JP4207948B2 - 自動車用タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は液晶表示器などの表示器の表示前面側に配置される自動車用タッチパネルに関するものである。

タッチパネルの上下基板の対向する面に形成された透明導電膜は湿度により腐食し、耐久性に劣るという問題があるため、従来においては、上下基板を、湿度を通しやすい樹脂製から湿度を通しにくいガラス製に変更して耐久性を改善している（特開平１０−１３３８１７号公報）。

しかし、環境的に安定している民生環境で使用するタッチパネルとしては、上記従来構造でも湿度に関しては満足できるものであるが、例えば自動車のような高温、高湿環境で長時間、使用する場合には、従来構造では湿度に対して満足できるものではないことを見出した。

即ち、本発明者の試験結果による知見によれば、一般的に入手できるタッチパネル（市販のカーナビゲーション用液晶モニターに採用されているタッチパネル）を６５℃、９５％Ｒｈという高温、高湿環境下で放置したところ、４００Ｈｒで対向した一対のガラス基板間の空間部内に水分が侵入し、タッチパネルとしての機能を果たさなくなるということが初めて分かった。

本試験に使用した市販のタッチパネル内部への水分侵入経路として考えられる、一対のガラス基板間を接着しているシール部の肉厚（断面方向）を測定した結果、２０μｍであった。

このように、タッチパネル内への水分の侵入がシール部の肉厚に依存するという本発明者の新たな知見に基き、シール部の肉厚を所定の範囲に設定することで、水分がシール部を透過して一対のガラス基板間に侵入するのを回避して高温、高湿環境下でも長時間使用可能な自動車用タッチパネルを提供することを目的とするものである。

本発明者は例えば自動車環境を満足するためには、６５℃、９５％Ｒｈの高温、高湿環境下で１０００Ｈｒ放置後、正常な動作をする必要があるという基準を設定した。このような条件を満足できれば、民生環境でもより高い耐久性を満足できる。

さて、このような条件を満足するには、シール部の幅寸法を同じに設定した状態では、シール部の断面方向の肉厚を８μｍ以下（２０μｍ×４００／１０００＝８μｍ）に設定することがよいことを知った。

従って、請求項１に記載の発明によれば、透明導電膜を配設した一対の透明ガラス基板を備え、該一対のガラス基板がそれらの間に空間部が形成されるように前記透明導電膜側にて互いに対向するように配置されるとともに、シール部を介して接合された構成を有する自動車用タッチパネルにおいて、
前記タッチパネルは長方形で、サイズは対角４インチ〜８インチの範囲であり、
一対のガラス基板のうち一方のガラス基板がタッチ領域を備えており、一方のガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲に設定され、
一方のガラス基板のヤング率が７３００００Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上７５００００Ｋｇｆ／ｃｍ^２以下に設定されている。

