JP3785086B2 - ガラスタッチパネルおよびその作製方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、ガラスタッチパネルに関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、カーナビゲーション用、ビデオカメラ用、モニター用ディスプレイ等の各種ディスプレイにおいて有用な、従来のガラスタッチパネルに比べて耐高温高湿性が極めて優れており、また、狭額縁のメリットも兼ね備えた、ガラス・ガラス方式の新しいガラスタッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＲＴディスプレイ等の各種のディスプレイにおいては、指先やペンによる押圧で入力することのできるタッチパネルがしばしば採用されている。
【０００３】
このタッチパネルについては、これまでにも様々な細部の工夫、改善がなされてきているが、その構造はガラス基板の上に透明樹脂基板を配置し、その両者の対向面に導電膜を設けることを基本としている。また、この構造においてガラス基板と樹脂基板との間にスペーサーを配置することも適宜になされてきている。
【０００４】
しかしながら、これまでのタッチパネルでは、耐久性、耐環境性、耐摩耗性が必ずしも充分でなく、傷つきやすく、また画面の鮮明度が満足できるものでなく、経時的に画面の色褪せが生じるという欠点があった。
【０００５】
そこで、既に、従来のタッチパネルに代わる優れた性能の構成からなるガラスタッチパネルが実現されている（特開平９−１４６７０７号参照）。このガラスタッチパネルは、たとえば図１に例示したように、透明導電膜（２ａ）（２ｂ）を各々に配設した一対の透明基板（１ａ）（１ｂ）がその透明導電膜面において対向配置されたタッチパネルであって、下部透明基板（１ｂ）とともに、タッチ入力部としての上部透明基板（１ａ）がガラス基板であることを特徴としており、耐久性、耐環境性、耐摩耗性等に優れ、画面が美しく、色褪せや色ムラが生じにくいといった利点を有している。図１において（４）は引き回し線、（５）は接合手段、（７）は従来の銀電極である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように優れた特性を有する従来のガラスタッチパネルにおいても、実用上改善すべき点があった。それは耐高温高湿性である。たとえば自動車等の車載カーナビゲーションのディスプレイに用いる場合、車内が高温高湿状態となることがしばしばあるため、上記のとおりのガラスタッチパネルについても、できる限りの耐高温高湿性が要求され、その改善が急務となっていた。
【０００７】
この出願の発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、耐久性、耐環境性、耐磨耗性等に優れ、画面が美しく、色褪せや色ムラが生じにくいといった優れた特性はもちろんのこと、従来のガラスタッチパネルに比べて耐高温高湿性の極めて優れた、新しいガラスタッチパネルおよびその作製方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、透明導電膜を配設した一対の透明基板がその透明導電膜面において対向設置されており、下部透明基板およびタッチ入力部としての上部透明基板がともにガラス基板であるガラスタッチパネルであって、上部ガラス透明基板と下部ガラス透明基板とが、吸湿微粒子が混ぜられて接着特性および吸湿特性を両立した接着剤により貼り合わされており、透明導電膜の外周に所定の位置で銀電極が設けられ、この銀電極には、グラスファイバーが重量比１０％以下の割合で混ぜられているとともに、比抵抗が５．０×１０ -4 Ω・ｃｍ以下の銀ペーストが用いられていることを特徴とするガラスタッチパネル（請求項１）を提供する。
【０００９】
そしてまた、この出願の発明は、上記のガラスタッチパネルにおいて以下の態様の発明をも提供するものである。
【００１０】
吸湿微粒子が径５０μｍ以下のものであるガラスタッチパネル（請求項２）、吸湿微粒子が重量比１０％以下の割合で混ぜられているガラスタッチパネル（請求項３）、接着剤が熱硬化型もしくは常温硬化型エポキシ系シール材またはＵＶ硬化型アクリル系シール材となっているガラスタッチパネル（請求項４）、光透過率が８５％以上であるガラスタッチパネル（請求項５）、動作温度が、９０％ＲＨ以下の条件において−３０〜６５℃であるガラスタッチパネル（請求項６）、保存温度が、９５％ＲＨ以下の条件において−４０〜８５℃であるガラスタッチパネル（請求項７）、先端Ｒ４ｍｍ、φ８ｍｍ、硬度６０°の試験棒により上部ガラス透明基板を押してスイッチが導通状態になったときの動作荷重が、１０〜２００ｇであるガラスタッチパネル（請求項８）、下部ガラス透明基板の透明導電膜面上には、径２０〜１００μｍおよび高さ３〜６μｍである熱硬化型樹脂製の超微粒ドットスペーサーが２〜４ｍｍの間隔で配設されているガラスタッチパネル（請求項９）、上部ガラス透明基板は、厚さ０．１５〜０．３ｍｍのホウケイ酸ガラスもしくはソーダガラスからなり、下部ガラス透明基板は、厚さ０．５〜３．０ｍｍのソーダガラスからなるガラスタッチパネル（請求項１０）、透明導電膜は、スパッタリングおよびＣＶＤにより任意の形状で蒸着配設されているガラスタッチパネル（請求項１１）、定格が、ＤＣ５Ｖの場合に５０ｍＡ以下で、絶縁抵抗が、ＤＣ２５Ｖの場合に上下電極間において１０ＭΩ以上であるガラスタッチパネル（請求項１２）、直線性が±３．５％以下であるガラスタッチパネル（請求項１３）、バウンスが指による通常操作方法にて１０ｍｓｅｃ以下であるガラスタッチパネル（請求項１４）、静電気耐圧が１５ｋＶ以上であるガラスタッチパネル（請求項１５）、ダイナミックレンジが下限０〜０．７Ｖおよび上限５〜４．６Ｖであるガラスタッチパネル（請求項１６）、基板サイズが２〜２０インチであるガラスタッチパネル（請求項１７）。
