JP2010266954A - タッチパネルおよびタッチパネル型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明に係るタッチパネルは、製品の小型化を図るとともに、基体同士の接合強度の維持を図ることができる。
【解決手段】本発明に係るタッチパネルは、第１透明電極を有する第１基体と、該第1基体と対向配置され、第２透明電極を有する第２基体と、前記第１基体と前記第２基体とを貼り合わせる接合部材と、前記第１基体と前記第２基体との間に介在され、前記第１基体および前記第２基体の少なくとも一方に設けられる凸部と、を備え、前記凸部の少なくとも一部は、前記接合部材で覆われていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルおよびタッチパネル型表示装置に関する。

例えば、押圧操作による抵抗値の変化で入力座標を検知するタッチパネルが知られている（例えば特許文献１）。このようなタッチパネルでは、指やペンなどの押圧により上側基板に撓みが生じることで、上側基板と下側基板とを接合させる接合部材に応力が加わる。この応力は、特に接合部材と上側基板および下側基板とが接触する部位に強く加わりやすいため、なお、この部位で接合部材が基板から剥がれてしまう場合があり、押圧回数の増加とともに上側基板と下側基板との接合強度が低下するという問題があった。この問題がを解決するために、多量の接合部材を用いて、接合強度の維持を図ることが提案されている。

特開２００９−３７２９０号公報

しかしながら、上述のように、多量の接合部材を用いてしまえば、タッチパネルの厚みが厚くなる場合や広額縁化する場合があるため、製品が大型化してしまうという問題あった。この課題は、抵抗膜方式のタッチパネル以外の、２枚の基板を張り合わせてなる静電容量方式、超音波表面弾性波方式などのタッチパネルであっても、同様である。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、製品の小型化を図るとともに、基体同士の接合強度の維持を図ることができる。

本発明に係るタッチパネルは、第１透明電極を有する第１基体と、該第1基体と対向配置され、第２透明電極を有する第２基体と、前記第１基体と前記第２基体とを貼り合わせる接合部材と、前記第１基体と前記第２基体との間に介在され、前記第１基体および前記第２基体の少なくとも一方に設けられる凸部と、を備え、前記凸部の少なくとも一部は、前記接合部材で覆われていることを特徴とする。

本発明に係るタッチパネルは、製品の小型化を図るとともに、基体同士の接合強度の維持を図ることができる。

本発明に係る表示装置は、上述のタッチパネルを備えているため、製品の小型化および製品の長寿命化を図ることができる。

本発明の実施形態に係るタッチパネルの構成を表す分解斜視図である。 （ａ）は図１に示すタッチパネルの上側基体の平面図であり、（ｂ）は図１に示すタッチパネル下側基体の平面図である。 図１に示すタッチパネルのＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図１に示すタッチパネルのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１に示すタッチパネルのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 上側基体のドットスペーサの配置の一例を示す平面図である。 図１に示すタッチパネルを備えるタッチパネル型表示装置の概略を表す断面図である。 液晶表示パネルの斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るタッチパネルの分解平面図であり、（ａ）は上側基体の平面図であり、（ｂ）は下側基体の平面図である。 図９に示すタッチパネルの断面図である。 本発明の他の実施形態に係るタッチパネルの断面図である。

まず、本発明の第１の実施形態に係るタッチパネルＸについて説明する。

本実施形態に係るタッチパネルＸは、図１に示すように、抵抗膜方式のタッチパネルであって、第１基体としての上側基体１０と、第２基体としての下側基体２０と、導電性接合部材３０とを備えている。なお、図１、２、６および９に示す破線は導電性接合部材３０が接合する領域を示している。

上側基体１０は、図２（ａ）に示すように、透明基体１１と、透明電極１２と、凸部としてのドットスペーサ１３とを有してしている。

透明基体１１は、後述する透明電極１２を支持する役割を担うものであり、その上面１１ａに対して直交する方向に光を透過する透光性を有するとともに、指やペンなどの押圧により撓む可撓性を有している。透明基体１１の材料としては、ガラス、透光性プラスチックなどが挙げられる。中でも、ガラスは耐熱性に優れているため、透明基体１１の材料にガラスを用いると、透明基体１１の熱変形が低減される。また、透明基体１１の形状は、上面１１ａと、下面１１ｂとを有する例えば直方体状とされる。

