JP2004295824A - タッチパネル - Google Patents

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Abstract

【課題】安価な薄型タッチパネルを提供すること。
【解決手段】固定電極20と可動電極30とを所定の間隙をもって対向させたタッチパネル1において、その中央部の表示領域Aの厚さh1は周縁部Bの厚さh2よりも薄く構成され、前記間隙に配された架橋スペーサ5は前記固定電極20と可動電極30との両方に固着されて前記表示領域Aの厚さを安定に保持している。したがって、周縁部の厚さおよび部材構成などを従来のタッチパネルと同様のものに維持したままタッチパネル1の実質的な薄型化を達成することが可能となる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ等の入力に使用されるタッチパネル、特に抵抗膜方式の透明タッチパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
分解斜視図5(a)および図5(a)のA−A’ における断面図5(b)に示すように、抵抗膜方式のタッチパネル100は一般に、透明絶縁基材102の一方の面上に透明導電層103および平行な一対の電極端子104、104が形成された固定電極101と、透明絶縁基材112の一方の面上に透明導電層113および平行な一対の電極端子114、114が形成された可動電極111とを、各々の透明導電層103、113が相対向しかつ各々の電極端子104、114が直交するように所定の間隙をもって対向させ、その間隙にドットスペーサ105を介在させて周縁部を接着層106で接着したものである。図5に示すタッチパネルでは、図示しない制御回路との接続のための配線パターン115が可動電極111側に形成されている。
【0003】
このタッチパネルは、可動電極111の表面を押圧することによって両方の透明導電層103、113の一部を接触させその接触点の座標を検出するものであり、具体的には、上記制御回路によって一対の電極端子114、114間に所定の電圧を印加し上記接触点の電位を電極端子104で読取ることによってX座標を、また、一対の電極端子104、104間に所定の電圧を印加し上記接触点での電位を電極端子114で読取ることによってY座標を検出する。ドットスペーサ105は絶縁性の樹脂によって形成され、可動電極110に対する押圧力が一定のレベルに達しない場合の透明導電層103、113の接触を防ぎ、使用者による無意図的な押圧あるいは絶縁基材の変形などによる誤入力を防止する。
【0004】
このようなタッチパネルは、上述したように押圧(接触)点の絶対座標を検出することが可能であるため、たとえばコンピュータ等の表示装置であるLCD(液晶ディスプレイ)やCRT(ブラウン管)の表示画面上に配置し、表示画面上の特定の領域に対応するタッチパネル上の領域を押圧することによって直接指定する入力装置として好適である。
【0005】
ここで、固定電極101は、たとえばソーダライムガラスなどの透明絶縁基材102上に、透明導電層103として、たとえばITO(インジウム錫酸化物)薄膜を蒸着法やスパッタリング法などによって形成してなるものであり、可動電極111は、たとえばPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムなどの可撓性を有する透明絶縁基材112上に、透明導電層113として、たとえばITO薄膜を蒸着法やスパッタリング法などによって形成してなるものである。上記電極端子104、114および配線パターン115は、通常、銀ペーストをスクリーン印刷することによって形成され、場合によっては銀ペーストによるパターン上に絶縁性樹脂材料による保護層も形成される。ここで、電極端子104、114および配線パターン115のシート抵抗は、透明導電層103、113のシート抵抗と比較して十分低く保つ必要があるため、透明導電層103、113の膜厚が10〜50nmなのに対して、10〜30μm程度に設定されている。タッチパネル100の周縁部に形成される接着層106は上記電極端子104、114および配線パターン115を内部に含んで形成されるため、その厚さは70μm〜200μmに設定される。ドットスペーサの高さは通常5〜10μmであるため、タッチパネル全体としての厚さはこの周縁部の厚さによって決定されている。
【0006】