またさらに、この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、透明導電膜を配設した一対の透明基板がその透明導電膜面において対向設置されており、下部透明基板およびタッチ入力部としての上部透明基板がともにガラス基板であるガラスタッチパネルの作製方法であって、亜鉛ホウケイ酸透明ガラスでなる上部ガラス透明基板と、ソーダガラスでなる下部ガラス透明基板とに、透明導電膜としてのＩＴＯ薄膜を形成させ、当該ＩＴＯ薄膜をパターニングし、超微粒ドットスペーサーを下部ガラス透明基板上のＩＴＯ薄膜に形成させ、グラスファイバーを重量比１０％以下の割合で攪拌させた銀ペーストでなる銀電極を形成させ、続いて、径５０μｍ以下のシリカ径微粒子を重量比１０％以下の割合で攪拌させた接着剤としての熱硬化型エポキシ系シール材を印刷し、そして、上部ガラス透明基板と下部ガラス透明基板を貼り合わせることを特徴とするガラスタッチパネルの作製方法（請求項１８）、前記グラスファイバーの重量比を１．２％とすることを特徴とするガラスタッチパネルの作製方法（請求項１９）、前記シリカ径微粒子を径１０μｍのものとし、その重量比を２．５％とすることを特徴とするガラスタッチパネルの作製方法（請求項２０）をも提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［吸湿微粒子配合の接着剤］
この出願の発明のガラスタッチパネルは、上記のとおりのガラス・ガラス方式のタッチパネルからなるものであり、たとえば図２および図３に例示したように、従来のガラスタッチパネルとは、上部ガラス透明基板（１ａ）と下部ガラス透明基板（１ｂ）の接合手法が相違している。
【００１２】
より具体的には、まず、図２および図３のいずれの例においても、透明電極膜（２ａ）（２ｂ）が各々配設された上下のガラス透明基板（１ａ）（１ｂ）が対向配置された構成を有し、図３の場合にはさらに、下部ガラス透明基板（１ｂ）の透明導電膜（２ｂ）上に超微粒ドットスペーサー（３）が設けられている。透明導電膜（２ａ）（２ｂ）は適宜な所定の形状パターンで配置されていてよい。
【００１３】
そして、この出願の発明では、上部ガラス透明基板（１ａ）と下部ガラス透明基板（１ｂ）とが、吸湿微粒子が混ぜ合わされた接着剤（６）によって貼り合わされ、固定されている。
【００１４】
これにより、接着剤（６）中の吸湿微粒子が湿気を効果的に吸収するので、極めて高温状態においても従来よりもさらに優れた耐湿性が実現されるのである。この耐高温高湿性が、多湿状態での使用に極めて重要であることは既に述べたとおりであり、この出願の発明のガラスタッチパネルをたとえば自動車等の車内におけるカーナビゲーションのディスプレイ等により好適に用いることのできるものとしている。
【００１５】
接着剤（６）に混ぜる吸湿微粒子としては、接着剤（６）中においても吸湿特性を十分に発揮できるもの、たとえば吸湿特性を有するシリカ系微粒子など、が用いられる。また、このシリカ系微粒子等の吸湿微粒子のサイズについては、接着剤（６）の接着特性を確保しつつ耐高温高湿性を実現できる限り特に限定されるものではないが、接着特性および耐高温高湿性のより一層の効果的な両立の観点から、たとえば径５０μｍ以下が好ましく、また径５〜５０μｍがより好ましく、径５〜１０μｍがさらに好ましい。混合量についても、当然に径サイズとの関係はあるものの、所望する接着特性および耐高温高湿性を両立できる限り特に限定されるものではないが、より一層の効果的な両立の観点から、たとえば重量比１０％以下の割合で混ぜることが好ましく、また重量比５％以下の割合がさらに好ましい。
【００１６】
［グラスファイバー配合の銀電極］
この出願の発明のガラスタッチパネルではさらに、たとえば図２および図３に例示したように、上部透明導電膜（２ａ）および下部透明導電膜（２ｂ）の外周に所定の位置で銀電極（７）を設け、この銀電極（７）としてグラスファイバーが混ぜられたものを用いることを好ましい構成としている。
【００１７】
これにより、上部透明導電膜（２ａ）および下部透明導電膜（２ｂ）のギャップをより確実に保持することができるので、非常に優れた平滑性を実現でき、画面歪みおよび画質ムラ、ならびに干渉縞の発生を従来のガラスタッチパネルよりもより効果的に防止できるようになる。
【００１８】
なお、グラスファイバーの混合量は、平滑性のより一層の効果的な実現の観点から、たとえば重量比１０％以下の割合が好ましく、また、グラスファイバーが混ぜられる銀電極（７）には、比抵抗が５．０×１０-4Ω・ｃｍ以下の銀ペーストを用いることが好ましい。
【００１９】
［ガラスタッチパネルの性能・特性］
たとえば以上のとおりの図２および図３に例示した構成を有するこの出願の発明のガラスタッチパネルにおいては、以下の所要の性能・特性を備えていることを特徴としてもいる。
【００２０】
まずなによりも、光透過率が極めて良好であるのものとしている。すなわち光透過率が８５％以上、より好ましくは９０％である。この高い光透過率によって、美しい画面が実現されることになる。
【００２１】
