JP3126531U - 電流式タッチスクリーン、電圧式タッチスクリーンを構成するタッチスクリーンプレート - Google Patents

Abstract

【課題】銀粉やカーボン粉などを混合した高導電材料からなるインクを印刷により導電ガラス表面に印刷して形成した電流式タッチスクリーン、電圧式タッチスクリーンを構成するタッチスクリーンプレートを提供する。
【解決手段】線型図案は５９−６２％の銀粉及び１４−１６％のカーボン粉更に２４−２５％の接着剤溶液を混合した高導電材料のインクから成り、印刷を利用しこのインクを導電ガラス層表面縁上に印刷し方形枠状の線型図案を形成する。 電流式タッチスクリーンはガラス層、導電膜層、線型層、絶縁層、４銀ワイヤー導電層及びワイヤーがコントローラーに接続して形成し、コントローラーは４つの等しい電圧をタッチスクリーン線型図案の４端に送り電流の変化を測定し、接触点を探し、 電圧式タッチスクリーンはガラス層、イジリウム酸化物導電層、線型層、絶縁点、絶縁層、４銀ワイヤー導電層、もう一つの絶縁層ともう一つインジウム錫酸化物導電層、ビニール薄膜及びワイヤーがコントローラーに接続して形成し、タッチスクリーンは触れられると、上層のインジウム錫酸化物が下層インジウム錫酸化物に接触し、その点の電圧を測定する。
【選択図】図３

Description

銀粉やカーボン粉、接着剤などを混合した高導電材料からなるインクを印刷により導電ガラス表面に印刷して形成したタッチスクリーン方形枠状の線型図案プレートに関する。

現在電圧及び電流測定型のタッチスクリーンはすでに卓上型、手のひら型或いはノート型コンピューターなど広範囲に運用され、使用者はモニター上に書いたり、絵や図案或いは各機能を選び或いはキーを押して指令後、指示されたモニターに切り換わり、使用者はキーをたたいて操作する必要がなくなった。

図１に従来の電流式タッチスクリーンを示す。電流式タッチスクリーンはガラス層１、導電膜層２、線型層３、絶縁層４、４銀ワイヤー導電層５及びワイヤー６から形成する。

コントローラーは４つの等しい電圧を電流式タッチスクリーンの４角へ送り、電流の変化を測定する。タッチスクリーン上の異なる点に接する時、４角の電流は異なる変化をする。コントローラーはこの４つの電流の変化を通して触れられた位置を確定する。

しかしながらこの線型図案の設計は直接タッチスクリーンの精度、コスト及び所用面積に影響した。早期の線型図案は分離した電気抵抗器がタッチスクリーン縁に連結して構成した電気抵抗ネットワークであり、この種の電気抵抗ネットワークは製造或いは最終的なタッチスクリーン精度ともに理想的ではなかった。

その後の研究開発により印刷生産による線型図案が産まれた。しかしながら、以前同様この線型図案は混合する各種の導電材料が異なり、導電性及び印刷面の均一性のために、必ず比較的大きなタッチスクリーンの縁面積が必要となり、タッチスクチーンの使用面積を減少しなければならなかった。現在LCDが発展する中、枠縁は徐々に小さくなり、比較的大きな線型図案は使用できなくなった。

図２に従来の電圧式５ワイヤータッチスクリーンを示す。電圧式５ワイヤータッチスクリーンはガラス層７、インジウム錫酸化物導電層８、方形枠状の線型層９、絶縁点１０、絶縁層１１、４銀ワイヤー導電層１２、絶縁層１３、インジウム錫酸化物導電層１４、ビニール薄膜１５及びワイヤー１６がコントローラーに接続し形成する。

下層のインジウム錫酸化物はX軸方向にある０−５Vの均一電界に接続し、タッチスクリーンが触れられる時、上層のインジウム錫酸化物は下層インジウム錫酸化物に接触し、その点の電圧を測定する。この電圧値はタッチスクリーン上X軸方向にある比率を意味する。例えば、３Vは接触点がタッチスクリーンX方向の全長６０％のところに位置することを意味する。この方向の測量を終了後、
コントローラーパネルは、下層インジウム鉛酸化物をY軸方向にある０−５Vの均一電界に接続転換し、下層インジウム鉛酸化物は上層インジウム鉛酸化物の接触点の電圧値を測定し、Y軸方向の位置を測定する。この類のタッチスクリーンも線型図案により精度を引き上げることが必要で、現在、市場ではこのタイプのタッチスクリーンにおいてELOの５線電気抵抗式タッチスクリーンが最も一般的である。

