JP2005063423A - タッチパネル及びそれを備えた画面入力型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐水性の良いタッチパネルを得る。
【解決手段】 透明基板の下面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極とを設けた上基板と、透明基板の上面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極と該透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを一定の隙間を持たせて対向配置し、シール材で前記上下基板の外周域をシールして一体化し、ＦＰＣ圧着用電極を介して、シールの外側域に設けたＦＰＣと、シールの内側域に在る各導電電極とを電気的に接続しているタッチパネルにおいて、前記ＦＰＣ圧着用電極（５４ｂ、５５ｄ、５６、５７）は、ＦＰＣ圧着用電極（５４ｂ、５５ｄ、５６、５７）とシール材１７との交差する部分において、複数本（ｘ、ｙ、ｚ）に分枝している。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、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で直接押してデータの入力が行われるタッチパネルに関する。

従来技術における抵抗膜式タッチパネルは、可撓性を有する透明絶縁基板の下面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成した上基板と、同じく上面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成し、前記透明電極の上面にドットスペーサを一定間隔に配設した下基板とが、所定の隙間を持って透明電極同士が対面するような配置構造を取っている。このタッチパネルを液晶表示装置等の表示装置の上面側に配置して使用される。表示装置の表示部分に位置する所のタッチパネルを指又はペンで押すことによって、タッチパネルの上基板が撓んでその押した所の透明電極が下基板の透明電極に接触し、その接触点の位置が電気抵抗の測定によって検知されて入力情報が読みとられる。

従来技術のタッチパネルを以下図を用いて説明する。図１２は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図１３は図１２におけるＣ−Ｃ断面図、図１４は図１２における下基板の平面図、図１５は図１２における上基板の平面図を示している。

図１２、図１３、図１４、図１５に示すように、従来技術のタッチパネル２０は形状が方形をなす下基板１と可撓性を有する上基板１１とが主要構成部品となって構成されている。下基板１は、板厚が１．１ｍｍの透明な方形のガラスからなる下透明基板２と、この下透明基板２の上面に方形形状に形成された下透明電極３と、この下透明電極３の図中上下の対向した両辺に沿って接続形成されて下透明基板２の片方延設部にあるＦＰＣ取付部Ｓ（図中下側の点線枠の部分）にまで引き回しした一対の導電電極４及び５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された一対の接続電極６、７と、下透明電極３上にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とで構成されている。尚、導電電極４は下透明電極３の図中下辺に接続した部分の導電電極４ａと、そこからＦＰＣ取付部Ｓに向かって延びた部分の導電電極４ｂとで構成されている。また、導電電極５は下透明電極３の図中上辺に接続した部分の導電電極５ａと、下透明基板２の図中右辺の外周域に沿って引き回しした部分の導電電極５ｂと、ＦＰＣ取付部Ｓに向かった部分の導電電極５ｃ、５ｄとで構成されている。また、一対の接続電極６、７は、後述する上基板１１の導電電極１４、１５に導通接続を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けており、上基板１１の導電電極１４、１５と接続部Ｂ、Ａの箇所において接続される。

上基板１１は、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明な方形のマイクロガラス（マイクロシートガラス）からなる上透明基板１２と、この上透明基板１２の下面に方形形状に形成されている上透明電極１３と、この上透明電極１３の図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてＦＰＣ取付部Ｓ方向に向かって引き回しした一対の導電電極１４、１５とで構成されている。尚、導電電極１４は上透明電極１３の図中左辺に接続した部分の導電電極１４ａとＦＰＣ取付部Ｓに向かって引き回しした導電電極１４ｂとから構成され、同様に、導電電極１５は上透明電極１３の図中右辺に接続した部分の導電電極１５ａとＦＰＣ取付部Ｓに向かって引き回しした導電電極１５ｂとから構成されている。

上基板１１の導電電極１４（１４ａ部分）、１５（１５ａ部分）と下基板１の導電電極４（４ａ部分）、及び５（５ａ部分）が方形配置となるように対向配置して、シール材１７を介して下基板１と上基板１１を１０μｍ前後の隙間を持たせて接合し、上下基板１１、１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた導電電極１４及び１５は、接続部Ｂ及びＡの場所において、その先端部１４ｂ１、１５ｂ１が下基板１に設けた接続電極６及び７と導電性接着剤を介して接続され、導通がとられている。

上記の構成を取るタッチパネル２０の各構成要素部品は次のようになっている。下基板１を構成する下透明基板２は透明なガラスが用いられる。このガラスはソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等が利用でき、反り等が起きない程度の厚さのものが使われる。多くは０．７〜１．１ｍｍのものが選択される。上基板１１を構成する上透明基板１２は可撓性を必要とするところなので透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。一般的に、耐熱性が求められる機器（例えば、カーナビゲーション等）にはガラスが使用される。上記従来例は耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する０．２ｍｍ厚みのマイクロガラスを使っている。

下基板１を構成する下透明電極３及び上基板１１を構成する上透明電極１３は錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等で形成する。この下透明電極３及び上透明電極１３は高抵抗値であることが求められるため２５０〜５００オングストロームの範囲で非常に薄く形成する。このＩＴＯ膜は、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。

下基板１を構成する一対の導電電極４、５、一対の接続電極６、７、及び上基板１１を構成する一対の導電電極１４、１５は、下透明電極３及び上透明電極１３に印加するために設けるもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷等の印刷方法で形成する。タッチパネルの性能上、これらの電極の抵抗値が低ければ低いほど良いものであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対してこれらの電極のシート抵抗値は１００分の１以下であることが必要とされている。そこで、これらの電極の印刷の厚さを増したり、幅を広くしたりして抵抗値を小さく押さえる設計がなされている。