次に、動作温度であるが、より好ましくは９０％ＲＨ以下の条件において−３００〜６５℃であり、保存温度は、結露がないことを条件とした場合に、好ましくは９５％ＲＨの条件において−４０〜８５℃（１２時間）程度が目安とされている。耐湿性は、６０℃−９５％ＲＨの条件において１０００時間をクリアーすることが目安とされている。また、耐熱性は８５℃および耐寒性は−３０℃においてもクリアーされる。
【００２２】
機械的特性についてみると、一般的な目安としては、先端Ｒ４ｍｍ、φ８ｍｍ、硬度６０°の試験棒で上部ガラス透明基板（１ａ）を押してスイッチが導通状態になったときの動作荷重が、１０〜２００ｇとしている。表面硬度は、モース硬さ５〜７である。
【００２３】
耐久性の指標としてのヒートサイクルについては、温度−３０℃の雰囲気中に１時間放置後、常温で０．５時間放置し、さらに温度＋８５℃の雰囲気中に１時間放置後、常温で０．５時間放置することを１サイクルとし、２００サイクル以上動作することを目安としている。
【００２４】
また、封止直前に不活性化ガスもしくは空気を注入することにより、干渉縞の発生を防止すると共に、入力後のガラスの戻り（いわゆるバウンス）がスムーズになるよう工夫がなされていてもよい。さらには、テンションゲージ等により動作荷重を測定し、用途に適した荷重管理がなされていてもよい。この場合、たとえば、バウンスは、指による通常操作方法にて１０ｍｓｅｃ以下であることが好ましい。
【００２５】
素材構成の観点からは、まず、上部ガラス透明基板（１ａ）については、厚さ０．１５〜０．３ｍｍのホウケイ酸ガラスもしくはソーダガラスが例示される。そして、たとえば、ホウケイ酸ガラスからなる上部ガラス透明基板（１ａ）については、次の表１の物性を持つことを目安としている。
【００２６】
【表１】
【００２７】
このようなガラスについては市販品として利用できる。また、下部ガラス透明基板（１ｂ）については、厚さ０．５〜３．０ｍｍのソーダガラスが例示される。また、これらのガラスに配設される透明導電膜については、たとえばＩＴＯ、酸化スズ等の薄膜、特にスパッタリングおよびＣＶＤにより形成したものが例示される。ＳｉＯ2等を蒸着した上にＩＴＯ等を蒸着してもよい。この蒸着は膜の密着性および均一性において好ましい方法である。
【００２８】
また、図３に例示したように超微粒ドットスペーサー（３）を設ける場合には、その径が２０〜１００μｍ、高さ（＝ドット厚）は３〜６μｍ、ドット間ピッチが２〜４ｍｍとし、且つ、熱硬化型樹脂により形成されていることを好ましいものとしている。
【００２９】
そして、タッチパネルとしての電気的特性については、次の表２を一般的な目安とすることができる。
【００３０】
【表２】
【００３１】
［ガラスタッチパネルの作製方法］
ここで、上述したこの出願の発明のガラスタッチパネルの作製方法について説明する。たとえば図３の構成については、下記の▲１▼〜▲６▼の工程に従って作製することができる。
【００３２】
▲１▼ガラス透明基板（１ａ）（１ｂ）へのＩＴＯ等の透明導電膜（２ａ）（２ｂ）の形成（スパッタリングおよびＣＶＤ）
▲２▼透明導電膜（２ａ）（２ｂ）のパターニング（レジストインクの印刷、透明導電膜エッチング、剥離、あるいはフォトリソ工程によるパターニング）
▲３▼超微粒ドットスペーサー（３）の形成（レジストインクの印刷、熱硬化、あるいはフォトリソ工程による形成）
▲４▼銀電極（７）の形成（グラスファイバーの調合、銀ペースト印刷、焼成）
▲５▼接着剤（６）の印刷（吸湿微粒子の調合、印刷、印刷後の仮焼成やＵＶ照射）
▲６▼ガラス透明基板（１ａ）（１ｂ）同士の貼合せ
以上の作製工程によって提供されるこの出願の発明のガラスタッチパネルは、前述したように吸湿微粒子配合の接着剤（６）によって優れた耐高温高湿性を有しており、且つ、グラスファイバー配合の銀電極（７）によって平滑性に優れていることから画面の歪みも画質のムラもなく、干渉縞も生じないばかりか、画面の色褪せや経時変化が極めて少ないといった特性をも有している。
【００３３】
なお、吸湿微粒子配合の接着剤（６）は、熱硬化型もしくは常温硬化型エポキシ系シール材、またはＵＶ硬化型アクリル系シール材として使用することが好ましく、熱硬化型の場合には仮焼成、ＵＶ硬化型の場合にはＵＶ照射が必要となる。吸湿微粒子は、前述したように、これらのシール材の接着特性を十分に維持しつつ、シール材中にて耐高温高湿性を発揮できるものであればよい。
【００３４】
もちろん、図２の構成のガラスタッチパネルについても、上記工程▲３▼を除いた工程▲１▼▲２▼▲４▼▲５▼▲６▼により作製でき、優れた耐高温高湿性や平滑性を実現できることは言うまでもない。
【００３５】
この出願の発明は、以上のとおりの特徴を有するものであるが、以下に、添付した図面に沿って実施例を示し、さらに詳しくこの出願の発明の実施の形態について説明する。
【００３６】
【実施例】
下記の▲１▼〜▲６▼の工程により、図３に例示した構成を有するガラスタッチパネルを実際に作製した。なお、このものの主要寸法は次のとおりである。
【００３７】
上部ガラス透明基板（１ａ）：厚み０．２ｍｍ
下部ガラス透明基板（１ｂ）：厚み１．１ｍｍ
外形寸法 ：１４０×８５ｍｍ
動作エリア寸法 ：１３０×５９ｍｍ
▲１▼ＩＴＯ薄膜形成
まず、薄膜用基板として市販されている亜鉛ホウケイ酸透明ガラスを上部ガラス透明基板（１ａ）に、ソーダガラスを下部ガラス透明基板（１ｂ）として採用し、スパッタリングおよびＣＶＤ法により、透明導電膜（２ａ）（２ｂ）としてのＩＴＯ薄膜を、膜厚１００〜２００Å、表面抵抗値５００Ω／□で形成する。