さらに、前記シール部の肉厚が８μｍ以下に設定され、
前記一対のガラス基板のそれぞれの透明導電膜が配線部との接続部を除く全面にて前記一対のガラス基板間に形成された空間部内に直接露出しており、
前記一対のガラス基板のうちタッチ領域を有する前記一方の基板が、前記シール部周辺から見て中央部が７μｍ高い、その外側に向けて凸状に膨らんだ形状を有しており、
前記一対のガラス基板のうち前記タッチ領域を有する前記一方の基板が、その外側に向けて凸状に膨らだ形状を有しており、
前記シール部は、エポキシ樹脂にシリカスペーサやガラスファイバーのスペーサ粒子を混入して構成され、
前記エポキシ樹脂は、透湿率が、６５℃、９５％Ｒｈの条件下において、８×１０^−１２ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇを超えない値を示すエポキシ樹脂であって、
前記スペーサ粒子（７）は、動作荷重が最大となるシール部近傍の動作荷重を２００ｇｆ以下とし、動作荷重が最小となるタッチエリア中央領域の動作荷重を２０ｇｆ以上とするために、ガラス基板の板厚が０．３ｍｍの場合にはシール部の肉厚を４μｍ〜８μｍに設定し、ガラス基板の板厚が０．４ｍｍの場合には前記シール部の肉厚が２μｍ〜８μｍに設定する前記ガラス基板の板厚とシール部の肉厚との関係により示されるシール部の肉厚を規定するため、タッチパネルのサイズが４インチ〜８インチの範囲において、シール部近傍から中央部までの全タッチ領域において１１０ｇｆ±９０ｇｆの動作荷重が実現でき、優れた操作が可能となって、自動車運転中の誤作動がなくなり、タッチパネルとして広い領域で使うことが可能となる。
さらに、６５℃、９５％Ｒｈの高温、高湿環境下で１０００Ｈｒ放置後でも正常の動作が可能となるため、厳しい高温、高湿環境下での長時間の使用が可能となる。
また、従来ではニュートンリング対策のために、タッチ領域を有する一方のガラス基板と対向する反対側のガラス基板の透明導電膜の上に所定の粒径を有した光硬化性樹脂からなる多数のドットスペーサを形成する必要があるが、タッチ領域を有する一方の基板を、その外側に向けて凸状に膨らんだ形状にしているため、透明導電膜が一対の空間部内に直接露出していて、ドットスペーサにより透明導電膜の一部が覆われていない構造とすることが可能となり、ドットスペーサの形成が必要でないので、コスト低減に寄与することができる。つまり、シール部の肉厚を薄くすることができながらニュートンリングの発生が回避可能となる。

なお、タッチ領域のガラス基板の板厚が０．２ｍｍを下回ると、ガラス基板の製造コスト上昇に加えて、タッチパネルの動作荷重が小さくなり過ぎ、誤作動をし易いということにつながる。反対に０．４ｍｍを上回ると、動作荷重が大きくなり過ぎ、タッチパネルとして使いにくいものとなる。

ガラス基の板厚が０．３ｍｍの場合には、シール部の肉厚を４μｍ〜８μｍに設定し、０．４ｍｍの場合には、２μｍ〜８μｍに設定されているため、動作荷重が所定の範囲を満足するとともに、高温、高湿環境下での耐久性に優れる。

なお、ガラス基板の板厚の下限値としては、０．２ｍｍより、０．３ｍｍがよい。つまり、使用者がタッチパネルのタッチ領域を積極的にタッチしたという意識がない荷重でもタッチパネルが動作してしまうことがある。特に、自動車では、運転者は運転中にナビゲーションの画面を見ずにタッチパネルの表面を指でなぞりながら目的の箇所をタッチする傾向にあるが、このような場合、なぞる過程でタッチパネルが動作することがある。また、振動、例えば自動車では悪路走行時の振動によりタッチパネルが動作するということもある。また、請求項３では、シール部の肉厚が４μｍ以上８μｍ以下に設定されているため、高温、高湿環境下での耐久性を満足するとともに動作荷重を満足することができる。

また、ガラス基板の板厚が０．４ｍｍの場合には、シール部の肉厚が２μｍ以上８μｍ以下に設定されているため、高温、高湿環境下での耐久性を満足するとともに動作荷重が満足でき、さらにガラス基板の板厚が０．４ｍｍの場合は、より大判ガラスによるガラス基板の多数個取りが容易となり、大量生産に適するとともに、コスト低減となる。

シール部の透湿率は請求項１に記載したように、所定条件下で８×１０^-12ｇ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇを超えない値を有することがよい。このような透湿率を有するシール部の材料は請求項２に記載したように、熱硬化型のエポキシ樹脂である。この請求項２によれば、シール部の肉厚８μｍ以下で実現することができる。例えば、透湿率の高い材料を使用することはシール部の肉厚をより小さくすることが必要であり、シール部の肉厚の上限値が８μｍよりも確実に小さくなる。これは、シール部の肉厚の設計の自由度が狭められることを意味している。