下基板１を構成するドットスペーサ８は、押圧した部分以外の部分の上下の透明電極同士が接触しないために設けるもので、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリックス状に一定間隔に形成し、その後、熱または紫外線で硬化処理を施して形成する。このドットスペーサ８は目に見えない大きさであることが求められることから、直径３０〜６０μｍ、高さは２〜５μｍ、ドット間隔は１〜８ｍｍの範囲で設計される。

シール材１７は、スペーサボールを分散させたエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成する。印刷は厚みを３０μｍ、幅を０．５ｍｍ位に形成すると、上下基板１１、１を１０μｍ前後の隙間に仕上げたときには１．５ｍｍ前後位の幅になる。ここで使われるスペーサボールは上基板１１と下基板１との隙間を一定隙間に保持するために設けるもので、所定の大きさの絶縁性のあるプラスチックボールやガラスファイバー等が利用される。このプラスチックボールやガラスファイバーの大きさは、上基板１１の上透明基板１２の材質や厚さによって異なるが、０．２ｍｍのマイクロガラスを使用した場合は概ね１０μｍ前後の粒径のものが選択される。このシール材１７は上基板１１または下基板１の何れか一方に印刷した後、上基板１１と下基板１とを位置を合わせて貼合わせ、加圧の下で加熱処理を施して硬化させ、接合を行っている。また、このシール材１７は上基板１１と下基板１を固定する役目と共に内部に水分やゴミ等の進入を防止するシールの役目も持っている。

ここで、一対の接続電極６、７及び一対の導電電極４ｂ、５ｄは、図１２の下方長円で枠で囲ったＲ部において、シール材１７と交差している。図１６は図１２におけるＲ部の拡大図を示しており、図１７は図１６におけるＤ−Ｄの断面模式図を示していて、図１７の（ａ）図は上下基板１１、１を接着する為に、上下基板１１、１の何れかにシール材１７を塗布した後、上基板１１を押圧している状態を、図１７（ｂ）図はシール材１７が硬化し、上下基板１１、１が完全に接着された時の状態を示している。また説明の便宜上、以下では、接続電極６及び接続電極７、及び、導電電極４のＦＰＣ取付部Ｓまで引き回しした部分の導電電極電４ｂ、導電電極５のＦＰＣ取付部Ｓまで引き回しした部分の導電電極５ｄを取り出してグループ化し、それぞれを「ＦＰＣ圧着用電極」と総称することにする。

ＦＰＣ圧着用電極は、平均粒径が６μｍの高導電性金属粒子（銀粉等）が混入したインクを用いて下基板１上に略５〜８μｍの厚さ、略１．０〜２．０ｍｍの幅に印刷している。そして全外周域に亘りシール材１７を印刷塗布した上基板１１と下基板１を対向させてＰ方向に加圧しながら貼り合わせる。このとき、ＦＰＣ圧着用電極とシール材１７が交差する部分においては、上下基板１１、１の間隔が他の部分よりＦＰＣ圧着用電極の厚み分だけ狭いので、ＦＰＣ圧着用電極上面に在ったシール材１７はより多く圧迫される。前述したように、シール材１７は接着剤１７ｂにスペーサボール１７ｃを分散したもので構成しているので、シール材１７の圧迫によってスペーサボール１７ｃと接着剤１７ｂがＦＰＣ圧着用電極面外に押し出される。このとき、場合によつてはスペーサボール１７ｃが通った跡に真空空隙２５が生じることがある。ところが、ＦＰＣ圧着用電極と上基板１１の間隙は０〜２μｍと狭く、また接着剤１７ｂの粘度が高いこともあって、接着剤１７ｂの還流によってこの空隙２５を埋めることが出来ない。

また、ＦＰＣ圧着用電極の上面には凹凸があり、接着剤１７ｂの流動性が低いこともあり、ＦＰＣ圧着用電極上面の凹部に空隙２５が残ってしまうことがあった。また、接着時の加圧力で上基板１１が変形し、ＦＰＣ圧着用電極上面との間隔が狭まることで接着剤１７ｂを押し出し、次に加圧力を抜いて変形が戻った時、狭い隙間を接着剤１７ｂが還流することができなくて、空気を呼び込み空隙２５を作ってしまうこともあった。

また、スペーサボール１７ｃにガラス材を用いたときなどに、ＦＰＣ圧着用電極面上からスペーサボール１７が巧く排除されなかったときにはガラスが割れたり、ＦＰＣ圧着用電極にめり込むことも生じる。そして、割れたりして、ＦＰＣ圧着用電極にめり込んだスペーサボールのガラスの周辺に同じ空隙２５が生じることも起きる。

また、シール材１７の加熱処理は１５０°〜１６０°まで温度を上げて硬化させている。ＦＰＣ圧着用電極とシール材とでの熱膨張係数が大きく異なることから、ＦＰＣ圧着用電極とシール材とが接触する部分のシール材にクラックが発生することも起きる。そして、そのクラックのところに小さい空隙を作る。

シール材を構成するエポキシ樹脂は長期間では水分を浸透し、ＦＰＣ圧着用電極周りに生まれた空隙は連鎖してこの部分の水分の浸透を早めてしまう。タッチパネルを高温高湿条件下で長期間使用すると、水分がＦＰＣ圧着用電極周りに生まれた空隙を通って内部に侵透し易くなり、それが原因になって、上下基板１１、１間に短絡現象を発生させて導通不良を起こしたり、指示位置の不正確性の問題や、押圧力の強い力が必要になると云う問題が発生することが判明した。シール材１７は多くの場合エポキシ樹脂等を用いるため、長期間ではタッチパネル内部に水分を浸透し、前述のように発生する空隙が連鎖するため、タッチパネルにおけるシール材とＦＰＣ圧着用電極とが交差する部分が耐湿性の弱点とされていた。

