JP2009015872A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】基板の上に付着された導電膜を簡単な方法で分割したタッチパネルの提供。
【解決手段】固定側パネル（１００）のガラスの基板（１１０）にスパッタリングで付着されたＩＴＯの導電膜（１２０）にレーザによるエッチングで溝（１３１、１３２、１３３、１３４、１３５）が形成される。この溝により電極回路（１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６）が配置される導電膜の領域が互いに分離されるように分割される。
【選択図】図１

Description

本発明はパソコン、ワープロ、電子手帳等の入力用に使用されるペン入力パネル、タッチパネルに関する。

ＬＣＤ，ＰＤＰ，ＣＲＴ等の表示装置の上に置いて用いられる抵抗膜方式のタッチパネルはそれぞれ透明な基板に透明導電膜を付着させた透明な一対のパネルを２枚、その導電膜の側を対向させて配置し、その間に絶縁性のスペーサを点状に配置し、それぞれの導電膜に電極を形成して、回路を接続して、ペンまたは指で片側の基板を押圧して上下の導通をとることにより座標を検出するようにされている。
タッチパネルは、電子機器の発展に伴いない、より広い分野に、より大量に使用されるようになってきており、それにつれて、より簡単に製造できるタッチパネル、より耐久性のあるタッチパネル、が強くもとめられている。

たとえば、２枚のパネルは、上／下をフィルム／ガラス、フィルム／プラスチック板、フィルム／フィルム等の組み合わせとされ、導電膜の材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム／酸化スズ）や酸化スズ（ＳｎＯ₂ ）が使用されるが、導電膜は基板の面に所望のパターンに分割して付着させることが必要であって、従来は、基板の全面に導電性材料をスパッタリング等で付着させた後にエッチングにより不要な部分を除去して形成されてきた。

エッチングの方法としては、フォトリソ方式やサンドブラスト方式が使用されているが、フォトリソ方式はエッチングの材料により王水や塩酸等の液体を使用する湿式と、フッ化水素酸（ＨＦ）やフッ化沃素酸（ＨＩ）等のガスを利用する乾式法がある。湿式法は感光性樹脂の塗布、乾燥、フォトマスクによる露光現像、乾燥というように工程数が多く、また、王水や塩酸等の危険な液体を使用するために、液の管理や廃液の処理に多大の設備投資を必要とし、乾式法もフッ化水素酸やフッ化沃素酸等の危険なガスを使用するために、ガスの漏洩対策や排気ガス処理等に多くの設備投資を必要とする。

また、サンドブラストにより不要部分を除去する方式もあるが、この方式は時間がかかること、また、必要部分を被っておくマスクの交換を頻繁におこなう必要があって管理工数が大きいこと、また、基板に傷をつけるために強度が低下するという問題もある。したがって、設備コストが小さく簡単な作業で分割された導電膜を有するタッチパネルが強く求められている。

また、タッチパネルの上／下のパネルは周辺部で、両面テープによって接着されているが、表面が押圧された時に、この両面テープの縁によって損傷されることがあり、このような損傷を受けない耐久性の高いタッチパネルが求められている。

また、タッチパネルの表面に粘着層を介して光学部材を貼着することが多いが、その作業中に異物や気泡等をかんで貼り直しをする場合に両者をはがすことがある。その際に、タッチパネルや光学部材を損傷してしまい貼り直しができなくなることがある。そこで、このような場合に、貼り直しができるように光学部材が貼着されるタッチパネルがもとめられている。

本発明は、上記問題に鑑み、基板の上に付着された導電膜を簡単な方法で分割したタッチパネルを提供することを目的とする。

請求項１の発明によれば、それぞれ透明な基板の一方の面に透明な導電膜を付着した一対のパネルを周辺部を両面テープを介して接合し導電膜側が対向するように電気絶縁性のスペーサを介して配置して成るタッチパネルにおいて、
一方の基板の導電膜上に、それぞれ別個な外部導線と接続される複数の電極回路が設けられていて、該複数の電極回路は一方の基板の対向辺上に配電するための電極回路と、これに隣接して配置されている他方の基板の対向辺上に配電するための電極回路とを含み、
前記隣接して配置されている電極回路が互に短絡しないように、隣接する電極回路の間の導電膜にレーザによるエッチングで溝を形成し、各電極回路が配置される導電膜の各領域を互いに分割し、
少なくとも１つの他方の基板の対向辺上に配電するための電極回路が、外部電線との接続部を除いて、前記溝によって囲まれており、
一方の基板の導電膜上に設けられた電極回路から他方の基板の導電膜上に設けられた電極回路に導通するために両面テープに穴が形成され、該穴に導電性物質が配置されている、タッチパネルが提供される。