【００３８】
▲２▼ＩＴＯパターニング
続いてＩＴＯパターニングとして次の処理を順次行う。
【００３９】
・超音波による前洗浄
・スクリーン印刷によるレジストインク塗布
・１２０℃で３０分焼成
・硝塩酸によるＩＴＯエッチング
・アルカリによるレジストインク剥離処理
・超音波による後洗浄
▲３▼超微粒ドットスペーサー（３）の形成
続いて超微粒ドットスペーサー形成として次の処理を順次行う。
【００４０】
・メタルマスクの印刷による熱硬化型レジストインク塗布
・２００℃で６０分焼成（ドット径２０μｍ、ドット厚５μｍ、ドットピッチ３ｍｍ）
▲４▼銀電極（７）の形成
続いて銀電極形成として次の処理を順次行う。
【００４１】
・銀ペースト印刷（グラスファイバーを重量比１．２％の割合で攪拌）
・１８０℃で約６０分焼成
▲５▼熱硬化型エポキシ系シール材（接着剤（６））の印刷
続いて、熱硬化型エポキシ系シール材印刷として次の処理を順次行う。
【００４２】
・径１０μｍのシリカ系微粒子を重量比２．５％の割合で攪拌
・熱硬化型エポキシ系シール材によるシール印刷
・９０℃で約３０分仮焼成
▲６▼貼合せ
そして最後に、次の手順で、上部ガラス透明基板（１ａ）および下部ガラス透明基板（１ｂ）を貼り合わせる。
【００４３】
・貼り合わせ（銀ペースト微小量を接点に塗布）
・硬化治具セット
・１５０℃で約９０分焼成、徐冷
・カット
・エアー注入
・封止（ＵＶ接着剤）
以上の工程により、下記の表３の性能・特性を持つガラスタッチパネルが得られた。
【００４４】
【表３】
【００４５】
なお、比較のため、特開平９−１４６７０７に記載の工程により作製した従来のガラスタッチパネル（外形寸法および動作エリア寸法は上述のこの出願の発明のものと同サイズ、１４０×８５ｍｍおよび１３０×５９ｍｍとしている）の性能・特性を下記表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】
これら表３および表４から明らかなように、この出願の発明のガラスタッチパネルは、従来のガラスタッチパネルに比べて、動作温度、耐湿性、ヒートサイクル、耐熱性が遥かに優れたものとなっていることがわかる。すなわち、耐環境性が著しく向上しており、車内環境により適したガラスタッチパネルが実現されているのである。もちろん自動車等の車内だけでなく、高温高湿となる様々な状況に適していることは言うまでもない。画面および画質も歪みやムラ、干渉縞のない良好なものであった。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明により、耐久性、操作性、デザイン自由度、入力精度等の諸特性において極めて優れていることはもちろんのこと、従来のガラスタッチパネルに比べて耐高温高湿性の極めて優れ、且つ平滑性に優れた、新しいガラスタッチパネルおよびその作製方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガラスタッチパネルを例示した断面図である。
【図２】この出願の発明のガラスタッチパネルの一例を示した断面図である。
【図３】この出願の発明のガラスタッチパネルの別の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
１ａ 上部ガラス透明基板
１ｂ 下部ガラス透明基板
２ａ，２ｂ 透明導電膜
３ 超微粒ドットスペーサー
４ 引き回し線
５ 接合手段
６ 接着剤
７ 銀電極
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、ガラスタッチパネルに関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、カーナビゲーション用、ビデオカメラ用、モニター用ディスプレイ等の各種ディスプレイにおいて有用な、従来のガラスタッチパネルに比べて耐高温高湿性が極めて優れており、また、狭額縁のメリットも兼ね備えた、ガラス・ガラス方式の新しいガラスタッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＲＴディスプレイ等の各種のディスプレイにおいては、指先やペンによる押圧で入力することのできるタッチパネルがしばしば採用されている。
【０００３】
このタッチパネルについては、これまでにも様々な細部の工夫、改善がなされてきているが、その構造はガラス基板の上に透明樹脂基板を配置し、その両者の対向面に導電膜を設けることを基本としている。また、この構造においてガラス基板と樹脂基板との間にスペーサーを配置することも適宜になされてきている。
【０００４】
しかしながら、これまでのタッチパネルでは、耐久性、耐環境性、耐摩耗性が必ずしも充分でなく、傷つきやすく、また画面の鮮明度が満足できるものでなく、経時的に画面の色褪せが生じるという欠点があった。
【０００５】
そこで、既に、従来のタッチパネルに代わる優れた性能の構成からなるガラスタッチパネルが実現されている（特開平９−１４６７０７号参照）。このガラスタッチパネルは、たとえば図１に例示したように、透明導電膜（２ａ）（２ｂ）を各々に配設した一対の透明基板（１ａ）（１ｂ）がその透明導電膜面において対向配置されたタッチパネルであって、下部透明基板（１ｂ）とともに、タッチ入力部としての上部透明基板（１ａ）がガラス基板であることを特徴としており、耐久性、耐環境性、耐摩耗性等に優れ、画面が美しく、色褪せや色ムラが生じにくいといった利点を有している。図１において（４）は引き回し線、（５）は接合手段、（７）は従来の銀電極である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように優れた特性を有する従来のガラスタッチパネルにおいても、実用上改善すべき点があった。それは耐高温高湿性である。たとえば自動車等の車載カーナビゲーションのディスプレイに用いる場合、車内が高温高湿状態となることがしばしばあるため、上記のとおりのガラスタッチパネルについても、できる限りの耐高温高湿性が要求され、その改善が急務となっていた。