シール部の肉厚が薄くなるとニュートンリングが発生し始める。ニュートンリングはタッチパネルを組付けた表示器の表示を見にくくする。しかし、請求項３では、一対のガラス基板のそれぞれに形成した配線部どうしを電気的に接続するトランスファー部をシール部よりも内側に配置し、しかもこのトランスファー部と配線部との積算肉厚ｔ１とシール部の肉厚ｔ２との関係をｔ１＞ｔ２に設定したから、請求項４のように、シール部近傍を含めてタッチ領域のガラス基板をその外側に向けて凸状に膨らんだ形状にすることができる。

請求項５のように、配線部どうしを電気的に接続するトランスファー部を、樹脂粒子および該樹脂粒子表面にめっきされた金属膜からなる導電粒子で構成することがよい。このような導電粒子で構成されたトランスファー部を採用することにより、トランスファー部自体の粒子径を小さくすることができ、シール部の肉厚を８μｍ以下に設定することを妨げない。つまり、従来ではトランスファー部を銀ペーストで構成しているが、銀ペースト中の銀粒子は５μｍを超えた粒子径が加工上の限度である。しかし、請求項５の発明のように、樹脂粒子の表面をめっきにて金属膜を被覆する構成のトランスファー部によれば、樹脂粒子の直径は例えば２μｍ程度まで小さくでき、めっきによる金属膜は１μｍも満たない厚さに設定することができ、従ってトランスファー部全体の直径としてもせいぜい３μｍ程度にまで小さくすることができ、シール部の肉厚を８μｍ以下に設定する自由度が増加する。

請求項６に記載の発明では、配線部をシール部により覆われる構成としたため、配線部領域がシール部領域と重なるので、配線部領域を独立して存在させる必要がない。このことは、タッチパネルのタッチスイッチ領域（透明導電膜が形成されている領域）の外周囲に存在している配線部領域、シール部領域の面積を小さくできるため、いわゆる狭額縁構造を提供することができる。このことは、上記タッチスイッチ領域の平面積を同じにした場合、配線部領域が独立して存在している場合に比較してタッチパネルのガラス基板の縦、横の寸法を小さくでき、ひいてはタッチパネルを小さくすることができる。見方を変えれば、タッチスイッチ領域の平面積を大きくすることができるので、スイッチとしての機能を拡大することができる。

請求項７に記載の発明によれば、配線部を有機金属化合物の焼成体により構成してあるから、この有機金属化合物は焼成の過程で有機物が分解ガスとして排出され、残存した金属膜は極めて薄く、１μｍ以下の膜厚になる。

従って、従来ではタッチパネルの配線部は銀ペーストの焼成物で構成するのが通常であるが、この銀ペーストは銀粒子が５μｍを超えるものであり、このような銀ペーストを用いたのでは、シール部の肉厚を８μｍ以下の範囲に設定できないが、請求項７の発明では、１μｍ以下の膜厚に設定できる配線部を得ることができるため、シール部の肉厚を８μｍ以下に設定することが可能となり、シール部を通過しての水分の侵入を回避することができる。

なお、１μｍ以下の膜厚の金属膜を形成するには、真空蒸着、スパッタリングでも可能であるが、これらの方法は設備的に大掛かりとなる。これに対して、請求項７のように、有機金属化合物を用いた場合には、スクリーン印刷が可能であり、従って製造工程が極めて簡単になるという利点もある。

［実施形態１］
図１〜図６は実施形態１を示すものである。図１において、１はタッチパネルであり、該タッチパネル１は、図１６に示すように、カーナビゲーション用液晶表示器Ｄの表示側に配置されている。該タッチパネル１は、図１のように、液晶表示器Ｄの表示状態を変えるスイッチとして用いられ、一対のガラス基板１ａ、２ａがシール部３を介して互いに対向して空間部８を形成するようにして接着、固定された構成である。