タッチパネルにおけるシール材とＦＰＣ圧着用電極とが交差する部分の耐湿性改善に関する発明が本願出願人より提案されている。（例えば非特許文献１）

この発明の内容は、シール材とＦＰＣ圧着用電極とが交差する部分の電極部を薄く印刷し、２種類のサイズのスペーサボールを混入させたシール材を印刷形成することで、シール材とＦＰＣ圧着用電極が交差する部分の電極上に載るスペーサボールが排除され易くすることを目的としている。さらにシール材とＦＰＣ圧着用電極が交差する部分の電極部を細く形成することで、同じくＦＰＣ圧着用電極上のスペーサボールが排除され易くする効果を目的としている。

特願２００３−１３７９５４号

しかしながら、非特許文献１で提案された方法では、シール材と交差する部分の電極部の厚みを他の導電電極と変えることは、電極形成をスクリーン印刷で行う場合、別工程の印刷とせざるを得ず、結果タッチパネルが高価なものになってしまう、との問題があった。また、シール材に大小２種類のサイズのスペーサボールを混入させることは、シール材とＦＰＣ圧着用電極が交差する部分では有効に作用するが、それ以外の部分のシール材では小さいサイズのスペーサボールは全く機能しないことになり、上下基板の間隙を確保するためのスペーサボールの有効数が減少して、上下基板間隙寸法が不安定になるとの問題があった。これを解決するために大きいサイズのスペーサボールを従来と同じ量だけ添加する方法も試みたが、結果的にＦＰＣ圧着用電極上の大径スペーサボールが増えて、排除が困難になるとの問題があった。また、スペーサボールを増加する分、タッチパネルが高価になってしまう問題があった。

さらに、前述のように上下基板共ガラス構成のタッチパネルに使用するスペーサボールは概ね１０μｍ前後の粒径であり、ＦＰＣ圧着用電極の幅を、従来１．５ｍｍ程度の設定を１ｍｍ程度に細くしても電極上に載置されたスペーサボールを排除する有効な手段とはなり得なかった。また、ＦＰＣ圧着用電極の幅を０．５ｍｍ未満にすれば、ある程度のな効果が得られたが、ＦＰＣ圧着用電極の電気抵抗が３倍以上に増加するとの問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたもので、耐水性或いは耐湿性の良いタッチパネルを製作し、長期間に渡って導通不良が起きず、また、リニアリティなどの品質が維持されて一定の押圧力の下で操作ができる画面入力型表示装置を得ることを目的としたものである。

上記の課題を解決するものとして、本発明の請求項１に記載の発明は、透明基板の下面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極とを設けた上基板と、透明基板の上面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極と該透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを一定の隙間を持たせて対向配置し、シール材で前記上下基板の外周域をシールして一体化し、ＦＰＣ圧着用電極を介して、シールの外側域に設けたＦＰＣと、シールの内側域に在る各導電電極とを電気的に接続しているタッチパネルにおいて、前記ＦＰＣ圧着用電極は、ＦＰＣ圧着用電極とシール材との交差する部分において、複数本に分枝していることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の発明は、前記分枝したＦＰＣ圧着用電極の分枝している長さはシール材の幅より大きいことを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載の発明は、前記分枝したＦＰＣ圧着用電極の幅は０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載の発明は、前記分枝したＦＰＣ圧着用電極の分枝している間隔は狭くても０．１ｍｍであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載の発明は、前記分枝したＦＰＣ圧着用電極は並列に並んでいることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載の発明は、透明基板の下面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極とを設けた上基板と、透明基板の上面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極と該透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを一定の隙間を持たせて対向配置し、シール材で前記上下基板の外周域をシールして一体化し、ＦＰＣ圧着用電極を介して、シールの外側域に設けたＦＰＣと、シールの内側域に在る各導電電極とを電気的に接続しているタッチパネルにおいて、前記ＦＰＣ圧着用電極は、ＦＰＣ圧着用電極とシール材との交差する領域部分において、複数の小孔を有していることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項７に記載の発明は、前記小孔は同じ大きさで、均等間隔に整列していることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項８に記載の発明は、請求項６において、前記シール材との交差する領域部分における前記ＦＰＣ圧着用電極の幅は他の部分の所の幅よりも広くなっていることを特徴とするものである。

また、本発明の画面入力型表示装置は、液晶表示装置などの表示装置の上面側にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、請求項１乃至８に記載した発明のいずれか１つのタッチパネルを備えていることを特徴とするものである。

発明の効果として、請求項１〜５に記載の発明の下では、シール材と交差する部分のＦＰＣ圧着用電極を複数本に分枝させ、分枝した各電極の幅を０．１〜０．５ｍｍの範囲に細くする。細くすることによって、加圧したときに、電極面上のスペーサボールが両側に逃げ易くなり、スペーサボールの割れの発生が少なくなると共に空隙の発生が少なくなる。電極の幅を細くすると、印刷するとその表面が表面張力の作用で丸味を持ってくる。このことも、スペーサボールが逃げやすくする働きを助けると共にシール材の流動を良くする働きを助ける。また、電極１本の幅は狭くなって電気抵抗は大きくなるが、それが複数本並ぶことによってトータル的に電気抵抗はさほど変わらない。