【０００７】
この出願の発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、耐久性、耐環境性、耐磨耗性等に優れ、画面が美しく、色褪せや色ムラが生じにくいといった優れた特性はもちろんのこと、従来のガラスタッチパネルに比べて耐高温高湿性の極めて優れた、新しいガラスタッチパネルおよびその作製方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、透明導電膜を配設した一対の透明基板がその透明導電膜面において対向設置されており、下部透明基板およびタッチ入力部としての上部透明基板がともにガラス基板であるガラスタッチパネルであって、上部ガラス透明基板と下部ガラス透明基板とが、吸湿微粒子が混ぜられて接着特性および吸湿特性を両立した接着剤により貼り合わされており、透明導電膜の外周に所定の位置で銀電極が設けられ、この銀電極には、グラスファイバーが重量比１０％以下の割合で混ぜられているとともに、比抵抗が５．０×１０ -4 Ω・ｃｍ以下の銀ペーストが用いられていることを特徴とするガラスタッチパネル（請求項１）を提供する。
【０００９】
そしてまた、この出願の発明は、上記のガラスタッチパネルにおいて以下の態様の発明をも提供するものである。
【００１０】
吸湿微粒子が径５０μｍ以下のものであるガラスタッチパネル（請求項２）、吸湿微粒子が重量比１０％以下の割合で混ぜられているガラスタッチパネル（請求項３）、接着剤が熱硬化型もしくは常温硬化型エポキシ系シール材またはＵＶ硬化型アクリル系シール材となっているガラスタッチパネル（請求項４）、光透過率が８５％以上であるガラスタッチパネル（請求項５）、動作温度が、９０％ＲＨ以下の条件において−３０〜６５℃であるガラスタッチパネル（請求項６）、保存温度が、９５％ＲＨ以下の条件において−４０〜８５℃であるガラスタッチパネル（請求項７）、先端Ｒ４ｍｍ、φ８ｍｍ、硬度６０°の試験棒により上部ガラス透明基板を押してスイッチが導通状態になったときの動作荷重が、１０〜２００ｇであるガラスタッチパネル（請求項８）、下部ガラス透明基板の透明導電膜面上には、径２０〜１００μｍおよび高さ３〜６μｍである熱硬化型樹脂製の超微粒ドットスペーサーが２〜４ｍｍの間隔で配設されているガラスタッチパネル（請求項９）、上部ガラス透明基板は、厚さ０．１５〜０．３ｍｍのホウケイ酸ガラスもしくはソーダガラスからなり、下部ガラス透明基板は、厚さ０．５〜３．０ｍｍのソーダガラスからなるガラスタッチパネル（請求項１０）、透明導電膜は、スパッタリングおよびＣＶＤにより任意の形状で蒸着配設されているガラスタッチパネル（請求項１１）、定格が、ＤＣ５Ｖの場合に５０ｍＡ以下で、絶縁抵抗が、ＤＣ２５Ｖの場合に上下電極間において１０ＭΩ以上であるガラスタッチパネル（請求項１２）、直線性が±３．５％以下であるガラスタッチパネル（請求項１３）、バウンスが指による通常操作方法にて１０ｍｓｅｃ以下であるガラスタッチパネル（請求項１４）、静電気耐圧が１５ｋＶ以上であるガラスタッチパネル（請求項１５）、ダイナミックレンジが下限０〜０．７Ｖおよび上限５〜４．６Ｖであるガラスタッチパネル（請求項１６）、基板サイズが２〜２０インチであるガラスタッチパネル（請求項１７）。
またさらに、この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、透明導電膜を配設した一対の透明基板がその透明導電膜面において対向設置されており、下部透明基板およびタッチ入力部としての上部透明基板がともにガラス基板であるガラスタッチパネルの作製方法であって、亜鉛ホウケイ酸透明ガラスでなる上部ガラス透明基板と、ソーダガラスでなる下部ガラス透明基板とに、透明導電膜としてのＩＴＯ薄膜を形成させ、当該ＩＴＯ薄膜をパターニングし、超微粒ドットスペーサーを下部ガラス透明基板上のＩＴＯ薄膜に形成させ、グラスファイバーを重量比１０％以下の割合で攪拌させた銀ペーストでなる銀電極を形成させ、続いて、径５０μｍ以下のシリカ径微粒子を重量比１０％以下の割合で攪拌させた接着剤としての熱硬化型エポキシ系シール材を印刷し、そして、上部ガラス透明基板と下部ガラス透明基板を貼り合わせることを特徴とするガラスタッチパネルの作製方法（請求項１８）、前記グラスファイバーの重量比を１．２％とすることを特徴とするガラスタッチパネルの作製方法（請求項１９）、前記シリカ径微粒子を径１０μｍのものとし、その重量比を２．５％とすることを特徴とするガラスタッチパネルの作製方法（請求項２０）をも提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［吸湿微粒子配合の接着剤］
この出願の発明のガラスタッチパネルは、上記のとおりのガラス・ガラス方式のタッチパネルからなるものであり、たとえば図２および図３に例示したように、従来のガラスタッチパネルとは、上部ガラス透明基板（１ａ）と下部ガラス透明基板（１ｂ）の接合手法が相違している。