この透明基体１１の下面１１ｂには、図３、４および５に示すように、透明電極１２が設けられている。

透明電極１２は、後述する下側基体２０の透明電極２２と接触し、接触点の電位の検出に寄与するものであり、一方側から入射した光を他方側に透過する。透明電極１２の材料としては、ＩＴＯ、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、酸化錫、および酸化亜鉛などの透光性を有する導電部材が挙げられる。

また、この透明電極１２上には、図２（ａ）に示すように、複数のドットスペーサ１３が配置されている。
ドットスペーサ１３は、透明電極１２と透明電極２２とを所定位置で接触させる際に、該所定位置以外の領域において透明電極１２と透明電極２２とが不当に接触するのを防ぐ役割を担うものであり、点状の構造体である。また、複数のドットスペーサ１３は、透明電極１２の略全面にマトリックス状に配置されており、そのうちいくつかのドットスペーサ１３は、後述の導電性接合部材３０で覆われている。複数のドッドスペーサ１３はマトリックス状に配置される必要はなく、ランダムに配置するなど離散的に配置されていてもよい。ドットスペーサ１３の材料としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などが挙げられる。ドットスペーサ１３の材料は、ドットスペーサ１３を視認困難なものとすべく、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニルエステル系樹脂などの透明樹脂を用いるのが好ましい。なお、透明樹脂とは、例えばＪＩＳ Ｋ ７１０５に準じて測定し、全光線透過率が５０％以上である樹脂をいう。また、ドットスペーサ１３に非金属無機フィラなどの絶縁性粒子を含ませると、ドットスペーサ１３の絶縁性を低減することなく、その形状安定性を高めることができるため好ましい。ドットスペーサ１３の大きさとしては、例えば直径４０μｍ以下、高さ１．０μｍ以上３．５μｍ以下の略半球状とされる。
図１に示すように、上述の上側基体１０と対向するようにして下側基体２０が配置されている。

下側基体２０は、図２（ｂ）に示すように、透明基体２１と、透明電極２２と、基体間接続配線電極２３，２４と、配線電極２５，２６とを有しており、上側基体１０に対向配置されている。また、下側基体２０は、その一部に図外の外部制御回路などと電気的に接続される領域である外部導通領域２０ａを有している。

透明基体２１は、図２（ｂ）に示すように、透明電極２２、基体間接続配線電極２３，２４および配線電極２５，２６を支持する役割を担うものであり、その上面２１ａに対して直交する方向に光を透過する透光性を有している。また、透明基体２１の形状は、上面２１ａと下面２１ｂとを有する例えば直方体状とされる。透明基体２１の材料としては、上述の透明基体１１と同様なものが挙げられるが、可撓性を有する必要はないため、透明基板１１に比べて可撓性は低くし、強度を高めることが望ましい。

この透明基体２１の上面２１ａには、図３、４および５に示すように、透明電極２２が設けられている。

透明電極２２は、上側基体１０の透明電極１２と接触し、接触点の電位の検出に寄与するものであり、一方側から入射した光を他方側に透過する。透明電極２２の材料としては、透明電極２２と同様のものが挙げられる。透明電極２２は、透明基体２１の上面２１ａに、設けられている。

また、上述の透明基体２１の上面２１ａには、図２（ｂ）に示すように、基体間接続配線電極２３，２４、配線電極２５，２６が設けられている。

基体間接続配線電極２３，２４は、透明電極１２に電圧を印加する役割を担うものである。基体間接続配線電極２３の一端部は、透明基体２１の一端側の領域で後述の導電性接合部材３０に覆われており、他端部は、外部導通領域２０ａで例えば外部制御回路と電気的に接続されている。また、基体間接続配線電極２４の一端部は、透明基体２１の他端側の領域で後述の導電性接合部材３０に覆われており、他端部は、外部導通領域２０ａで例えば外部制御回路と電気的に接続されている。基体間接続配線電極２３，２４は、硬質で高い形状安定性を得るため、例えば線幅が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍで、厚みが０．１〜１μｍである金属薄膜が好ましい。この金属薄膜としては、例えばアルミニウム膜、アルミニウム合金膜、クロム膜とアルミニウム膜との積層膜、クロム膜とアルミニウム合金膜との積層膜などが挙げられる。