一方のガラス基板１ａはタッチパネル１の操作者が指先で操作するタッチ領域を有しており、このタッチ領域を操作することで弾性変形により微小に可動するようになっている。また、他方のガラス基板２ａは上記液晶表示器Ｄの表示側に固定されるものである。

ガラス基板１ａ、２ａは例えば硼珪酸鉛ガラス材料から構成されており、一方のガラス基板１ａは肉厚が０．４ｍｍで、他方のガラス基板２ａは肉厚が１．１ｍｍにより構成されている。

ガラス基板１ａには透明導電膜１ｂが、ガラス基板２ａには透明導電膜２ｂがそれぞれ形成されている。ガラス基板１ａの透明導電膜１ｂは図４に示すように長方形状を有している。そして、ガラス基板１ａには、透明導電膜１ｂの対向する２辺（図４では左右端部）に相当する部位に電気的に接続されるように、配線部４が形成されている。また、ガラス基板２ａの透明導電膜２ｂも図５に示すように長方形状を有しており、ガラス基板２ａには透明導電膜２ｂの対向する２辺（図５では上下端部）に相当する部位に電気的に接続されるように、配線部５が形成されている。

ガラス基板２ａには、配線枝部５０ａ、配線枝部５０ｂ、配線枝部５０ｃ、配線枝部５０ｄ、配線枝部５０ｅ、対をなす端子部１０ａ、１０ｂ、対をなす端子部２０ａ、２０ｂが形成されている。

配線部５のうち図５の上側の配線部５は配線枝部５０ｂを介して端子部１０ｂに電気的に接続され、下側の配線部５は配線枝部５０ａを介して端子部１０ａに電気的に接続されている。端子部１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂは電源供給用の電気コネクタ（図示しない）が電気的に接続されるものである。

配線枝部５０ｃ、５０ｄはガラス基板１ａとガラス基板１ｂとを重ね合わせた際に、ガラス基板１ａの右側の配線部４（図４参照）を端子部２０ａに、また配線枝部５０ｅは左側の配線部４を端子部２０ｂにそれぞれ電気的に接続するものである。これらの電気的接続はトランスファー部６により達成されている。即ち、ガラス基板１ａの右側の配線部４（図４参照）とガラス基板２ａの配線枝部５０ｅとの間、およびガラス基板１ａの左側の配線部（図４参照）とガラス基板２ａの配線枝部５０ｃとの間がトランスファー部６を挟持して電気的に接続されている。

トランスファー部６は樹脂粒子６ａと該樹脂粒子６ａの表面にめっきにより形成された金属膜６ｂとにより構成されている。なお、トランスファー部６は上記構成の導電粒子（６ａ、６ｂ）を上記シール部３と同じ材料からなる保持材料中に添加してディスペンサを使用して上記部位に対応する位置に形成されている。この保持材料により構成されたものを保持体９として示す。

ところで、図２および図３に示すように、トランスファー部６の肉厚、配線部４、および配線部５０ｃの積算肉厚をｔ１とし、シール部３の肉厚をｔ２とした場合、ｔ１＞ｔ２の関係を満足するように設定されている。このような関係により、図１に示すように、タッチパネルのガラス基板１ａが、その外側に向けて凸状に膨らんだ太鼓状とされている。

一対のガラス基板１ａ、２ａは、その透明導電膜１ｂ、２ｂが対向するように且つそれらの間にギャップを介して空間部８が形成されるように、シール部３を介して重ね合わされて接着され、固定されている。

シール部３はタッチパネルの製造過程においては、ガラス基板２ａの外周縁部、即ち透明導電膜２ｂ、上下配線部５、配線枝部５０ｂ、５０ｃの外側に配置されており、一個所に封入口３ａが形成され、該封入口３ａは封止剤３０にて封止されている。