一方、タッチパネルは、上述したような使用方法においてその薄型化が要求されるものであり、所定の入力特性を維持しながら薄型化を実現するものとして、弾性粒子と接着性粒子との2種類のスペーサを備え、接着性粒子によって上下電極をスポット状に接合するタッチパネルが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。また、配線パターンを、銀ペーストより抵抗率の低い金ペーストを用いて焼結形成し、その膜厚およびパターン幅を低減化することも提案されている(たとえば、特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−175575号公報
【特許文献2】
特開2002−358163号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載されたような発明では、スペーサが弾性粒子と接着性粒子との2種類になり部材構成が複雑になるため、あるいは特許文献2に記載されたような発明では、銀ペーストと比較して金ペーストが高価であるため、共に製造コストの高騰につながるおそれがある。
【0009】
上記課題に鑑みて、本発明は、薄型のタッチパネルを安価に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】
上記目的を達成するために、請求項1によれば、固定電極と可動電極とが複数のドットスペーサを介して対向し、前記固定電極の周縁部と前記可動電極の周縁部とが接合されているタッチパネルにおいて、前記タッチパネル中央部の表示領域の厚さは前記タッチパネル周縁部の厚さよりも薄く構成され、前記複数のドットスペーサの少なくとも一部は前記固定電極と前記可動電極との両方に固着されていることを特徴とする。
【0011】
また、請求項2によれば、請求項1に記載のタッチパネルにおいて、前記固定電極と前記可動電極とは共に可撓性を有し、前記タッチパネルの周縁部は前記固定電極側に突出する厚みを備えていることを特徴とする。
【0012】
また、請求項3によれば、請求項1または2に記載のタッチパネルにおいて、前記固定電極と前記可動電極との両方に固着されているドットスペーサは、その分布密度が前記表示領域の中央部よりも該表示領域の周縁部で密であるように配されていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係るタッチパネルの第1の実施形態を示す断面図である。本実施形態において、第1の透明絶縁基材2はたとえばソーダライムガラスからなり、その一方の面上にたとえばITO薄膜からなる第1の透明導電層3が形成されて固定電極20を構成するものである。また、第2の透明絶縁基材7はたとえばPETフィルムからなり、その一方の面上にたとえばITO薄膜からなる第2の透明導電層8が形成されて可動電極30を構成するものである。可動電極30の周縁部に、たとえば銀ペーストを使用して電極端子9および配線パターン11が形成され、固定電極20にも、図示しない電極端子が同様に形成されている。本発明に係るタッチパネル1は、上記固定電極20と可動電極30とを、各々の透明導電層3、8を相対向させ、たとえば両面テープからなる接着層6によってその周縁部を接合させてなるものであり、固定電極20と可動電極30との間隙には、たとえば熱硬化性や光硬化性の透明樹脂材料(アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系など)によって形成されたドットスペーサ4、5が配されている。
【0014】
本実施形態において、複数のドットスペーサは、固定電極20のみに固着されるドットスペーサ(以下、支持スペーサと記す)4と、固定電極20と共に可動電極30にも固着されるドットスペーサ(以下、架橋スペーサと記す)5とから構成され、格子状に配されている。本発明に係るタッチパネル1では、その周縁部Bにおける両電極20、30間の間隙寸法は従来のタッチパネルと同様に接着層6の厚さによって決定され、中央部の表示領域Aにおける両電極20、30間の間隙寸法は架橋スペーサ5によってその高さに保持されるものである。本発明に係るタッチパネル1では、ドットスペーサ4、5の高さおよび接着層6の厚さは、図1に示すように表示領域Aの厚さh1と周縁部Bの厚さh2とがh1<h2の関係を満たすように設定される。ここで、表示領域とは、LCD等の表示装置上に実装されたタッチパネルにおいて装置の筐体から露出して使用者に視認される領域に相当し、押圧によって操作可能な動作領域に一致するかまたは動作領域をその内側に含む部分である。
【0015】