また、分枝した各電極の分枝間隔を狭くても０．１ｍｍにする。狭くても０．１ｍｍの間隔を有すれば、電極面上のスペーサボールが十分逃げ込める。また、シール材は加圧したとき横に流動して幅が広くなる。０．１ｍｍの間隔はシール材が十分流動できる間隔で、これ以上狭くなってくるとシール材の流動が鈍くなって、この部分に空隙が発生することが起きる。

また、電極の分枝している長さがシール材の幅より大きい。シール材は少し厚めに印刷し、加圧してシール材の幅を少し広がらせて厚みを薄くする。シール材が横に流動するための逃げ場が必要である。シール材の幅より大きめに設計しておけば、シール材の流動に支障を起こさない。この部分は接合部分の内部空気の逃げ場ともなる。

また、分枝した電極は並列に並べる。並列に並べることによって、シール材が流動し易い。また、接合部分の内部空気も逃げやすい。また、１本の電極当たりのトータルの電気抵抗も低下しない。

また、請求項６〜８に記載の発明の下では、シール材と交差する領域部分のＦＰＣ圧着用電極に多数の小孔を設ける。更に、その多数の小孔は皆同じ大きさで、均等間隔に整列している。シール材の加熱・加圧処理工程の中での加圧によって、電極面上のスペーサボールはシール材と共に電極の多数の小孔に流れ込んで入る。スペーサボールはシール材中に均一に分散しているので、多数の小孔を均等間隔に整列して設けることによって、スペーサボールが僅かの移動でもってすぐ近くの小孔に入りやすくなる。従って、スペーサボールが電極面上に残って割れてしまうような現象は非常に少なくなり、割れによる空隙の発生もなくなる。また、スペーサボールの移動が僅かな距離であることから、従来発生を見た移動による真空空隙の現象も殆ど発生しなくなる。このように空隙の発生が押さえられることから、空隙を通っての水分の内部浸透が少なくなることから耐水性の向上が図れる。

また、ＦＰＣ圧着用電極に小孔を多数設けることにより電気抵抗が高くなるが、シール材と交差する部分の電極の幅を広く取ることで、電気抵抗の上昇を最小限に抑えている。

更に、電極とシール材との熱膨張係数の違いにより、電極と接触しているシール材にクラックが発生する危険も生じるが、電極を細くして分枝する構成や、電極に多数の小孔を設ける構成を取ることにより、クラック発生の危険度も分散されると共にクラックが生じたときのクラックの量も小さく押さえることができる。

そして、以上述べた作用により、電極面上での空隙やスペーサボールの割れなどを少なくし、タッチパネルの耐水性や耐湿性を良くする。そして、導通不良の発生を少なくし、リニアリティ性や押圧力も初期状態の品質で維持することができる。また、このようなタッチパネルを備えた画面入力型表示装置は高温高湿条件下の下でも長期間使用に耐えられる。

以下、本発明の実施の最良の形態を図１〜図１１を用いて説明する。最初に図の簡単な説明を行う。図１は本発明の第１実施形態に係るタッチパネルの平面図を示している。また、図２は図１におけるＣ−Ｃ断面図、図３は図１における下基板の平面図を示している。また、図４は図３におけるＥ部の拡大図を示しており、図５は図１におけるＲ部の拡大図、図６は図５におけるＦ−Ｆ断面の断面模式図を示している。また、図７は本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの下基板の平面図、図８は図７におけるＥ部の拡大平面図、図９はＦＰＣ圧着用電極とシール材との交差している領域部分の拡大平面図、図１０は図９におけるＧ部の拡大平面図を示している。また、図１１は小孔の他の整列方法として千鳥配列で均等間隔に整列した状態を示す要部平面図を示したものである。尚、前述の背景技術で説明した従来例と同じ構成を取る部品は同一付号を付して説明する。

本発明のタッチパネルは、背景技術で述べた従来例のタッチパネルと較べてシール材と一対の接続電極並びに一対の導電電極との交差する交差部位の構造が異なるだけで、他の部分の構造は全て従来例と同じ構造を取っている。以下、本発明の第１実施形態に係るタッチパネルを図１〜図６を用いて説明する。本発明の第１実施形態のタッチパネル５０は、図１〜図４に示すように、上基板１１と下基板５１を主要構成部品にして構成している。下基板５１は、下透明基板２と、下透明基板２上に形成した方形の下透明電極３と、この下透明電極３の図中上下の対向した両辺に沿って接続形成されて下透明基板２の片方延設部にあるＦＰＣ取付部Ｓ（図中下側の点線枠の部分）にまで引き回した一対の導電電極５４及び５５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された一対の接続電極５６、５７と、下透明電極３上にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とで構成している。尚、導電電極５４は下透明電極３の図中下辺に接続した部分の導電電極５４ａと、そこからＦＰＣ取付部Ｓに向かって延びた部分の導電電極５４ｂとからなっている。また、導電電極５５は下透明電極３の図中上辺に接続した部分の導電電極５５ａと、下透明基板２の図中右辺の外周域に沿って引き回した部分の導電電極５５ｂと、ＦＰＣ取付部Ｓに向かった部分の導電電極５５ｃ、５５ｄとからなっている。尚、一対の接続電極５６、５７や一対の導電電極５４、５５は前述した従来例の上下基板の導電電極と同じ材料を用いて形成している。上基板１１は、前述の背景技術の中で図＊＊＊を用いて説明した従来例の上基板と同一構成部品からなって同一構造を取っている。即ち、上基板１１は（図＊＊＊参照）、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明な方形のマイクロガラス（マイクロシートガラス）からなる上透明基板１２と、この上透明基板１２の下面に方形形状に形成されている上透明電極１３と、この上透明電極１３の図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてＦＰＣ取付部Ｓ方向に向かって引き回しした一対の導電電極１４、１５とで構成されている。尚、導電電極１４は上透明電極１３の図中左辺に接続した部分の導電電極１４ａとＦＰＣ取付部Ｓに向かって引き回した導電電極１４ｂとから構成され、同様に、導電電極１５は上透明電極１３の図中右辺に接続した部分の導電電極１５ａとＦＰＣ取付部Ｓに向かって引き回した導電電極１５ｂとから構成されている。