【００１２】
より具体的には、まず、図２および図３のいずれの例においても、透明電極膜（２ａ）（２ｂ）が各々配設された上下のガラス透明基板（１ａ）（１ｂ）が対向配置された構成を有し、図３の場合にはさらに、下部ガラス透明基板（１ｂ）の透明導電膜（２ｂ）上に超微粒ドットスペーサー（３）が設けられている。透明導電膜（２ａ）（２ｂ）は適宜な所定の形状パターンで配置されていてよい。
【００１３】
そして、この出願の発明では、上部ガラス透明基板（１ａ）と下部ガラス透明基板（１ｂ）とが、吸湿微粒子が混ぜ合わされた接着剤（６）によって貼り合わされ、固定されている。
【００１４】
これにより、接着剤（６）中の吸湿微粒子が湿気を効果的に吸収するので、極めて高温状態においても従来よりもさらに優れた耐湿性が実現されるのである。この耐高温高湿性が、多湿状態での使用に極めて重要であることは既に述べたとおりであり、この出願の発明のガラスタッチパネルをたとえば自動車等の車内におけるカーナビゲーションのディスプレイ等により好適に用いることのできるものとしている。
【００１５】
接着剤（６）に混ぜる吸湿微粒子としては、接着剤（６）中においても吸湿特性を十分に発揮できるもの、たとえば吸湿特性を有するシリカ系微粒子など、が用いられる。また、このシリカ系微粒子等の吸湿微粒子のサイズについては、接着剤（６）の接着特性を確保しつつ耐高温高湿性を実現できる限り特に限定されるものではないが、接着特性および耐高温高湿性のより一層の効果的な両立の観点から、たとえば径５０μｍ以下が好ましく、また径５〜５０μｍがより好ましく、径５〜１０μｍがさらに好ましい。混合量についても、当然に径サイズとの関係はあるものの、所望する接着特性および耐高温高湿性を両立できる限り特に限定されるものではないが、より一層の効果的な両立の観点から、たとえば重量比１０％以下の割合で混ぜることが好ましく、また重量比５％以下の割合がさらに好ましい。
【００１６】
［グラスファイバー配合の銀電極］
この出願の発明のガラスタッチパネルではさらに、たとえば図２および図３に例示したように、上部透明導電膜（２ａ）および下部透明導電膜（２ｂ）の外周に所定の位置で銀電極（７）を設け、この銀電極（７）としてグラスファイバーが混ぜられたものを用いることを好ましい構成としている。
【００１７】
これにより、上部透明導電膜（２ａ）および下部透明導電膜（２ｂ）のギャップをより確実に保持することができるので、非常に優れた平滑性を実現でき、画面歪みおよび画質ムラ、ならびに干渉縞の発生を従来のガラスタッチパネルよりもより効果的に防止できるようになる。
【００１８】
なお、グラスファイバーの混合量は、平滑性のより一層の効果的な実現の観点から、たとえば重量比１０％以下の割合が好ましく、また、グラスファイバーが混ぜられる銀電極（７）には、比抵抗が５．０×１０-4Ω・ｃｍ以下の銀ペーストを用いることが好ましい。
【００１９】
［ガラスタッチパネルの性能・特性］
たとえば以上のとおりの図２および図３に例示した構成を有するこの出願の発明のガラスタッチパネルにおいては、以下の所要の性能・特性を備えていることを特徴としてもいる。
【００２０】
まずなによりも、光透過率が極めて良好であるのものとしている。すなわち光透過率が８５％以上、より好ましくは９０％である。この高い光透過率によって、美しい画面が実現されることになる。
【００２１】
次に、動作温度であるが、より好ましくは９０％ＲＨ以下の条件において−３００〜６５℃であり、保存温度は、結露がないことを条件とした場合に、好ましくは９５％ＲＨの条件において−４０〜８５℃（１２時間）程度が目安とされている。耐湿性は、６０℃−９５％ＲＨの条件において１０００時間をクリアーすることが目安とされている。また、耐熱性は８５℃および耐寒性は−３０℃においてもクリアーされる。
【００２２】
機械的特性についてみると、一般的な目安としては、先端Ｒ４ｍｍ、φ８ｍｍ、硬度６０°の試験棒で上部ガラス透明基板（１ａ）を押してスイッチが導通状態になったときの動作荷重が、１０〜２００ｇとしている。表面硬度は、モース硬さ５〜７である。
【００２３】
耐久性の指標としてのヒートサイクルについては、温度−３０℃の雰囲気中に１時間放置後、常温で０．５時間放置し、さらに温度＋８５℃の雰囲気中に１時間放置後、常温で０．５時間放置することを１サイクルとし、２００サイクル以上動作することを目安としている。
【００２４】
また、封止直前に不活性化ガスもしくは空気を注入することにより、干渉縞の発生を防止すると共に、入力後のガラスの戻り（いわゆるバウンス）がスムーズになるよう工夫がなされていてもよい。さらには、テンションゲージ等により動作荷重を測定し、用途に適した荷重管理がなされていてもよい。この場合、たとえば、バウンスは、指による通常操作方法にて１０ｍｓｅｃ以下であることが好ましい。
【００２５】
素材構成の観点からは、まず、上部ガラス透明基板（１ａ）については、厚さ０．１５〜０．３ｍｍのホウケイ酸ガラスもしくはソーダガラスが例示される。そして、たとえば、ホウケイ酸ガラスからなる上部ガラス透明基板（１ａ）については、次の表１の物性を持つことを目安としている。
【００２６】
【表１】
このようなガラスについては市販品として利用できる。また、下部ガラス透明基板（１ｂ）については、厚さ０．５〜３．０ｍｍのソーダガラスが例示される。また、これらのガラスに配設される透明導電膜については、たとえばＩＴＯ、酸化スズ等の薄膜、特にスパッタリングおよびＣＶＤにより形成したものが例示される。ＳｉＯ2等を蒸着した上にＩＴＯ等を蒸着してもよい。この蒸着は膜の密着性および均一性において好ましい方法である。