図2は本発明に係るタッチパネルの第2の実施形態を示す断面図である。本実施形態において、第1の透明絶縁基材12および第2の透明絶縁基材7は共にPETフィルムなどの可撓性を有する透明樹脂フィルムからなり、各々の透明絶縁基材の一方の面上にそれぞれITO薄膜等からなる第1の透明導電層13および第2の透明導電層8が形成されて、それぞれ固定電極40および可動電極30を構成するものである。可動電極30の周縁部に、たとえば銀ペーストを使用して電極端子9および配線パターン11が形成され、固定電極40上にも、図示しない電極端子が同様に形成されている。本発明に係るタッチパネル10は、上記固定電極40と可動電極30とを、各々の透明導電層13、8を相対向させ、たとえば両面テープからなる接着層6によってその周縁部を接合させてなるものであり、固定電極40と可動電極30との間隙にはドットスペーサ4、5が配されている。
【0016】
本実施形態において、複数のドットスペーサは、固定電極40のみに固着される支持スペーサ4と、固定電極40と共に可動電極30にも固着される架橋スペーサ5とから構成され、格子状に配されている。本発明に係るタッチパネル10では、その周縁部Bにおける両電極40、30間の間隙寸法は従来のタッチパネルと同様に接着層6の厚さによって決定され、中央部の表示領域Aにおける両電極40、30間の間隙寸法は架橋スペーサ5によってその高さに保持されるものである。本発明に係るタッチパネル10では、ドットスペーサ4、5の高さおよび接着層6の厚さは、図2に示すように表示領域Aの厚さh1と周縁部Bの厚さh2とがh1<h2の関係を満たすように設定される。
【0017】
本実施形態では、固定電極40および可動電極30が共に可撓性を有し、かつその表示領域Aにおける間隙寸法が架橋スペーサ5によって一定の値に保持されているため、表示領域Aの平坦性およびタッチパネル10の入力特性に影響を及ぼすことなく、周縁部Bの厚みを固定電極40側もしくは可動電極30側に任意の割合で振り分けることができる。図2においては、周縁部Bの厚さh2は固定電極40側と可動電極30側とに概ね等しい割合で振り分けられているが、タッチパネル10の実装条件によっては、上述した第1の実施形態(図1)と同様に固定電極40全体を平坦に設定し周縁部Bの厚みをすべて可動電極30側に振り分ける構成(h5=0)、あるいは逆に可動電極30全体を平坦に設定し周縁部Bの厚みをすべて固定電極40側に振り分ける構成(h4=0)などをとることもできる。
【0018】
ここで、架橋スペーサ5の分布態様は、本発明に係るタッチパネル1、10の電気的および機械的特性を勘案の上適宜設定されるものである。たとえば、本発明は、支持スペーサ4に相当するドッスペーサが存在せずすべてのドットスペーサを架橋スペーサ5とする態様を含むものである。また、架橋スペーサ5は、その分布密度がドットスペーサ配列の周縁部で密であるような分布態様をとって配されていてもよい。図3は固定電極20の平面図であり、上述した架橋スペーサ5の分布態様の一実施形態を模式的に示すものである。図3に示す格子状のドットスペーサ配列において、図中黒丸で示す架橋スペーサ5はその分布密度が配列の周縁部で最密であり、中央部に向かって漸減して、中央部では周縁部よりも疎な一定の密度になるように配されている。このような分布態様は、特に、実施例で後述する本発明に係るタッチパネルの製造工程において高温条件下で架橋スペーサ5を形成する場合、可撓性絶縁フィルムからなる透明絶縁基材7が加熱後の冷却によって収縮する際にその変形の応力に対抗して表示領域Aの厚さを安定に保持するために好適な態様である。また、ドットスペーサ全体の配列は必ずしも格子状の配列に限定されず、任意の規則的またはランダムな配列をとって分布する場合を含むものである。
【0019】
これまで、本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明はここに記載した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更及び修正を含み、添付された特許請求の範囲またはその技術的思想から逸脱しないものを含むものである。たとえば、上述した実施形態では接着層はすべて平坦な上面を有するものとしたが、本発明に係るタッチパネルにおける接着層は必ずしもこの形状に限定されない。たとえば、図4に示す接着層14のように、タッチパネルの外周部で最大の高さを有し内側に向かって傾斜する勾配を有する形状とすることもできる。このような形状は、たとえば熱硬化性接着剤により接着層を形成し、両電極20、30の接合工程における加熱および加圧条件を適切に調整することによって形成されるものである。このような接着層14によれば、周縁部Bから表示領域Aに至る間隙寸法の遷移領域において、透明絶縁基材7の曲率を小さくしその変形による応力を軽減することが可能となるため、本発明に係るタッチパネルの接着層として好適である。
【0020】
【実施例】