上記の下基板５１と上基板１１を、従来例と同じように、対向配置して、シール材１７を介して１０μｍ前後の隙間を持たせて接合し、上下基板１１、５１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた導電電極１４及び１５は、従来例と同じように、接続部Ｂ及びＡの場所において、その先端部が下基板５１に設けた接続電極５６及び５７と導電性接着剤を介して接続している。また、下基板５１のＦＰＣ取付部ＳにはＦＰＣ９を取り付けて外部との導通が図れるようになっている。

また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板１１の上面には偏光板１８、下基板５１の下面には位相差板１６が貼付けられる。

ここで、図３において、長円で囲ったＥ部の接続電極５６、５７、及び導電電極５４ｂ、５５ｄはシール材１７と交差する部分に当たる。図４は図３における長円で囲ったＥ部を拡大して示したものである。シール材１７と交差する接続電極５６、５７、及び導電電極５４ｂ、５５ｄのそれぞれをグループ化して、背景技術で説明したように「ＦＰＣ圧着用電極」と総称して説明する。

図４より、ＦＰＣ圧着用電極はシール材１７と交差する部位において、本実施の形態では、それぞれ３本の分枝した細い電極ｘ、ｙ、ｚを設けた構成を取っている。この３本の分枝した電極ｘ、ｙ、ｚは、幅ｍは皆同じで略０．５ｍｍに、電極と電極との間隔ｎは略０．３ｍｍに、分枝した長さｋは略２．５ｍｍに形成している。従って、分枝している部分の電極の全体の幅ｌは他の部位（分枝していない部位）の幅１．５ｍｍより、ちょうど２つの隙間間隔（略０．６ｍｍ）分広くなっている。また、これら分枝した電極を含めたＦＰＣ圧着用電極の厚みは、従来と同じように、５〜８μｍの厚みで形成している。

図５は図１におけるＲ部（シール材１７とＦＰＣ圧着用電極とが交差している部分）を拡大して示したものである。本実施形態でのシール材１７の幅ｗは、加圧、接着した状態で略２．０ｍｍで形成している。従って、略２．５ｍｍに形成した３本の分枝した電極ｘ、ｙ、ｚの長さｋはシール材１７の幅より十分に大きく形成している。

図６は図５におけるＦ−Ｆ断面の断面模式図を示していて、図６の（ａ）図は上下基板１１、５１を接着するために、上下基板１１、５１の何れかにシール材１７を設けた後、上基板１１を押圧している状態を、（ｂ）図はシール材１７が硬化し、完全に接着された状態を示している。本実施の形態では、分枝した電極ｘ、ｙ、ｚのそれぞれの幅は分枝前の幅に対して１／３と非常に細くなっているので、（ａ）図に示すように、Ｐ方向から加重をかけて上基板１１を押圧すると、シール材１７が圧迫されて、分枝した電極の幅が細いが故に電極面上のスペーサボール１７ｃが接着剤１７ｂと共に電極面外に向かって流動し易くなる。そして、（ｂ）図に示すように、電極の両外にスペーサボール１７ｃが移動し、電極面上は接着剤１７ｃで覆われる。

ＦＰＣ圧着用電極を上記の構成にすることにより、１本の電極幅を細くすることができる。そして、電極幅が細いが故に電極面上に配された多くのスペーサボールは電極面外に比較的スムーズに移動・排除される。そして、分枝した電極間に設けた隙間部分などに溜まる。従って、もし、電極面上に残って割れてしまうスペーサボールが現れても極僅かなものとなり、割れた破片の周りに発生する空隙極めて少なく抑えられる。また、スペーサボールが電極面外に比較的スムーズに移動するので、従来現れた空隙も非常に少なく、且つ、その容積も非常に小さくなる。本実施形態では、分枝した電極を３本設け、それぞれの電極の厚みを５〜８μｍ、幅を０．５ｍｍにした。この電極はスクリーン印刷で形成するので０．１ｍｍ位まで細くすることができる。細く形成する分電極の本数を増やすことでＦＰＣ圧着用電極の電気抵抗の低下を抑制できる。電極が細くなるに従って表面張力の作用が働き、電極上面は丸味を持ってくる。電極上面に丸味が現れてくると面上のスペーサボールは更に移動し易くなり、完全に面上から排除することができる。従って、電極幅を細くすると、このような作用も手助けをしてスペーサボールの移動を容易にする。図１から分かるように、一般的にタッチパネルのＦＰＣ圧着用電極を形成する部位は他の構成部品を取り付けないので広い領域を持っている。従って、分枝する電極の本数を増やして、全体幅を広く取っても何ら支障は生じない。分枝する電極の数は少なくとも２本以上あるのが良い。そして、電極の幅を０．１〜０．５ｍｍの範囲に設けるのが良い。０．１ｍｍより細いとスクリーン印刷での形成が難しくなり、０．５ｍｍより太くなると電極面上にスペーサボールが残り易くなる。

また、本実施の形態では、分枝する電極の幅を分枝していない部分の電極幅より１／３細くしたが、本数を３本設けて、電極幅の合計としては分枝していない部分の電極幅と同じにした。従って、特に抵抗値が高くなると云うことがない。抵抗値なども考慮して本数を設定するのが好ましい。分岐した１本当たりの電極幅を極力細く、また並列に分岐する数を多くする方が、本願発明の効果がより顕著に得られる。