シール部３は６５℃、９５％Ｒｈの条件において透湿率が４．１２×１０^-12ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇの値を有する熱硬化型樹脂であるエポキシ樹脂から構成され、封止剤３０は６５℃、９５％Ｒｈの条件化における透湿率４．３５×１０^-11ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇの値を有するＵＶ硬化型のアクリル樹脂から構成されている．タッチパネルの外周をシールするシール部３の全長は約５３２ｍｍであり、封入口３ａは幅が４ｍｍなので封止剤３０の透湿率は無視できる。シール部３の内部には、図３に示すように、直径３μｍ程度のスペーサ粒子７、例えばシリカスペーサやガラスファイバーが混入してある。

なお、図１において、シール部３の肉厚は３μｍ、ガラス基板１ａ、２ａ間の最大ギャップは１０μｍに設定されている。

ところで、タッチパネル１のガラス基板１ａの外側の表面には偏光板１０が貼り付けてある。この偏光板１０はタッチパネル１に入射しようとする外部光を減衰させるものである。なお、他方のガラス基板２ａの外側の表面は空気に直接、露出している。

［実施形態１の変形例］
図７および図８は実施形態１の変形例を示すものであり、この変形例では一対のガラス基板１ａ，２ａの間の空間部８が実施形態１のように膨らませていないものである点が実施形態１と相違するのみで、他の構成は実施形態と同じである。

変形例におけるシール部３、配線部４、５、配線枝部５０ａ〜５０ｅの相対的な位置は図７および図８に示すようである。図７は図８のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図であり、図８は一対のガラス基板１ａ、２ａを重ね合わせた状態においてガラス基板１ａ側から見た投影図である。

［実施形態２］
図９〜図１１は実施形態２を示すものである。この実施形態２においては、実施形態１における配線部４、５、配線枝部５０ｂ、５０ｃをシール部３により覆われるように設定するようにしたものである点が実施形態１と相違するのみで、他の構成は実施形態と同じである。なお、実施形態２では、実施形態１のように、タッチ領域側のガラス基板１ａの太鼓状の膨らみ形状の図示は省略してある。

具体的には、特に、図９および図１０に示すように、配線部４、５、配線枝部５０ｂ、５０ｃをシール部３内に埋め込むことにより、タッチパネルのタッチスイッチ領域外周に存在する配線部４、５、配線枝部５０ｂ、５０ｃの領域およびシール部３の領域の面積を小さくしていわゆる狭額縁構造としたものである。

この実施形態２によれば、配線部４、５、配線枝部５０ｂ、５０ｃの領域がシール部３の領域と重なるため、配線部４、５、配線枝部５０ｂ、５０ｃとしての独立した領域を廃止することができる。

［実施例１］
次に、上記実施形態１のタッチパネルの製造方法について説明する。図１２は製造方法の工程フローを示すもので、該工程フローを援用しながら説明する。工程Ａにおいて、それそれ透明導電膜１ｂ、２ｂが予め形成されたガラス基板１ａ（板厚０．４ｍｍ）とガラス基板２ａ（板厚１．１ｍｍ）を用意し、それぞれのガラス基板１ａ、１ｂに有機金属化合物を用いた配線部４、５０ａ〜５０ｅ、端子部１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂをスクリーン印刷により印刷する。印刷後の厚みは約１０μｍ程度とした。

ここで、有機金属化合物は脂肪酸銀とアミンとの配位構造物に有機酸が混合されたものから調整されている。具体的には、脂肪酸銀３５％〜４５％、ジヒドロターピネオール１０％〜２０％、１，２−ジアミノシクロヘキサン１０％〜２０％、シクロヘキサンカルボン酸１０％〜２０％、酢酸１％〜１０％、無水フタル酸１％〜５％の組成から構成されている。脂肪酸銀はＲ−ＣＯＯＡｇで示され、そのＲはアルキル基から構成され、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、実施例では、ナミックス株式会社製の品名ＸＥ１０２−２５を用いた。