配線電極２５，２６は、透明電極２２に電圧を印加する役割を担うものである。配線電極２５の一端部は、透明電極２２の外部導通領域２０ａ側の端部と電気的に接続されており、他端部は、下側基体２０の外部導通領域２０ａで例えば外部制御回路と電気的に接続されている。また、配線電極２６の一端部は、透明電極２２の外部導通領域２０ａと反対側の端部で電気的に接続されており、他端部は、下側基体２０の外部導通領域２０ａで例えば外部制御回路と電気的に接続されている。配線電極２５，２６は、硬質で高い形状安定性を得るため、例えば線幅が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍで、厚みが０．１〜１μｍである金属薄膜が好ましい。この金属薄膜としては、基体間接続配線電極２３，２４の金属膜と同様のものが挙げられる。

また、図３、４および５に示すように、上側基体１０と下側基体２０と間に、導電性接合部材３０が設けられている。

導電性接合部材３０は、導電性粒子３１を有しており、透明電極１２と基体間接続配線電極２３、２４とを電気的に接続させつつ、上側基体１０と下側基体２０とを接合するためのものである。また、導電性接合部材３０は、上側基体１０と下側基体２０との間に、環状に設けられており、内周部と外周部とを有している。ここで、内周部３０ａとは、例えば導電性接合部材３０を断面視して、導電性接合部材３０の幅の中間より内周側の部位をいい、外周部とは、例えば導電性接合部材３０は内周部より外側の部位をいう。導電性接合部材３０は、エポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂、アクリル系樹脂などの紫外線硬化性樹脂などの接合材料に導電性粒子３１を含有させてなる。

導電性粒子３１は、透明電極１２と基体間接続配線電極２３、２４とを電気的に接続するためのものである。導電性粒子３１は、例えばプラスチックボールと、このプラスチックボールの表面を金やニッケルなどの金属で被覆してなる。導電性粒子３１の形状は例えば略球形状とされており、導電性粒子３１が略球形状であると、導電性粒子３１に接触する透明電極１２や基体間接続配線電極２３などにダメージを与えるのを抑制できる。また、導電性粒子３１の粒子径は１３．５μｍのものを採用しているが、このような粒子径の大きさには限られず、透明電極１２や基体間接続配線電極２３に対する充分な接触面積を確保しつつ、導電性粒子３１自体を過剰に弾性変形させない範囲内のものであればよい。

本実施形態に係るタッチパネルＸでは、複数設けられているうちのいくつかのドッドスペーサ１３が導電性接合部材３０により覆われている。そのため、ドットスペーサ１３が導電性接合部材３０に覆われていない場合に比べて、上側基体１０と導電性接合部材３０との接着面積が増大する。そのため、上側基体１０と下側基体２０との接合強度が向上する。したがって、比較的に少量の導電性接合部材３０で、製品の小型化を図るとともに、上側基体１０と下側基体２０との接合強度の維持を図ることができる。

また、上側基体１０は指やペンなどで押圧されるため、大きな撓みが生じやすい。すなわち、上側基体１０と導電性接合部材３０との接触部位には大きな応力が加わりやすくなる。そのため、上側基体１０に設けられたドットスペーサ１３が導電性接合部材３０に覆われていると、上側基体１０の撓みによる接合強度の低下をより抑制することができるため好ましい。

また、タッチパネルＸを平面視して、導電性接合部材３０により囲まれた内側の領域（入力領域）が押圧された場合、導電性接合部材３０の内周部の撓みは、外周部の撓みに比べて大きくなる。そのため、図６に示すように、導電性接合部材３０に覆われているドットスペーサ１３を接合部材３０の内周部に設けると、入力領域の押圧による接合強度の低下をより抑制できるため好ましい。