ELOの線型図案は分離した銀ペースト線により形成した電気抵抗ネットワークに加えて導電メッキを除き、線型図案を用いたタッチスクリーンの精度を増加させた。

しかしながら、ELOタッチスクリーンは縁の角にまだ多くの線型の印刷が連続しないという問題があり、導電層を除去することもコストを増加させた。

そこで、本考案は高導電材料の銀粉、カーボン及び接着剤溶液を混合した印刷インクを作り、タッチスクリーン縁に、この材料を均一に印刷した電気抵抗線を用いて電気抵抗ネットワークの方形枠状の線型図案を形成し、タッチスクリーンの精度、コスト低下、所用する縁面積の縮小を目的とする。

また、方形枠状の線型図案の長さ、幅、厚さの大小を利用して導電率が高すぎたり、低すぎたりすることをコントロールし、実験測定値中、四角い形の線型図案は各辺両端の電気抵抗値とインジウム鉛酸化物ガラス表面平方毎を単位とした電気抵抗値両者の抵抗値比率は１対１０にコントロールされ、線型図案は最適な導電率を保つことができることも目的とする。

線型図案は高導電材料の銀粉を５９−６２％、カーボン粉１４−１６％及び接着剤溶液を２４−２５％組み合せ製造する。

その装置が含む電流式タッチスクリーンはガラス層、導電膜層、線型層、絶縁層、４銀ワイヤー導電層及びワイヤーがコントローラーに接続して形成し、コントローラーは４つの等しい電圧をタッチスクリーン線型図案の４端に送り電流の変化を測定する
。線型図案は５９−６２％の銀粉及び１４−１６％のカーボン粉更に２４−２５％の接着剤溶液を混合した高導電材料のインクから成り、印刷を利用しこのインクを導電ガラス層表面縁上に印刷し方形枠状の線で構成される線型図案を形成し、ガラス層表面平方毎の電気抵抗値と線型図案両端の電気抵抗値の比率は１０対１ほどになり、ガラス層表面平方毎単位の電気抵抗値は平方毎５００オームのインジウム錫酸化物ガラス或いは平方毎１５００オームのインジウム錫酸化物ガラスから成り、線型図案のρ電気抵抗率は材料により決まり、銀粉及びカーボン粉の比率はρの大小を変更することができ、印刷された線型図案の長さ、幅、高さ＝厚さ、の大小のコントロールを通しても方形枠状の線型図案両端の電気抵抗値を変えることができる。

電圧式タッチスクリーンはガラス層、イジリウム酸化物導電層、線型層、絶縁点、絶縁層、４銀ワイヤー導電層、もう一つの絶縁層ともう一つインジウム錫酸化物導電層、ビニール薄膜及びワイヤーがコントローラーに接続して形成し、タッチスクリーンは触れられると、上層のインジウム錫酸化物が下層インジウム錫酸化物に接触し、その点の電圧を測定し、線型図案は高導電材料である５９−６２％の銀分及び１４−１６％のカーボン粉更に、２４−２５％の接着剤溶液を混合したインクから形成し、導電ガラス層表面縁上に印刷して方形枠状の線で構成される線型図案を形成し、ガラス層表面平方毎の電気抵抗値と線形図案両端の電気抵抗値の比率は１０：１になり、ガラス層は表面平方毎単位の電気抵抗値は平方毎単位５００オームのインジウム錫酸化物ガラス或いは平方毎単位１５００オームのインジウム錫酸化物ガラスから成り、線型図案のρ電気抵抗率は材料により決まり、銀粉及びカーボン粉の比率はρ電気抵抗率の大小を変えることができ、印刷された線型図案は長さ、幅、高さ＝厚さの大小をコントロールすることを通しても線型図案両端の電気抵抗値を変更することができる。

本考案は高導電材料の銀粉、カーボン及び接着剤溶液を混合した印刷インクを作り、タッチスクリーン縁に、この材料を均一に印刷した電気抵抗線を用いて電気抵抗ネットワークの線型図案を形成し、タッチスクリーンの精度、コスト低下、所用する縁面積を縮小する。

線型図案の長さ、幅、厚さの大小を利用して導電率が高すぎたり、低すぎたりすることをコントロールし、実験測定値中、四角い形の線型図案は各辺両端の電気抵抗値とインジウム鉛酸化物ガラス表面平方毎を単位とした電気抵抗値両者の抵抗値比率は１対１０にコントロールされ、線型図案は最適な導電率を保つことができる。

図３に図１或いは図２の線型層改良後の線形図案構造図を示す。本考案のタッチスクリーン線型図案プレートは、その主な装置が図１及び図２の方形枠状の線型図案３、９を改良し、タッチスクリーンの精度を高めたものである。図１、図２が示すインジウム鉛酸化物ガラス層１、７表面平方毎の電気抵抗値と方形枠状の線型図案３A両端の電気抵抗値（図３参照）及び、線型図案３A 本体の均一度はタッチスクリーン線型の精度を決定するため、本考案が用いる線型図案３Aは、印刷方式を用いて高導電材料を方形枠状に低導電材料がメッキされたガラス層１、７上に印刷する。このため方形枠状の線型図案３Aは非常に均一で、タッチスクリーン線型の精度を唯一決定するのはガラス層１、７表面平方毎単位の電気抵抗値と線型図案３A両端の電気抵抗値両者の比率である。比率が高くなるほど精度も高くなるが、比率が高すぎるコントローラーは容易に測量できない。実際における比率は１０ほどである。