請求項２の発明では電極回路が設けられている領域が側部端面に露出しないように、外周に沿って周回する閉じた溝が形成されている。
請求項３の発明では両面テープが溝を覆っている。

本発明のようにすれば、それぞれ透明な基板の一方の面に透明な導電膜を付着した一対のパネルを周辺部を両面テープを介して接合し導電膜側が対向するように電気絶縁性のスペーサを介して配置して成るタッチパネルにおいて、一方の基板の導電膜上に、それぞれ別個な外部導線と接続される複数の電極回路が設けられていて、該複数の電極回路は一方の基板の対向辺上に配電するための電極回路と、これに隣接して配置されている他方の基板の対向辺上に配電するための電極回路とを含んでいても、電極回路相互間のショートを防止しつつ、各電極回路に良好に配電をおこなうことができる。
その際、導電膜の分割が、危険な薬品やガス等を使わずに簡単な設備で迅速におこなわれるのでコストが格段に小さい。

以下、添付の図面を参照して本発明によるタッチパネルの実施の形態を説明する。
なお、以下の説明において、可動側パネルとはペンまたは指で押される表示装置に遠い側の基板を意味し、固定側パネルとは表示装置に近い側の基板を意味する。
また、表側とは入力される側を意味し、裏側とは表示装置の側を意味する。

図１は、本発明の第１の実施形態のタッチパネルの固定側パネル１００を表側から見たものであって、固定側パネル１００は、ガラスの基板１１０（図４参照）の表側にＩＴＯの導電膜１２０（図４参照）をスパッタリングにより付着させた後に、レーザによりエッチングして溝１３１、１３２、１３３、１３４、１３５（太い実線で示される）を形成し、その後、スクリーン印刷によりドットスペーサ１４０を付設し、さらに印刷によって銀製の電極回路１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６を付設して形成される。溝1３１〜１３５は電極回路１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６が接続される導電膜１２０の領域が所望のように分割されるように形成される。

図２は、可動側パネル２００を表側から見た図であって、透明な樹脂のフィルムの基板２１０（図４参照）の裏側にＩＴＯの導電膜２２０（図４参照）をスパッタリングにより付着させた後に、印刷によって銀製の電極回路２５１、２５２を付設して形成される。

図３は、固定側パネル１００と可動側パネル２００の間に介装され、固定側亜パネル１００と可動側パネル２００を接合する両面テープ３００を表側から見た図である。この両面テープ３００により図１，２に示された固定側パネル１００と可動側パネル２００が接合される。参照符号３０１、３０２で示されるのは穴であってここには導電性の接着材が付けられていて、固定側パネル１００の電極回路１５６と可動側パネル２００の電極回路２５２、および、固定側パネル１００の電極回路１５４と可動側パネル２００の電極回路２５１が導通される。

図４は、固定側パネル１００と可動側パネル２００を両面テープ３００で接合した状態を図１のＡ−Ａ線を通る面で切った断面図である。両面テープ３００は薄いフィルムの両面に粘着剤を塗布したものであるが一体に示してある。また、粘着剤はやわらかいので電極回路１５２，１５３は粘着剤の中に入り込んでいる。

本発明の第１の実施の形態では固定側パネル１００は上記のように作られ、固定側パネル１００の導電膜１２０の分割がレーザを使用した溝１３１〜１３５の形成によりおこなわれるので従来技術で述べたようなフォトリソ方式に比べると格段に短い時間で、簡単に製造することが可能であり、導電膜の分割のための設備もレーザ装置が一台あればよくフォトリソ方式に比べて格段に少なくてすむ。また、危険な液体やガスを使用しないので安全であり、それらの管理や処理のための工数、設備も不要である。

また、フォトリソ方式ではフォトマスクを利用するので分割パターンの変更に対して別のフォトマスクを用意することが必要であるが、本発明のようにレーザを使用する場合にはレーザの移動を制御するためのソフトの変更するだけでよく短時間で対応することができ工数がかからない。

また、上述のような従来技術では細かく導電膜を除去することができないので、図５に破線のハッチングで示すように幅広く導電膜を除去することが必要であり、図６に示すようにして固定側パネル１００と可動側パネル２００は接合される。

なお、エッチングをおこなうレーザとしては、この実施の形態ではＹＡＧレーザが使用されるが、その他、ＹＬＦレーザ、ＹＶＯレーザ、ＣＯ₂ レーザ等を使用することもできる。レーザの光としては波長が９００ｎｍ以上の赤外線領域の光を使用することが好ましく、パルス幅は導電膜１２０に熱変成層を残さないようにするためにサブナノ秒以下とすることが好ましい。また、レーザのスポット径は大きい方が確実に導電膜１２０に溝を形成することができるが大き過ぎるとエネルギーが分散してシャープなエッチングができなくなるので直径が０．1ｍｍ〜２．０ｍｍのものを使用することが好ましい。

