、球状シリカの表面の孔に水分や空気が吸着するのを防止出来るため、ＩＴＯインキとの混合時に分散性が良くなり好ましい。
【００１９】
その後、従来技術と同様に、前記下基板２の透明電極１４の表面に、ドットスペーサ５を形成し、厚みが０．２ｍｍのホウケイ酸ガラスからなり透明電極３が形成されている上基板１と透明電極３、１４同士が互いに対向するようにシール剤６を介して貼着し、本実施形態におけるタッチパネル４０を得た。このようにして得られたタッチパネル４０においては、非入力時及び指又は入力ペン等による入力時に干渉縞（ニュートンリング）は全く発生しなかった。
【００２０】
このように本実施形態のタッチパネル４０は、透明電極１４に球状シリカ１５を混合することにより透明電極１４の表面が微細な凹凸状となっている。このため、図１（ｂ）に示すように、透明電極１４に入射した光は、矢印Ａ、Ｂに示すように乱反射する。これによって反射率を減少させると共に、上下基板の透明電極間の反射による干渉縞（ニュートンリング）の発生を防止することが出来る。また、透明電極１４が形成されている下基板２の表面は平滑面であり、透明電極の抵抗値が場所によって不安定となるような問題が生じることもない。従って、表示品質に優れたタッチパネルを得ることが出来る。
【００２１】
以上説明したように本実施形態におけるタッチパネルによれば、透明電極による反射率を減少させると共に上下基板の透明電極間の反射光による干渉縞（ニュートンリング）の発生を防止し、低コストで表示品質に優れたタッチパネルを実現することが出来る。
【００２２】
尚、本実施形態においては、球状シリカの平均粒径を１．５μｍを例として説明したが、この球状シリカの平均粒径は、小さすぎると干渉縞の発生を防止する効果が得にくく、大きすぎると表示品質が低下するため、球状シリカの平均粒径が０．５〜３μｍの範囲に設定することが好ましいことが実験によって確認されている。また、ＩＴＯインキに含有される球状シリカの割合については、乾燥前で３重量％を例に説明したが同様の理由で２〜４重量％の範囲に設定することが好ましいことが実験によって確認されている。
【００２３】
尚、本実施形態においては、下基板２の透明電極として球状シリカを混合したＩＴＯインキの焼成膜を形成した例で説明したが上基板の透明電極として形成しても良い。また、上下基板のそれぞれ透明電極を球状シリカを混合したＩＴＯインキの焼成膜で形成しても良い。
【００２４】
また、各本実施形態においては、球状シリカの表面に予めポリメチルメタクリレートを被覆した例で説明したが、ポリスチレン、ポリエチレン等の熱分解性樹脂であれば、いずれも使用することが出来る。
【００２５】
また、上基板の材料としてホウケイ酸ガラスを例として説明し、下基板２の材料としてソーダガラスを例として説明したが、これに限定されるものではなく、その他のガラス材料、または、樹脂材料を使用する場合においても同様の効果を得ることが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、透明電極に球状シリカを混合することなより透明電極の表面が微細な凹凸状となり入射した光が乱反射する。これによって透明電極面での反射率を減少させると共に、上下基板の透明電極間の反射による干渉縞（ニュートンリング）の発生を防止することが出来る。従って、基板を湾曲させる必要もなく低コストで表示品質に優れたタッチパネルを実現することが出来る。
更に、使用する基板の厚さ薄くし、且つ基板間のギャップを小さくすることが可能となり、小型、薄型のタッチパネルを低コストで実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるタッチパネルを示し、図１（ａ）はタッチパネルの断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ部を示す部分拡大断面図である。
【図２】従来技術におけるタッチパネルを示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来技術のタッチパネルを示す断面図である。
【符号の説明】
１上基板
２下基板
３透明電極
４透明電極
５ドットスペーサ
６シール剤
７ａ、７ｂ引き回し電極
８ａ、８ｂ引き回し電極
９コネクタ
１０、２０、３０、４０タッチパネル
１４透明電極
１５球状シリカ
３１上基板
３１ａ上基板の微細凹凸層
３２下基板
３２ａ下基板の微細凹凸層
３３透明電極
３４透明電極

Claims

一対の透明電極を配設した上下基板を前記透明電極側を内側にして所定の隙間を設けて対向配置し前記上下基板がシール剤で貼着されているタッチパネルにおいて、
少なくとも一方の透明電極が、２〜４重量％の球状シリカを混合したＩＴＯインキの焼成膜で形成されていることを特徴とするタッチパネル。
前記球状シリカの平均粒径が０．５〜３μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
前記球状シリカの表面に熱可塑性樹脂が被覆されて前記ＩＴＯインキに混合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタッチパネル。
前記ＩＴＯインキを用いた透明電極の形成は印刷によることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。