【００２８】
また、図３に例示したように超微粒ドットスペーサー（３）を設ける場合には、その径が２０〜１００μｍ、高さ（＝ドット厚）は３〜６μｍ、ドット間ピッチが２〜４ｍｍとし、且つ、熱硬化型樹脂により形成されていることを好ましいものとしている。
【００２９】
そして、タッチパネルとしての電気的特性については、次の表２を一般的な目安とすることができる。
【００３０】
【表２】
［ガラスタッチパネルの作製方法］
ここで、上述したこの出願の発明のガラスタッチパネルの作製方法について説明する。たとえば図３の構成については、下記の▲１▼〜▲６▼の工程に従って作製することができる。
【００３２】
▲１▼ガラス透明基板（１ａ）（１ｂ）へのＩＴＯ等の透明導電膜（２ａ）（２ｂ）の形成（スパッタリングおよびＣＶＤ）
▲２▼透明導電膜（２ａ）（２ｂ）のパターニング（レジストインクの印刷、透明導電膜エッチング、剥離、あるいはフォトリソ工程によるパターニング）
▲３▼超微粒ドットスペーサー（３）の形成（レジストインクの印刷、熱硬化、あるいはフォトリソ工程による形成）
▲４▼銀電極（７）の形成（グラスファイバーの調合、銀ペースト印刷、焼成）
▲５▼接着剤（６）の印刷（吸湿微粒子の調合、印刷、印刷後の仮焼成やＵＶ照射）
▲６▼ガラス透明基板（１ａ）（１ｂ）同士の貼合せ
以上の作製工程によって提供されるこの出願の発明のガラスタッチパネルは、前述したように吸湿微粒子配合の接着剤（６）によって優れた耐高温高湿性を有しており、且つ、グラスファイバー配合の銀電極（７）によって平滑性に優れていることから画面の歪みも画質のムラもなく、干渉縞も生じないばかりか、画面の色褪せや経時変化が極めて少ないといった特性をも有している。
【００３３】
なお、吸湿微粒子配合の接着剤（６）は、熱硬化型もしくは常温硬化型エポキシ系シール材、またはＵＶ硬化型アクリル系シール材として使用することが好ましく、熱硬化型の場合には仮焼成、ＵＶ硬化型の場合にはＵＶ照射が必要となる。吸湿微粒子は、前述したように、これらのシール材の接着特性を十分に維持しつつ、シール材中にて耐高温高湿性を発揮できるものであればよい。
【００３４】
もちろん、図２の構成のガラスタッチパネルについても、上記工程▲３▼を除いた工程▲１▼▲２▼▲４▼▲５▼▲６▼により作製でき、優れた耐高温高湿性や平滑性を実現できることは言うまでもない。
【００３５】
この出願の発明は、以上のとおりの特徴を有するものであるが、以下に、添付した図面に沿って実施例を示し、さらに詳しくこの出願の発明の実施の形態について説明する。
【００３６】
【実施例】
下記の▲１▼〜▲６▼の工程により、図３に例示した構成を有するガラスタッチパネルを実際に作製した。なお、このものの主要寸法は次のとおりである。
【００３７】
上部ガラス透明基板（１ａ）：厚み０．２ｍｍ
下部ガラス透明基板（１ｂ）：厚み１．１ｍｍ
外形寸法 ：１４０×８５ｍｍ
動作エリア寸法 ：１３０×５９ｍｍ
▲１▼ＩＴＯ薄膜形成
まず、薄膜用基板として市販されている亜鉛ホウケイ酸透明ガラスを上部ガラス透明基板（１ａ）に、ソーダガラスを下部ガラス透明基板（１ｂ）として採用し、スパッタリングおよびＣＶＤ法により、透明導電膜（２ａ）（２ｂ）としてのＩＴＯ薄膜を、膜厚１００〜２００Å、表面抵抗値５００Ω／□で形成する。
【００３８】
▲２▼ＩＴＯパターニング
続いてＩＴＯパターニングとして次の処理を順次行う。
【００３９】
・超音波による前洗浄
・スクリーン印刷によるレジストインク塗布
・１２０℃で３０分焼成
・硝塩酸によるＩＴＯエッチング
・アルカリによるレジストインク剥離処理
・超音波による後洗浄
▲３▼超微粒ドットスペーサー（３）の形成
続いて超微粒ドットスペーサー形成として次の処理を順次行う。
【００４０】
・メタルマスクの印刷による熱硬化型レジストインク塗布
・２００℃で６０分焼成（ドット径２０μｍ、ドット厚５μｍ、ドットピッチ３ｍｍ）
▲４▼銀電極（７）の形成
続いて銀電極形成として次の処理を順次行う。
【００４１】
・銀ペースト印刷（グラスファイバーを重量比１．２％の割合で攪拌）
・１８０℃で約６０分焼成
▲５▼熱硬化型エポキシ系シール材（接着剤（６））の印刷
続いて、熱硬化型エポキシ系シール材印刷として次の処理を順次行う。
【００４２】
・径１０μｍのシリカ系微粒子を重量比２．５％の割合で攪拌
・熱硬化型エポキシ系シール材によるシール印刷
・９０℃で約３０分仮焼成
▲６▼貼合せ
そして最後に、次の手順で、上部ガラス透明基板（１ａ）および下部ガラス透明基板（１ｂ）を貼り合わせる。
【００４３】
・貼り合わせ（銀ペースト微小量を接点に塗布）
・硬化治具セット
・１５０℃で約９０分焼成、徐冷
・カット
・エアー注入
・封止（ＵＶ接着剤）
以上の工程により、下記の表３の性能・特性を持つガラスタッチパネルが得られた。
【００４４】
【表３】
なお、比較のため、特開平９−１４６７０７に記載の工程により作製した従来のガラスタッチパネル（外形寸法および動作エリア寸法は上述のこの出願の発明のものと同サイズ、１４０×８５ｍｍおよび１３０×５９ｍｍとしている）の性能・特性を下記表４に示す。
【００４６】
【表４】
