JP3184562U - 透明静電容量式タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】眩光を減らし、光学特性を増強した透明静電容量式タッチパネルを提供する。
【解決手段】この透明静電容量式タッチパネルは、透明基板の表面上に、順に第１透明導電層、第１透明絶縁層、第２透明導電層及び第２透明絶縁層が順に形成され、透明導電層は複数の静電容量感応列３１，５１を具え、各静電容量感応列の間はギャップ３３，５３が設けられて、相互間が隔離されて絶縁状態を呈し、透明絶縁層の光線屈折率は上述の透明導電層に近いかそれより高く、且つ絶縁層は前述の導電層の表面に設置され、並びにその絶縁材料が導電層上の各ギャップを充満し、これにより導電層の光線屈折率の均一性をアップし、絶縁層は複数の絶縁性の塗膜が共同で構成する塗膜重畳層であり、各単一の塗膜の厚さは１００ｎｍ以下とされる。
【選択図】図３

Description

本考案は透明静電容量式タッチパネルに係り、特に一種の、眩光を減らし光学特性を増強した透明静電容量式タッチパネルの構造に関する。

一般に静電容量式タッチパネルは、Ｘ、Ｙ軸の静電容量感応列が二つの異なる導電層上に設けられ、その後、二つの導電層が相互に絶縁されて基板上に設置される。各導電層上には複数の同一軸方向に沿って設置された静電容量感応列があり、並びに導電層上の非静電容量感応列部分の材料は除去されて、開口状のギャップが形成され、各静電容量感応列の間は、これらのギャップにより相互に離間され絶縁状態を呈する。

タッチパネルを電子製品のスクリーン前に適合させて配置して使用するため、現在、業界ではほとんどがガラス等の透明材料を基板とし、並びに低抵抗値及び高い透光率を有する酸化インジウム錫（ＩＴＯ）透明導電材料を導電層として採用することで、高い透明性の静電容量式タッチパネルを構成している。しかし、これらの導電層上のパターンは、ＩＴＯ材料の設置部分（すなわち、静電容量感応列）及び材料の除去部分（すなわち、開口状のギャップ）を包含し、パターンの二種類の部分はそれぞれ異なった屈折率（Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ）を有し、言い換えると、ＩＴＯ材料の設置部分の屈折率は約１．８程度であり、材料除去部分の屈折率は、約１程度であり、その結果、これら導電層を通過する光線が発生する屈折が不均一となる効果が発生し、このためスクリーンの画像が変形、ぼやけ、ひずみを発生し、さらには眩光現象などの欠点を形成する。

これを鑑み、本考案は一種の、眩光を減らし光学特性を増強できる透明静電容量式タッチパネルを提供することを目的とし、それは屈折率が導電層材料とマッチする絶縁材料を絶縁層として選択し、並びに該絶縁層上の絶縁材料を、該導電層上の材料除去部分の空間中に充填し、これにより該導電層の光線屈折率の均一性をアップし、タッチパネルの光学特性を改善する目的を達成するものとする。

本考案はまた、一種の、改善された透明静電容量式タッチパネル構造を提供することを目的とし、その使用する絶縁層は、多層の塗膜が重畳されて構成され、絶縁層の設置厚さを増して絶縁効果をアップし、並びに設置した絶縁層が応力変形を発生するのを防止できるものとする。

本考案によると、該透明静電容量式タッチパネルは、透明基板の表面上に、順に第１透明絶縁層、第１透明導電層、第２透明絶縁層、第２透明導電層及び第３透明絶縁層が形成される。

そのうち、該基板は、高透光率のガラス材料、たとえば、ナトリウムカルシウムけい酸塩ガラス、ナトリウムホウけい酸塩ガラス、鉛結晶質ガラス、アルミけい酸塩ガラス、低鉄ガラスのいずれかを採用できるが、前述のガラス材料のほか、多くのその他の高透光率の材料、たとえば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の材料の薄板或いは薄膜も要求に符合可能で、これにより実施の範囲は前述の材料に制限されない。

前述の各透明導電層はいずれも高透光率導電材料、たとえば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）或いはポリ３，４-エチレン. ジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の材料の薄膜を使用する。第１透明導電層は、複数の、第１軸方向に沿って設置された第１静電容量感応列を具え、各第１静電容量感応列の間は、ギャップにより相互に離間されて絶縁状態に設置される。第２透明導電層は複数の、第２軸方向に沿って設置された第２静電容量感応列を具え、各第２静電容量感応列の間は、ギャップにより相互に離間されて絶縁状態に設置される。