また、本実施形態では、シール材を硬化させるのに１５０°〜１６０°での高温加熱処理を施している。電極とシール材との熱膨張係数の違いから、電極とシール材との接触部分で硬化したシール材にクラックが起きることも生じる。しかしながら、電極幅を細くして本数を複数設けることにより、クラックの発生危険度が分散するようになる。また、クラックの量（長さ）も小さくなる。このことは、耐水性を高める効果を生む。

分枝する電極同士の間隔は狭くとも０．１ｍｍ必要である。これより狭いと接着剤やスペーサボールの流動が悪くなり電極面上にスペーサボールが残るようになる。この間隔は出来るだけ広い方が好ましい。本実施の形態では０．３ｍｍの間隔を取ったが、ＦＰＣ圧着用電極上から排除されたスペーサボールの溜まり場としても、また、電極とシール材の熱膨張係数の相違による接触部のクラック発生を分散させて防止する意味からも、許される限り広く取るのが良い。

分枝する電極の長さはシール材の幅より大きいことが必要である。複数本に電極が分枝すると電極と電極の間に溝を形成する。そして、この溝の長さは分枝した電極の長さで設定される。従って、この溝の長さがシール材の幅より大きくないとシール材の流動が悪くなったり、空気の逃げが悪くなって溝の中に空気が溜まることが起きる。このことをなくすために電極の長さは十分余裕を取った設計をするのが好ましい。本実施の形態では、電極の長さを２．５ｍｍに形成し、２．０ｍｍのシール材の幅に対して０．５ｍｍの余裕を取った。

分枝する電極は並列に並べて設けるのが良い。これによって、電極と電極との間に形成される溝も平行に、且つ、シール材に対して直角的に横切る形で溝が形成されることになる。従って、溝の中に空気やシール材が溜まる場所もなくなり、空気やシール材が外方に逃げ易くなって空気がＦＰＣ圧着用電極の部位内に溜まることがなくなる。

以上述べた作用によって、ＦＰＣ圧着用電極の周りに発生する空隙が非常に少なくなる。これによって、タッチパネルの耐水性や耐湿性を高める効果が得られる。耐水性や耐湿性の向上によって、タッチパネルの導通不良などがなくなり、リニアリティ性も初期状態の水準で品質維持することができる。また、絶えず一定の押圧力の下で操作することもできる。

よって、画面入力型表示装置に本発明のタッチパネルを使用すると、高温多湿条件下での長期間使用でも初期状態の良い品質を長期的に維持することができて、長期間に渡って故障の少ない画面入力型表示装置が得られる。

次に、本発明の第２実施形態に係るタッチパネルを図７〜図１１を用いて説明する。第２実施形態のタッチパネルは、前述の第１実施形態のタッチパネルと同様に、下基板のＦＰＣ圧着用電極の形状のみが従来例と異なる。第２実施形態のタッチパネルは、前述の第１実施形態のタッチパネルと同様に、下基板６１と上基板１１を対向配置して、シール材１７を介して１０μｍ前後の隙間を持たせて接合し、上下基板１１、６１の外周域を周回してシールする構成を取る。そして、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板１１の上面に偏光板１８、下基板６１の下面に位相差板１６を貼付ける構成を取る。尚、上基板１１、シール材１７、偏光板１８、位相差板１６は前述の第１実施形態のものと（第１実施形態のものは従来例と同じ仕様のものを使用している）同じ仕様のものを用いているのでここでの詳細説明は省略する。

第２実施形態の下基板６１は、図７に示すように、下透明基板２と、下透明基板２上に形成した方形の下透明電極３と、この下透明電極３の図中上下の対向した両辺に沿って接続形成されて下透明基板２の片方延設部にあるＦＰＣ取付部Ｓ（図中下側の点線枠の部分）にまで引き回した一対の導電電極６４及び６５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された一対の接続電極６６、６７と、下透明電極３上にマトリックス状に配置したドットスペーサ８とで構成している。尚、導電電極６４は下透明電極３の図中下辺に接続した部分の導電電極６４ａと、そこからＦＰＣ取付部Ｓに向かって延びた部分の導電電極６４ｂとからなっている。また、導電電極６５は下透明電極３の図中上辺に接続した部分の導電電極６５ａと、下透明基板２の図中右辺の外周域に沿って引き回した部分の導電電極６５ｂと、ＦＰＣ取付部Ｓに向かった部分の導電電極６５ｃ、６５ｄとからなっている。尚、一対の接続電極６６、６７や一対の導電電極６４、６５は前述した従来例の上下基板の導電電極と同じ材料を用いて形成している。

ここで、図７において、長円で囲ったＥ部の接続電極６６、６７、及び導電電極６４ｂ、６５ｄはシール材１７と交差する領域部分に当たる。図８は図７における長円で囲ったＥ部、即ち、シール材１７と交差する領域部分の接続電極６６、６７、及び導電電極６４ｂ、６５ｄを拡大して示したものである。尚、以降、シール材１７と交差する接続電極６６、６７、及び導電電極６４ｂ、６５ｄのそれぞれをグループ化して、第１実施形態と同様に、「ＦＰＣ圧着用電極」と総称して説明する。

図８に示すように、ＦＰＣ圧着用電極は、シール材１７と交差する領域部分において、複数（多数）の小孔ｒを均等間隔に整列して設けている。この小孔ｒは、シール材１７に分散しているスペーサボールを流し込んで入れるために設けているもので、本実施形態では正方形形状に形成している。