これら表３および表４から明らかなように、この出願の発明のガラスタッチパネルは、従来のガラスタッチパネルに比べて、動作温度、耐湿性、ヒートサイクル、耐熱性が遥かに優れたものとなっていることがわかる。すなわち、耐環境性が著しく向上しており、車内環境により適したガラスタッチパネルが実現されているのである。もちろん自動車等の車内だけでなく、高温高湿となる様々な状況に適していることは言うまでもない。画面および画質も歪みやムラ、干渉縞のない良好なものであった。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明により、耐久性、操作性、デザイン自由度、入力精度等の諸特性において極めて優れていることはもちろんのこと、従来のガラスタッチパネルに比べて耐高温高湿性の極めて優れ、且つ平滑性に優れた、新しいガラスタッチパネルおよびその作製方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガラスタッチパネルを例示した断面図である。
【図２】この出願の発明のガラスタッチパネルの一例を示した断面図である。
【図３】この出願の発明のガラスタッチパネルの別の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
１ａ 上部ガラス透明基板
１ｂ 下部ガラス透明基板
２ａ，２ｂ 透明導電膜
３ 超微粒ドットスペーサー
４ 引き回し線
５ 接合手段
６ 接着剤
７ 銀電極
Claims (20)
- 透明導電膜を配設した一対の透明基板がその透明導電膜面において対向設置されており、下部透明基板およびタッチ入力部としての上部透明基板がともにガラス基板であるガラスタッチパネルであって、
上部ガラス透明基板と下部ガラス透明基板とが、吸湿微粒子が混ぜられて接着特性および吸湿特性を両立した接着剤により貼り合わされており、
透明導電膜の外周に所定の位置で銀電極が設けられ、この銀電極には、グラスファイバーが重量比１０％以下の割合で混ぜられているとともに、比抵抗が５．０×１０ -4 Ω・ｃｍ以下の銀ペーストが用いられていることを特徴とするガラスタッチパネル。 - 吸湿微粒子が径５０μｍ以下のものである請求項１のガラスタッチパネル。
- 吸湿微粒子が重量比１０％以下の割合で混ぜられている請求項１または２のガラスタッチパネル。
- 接着剤が熱硬化型もしくは常温硬化型エポキシ系シール材またはＵＶ硬化型アクリル系シール材となっている請求項１ないし３のいずれかのガラスタッチパネル。
- 光透過率が８５％以上である請求項１ないし４のいずれかのガラスタッチパネル。
- 動作温度が、９０％ＲＨ以下の条件において−３０〜６５℃である請求項１ないし５のいずれかのガラスタッチパネル。
- 保存温度が、９５％ＲＨ以下の条件において−４０〜８５℃である請求項１ないし６のいずれかのガラスタッチパネル。
- 先端Ｒ４ｍｍ、φ８ｍｍ、硬度６０°の試験棒により上部ガラス透明基板を押してスイッチが導通状態になったときの動作荷重が、１０〜２００ｇである請求項１ないし７のいずれかのガラスタッチパネル。
- 下部ガラス透明基板の透明導電膜面上には、径２０〜１００μｍおよび高さ３〜６μｍである熱硬化型樹脂製の超微粒ドットスペーサーが２〜４ｍｍの間隔で配設されている請求項１ないし８のいずれかのガラスタッチパネル。
- 上部ガラス透明基板は、厚さ０．１５〜０．３ｍｍのホウケイ酸ガラスもしくはソーダガラスからなり、下部ガラス透明基板は、厚さ０．５〜３．０ｍｍのソーダガラスからなる請求項１ないし９のいずれかのガラスタッチパネル。
- 透明導電膜は、スパッタリングおよびＣＶＤにより任意の形状で蒸着配設されている請求項１ないし１０のいずれかのガラスタッチパネル。
- 定格が、ＤＣ５Ｖの場合に５０ｍＡ以下で、絶縁抵抗が、ＤＣ２５Ｖの場合に上下電極間において１０ＭΩ以上である請求項１ないし１１のいずれかのガラスタッチパネル。
- 直線性が±３．５％以下である請求項１ないし１２のいずれかのガラスタッチパネル。
- バウンスが、指による通常操作方法にて１０ｍｓｅｃ以下である請求項１ないし１３のいずれかのガラスタッチパネル。
- 静電気耐圧が１５ｋＶ以上である請求項１ないし１４のいずれかのガラスタッチパネル。
- ダイナミックレンジが下限０〜０．７Ｖおよび上限５〜４．６Ｖである請求項１ないし１５のいずれかのガラスタッチパネル。
- 基板サイズが２〜２０インチである請求項１ないし１６のいずれかのガラスタッチパネル。
- 透明導電膜を配設した一対の透明基板がその透明導電膜面において対向設置されており、下部透明基板およびタッチ入力部としての上部透明基板がともにガラス基板であるガラスタッチパネルの作製方法であって、
亜鉛ホウケイ酸透明ガラスでなる上部ガラス透明基板と、ソーダガラスでなる下部ガラ ス透明基板とに、透明導電膜としてのＩＴＯ薄膜を形成させ、
当該ＩＴＯ薄膜をパターニングし、
超微粒ドットスペーサーを下部ガラス透明基板上のＩＴＯ薄膜に形成させ、
グラスファイバーを重量比１０％以下の割合で攪拌させた銀ペーストでなる銀電極を形成させ、
続いて、径５０μｍ以下のシリカ径微粒子を重量比１０％以下の割合で攪拌させた接着剤としての熱硬化型エポキシ系シール材を印刷し、
そして、上部ガラス透明基板と下部ガラス透明基板を貼り合わせることを特徴とするガラスタッチパネルの作製方法。 - 前記グラスファイバーの重量比を１．２％とすることを特徴とする請求項１８記載のガラスタッチパネルの作製方法。
- 前記シリカ径微粒子を径１０μｍのものとし、その重量比を２．５％とすることを特徴とする請求項１８または１９記載のガラスタッチパネルの作製方法。
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