本発明の一実施例であるタッチパネルを以下のようにして作製した。まず、ITO薄膜が形成されたガラス基材上に、銀ペーストのスクリーン印刷によって膜厚10μmの電極端子を形成し、次に、紫外線硬化型のエポキシ系樹脂を用いてスクリーン印刷により支持スペーサを形成し、これを固定電極とした。支持スペーサの高さは10μmとし、図3中の白丸で示すパターンに則して配置した。この際、格子のピッチは1mmとし、支持スペーサのドット径は50μmとした。同様に、ITO薄膜が形成されたPETフィルム上に、銀ペーストのスクリーン印刷によって膜厚10μmの電極端子および配線パターンを形成し、これを可動電極とした。
【0021】
次に、上記固定電極上に、支持スペーサの形成に使用した材料と同様の紫外線硬化型のエポキシ系樹脂を用い架橋スペーサをスクリーン印刷した(ただし、この段階では硬化処理はしていない)。その際、架橋スペーサの高さは10μmよりも数μm程度高くなるように設定し、図3中の黒丸で示すパターンで配置した。可動電極には、粘着剤を含めた厚さが約100μmである両面テープをその四方の周縁部に貼り付けた。
【0022】
次に、上記固定電極と可動電極とを各々の導電層を相対向させて貼り付けた。この際、図1に示す表示領域Aの凹部に対応する凸部を有する底面を備えた加圧ヘッドによって表示領域および周縁部を加圧し、表示領域の間隙寸法が10μmに達して未硬化の架橋スペーサと可動電極とが接触した状態で紫外線照射により架橋スペーサを硬化させた。これによって、架橋スペーサは固定電極と可動電極との両方に固着され、図1に示すような本発明に係るタッチパネルを得た。
【0023】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、タッチパネルの周縁部の厚さおよびタッチパネルの製造に必要な部材構成を従来と同様のものに維持しながら、使用者が視認しかつ操作する部分である表示領域を薄型に形成するものであるため、タッチパネルの実質的な薄型化を安価に達成することが可能となる。
【0024】
特に、請求項2に記載の発明によれば、いわゆるフィルム/フィルム構成のタッチパネルにおいて、周縁部の厚みを固定電極側に任意の割合で振り分けることができるためタッチパネルをLCD等に実装する際の装置設計の自由度が高まると共に、固定電極と可動電極とを架橋スペーサによって接合しているため可撓性のフィルムのみによる構成であっても強度的に安定なタッチパネルを提供することが可能となる。
【0025】
さらに、請求項3に記載の発明によれば、タッチパネルの厚みの遷移部分であり、したがって可動電極もしくは固定電極またはその両方が曲率を有して対向している表示領域の周縁部に架橋スペーサを密に配しているため、たとえば温度や湿度の変化等による絶縁基材の変形応力に対抗して表示領域を安定に保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るタッチパネルの第1の実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明に係るタッチパネルの第2の実施形態を示す断面図である。
【図3】本発明に係るタッチパネルにおいて、架橋スペーサ分布の一実施形態を模式的に示す平面図である。
【図4】本発明に係るタッチパネルの第3の実施形態を示す断面図である。
【図5】従来のタッチパネルを示す図であり、(a)は分解斜視図、(b)は(a)のA−A’ における断面図である。
【符号の説明】
1 タッチパネル
2 第1の透明絶縁基材
3 第1の透明導電層
4 支持スペーサ
5 架橋スペーサ
6 接着層
7 第2の透明絶縁基材
8 第2の透明導電層
9 電極端子
10 タッチパネル
20 固定電極(ガラス)
30 可動電極
40 固定電極(フィルム)

Claims (3)

  1. 固定電極と可動電極とが複数のドットスペーサを介して対向し、前記固定電極の周縁部と前記可動電極の周縁部とが接合されているタッチパネルにおいて、
    前記タッチパネル中央部の表示領域の厚さは前記タッチパネル周縁部の厚さよりも薄く構成され、
    前記複数のドットスペーサの少なくとも一部は前記固定電極と前記可動電極との両方に固着されていることを特徴とするタッチパネル。
  2. 前記固定電極と前記可動電極とは共に可撓性を有し、
    前記タッチパネルの周縁部は前記固定電極側に突出する厚みを備えている請求項1に記載のタッチパネル。
  3. 前記固定電極と前記可動電極との両方に固着されているドットスペーサは、その分布密度が前記表示領域の中央部よりも該表示領域の周縁部で密であるように配されている請求項1または2に記載のタッチパネル。
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