前述の各透明絶縁層は、光線屈折率が、第１透明導電層に接近するかそれより高い絶縁材料、たとえば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）或いは酸化ニオブ（ＮＢ₂Ｏ₅）が採用される。上述の絶縁層は、前述の導電層の表面に設置され、並びに絶縁材料に各導電層上のギャップを充満させることで、導電層の光線屈折率の均一性が改善され、タッチパネルの光学特性が改善され、入射光が干渉と回折の効果を発生するのを防止する。

好ましい実施例では、前述の絶縁層は、複数の絶縁性塗膜で構成され、多重塗膜からなる絶縁層は、設置加工におけるメリットを有するほか、絶縁層の設置の厚さを増して、絶縁効果をアップでき、このほか、塗膜絶縁層は、二種類或いはそれ以上の異なる材質の塗膜で構成でき、これにより、絶縁層全体の屈折率を修正或いは変更でき、これにより、上述の導電層の屈折率とマッチする絶縁層屈折率を獲得できる。さらに、上述の塗膜絶縁層は３層或いはそれ以上の奇数重畳層とされ、並びに上述の塗膜絶縁層中の奇数重畳層に位置する塗膜は、同じ絶縁材料で形成され、これにより、塗膜重畳層間の内応力を平衡し、屈曲変形を防止でき、このほか、該塗膜絶縁層の各単一塗膜の厚さは１００ｎｍ以下とされ、塗膜の内応力を減らして変形の発生を防止できる。

ある実施例中、前述の絶縁層は透明絶縁性接着剤とされ、たとえば、酸化けい素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）或いは酸化ニオブ（ＮＢ₂Ｏ₅）等の重合物材料を含有する光学透明接着剤（ＯＣＡ）とされ、該絶縁性接着剤はパネルの各層の間を強固に組合せると共に、各導電層の間の絶縁機能を提供する。また、該絶縁性接着剤が流体状を呈して導電層表面に塗布される時、絶縁材料はさらに容易に該導電層のギャップ中に充填されて導電層の光線屈折率の均一性をアップする。

その他の実行可能な実施例において、透明基板の表面に直接第１透明導電層が設置され、その後、前述の実施例と同様に、順に各透明絶縁層、透明導電層が形成され、言い換えると、すなわち、前述の実施例の第１透明絶縁層は選択的に省略してもよい。

本考案は一種の、眩光を減らし光学特性を増強できる透明静電容量式タッチパネルを提供し、それは屈折率が導電層材料とマッチする絶縁材料を絶縁層として選択し、並びに該絶縁層上の絶縁材料を、該導電層上の材料除去部分の空間中に充填し、これにより該導電層の光線屈折率の均一性をアップし、タッチパネルの光学特性を改善する目的を達成する。

本考案はまた、一種の、改善された透明静電容量式タッチパネル構造を提供し、その使用する絶縁層は、多層の塗膜が重畳されて構成され、絶縁層の設置厚さを増して絶縁効果をアップし、並びに設置した絶縁層が応力変形を発生するのを防止できる。

本考案の構成要件分離図である。 本考案の構成要件を組み合わせた後の平面図である。 図２のＣ−Ｃ線部分の側面断面図である。 本考案の塗膜絶縁層の重畳層構造の表示図である。 本考案の別の実施例の側面断面図である。

図１から図３に示されるように、本考案の実施例のタッチパネルは、基板１の表面上に順に、基底絶縁層２、Ｘ軸導電層３、中間絶縁層４、Ｙ軸導電層５及び保護面絶縁層６が重畳されてなる。

そのうち、該基板１は、屈折率(RI，Refractive Index)が約１．５の高透光率のガラス材料であり、たとえば、ナトリウムカルシウムけい酸塩ガラス、ナトリウムホウけい酸塩ガラス、鉛結晶質ガラス、アルミけい酸塩ガラス、低鉄ガラスのいずれかを採用できるが、前述のガラス材料のほか、多くのその他の高透光率の材料、たとえば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の材料の薄板或いは薄膜も要求に符合可能で、これにより実施の範囲は前述の材料に制限されない。

