JP2008070938A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関し、製作が容易で、確実な電気的接続が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】上電極１５または下電極１６の少なくとも一方を、樹脂１６Ａに銀粉１６Ｂと１６Ｃ、及び粒子径が３０〜４０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ²／ｇ以上のカーボン粉１６Ｄを分散して形成することによって、細かなカーボン粉１６Ｄが鎖状に連なり、ストラクチャーとなって銀粉の間に分散されるため、上下電極や絶縁層に収縮が生じた場合にも、上下電極と上下導電層との安定した電気的接続が可能なタッチパネルを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、液晶等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を視認しながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の各機能の切換えを行うものが増えており、確実で安定した操作の可能なものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図３及び図４を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表わしている。

図３は従来のタッチパネルの断面図であり、同図において、１はフィルム状で光透過性の上基板、２は同じく下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

また、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極５が、下導電層４の両端には、上電極５とは直交方向の一対の下電極６が各々形成されている。

そして、この上電極５や下電極６が上基板１や下基板２外周に延出すると共に、その端部以外の箇所は絶縁層７や８に覆われて、上下電極間、あるいは上導電層３や下導電層４との絶縁が保たれている。

さらに、９は上基板１下面または下基板２上面外周に形成された額縁状のスペーサで、このスペーサ９の上下面に塗布形成された接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の空隙を空けて対向するようにして、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、一対の上電極５と下電極６が配線基板（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の液晶表示素子等の表示を視認しながら、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から上電極５と下電極６へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれるように構成されている。

また、このようなタッチパネルの上電極５や下電極６は、一般にスクリーン印刷等によって形成され、図４（ａ）の拡大断面図に示すように、ポリエステル等の熱可塑性の樹脂６Ａに、鱗片状の銀粉６Ｂが７０〜８５重量％、球状のカーボン粉６Ｃが０．５〜１重量％分散されて形成されている。

そして、この上に、ポリエステルやアクリル等の絶縁樹脂を印刷した後、乾燥硬化して、上電極５や下電極６を覆う絶縁層７や８が形成される。

なお、この絶縁層７や８を形成する際、印刷後、１３０〜１５０度で３〜５分前後の乾燥が行われ、上電極５や下電極６、これらを覆った絶縁層７や８に収縮が生じるため、図４（ｂ）に示すように、上電極５や下電極６内の銀粉６Ｂの配列が変化し立った状態となって、上導電層３や下導電層４との接触面積が小さくなる。

そして、これが甚だしい場合には、上電極５や下電極６と上導電層３や下導電層４との電気的接続が不安定なものとなるため、製作の際には、乾燥温度の調整や製作後の抵抗値の測定等を行うことによって、電気的接続の確認を行っているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−１１５７２８号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、上電極５や下電極６と上導電層３や下導電層４との安定した接続を得るため、乾燥温度の調整や抵抗値の測定等が必要となり、製作に時間を要するという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、製作が容易で、確実な電気的接続が得られるタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、上電極または下電極の少なくとも一方を、樹脂に銀とカーボンの粉体を分散して形成すると共に、カーボンに粒子径が３０〜４０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ²／ｇ以上のものを用いてタッチパネルを構成したものであり、細かなカーボン粉が鎖状に連なり、ストラクチャーとなって銀粉の間に分散されるため、上下電極や絶縁層に収縮が生じた場合にも、上下電極と上下導電層との安定した電気的接続が可能なタッチパネルを得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、カーボンの分散量を１〜５重量％としたものであり、上下電極と上下導電層との安定した電気的接続が得られると共に、上下電極の良好な導電性を確保できるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、銀を鱗片状粉と球状粉から形成すると共に、球状粉の分散量を１０〜３０重量％としたものであり、鱗片状の銀粉の間に球状の銀粉を分散することによって、上下電極内の銀の分散密度を高め、導電性を向上できると共に、収縮硬化による鱗片状の銀粉の配列の変化を少なくし、上下導電層との電気的接続の劣化を防止することができるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、樹脂を配合比で２０〜５０重量％のエポキシと、５０〜８０重量％のポリエステルから形成したものであり、熱可塑性樹脂であるポリエステルによって上下電極の柔軟性を保持すると共に、熱硬化性樹脂で接着力の大きなエポキシによって上下導電層との密着性を高め、収縮硬化による上下電極の上下導電層からの剥離を防ぐことができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、製作が容易で、確実な電気的接続が可能なタッチパネルを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表わしている。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図であり、同図において、１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板、２はポリカーボネートまたはガラス、アクリル等の光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が、スパッタ法等によって各々形成されている。

また、下導電層４上面にはエポキシやシリコン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極１５が、下導電層４の両端には、上電極１５とは直交方向の一対の下電極１６が各々形成されている。

そして、この上電極１５や下電極１６の少なくとも一方は、図２（ａ）の拡大断面図に示すように、配合比で２０〜５０重量％のエポキシと、５０〜８０重量％のポリエステルが配合された樹脂１６Ａに、鱗片状の銀粉１６Ｂと球状で分散量が１０〜３０重量％の銀粉１６Ｃ、及び粒子径が３０〜４０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ²／ｇ以上のカーボン粉１６Ｄが１〜５重量％分散されて形成されている。

つまり、球状の銀粉１６Ｃが鱗片状の銀粉１６Ｂの間に分散して、全体の密度が高まると共に、細かなカーボン粉１６Ｄが、鎖状に連なり、ストラクチャーとなって銀粉１６Ｂや１６Ｃの間に分散されている。