上記のようにして完成されたタッチパネルの固定側パネル１００の図１のＢで示す所に電源コネクタ（図示せず）が取り付けられ、図示のように、電極回路１５３，１５４、１５５、１５６に、それぞれ、例えば、５ボルト、０ボルト、０ボルト、５ボルトの電圧が印加される。そして、可動側パネル２００の表側が押圧されると電極を介して抵抗が測定され、その座標位置が検出され、入力情報として図示しない制御装置に入力されるが、その構成は本発明とは関係がないので説明は省略する。

次に、第１の実施の形態の変形例について説明する。これは、固定側パネル１００の導電膜１２０と可動側パネル２００の導電膜２２０がそれぞれ外周の端面まで拡がっているために端面で導電膜１２０と導電膜２２０を架橋するように異物が付着したりするとショートする可能性があるので、そのようなことがおこらないようにするものである。

図７がこの第１の実施の形態の変形例における固定側パネル１００を示す図であって、第１の実施の形態に対して外周にそって一周している閉じた溝１３６が追加されている。図８は図７のＡ”− Ａ” 線にそって見た断面図である。このようにすることにより、端面を含む領域は電源回路が配設された領域とは導通がないので前述のようなショートは発生しない。

以上、レーザのエッチングによる溝の形成について固定側パネル１００のガラスの基板１１０の上に付着された導電膜１２０に形成する場合について説明してきたが、レーザのエッチングによる溝の形成は可動側パネル２００の基板２１０のようにフィルムで形成された基板にも適用することが可能である。

次に、第２の実施の形態について説明する。これは、両面テープ３００により可動側パネル２００の導電膜２２０が損傷を受けるのを防止するようにしたものである。なお両面テープ３００の粘着剤はやわらかいので可動側パネル２００を損傷するのは粘着剤が塗布されているフィルム（図示せず）である。

図９が第２の実施の形態の特徴を説明する図であって、両面テープ３００の縁が当たる可動側パネル２００の部分を被うように可動側パネル２００にゴム製の弾力性部材５００が付設されている。このようにすることにより両面テープ３００の縁が可動側パネル２００の導電膜２２０に当たるのが防止され、導電膜２２０の損傷が防止される。

図１０は第２の実施の形態の第１変形例であって、固定側パネル１００と両面テープ３００の間に絶縁層４００が設けられている場合に対応するもので、弾力性部材５００が内側に延長され絶縁層４００の縁が可動側パネル２００の導電膜２２０に当たるのも防止されるようになっている。

図１１は第２の実施の形態の第２変形例であって弾力性部材５００を、可動側パネル２００ではなく、両面テープ３００の方に取り付けたものであり、図１２は第２の実施の形態の第３変形例であって同様な方法で絶縁層４００が設けられている場合に対応させたものである。このように、弾力性部材５００を可動側パネル２００ではなく両面テープ３００の方に取り付けるようにしても導電膜２２０の損傷を防止できる。

なお、上記の、第２の実施の形態、および、その変形例について、第１の実施の形態のように、レーザエッチングで形成された溝で導電膜が分割されている場合を例にとって説明したが、その特徴部分は上記のような構造であることから、その適用範囲は第１の実施の形態のような導電膜の分割をおこなう場合に限定されるものではなく、従来のような、たとえば、フォトリソ法やサンドブラスト法で導電膜を分割した場合にも適用できるということが容易に理解されるであろう。

次に、第３の実施の形態について説明するが、初めに、その背景について詳しく説明する。
タッチパネルの表面の反射を防止し、視認性を向上するために、可動側パネル２００の表側、あるいは、固定側パネル１００の裏側に、偏光板、位相差板、あるいは、円偏光板等の光学部材を粘着層を介して貼着することが多い。この作業中に異物や気泡が混入することがあり、そのような場合には、光学部材を可動側パネル２００または固定側パネル１００の表面からはがして再度作業を繰り返すことがある。しかし、粘着層の粘着力が不適切であると残留物が光学部材や、可動側パネル２００、固定側パネル１００の表面に残留したりし、はがす時に光学部材や、可動側パネル２００、固定側パネル１００を損傷することがあり、これらの再利用ができなくなり歩留まりを悪化させることがある。

本発明の第３の実施の形態はこのような問題に対処するものであり、粘着層を上記のような問題の発生しない丁度よい粘着力を有する再剥離性粘着層としたものである。
図１３は第３の実施の形態におけるタッチパネルの断面図であって、可動側パネル２００の表側には再剥離性粘着層６００ａを介して、１／４波長板７１０と偏光板７２０が予め積層された光学部材７００ａが貼着され、固定側パネル１００の裏側には再剥離性粘着層６００ｂを介して１／４波長板７１０から成る光学部材７００ｂが貼着されている。