Ｘ軸導電層３、Ｙ軸導電層５には、屈折率が約１．８の高透光率導電材料が採用され、たとえば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）等の材料の薄膜である。Ｘ軸導電層３には複数の、Ｘ軸方向に沿って等距離に配列された透明Ｘ軸静電容量感応列３１が設けられ、各Ｘ軸静電容量感応列３１の間にギャップ３３があり、該ギャップ３３は各Ｘ軸静電容量感応列３１を相互に隔離して絶縁状態となし、且つ前述の各Ｘ軸静電容量感応列３１の一端は、それぞれ辺縁の信号導線３２に電気的に接続され、並びに信号出力端３４に接続されている。同様に、Ｙ軸導電層５には複数の、Ｙ軸方向に沿って等距離に配列された透明Ｙ軸静電容量感応列５１が設けられ、各Ｙ軸静電容量感応列５１の間にギャップ５３があり、該ギャップ５３は各Ｙ軸静電容量感応列５１を相互に隔離して絶縁状態となし、且つ前述の各Ｙ軸静電容量感応列５１の一端は、それぞれ辺縁の信号導線５２に電気的に接続され、並びに信号出力端５４に接続されている。

前述の各絶縁層２、４、６は、絶縁効果が良好であり且つ前述の導電層３、５と屈折率が接近するか或いはそれより高い絶縁材料、たとえば、酸化けい素（ＳｉＯ₂、ＲＩ≒１．６）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃、ＲＩ≒１．８）或いは酸化ニオブ（ＮＢ₂Ｏ₅、ＲＩ≒２．３）等の重合物材料が採用されるが、実施の範囲は前述の材料に限定されるわけではない。一般には、これら絶縁層の合適な厚さは約１０〜１０００ｎｍの間であり、好ましい実施例では、これら絶縁層は、ドライコーティング法（Ｄｒｙ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）、たとえば真空成膜技術を利用して、導電層の表面に絶縁性塗膜が形成される。単一塗膜の厚さは、最も好ましくは１００ｎｍ以下とされ、比較的厚い塗膜の内応力の発生を防止し、塗膜の反りや変形、或いは表面亀裂によるその絶縁特性の減損を防止する。理想的には、絶縁層２、４、６は多層の薄い塗膜９が重畳されて共同で構成する比較的厚い塗膜絶縁層であり（図４に示されるとおり）、これにより個別の塗膜の厚さを減らし、内応力が形成する不利な特徴を防止する。このほか、このような多数の塗膜で構成された絶縁層は、二種類あるいは二種類以上の異なる材質の塗膜で構成した複合塗膜絶縁層を使用可能であり、これにより、比較的大きな厚さと比較的良好な絶縁特性の絶縁層を獲得でき、且つ合適な絶縁層屈折率に調整することができ、こうして導電層の屈折率とマッチさせられる。また、絶縁層の塗膜重畳層はもっとも好ましくは奇数層とされ、たとえば、３層或いは５層とされ、並びに奇数層に位置する塗膜は同じ材料で形成され、これにより、該複合塗膜絶縁層の各塗膜の間が平衡する内応力を具備するものとされ、絶縁層が応力変形を発生する欠点を防止できる。

基底絶縁層２は基板１の全体表面上を被覆する。中間絶縁層４はＸ軸導電層３の表面上に設置され、並びに絶縁材料が該導電層上のギャップ３３に充填される。保護面絶縁層６はＹ軸導電層５の表面上に設置され、並びに絶縁材料が該導電層上のギャップ５３に充填される。導電層３、５の屈折率とマッチする絶縁材料が選択されることにより、並びに該絶縁材料が導電層上のギャップ３３、５３内に充填されることにより、導電層３、５の光線屈折率の均一性が改善され、全体のタッチパネルの光学特性を改善する目的が達成される。

図５に示されるように、本考案のもう一つの実施例中、透明基板１の表面に、直接Ｘ軸導電層３が設置され、その後、さらに、前述の実施例と同様、順に、中間絶縁層４、Ｙ軸導電層５、及び保護面絶縁層６が形成され、言い換えると、前述の実施例の基底絶縁層２は選択的に省略してもよく、これにより加工工程を簡易化し材料コストを節約できる。

ほかに実行できる実施例中、たとえば図３、５の絶縁層２、４、６は透明絶縁性接着剤とされ、たとえば、酸化けい素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）或いは酸化ニオブ（ＮＢ₂Ｏ₅）等の重合物材料を含有する光学透明接着剤（ＯＣＡ）とされ、該絶縁性接着剤はパネルの各層の間を強固に組合せると共に、各導電層の間の絶縁機能を提供する。また、該絶縁性接着剤が流体状を呈して導電層表面に塗布される時、絶縁材料はさらに容易に該導電層のギャップ中に充填されて導電層の光線屈折率の均一性をアップする。