次に、工程Ｂにおいて、配線部４、５０ａ〜５０ｅ、端子部１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、５が形成された各ガラス基板１ａ、２ａを１５０℃で１０分で乾燥後、２８０℃で６０分で焼成する。これらの乾燥、焼成工程により脂肪酸銀の配位化合物が分解し、銀が析出する。また、アミンや有機酸、脂肪酸が分解ガスとして排出される結果、焼成後の配線部４、５０ａ〜５０ｅ、端子部１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂの肉厚は断面方向において約１μｍとなり、比抵抗は８×１０^-6Ω・ｃｍとなった。

次に、工程Ｃにおいて、一方のガラス基板２ａの外周囲に封入口３ａを残してシール部３をスクリーン印刷により形成した。シール部３の材料は、６５℃、９５％Ｒｈの条件において透湿率が４．１２×１０^-12ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇの値を有する熱硬化型のエポキシ樹脂にシリカスペーサを混合させたものであり、本実施例では三井化学製の商品名ストラクトボンドＸＮ−３１Ａ−Ａに、宇部日東化成製の品名ハイプレシカＮ３Ｎ（粒径２．８μｍ）を０．８ｗｔ％添加したものを用いた。

工程Ｄでは、ガラス基板２ａに、図５に示すように、トランスファー部６を形成した。このトランスファー部６は、樹脂粒子の表面に金めっきした構成の導電粒子（粒径３．５μｍ）２ｗｔ％を上記シール部３の材料に添加してなるトランスファー材をガラス基板２ａにディスペンサを使用して塗布した。なお、導電粒子は、積水化学製のミクロパールＡＵ−２０３５（金めっき）を用いた。

工程Ｅにおいて、一対のガラス基板１ａ、２ａを重ね合わせ、工程Ｆにおいて、該一対のガラス基板１ａ、２ａを治具により０．１〜３Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で押圧した。これにより、シール部３はその全周囲に亘って均一に厚み約３μｍまで潰される。

工程Ｆを実行した後は一対のガラス基板１ａ、２ａが互いに張り付いた状態となるため、ガラス基板１ａから目視した状態ではニュートンリングが全面に発生していた。

そこで、工程Ｇにおいて、一対のガラス基板１ａ、２ａの間に空気を注入する。即ち、シール材３の封入口３ａから５Ｋｇ／ｃｍ^２の吐出圧に設定されたエアーを注入機（図示しない）を介してガラス基板１ａ、２ａ間の空間部８内に注入し、エアーの注入を停止する。これにより、張り付いた状態の一対のガラス基板１ａ、２ａはエアーにより剥がれ、ニュートンリングが消失した。

このエアーを注入した後の状態は、図１のように、一対のガラス基板１ａ、２ａ間のギャップは中央部が大きく、周辺部が小さくなり、ガラス基板１ａが太鼓状となった。なお、ガラス基板１ａの板厚が薄いので、ガラス基板１ａ側が膨らんだ状態を示すが、この図１は膨らんだ状態を分かり易くするため、その状態を誇張して示している。

この太鼓状の形状は、前述したように、トランスファー部６の部分における積算肉厚ｔ１とシール部３の肉厚ｔ２との関係がｔ１＞ｔ２を満足することで達成される。なお、エアーの注入を停止した後でも図１の状態は維持されていた。

次に、工程Ｈにおいて、一対のガラス基板１ａ、２ａを炉中（図示しない）に配置し、１５０℃で１時間、放置し、シール部３を熱硬化させた。なお、工程Ｈでは一対のガラス基板１ａ、２ａのシール部材３の部分には圧力を付与しなかった。

シール部３の硬化が完了後に一対のガラス基板１ａ、２ａを炉中から取出し、室温まで自然冷却後、一対のガラス基板１ａ、２ａを調査した結果、シール部３が硬化する前の太鼓状の形状をそのまま維持していた。この時、ニュートンリングの発生は確認されなかった。