また、タッチパネルＸでは、図３および５に示すように、ドットスペーサ１３は導電性接合部材３０の外部である上側基体１０の端部に設けても良い。これにより上側基体１０の端部で透明電極１２と透明基板２１とが不当に接触するのを防ぐことができる。

また、導電性接合部材３０に覆われているドットスペーサ１３は、配線電極２５，２６や基体間接続配線電極２３，２４に対向しない領域に配置すると、基体間接続配線電極２３，２４と透明電極１２との電気的な接続を図りやすくなるため好ましい。
次に、タッチパネルＸの製造方法について説明する。
まず、透明基体１１となる基体領域を含む第１母基体を用意し、この第１母基体上の所定の領域にスパッタリング法、蒸着法、化学気相成長法などにより導電膜を形成し、この導電膜を例えばフォトリソグラフィにより所望の形状にパターニングして、第１母基体上に透明電極１１を形成する。
次いで、この第１母基体上に、複数の開口部を有する印刷版を位置合わせして配置し、この印刷版の開口部を介して第１母基体上の所定領域に、例えば熱硬化性樹脂を印刷する。

次いで、印刷版を取り外した後、熱硬化性樹脂の硬化温度まで第１母基体を加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる。
次いで、第１母基体と同様にして、透明基体２１となる基体領域を複数含む第２母基体を用意し、第２母基体上の所定の位置に透明電極２２、基体間接続配線電極２３，２４、および配線電極２５，２６を形成する。

そして、第２母基体の上に、透明電極２２を取り囲むようにして所定領域に導電性接合材３０を塗布し、導電性接合材３０が塗布された第２母基体２０に対して第１母基体を位置合わせしたうえで、導電性接合材３０を介して第１母基体と第２母基体とを貼り合わせ、貼り合わせ構造体を作製する。この構造体を厚み方向に加圧し、この加圧状態を維持しつつ、導電性接合材３０を硬化温度まで加熱して硬化させる。

そして、貼り合わせた第１および第２母基体を、個々の基板領域の周縁に沿って切断することで、複数のタッチパネルＸが得られる。

本実施形態に係るタッチパネルＸでは、ドットスペーサ１３が上側基体１０に設けられている。すなわち、ドットスペーサ１３は、外部導通領域２０ａや基体間接続配線電極２３，２４が設けられていない上側基体１０に印刷されるため、外部導通領域２０ａや基体間接続配線電極２３，２４を考慮してドットスペーサを印刷する必要がない。そのため、ドットスペーサ１３の印刷にズレが生じても、このズレが許容される範囲が大きくなり、製造歩留りが向上するため、生産性の高い製品を得ることができる。また、外部導通領域２０ａや基体間接続配線電極２３，２４などの設計に応じて印刷版の設計をする必要がなく、一枚の印刷版で、様々な配線パターンを有するタッチパネルＸを製造でき、製造コストを低減できる点からも、生産性の高い製品を得ることができる。

次に、タッチパネルＸを備えるタッチパネル型表示装置Ｙについて説明する。
タッチパネル型表示装置Ｙは、図７に示すように、タッチパネルＸと、液晶表示装置Ｚとを備えている。また、液晶表示装置Ｚは、液晶表示パネル４０と、光源装置５０と、筐体６０とを備えている。

液晶表示パネル４０は、タッチパネルＸの下側基体２０側に配置されている。

液晶表示パネル４０は、図８に示すように、第１基体４１と、第２基体４２と、封止部材４３とを備えており、第１基体４１と第２基体４２との間に液晶層（図示せず）を介在させ、該液晶層を封止部材４３により封止することにより、画像を表示するための複数の画素をからなる表示領域ＤＡが形成されている。

光源装置５０は、液晶表示パネル４０に向けて光を照射する役割を担うものであり、液晶表示パネル５０の下方の配置されている。

筐体６０は、液晶表示パネル４０および光源装置５０を収容するための部材であり、上側筐体６１および下側筐体６２を含んでなる。筐体６０の材料としては、ポリカーボネート樹脂などの樹脂、ステンレス（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの金属などが挙げられる。