そして、この上電極１５や下電極１６が上基板１や下基板２外周に延出すると共に、その端部以外の箇所は、図１に示すように、ポリエステルやアクリル、エポキシ等の絶縁層７や８に覆われて、上下電極間、あるいは上導電層３や下導電層４との絶縁が保たれている。

さらに、９は略額縁状でエポキシやポリエステル等のスペーサで、上基板１下面または下基板２上面の外周に形成され、このスペーサ９の上面または下面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の空隙を空けて対向するようにして、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、一対の上電極１５と下電極１６が配線基板（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の液晶表示素子等の表示を視認しながら、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から上電極１５と下電極１６へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれるように構成されている。

また、以上のようなタッチパネルの上電極１５や下電極１６は、一般にスクリーン印刷等によって形成され、この上に、ポリエステルやアクリル等の絶縁樹脂を印刷した後、乾燥硬化して、上電極１５や下電極１６を覆う絶縁層７や８が形成される。

そして、この絶縁層７や８を形成する際には、印刷後、１３０〜１５０度で３〜５分前後の乾燥が行われ、上電極１５や下電極１６、これらを覆った絶縁層７や８に収縮が生じるため、図２（ｂ）に示すように、上電極１５や下電極１６内の銀粉１６Ｂの配列が変化し立った状態となって、上導電層３や下導電層４との接触面積が小さくなる。

しかし、本実施の形態においては、上電極１５や下電極１６内に、粒子径が３０〜４０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ²／ｇ以上のカーボン粉１６Ｄが１〜５重量％分散され、この細かなカーボン粉１６Ｄが鎖状に連なり、ストラクチャーとなって銀粉１６Ｂや１６Ｃの間に分散されているため、カーボン粉１６Ｄによって銀粉１６Ｂや１６Ｃ間の接続が保たれると共に、上導電層３や下導電層４との接触面積も確保され、安定した電気的接続が行えるように構成されている。

また、１０〜３０重量％分散された球状の銀粉１６Ｃが、鱗片状の銀粉１６Ｂの間に分散して、全体の密度が高まっているため、上電極１５や下電極１６の導電性が良好なものになると共に、鱗片状の銀粉１６Ｂの配列の変化を球状の銀粉１６Ｃが抑え、上導電層３や下導電層４との接触面積の変化を少なくするようになっている。

さらに、これらの銀粉１６Ｂや１６Ｃ、カーボン粉１６Ｄが分散された樹脂１６Ａが、配合比で２０〜５０重量％のエポキシと、５０〜８０重量％のポリエステルが配合されたものであるため、熱可塑性樹脂であるポリエステルによって上電極１５や下電極１６の柔軟性を保持すると共に、熱硬化性樹脂で接着力の大きなエポキシによって上導電層３や下導電層４との密着性を高め、収縮硬化による上下電極の上下導電層からの剥離を防ぐことができるようになっている。

このように本実施の形態によれば、上電極１５または下電極１６の少なくとも一方を、樹脂１６Ａに銀粉１６Ｂと１６Ｃ、及び粒子径が３０〜４０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ²／ｇ以上のカーボン粉１６Ｄを分散して形成することによって、細かなカーボン粉１６Ｄが鎖状に連なり、ストラクチャーとなって銀粉の間に分散されるため、上下電極や絶縁層に収縮が生じた場合にも、上下電極と上下導電層との安定した電気的接続が可能なタッチパネルを得ることができるものである。

なお、上電極１５や下電極１６内への、カーボン粉１６Ｄの分散量としては３重量％前後、球状の銀粉１６Ｃの分散量としては２０重量％前後、樹脂１６Ａのエポキシとポリエステルの配合比としては、４０重量％前後がより好ましい。

また、以上の説明では、上導電層３や下導電層４を上基板１下面や下基板２上面の全面を覆うように形成した構成について説明したが、上導電層や下導電層を互いに直交する複数の線状に形成し、これらの櫛歯状の端部を上電極や下電極で接続する構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明によるタッチパネルは、製作が容易で、確実な電気的接続が可能なタッチパネルを得ることができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作用として有用である。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図 同拡大断面図 従来のタッチパネルの断面図 同拡大断面図

符号の説明

１ 上基板
２ 下基板
３ 上導電層
４ 下導電層
７，８ 絶縁層
９ スペーサ
１５ 上電極
１６ 下電極
１６Ａ 樹脂
１６Ｂ，１６Ｃ 銀粉
１６Ｄ カーボン粉

Claims (4)

1. 下面に上導電層及びこの上導電層の両端から延出する上電極が形成された光透過性の上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層、及びこの下導電層の上記上導電層とは直交方向の両端から延出する下電極が形成された光透過性の下基板からなり、上記上電極または上記下電極の少なくとも一方を、樹脂に銀とカーボンの粉体を分散して形成すると共に、上記カーボンを粒子径が３０〜４０ｎｍで、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ²／ｇ以上としたタッチパネル。
2. カーボンの分散量を１〜５重量％とした請求項１記載のタッチパネル。
3. 銀を鱗片状粉と球状粉から形成すると共に、球状粉の分散量を１０〜３０重量％とした請求項１記載のタッチパネル。
4. 樹脂を配合比で２０〜５０重量％のエポキシと、５０〜８０重量％のポリエステルから形成した請求項１記載のタッチパネル。

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