以上述べたことは、本考案の実施例にすぎず、本考案の実施の範囲を限定するものではなく、本考案の権利請求の範囲に基づきなし得る同等の変化と修飾は、いずれも本考案の権利のカバーする範囲内に属するものとする。

１ 基板
２ 基底絶縁層
３ Ｘ軸導電層
４ 中間絶縁層
５ Ｙ軸導電層
６ 保護面絶縁層
３１ Ｘ軸静電容量感応列
３２ 信号導線
３３ ギャップ
３４ 信号出力端
５１ Ｙ軸静電容量感応列
５２ 信号導線
５３ ギャップ
５４ 信号出力端
９ 塗膜

Claims (12)

1. 透明静電容量式タッチパネルにおいて、透明基板表面上に、順に形成された第１透明導電層、第１透明絶縁層、第２透明導電層、第２透明絶縁層を包含し、
   該第１透明導電層は、複数の、第１軸方向に沿って設置された第１静電容量感応列を具え、且つ各該第１静電容量感応列の間はギャップにより相互に隔離されて絶縁状態に設置され、
   該第１透明絶縁層は屈折率が該第１透明導電層に接近するかそれよりも高い絶縁材料が採用され、それは該第１透明導電層の表面に設置され、並びに各該第１静電容量感応列の間のギャップを充満し、
   該第２透明導電層は複数の、第２軸方向に沿って設置された第２静電容量感応列を具え、且つ各該第２静電容量感応列の間はギャップにより相互に隔離されて絶縁状態に設置され、
   該第２透明絶縁層は屈折率が該第２透明導電層に接近するかそれよりも高い絶縁材料が採用され、それは該第２透明導電層の表面に設置され、並びに各該第２静電容量感応列の間のギャップを充満することを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
2. 請求項１記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該透明基板は、ナトリウムカルシウムけい酸塩ガラス、ナトリウムホウけい酸塩ガラス、鉛結晶質ガラス、アルミニウムけい酸塩ガラス、低鉄ガラス基板のいずれかが採用されることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
3. 請求項１記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該透明基板は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート基板のいずれかが採用されることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
4. 請求項１記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該第１透明導電層と第２透明導電層は、酸化インジウム錫、酸化インジウム亜鉛、或いは酸化亜鉛アルミニウム導電層のいずれかが採用されることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
5. 請求項１記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該第１透明絶縁層及び第２透明絶縁層は複数の絶縁性塗膜が共同で構成した塗膜重畳層とされ、且つ各単一塗膜の厚さは１００ｎｍ以下であることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
6. 請求項５記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該塗膜は酸化けい素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ塗膜のいずれかとされることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
7. 請求項５記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該塗膜重畳層は３層以上の奇数層を有する塗膜重畳層であり、並びに奇数重畳層位置の塗膜は、同じ材料で形成されることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
8. 請求項１記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該第１透明絶縁層及び第２透明絶縁層は透明絶縁接着剤であることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
9. 請求項１記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該透明基板と第１透明導電層の間に第３透明絶縁層をさらに包含することを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
10. 請求項９記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該第３透明絶縁層は複数の絶縁性塗膜が共同で構成する塗膜重畳層であり、且つ各単一塗膜の厚さは１００ｎｍとされることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
11. 請求項１０記載の透明静電容量式タッチパネルにおいて、該塗膜は、酸化けい素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ塗膜のいずれかとされることを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。
12. 透明静電容量式タッチパネルにおいて、透明基板表面上に、順に形成された第１透明導電層、第１透明絶縁層、第２透明導電層、第２透明絶縁層を包含し、
    該第１透明導電層は、複数の、第１軸方向に沿って設置された第１静電容量感応列を具え、且つ各該第１静電容量感応列の間はギャップにより相互に隔離されて絶縁状態に設置され、
    該第１透明絶縁層は酸化けい素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ塗膜のいずれかの透明絶縁接着剤を包含し、並びにそれは該第１透明導電層の表面を被覆し、並びに各該第１静電容量感応列の間のギャップを充満し、
    該第２透明導電層は複数の、第２軸方向に沿って設置された第２静電容量感応列を具え、且つ各該第２静電容量感応列の間はギャップにより相互に隔離されて絶縁状態に設置され、
    該第２透明絶縁層は酸化けい素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ塗膜のいずれかの透明絶縁接着剤を包含し、並びにそれは該第２透明導電層の表面を被覆し、並びに各該第２静電容量感応列の間のギャップを充満することを特徴とする、透明静電容量式タッチパネル。

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