ガラス層１、７表面平方毎の電気抵抗値は現在市場にあるガラスから選択でき、例えば、平方毎単位５００オームのインジウム錫酸化物ガラス或いは平方毎単位１５００オームのインジウム錫酸化物ガラスがあり、線型図案両端の電気抵抗値は下記の公式により計算する：
R=(ρL)／(WH)
ρは電気抵抗率で材料により決定され、銀粉とカーボン粉の比率はρの大小、Lは長さ、Wは幅、Hは高さ＝厚さを変更でき、これによっても印刷のコントロールを通して線型図案３A両端の電気抵抗値を変更することができる。つまり、前述の公式を利用して電気抵抗値を求めた後、上述した運用でインジウム錫酸化物の抵抗値と比較後、ガラス層１、７と線型図案３A電気抵抗値の比率を知ることができる。

上述した第１種線型図案構造は高導電材料である６２％の銀粉に１４％のカーボン粉を加えて構成され、更に２４％の接触剤或いは粘着剤溶液を混合したインクで、印刷によりこのインクを例えば図１、図２のガラス層１、７のような導電ガラスインジウム錫酸化物表面上に印刷する。インジウム錫酸化物ガラス表面平方毎単位の電気抵抗値と線型図案両端の電気抵抗値比率は１０対１にコントロールされる。

図４に図１或いは図２の線型層改良後の第２種線型図案構造図を示す。 この線型図案３Bの高導電材料は５９％の銀粉に１６％のカーボン粉を加えて構成され、更に２５％の接触剤或いは粘着剤溶液を加えて構成されたインクで、印刷により例えば図１、図２のガラス層１、７のような導電ガラスインジウム錫酸化物表面上にインク印刷する。導電ガラス１、７表面平方毎単位の電気抵抗値と線型図案両端の電気抵抗値は１０対１である。

以上２つの典型的な例を挙げた。本考案は銀、カーボン粉の高導電材料を使用するに限らず、例えば銅粉を用いたり、其の他金属材料でも代替できる。相対する成分を変更し、適当な電気抵抗率を得るだけでも理想的な線型図案を作り出すことができ、材料の調節においても図案の大小、高さ、を利用し、材料の導電率が高すぎたり、低すぎたりすることを補い、最後にガラス層表面平方毎の電気抵抗値と線形図案両端の電気抵抗値比率が１０ほどになることを保証する。

図５に本考案線型図案線型図案３A、３Bを幅がやや細い線状に印刷した線型図案３Cを示す。本考案の線型図案３A、３Bは上述の縁形の形態以外、図５に示すように線状の線型図案３Cに印刷することができる。

従来電流式タッチスクリーン構造分解斜視図である。 従来５ワイヤー電圧式タッチスクリーン構造分解図である。 第１種線型図案構造図である。 第２種線型図案構造図である。 本考案の第３種線型図案構造図である。

符号の説明

１ ガラス層
２ 導電膜層
３ 線型層
3A 線型図案
3B 線型図案
3C 線型図案
４ 絶縁層
５ ４銀ワイヤー導電層
６ ワイヤー
７ ガラス層
８ インジウム錫酸化物導電層
９ 線型層
１０ 絶縁点
１１ 絶縁層
１２ ４銀ワイヤー導電層
１３ 絶縁層
１４ インジウム錫酸化物導電層
１５ ビニール薄膜
１６ ワイヤー

Claims (1)

1. ガラス層、導電膜層、方形枠状の線で構成される線型層、絶縁層、４銀ワイヤー導電層及びワイヤーがコントローラーに接続して形成して成る電流式タッチスクリーンや、ガラス層、イジリウム酸化物導電層、方形枠状の線で構成される線型層、絶縁点、絶縁層、４銀ワイヤー導電層、もう一つの絶縁層ともう一つインジウム錫酸化物導電層、ビニール薄膜及びワイヤーがコントローラーに接続して形成して成る電圧式タッチスクリーンを構成する前記方形枠状の線型層であるタッチスクリーンプレートを、５９−６２％の銀分及び１４−１６％のカーボン粉、並びに２４−２５％の接着剤溶液を混合した高導電材料のインクを以て低導電材料がメッキされたガラス層表面縁上に線型図案として印刷して形成したことを特徴とする電流式タッチスクリーン、電圧式タッチスクリーンを構成するタッチスクリーンプレート。

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