図９は図８に示すＦＰＣ圧着用電極のシール材と交差する領域部分にシール材を貼り付けた状態を示す拡大平面図を示していて、図１０は図９におけるＧ部の拡大平面図を示したものである。図１０に示すように、下基板６１の小孔ｒを多数有して５〜８μｍ厚みに形成したＦＰＣ圧着用電極上に、上基板１１の２５〜３０μｍ位の厚みに形成したシール材１７を加熱の下で加圧して１０μｍの間隙をもって貼合わせると、ＦＰＣ圧着用電極の面上に配されたシール材１７のスペーサボール１７ｃは接着剤１７ｂと共にＦＰＣ圧着用電極の小孔ｒの中に流れ込む。そして、ＦＰＣ圧着用電極の面上にはスペーサボール１７ｃが殆ど残らず、スペーサボール１７ｃが小孔ｒの中に納まって、スペーサボール１７ｃの粒径と等しい１０μｍの接合厚みが得られる。従って、加圧によるスペーサボール１７ｃの割れなどが殆どなくなり、割れによる空隙なども殆ど発生しなくなる。また、ＦＰＣ圧着用電極の面上に配されたスペーサボール１７ｃはすぐ近くの小孔ｒの中に流れ込むので、スペーサボール１７ｃの移動量は極僅かとなるため、従来発生を見た長い距離移動による真空空隙の現象も殆ど発生しなくなる。

ここで、小孔ｒはスペーサボール１７ｃを流し込むために設けるもので、その大きさは小さくても２０μｍ以上の大きさが必要とされる。即ち、図１０で示した横・縦の寸法、ｉ１及びｉ２が２０μｍ以上必要である。これは、１０μｍ粒径のスペーサボール１７ｃが１個納まるスペースである。また、大きい方の上限としては、横・縦共に２００μｍあれば十分である。横・縦共に２００μｍあればスペーサボール１７ｃを収納しきれないと云うことは起きない。各種の実験の結果、小孔ｒの一番好ましい大きさとしては５０〜１５０μｍである。また、本実施形態においては、小孔ｒの形状を正方形形状に形成したが、特に正方形形状に限定するものではなく、例えば、円形形状、正６角形形状、正８角形形状などの対称形状を取るもの、縦横長さの異なる矩形形状や長円形状を取るものなどを選択することもできる。また、この小孔ｒは皆同じ大きさで形成する。

次に、ＦＰＣ圧着用電極の面上に配されたスペーサボール１７ｃを小孔ｒの中に流し込むには、小孔ｒの間隔、即ち、相隣り合う小孔ｒに挟まれたＦＰＣ圧着用電極の幅寸法が大変大きく影響を及ぼす。図１０においては、相隣り合う小孔ｒに挟まれたＦＰＣ圧着用電極の幅寸法をｈ１、ｈ２で表している。この電極の幅寸法ｈ１及びｈ２はｈ１＝ｈ２であることが一番良い。ｈ１＝ｈ２であると小孔ｒが均等間隔に整列していることになる。この間隔がまちまちであると、その周辺の小孔ｒに流れ込むスペーサボール１７ｃの数がまちまちになり、場合によっては小孔ｒに収納しきれないスペーサボール１７ｃが現れる。小孔ｒの大きさを皆同じにし、そして、小孔ｒを均等間隔に設ければ、小孔ｒに流れ込むスペーサボール１７ｃの数も均等化され、比較的小孔ｒを小さい大きさにして有効的にスペーサボール１７ｃを収納することができる。小孔ｒを大きく取ると、結果的に電極の幅寸法を小さくしなければならない。このことは、ＦＰＣ圧着用電極の抵抗値を高めることになり印加電圧に影響を及ぼす。電極の幅ｈ１及びｈ２は、同じ幅（ｈ１＝ｈ２）にして、少なくても２０〜５００μｍの範囲の中で設定するようにする。電極の幅を小さくすればするほどスペーサボール１７ｃが小孔ｒの中に流し込み易くなるが、反面、小孔ｒの数も増え、ＦＰＣ圧着用電極の抵抗値を高めてしまう。従って、少なくとも小孔ｒの最小の大きさと同じ大きさ、即ち、少なくとも２０μｍ以上に設定するのが良い。また、電極の最大の幅を５００μｍと設定する。これ以上大きくなるとスペーサボール１７ｃを電極面上から排除しきれないものが生じ、電極面上に残るのが現れる。尚、電極の一番好ましい幅としては、各種の実験の結果、１００〜３００μｍであることが得られている。

小孔ｒの大きさや電極の幅は、スペーサボール１７ｃの収納状態や抵抗値の変動状態を見る中で、上記の範囲の中で適宜に設定する。もし、所要限度の抵抗値の中に納めきれない場合は、図８に示すように、シール材１７と交差する部分のＦＰＣ圧着用電極の幅ｌを他の部分の幅ｐより大きく取ることによって抵抗値を調整することができる。タッチパネルのＦＰＣ圧着用電極を形成する部位は他の構成部品を取り付けないので広い領域を持っている。従って、ＦＰＣ圧着用電極の幅を大きく取っても何ら支障は生じない。

また、図９に示すように、ＦＰＣ圧着用電極に設ける小孔ｒの形成部位はシール材１７の幅ｗより広くなる領域にまで設けるようにする。ＦＰＣ圧着用電極と重なる部分のシール材１７は横（図９では上下の縦方向を指す）に流れ出す幅が他の部位の所より広くなる。従って、なるべく広く横に広がらないようにするために、小孔ｒを設ける部位をシール材１７の幅よりも広めになるように設けると良い。このようにすると、シール材１７が広く横に流れ出すことがなく、他の部位の電極に付着するなどの影響をなくすことができる。