ここで、タッチパネルＸと液晶表示装置Ｚとは、両面テープＴを介して接着される。なお、タッチパネルＸと液晶表示装置Ｚとの固定方法に使用される固定用部材は両面テープＴには限られず、例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などの接着部材や、タッチパネルＸと液晶表示装置Ｚとを物理的に固定する固定構造体でもよい。

本発明に係る表示装置Ｚは、上述のようにタッチパネルＸを備えている。そのため、製品の小型化および製品の寿命の向上を図ることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。

また、タッチパネルＸとして、抵抗膜方式のタッチパネルを例に説明したが、これに限定されない。すなわち、タッチパネルＸとして、静電容量方式のタッチパネルにも適用することができる。また、抵抗膜方式のタッチパネルであっても、４線式の抵抗膜方式のタッチパネルは勿論、５線式以上の抵抗膜方式のタッチパネルにも適用できる。

本実施形態に係るタッチパネルＸでは、導電性接合部材３０に覆われているドットスペーサ１３は上側基体１０に設けるようにしたが、下側基体１３に設けてもよい。さらに、図９および図１０のように、上側基体１０および下側基体２０の両方に設ければ、上側基体１０と下側基体２０との接合強度の低下をさらに低減できるため好ましい。

また、本実施形態に係るタッチパネルＸでは、導電性接合部材３０に覆われているドットスペーサ１３は、その全体が導電性接合部材３０に覆われているが、図１１に示すように、少なくともその一部が導電性接合部材３０に覆われていればよい。

タッチパネルＸでは、上側基体１０が下側基体２０の基体間接続配線電極２３，２４に対向する部位に、基体間接続配線電極２３，２４と同様に金属薄膜を配置しても良い。

タッチパネルＸでは、凸部としてドットスペーサを採用したが、これには限られず、例えば透明基体１１，２１の表面の一部を凸部としてもよい。

上述では、タッチパネルＸが接着される表示パネルが液晶表示パネル４０である例について説明したが、これに限定されない。すなわち、タッチパネルＸが装着される表示パネルは、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、蛍光表示管、電界放出ディスプレイ、表面電界ディスプレイ等であってもよい。

Ｘ タッチパネル
Ｙ タッチパネル型表示装置
Ｚ 液晶表示装置
１０ 上側基体（第１透明基板）
１１ 透明基体
１２ 透明電極
１３ ドットスペーサ
２０ 下側基体（第２透明基板）
２１ 透明基体
２２ 透明電極
２３，２４ 基体間接続配線電極
２５，２６ 配線電極
３０ 導電性接合部材
３１ 導電性粒子
４０ 液晶表示パネル
５０ 光源装置
６０ 筐体

Claims (7)

1. 第１透明電極を有する第１基体と、該第1基体と対向配置され、第２透明電極を有する第２基体と、前記第１基体と前記第２基体とを貼り合わせる接合部材と、前記第１基体と前記第２基体との間に介在され、前記第１基体および前記第２基体の少なくとも一方に設けられる凸部と、を備え、
   前記凸部の少なくとも一部は、前記接合部材で覆われていることを特徴とする、タッチパネル。
2. 前記凸部は、前記タッチパネルの使用者により押圧される前記第１基体に設けられている、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記接合部材は、環状であって、内周部と、前記内周部より外側に位置する外周部とからなり、
   前記凸部の少なくとも一部は、前記接合部材の前記内周部に覆われている、請求項１また２に記載のタッチパネル。
4. 前記凸部は前記第１基体および前記第２基体に設けられている、請求項１から３のいずれかに記載のタッチパネル。
5. 前記凸部は透光性樹脂を含んでなる、請求項１から４のいずれかに記載のタッチパネル。
6. 前記凸部は絶縁性粒子を含んでなる、請求項５に記載のタッチパネル。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のタッチパネルと、該タッチパネルの前記第２基体と対向配置される表示パネルと、を備える、タッチパネル型表示装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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