粘着層６００ａは可動側パネル２００の樹脂フィルムの基板２１０に対する９０度剥離粘着力が５ｇ〜５００ｇ／２５ｍｍとされている。また、粘着層６００ｂは固定側パネル１００のガラスの基板１１０に対する９０度剥離粘着力が５ｇ〜５００ｇ／２５ｍｍとされている。なお、９０度剥離粘着力が５００ｇ／２５ｍｍとは２５ｍｍの幅のものを粘着面に対して直角な方向に引っ張ってはがすために必要な力が５００ｇということである。

再剥離性粘着層は、エチレンビニルアルコール系粘着剤、ポリアクリルエステル系粘着剤、ポリメタクリルエステル系粘着剤、シリコン系粘着剤のいずれかを主成分とする粘着剤で形成されるのが好ましく、透過率が可視光領域において７５％以上（ＪＩＳＺ８７２２）であることが好ましい。

粘着層を上記のような再剥離性粘着層とすることで、はがすときに、光学部材７００ａ，７００ｂ、あるいは、可動側パネル２００、固定側パネル１００が損傷されたり、粘着剤が残留したりすることが防止され歩留まりが向上する。

なお、上記の、第３の実施の形態について、第１の実施の形態のように、レーザエッチングで形成された溝で導電膜が分割されている場合を例にとって説明したが、第３の実施の形態の特徴部分は、上記のような構造であることから、その適用範囲は第１の実施の形態のような導電膜の分割をおこなう場合に限定されるものではなく、従来のような、たとえば、フォトリソ法やサンドブラスト法で導電膜を分割した場合にも適用できるということが容易に理解されるであろう。

本発明の第１の実施の形態における固定側パネルを示す図である。 本発明の第１の実施の形態における可動側パネルを示す図である。 本発明の第１の実施の形態において、固定側パネルと可動側パネルの間に介装される両面テープを示す図である。 本発明の第１の実施の形態において、固定側パネルと可動側パネルを両面テープで接合した状態を図１のＡ−Ａ線を通る面で切った断面図である。 従来技術における固定側パネルの導電膜の除去範囲を示す図である。 図５に示されるように導電膜を除去した固定側パネルを両面テープで可動側パネルと接合した状態を図５のＡ’−Ａ’ 線を通る面で切った断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第１変形例における固定側パネルを示す図である。 図７の固定側パネルを両面テープで可動側パネルと接合した状態を図７のＡ”−Ａ” 線を通る面で切った断面図である。 第２の実施の形態の特徴を示す図である。 第２の実施の形態の第１変形例の特徴を示す図である。 第２の実施の形態の第２変形例の特徴を示す図である。 第２の実施の形態の第３変形例の特徴を示す図である。 第３の実施の形態を説明する図である。

符号の説明

１００ 固定側パネル
１１０ ガラス基板
１２０ （ＩＴＯ）導電膜
１３１，１３２，１３３，１３４，１３５、１３６ （レーザエッチングで形成された）溝
１４０ スペーサ
１５１，１５２，１５３，１５４，１５５ （銀製の）電極回路
２００ 可動側パネル
２１０ フィルム基板
２２０ （ＩＴＯ）導電膜
２５１，２５２ （銀製の）電極回路
３００ 両面テープ
３０１，３０２ 穴
４００ 絶縁層
５００ （ゴム製の）弾力性部材
６００ａ，６００ｂ 粘着剤層
７００ａ，７００ｂ 光学部材

Claims (3)

1. それぞれ透明な基板の一方の面に透明な導電膜を付着した一対のパネルを周辺部を両面テープを介して接合し導電膜側が対向するように電気絶縁性のスペーサを介して配置して成るタッチパネルにおいて、
   一方の基板の導電膜上に、それぞれ別個な外部導線と接続される複数の電極回路が設けられていて、該複数の電極回路は一方の基板の対向辺上に配電するための電極回路と、これに隣接して配置されている他方の基板の対向辺上に配電するための電極回路とを含み、
   前記隣接して配置されている電極回路が互に短絡しないように、隣接する電極回路の間の導電膜にレーザによるエッチングで溝を形成し、各電極回路が配置される導電膜の各領域を互いに分割し、
   少なくとも１つの、他方の基板の対向辺上に配電するための電極回路が、外部電線との接続部を除いて、前記溝によって囲まれており、
   一方の基板の導電膜上に設けられた電極回路から他方の基板の導電膜上に設けられた電極回路に導通するために両面テープに穴が形成され、該穴に導電性物質が配置されている、
   ことを特徴とするタッチパネル。
2. 電極回路が設けられている領域が側部端面に露出しないように、外周に沿って周回する閉じた溝が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 両面テープが溝を覆っている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。

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