小孔ｒを均等間隔に整列する方法として、本実施形態では平行配列の方法を用いたが、他の方法としては、図１１に示すように、千鳥配列にして均等間隔に整列する方法も取ることができる。図１１は小孔を千鳥配列で均等間隔に整列した要部平面図を示したものである。

第２実施形態として、下基板のＦＰＣ圧着用電極に同じ大きさで均等間隔に多数の小孔を設ける構成を取ることによって、スペーサボールを小孔の中に排除でき、ＦＰＣ圧着用電極面上でのスペーサボールの割れなどをなくすことができる。そして、従来発生を見た割れによる空隙などの発生もなくなる。また、ＦＰＣ圧着用電極の面上に配されたスペーサボール１７ｃはすぐ近くの小孔ｒの中に流れ込むので、スペーサボール１７ｃの移動量は極僅かとなる。このため、従来発生を見た真空空隙の現象も殆ど発生しなくなる。また、電極とシール材との熱膨張係数の違いから発生するクラック現象も、小孔を多数設けることにより発生危険度が分散するようになる。また、クラックの量（長さ）も小さくなる。以上のことにより、空隙やクラックを伝わっての水分の浸透も殆どなくなり、耐水性や耐湿性の良いタッチパネルを得ることができる。そして、耐水性や耐湿性の向上によりタッチパネルの導通不良などがなくなり、リニアリティ性も初期状態の水準で品質維持することができる。また、絶えず一定の押圧力の下で操作することもできる。

よって、画面入力型表示装置に本発明のタッチパネルを使用すると、高温多湿条件下での長期間使用でも初期状態の良い品質を長期的に維持することができて、長期間に渡って故障の少ない画面入力型表示装置が得られる。

本発明は、耐水性や耐湿性向上に係る発明で、一定のギャップを設けて機密性を持たせて封止する電子部品、装置などに適用できるものであるが、特に抵抗膜式タッチパネルに好適に利用できるものである。

本発明の実施形態に係るタッチパネルの平面図である。 図１におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１における下基板の平面図である。 図３におけるＥ部の拡大図である。 図１におけるＲ部の拡大図である。 図５におけるＦ−Ｆ断面の断面模式図で、（ａ）図は上下基板を接着するために、上下基板のいずれかにシール材を設けた後、上基板を押圧している状態を示した断面模式図、（ｂ）図はシール材が硬化し、完全に密着した状態を示した断面模式図である。 本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの下基板の平面図である。 図７におけるＥ部の拡大平面図である。 ＦＰＣ圧着用電極とシール材との交差している領域部分の拡大平面図である。 図９におけるＧ部の拡大平面図である。 小孔の他の整列方法として千鳥配列で均等間隔に整列した状態を示す要部平面図である。 従来技術におけるタッチパネルの平面図である。 図１２におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１２における下基板の平面図である。 図１２における上基板の平面図である。 図１２におけるＲ部の拡大図である。 図１６におけるＤ−Ｄ断面の断面模式図で、（ａ）図は上下基板を接着するために、上下基板のいずれかにシール材を設けた後、上基板を押圧している状態を示した断面模式図、（ｂ）図はシール材が硬化し、完全に密着した状態を示した断面模式図である。

符号の説明

１、５１、６１ 下基板
２ 下透明基板
３ 下透明電極
４、５、１４、１５、５４、５５、６４、６５ 導電電極
６、７、５６、５７、６６、６７ 接続電極
８ ドットスペーサ
１１ 上基板
１２ 上透明基板
１３ 上透明電極
１６ 位相差板
１７ シール材
１７ｂ 接着剤
１７ｃ スペーサボール
１８ 偏光板
２０、５０ タッチパネル
ｒ 小孔

Claims (9)

1. 透明基板の下面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極とを設けた上基板と、透明基板の上面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極と該透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを一定の隙間を持たせて対向配置し、シール材で前記上下基板の外周域をシールして一体化し、ＦＰＣ圧着用電極を介して、シールの外側域に設けたＦＰＣと、シールの内側域に在る各導電電極とを電気的に接続しているタッチパネルにおいて、前記ＦＰＣ圧着用電極は、ＦＰＣ圧着用電極とシール材との交差する部分において、複数本に分枝していることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記分枝したＦＰＣ圧着用電極の分枝している長さは前記シール材の幅より大きいことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記分枝したＦＰＣ圧着用電極の幅は０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル。
4. 前記分枝したＦＰＣ圧着用電極の分枝している間隔は狭くても０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のタッチパネル。
5. 前記分枝したＦＰＣ圧着用電極は並列に並んでいることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のタッチパネル。
6. 透明基板の下面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極とを設けた上基板と、透明基板の上面に方形の透明電極と該透明電極の対向する辺に接続する一対の導電電極と該透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを一定の隙間を持たせて対向配置し、シール材で前記上下基板の外周域をシールして一体化し、ＦＰＣ圧着用電極を介して、シールの外側域に設けたＦＰＣと、シールの内側域に在る各導電電極とを電気的に接続しているタッチパネルにおいて、前記ＦＰＣ圧着用電極は、ＦＰＣ圧着用電極とシール材との交差する領域部分において、複数の小孔を有していることを特徴とするタッチパネル。
7. 前記小孔は同じ大きさで、均等間隔に整列していることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル。
8. 前記シール材との交差する領域部分における前記ＦＰＣ圧着用電極の幅は他の部分の所の幅よりも広くなっていることを特徴とする請求項６又は７に記載のタッチパネル。
9. 液晶表示装置などの表示装置の上面側にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至８のいずれか１項に記載のタッチパネルを備えていることを特徴とする画面入力型表示装置。

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