次に、工程Ｉにおいて、シール部３の封入口３ａにはスリーボンド製のＵＶ硬化型アクリル樹脂（３０５２Ｂ）からなる封止剤３０を塗布し、ＵＶを照射（積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ^２）して該封止剤３０を硬化した。以上の工程により、タッチパネルが完成する。

次に、各種実験例により、本発明の優位性を説明する。

［実験例１］
上述の工程Ａ〜Ｉにより製造した、実施例１の構造を有するタッチパネルを６５℃、９５％Ｒｈの高温、高湿環境下に放置したところ、１０００Ｈｒ後においてもタッチパネルとしての正常な動作を示していた。タッチパネルを分解したが、一対のガラス基板間の空間部内には水分の侵入は認められず、透明導電膜、各配線部の腐食も認められなかった。

［比較例１］
従来例について、説明すると、基本的には図１２に示した工程に基いてタッチパネルを製造したが、シール部の肉厚を２０μｍとし、各配線部を５μｍの銀粒子を有する銀ペーストの焼成体とし、さらにトランスファー部を５μｍの銀粒子を有するペースト状物をディスペンサーにて塗布した点が実施例１と相違するのみである。

この比較例１によるタッチパネルを実験例１と同様に６５℃、９５％Ｒｈという高温高湿環境下に放置した結果、４００Ｈｒでタッチパネルの動作不良が発生した。このタッチパネルを分解したところ、一対のガラス基板の透明導電膜、各配線部に部分的に腐食が認められた。このことは、一対のガラス基板間の空間内に水分が侵入したことを物語っている。

［実験例２］
タッチパネルのタッチ領域側のガラス基板の動作荷重を２０ｇｆ〜２００ｇｆに設定した場合において、そのタッチ領域側のガラス基板の板厚とシール部の肉厚との関係で動作荷重がどのように変化するかを実験した。その結果を図１３〜図１５に示す。

実験に供したタッチパネルは実施例１の製造方法により製造したものであり、サイズとしては対角６インチサイズとした。

図１３〜１５は、そのタッチパネルにおいて、横軸にシール部の肉厚を、縦軸にその時の動作荷重をプロットし、タッチ領域側のガラス基板の板厚を０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５５ｍｍに設定した場合、その動作荷重がシール部の肉厚によって、どのように変化するかを示したグラフである。

なお、動作荷重の上限と下限の規格は、特開平１０−１３３８１７号公報に開示されている動作荷重の上限値（２００ｇｆ）と車載環境における誤動作限界値２０ｇｆを下限値とした。（１１０ｇｆ±９０ｇｆ）
図１３によれば、ガラス基板の板厚を０．２ｍｍに設定した場合は、動作荷重２０ｇｆ〜２００ｆｇを得るには、シール部の肉厚が６μｍ〜８μｍであることがわかる。つまり、動作荷重が最大となるシール部近傍が２００ｇｆ以下で、動作荷重が最小となるタッチエリア中央領域が２０ｇｆ以上となるギャップが６μｍ〜８μｍであるということである。

図１４はタッチ領域側のガラス基板に板厚０．４ｍｍ、ヤング率７３００００ｋｇｆ／ｃｍ^２のソーダガラス基板と、板厚０．４ｍｍ、ヤング率約７５００００ｋｇｆ／ｃｍ^２の無アルカリガラス基板とを使用した場合の結果である。図１４から理解されるように、シール部の肉厚が８μｍ以下であれば、動作荷重の上限値と下限値とを共にほぼ満足出来ることがわかる。

図１５はガラス基板の板厚を０．５５ｍｍに設定した場合の結果である。動作荷重の上限値が２００ｇｆを下回るためにはシール部の肉厚を１μｍ以下にする必要があり、製造過程で発生した異物等による一対のガラス基板の各透明導電膜のショートや、ニュートンリング等の不具合が発生するため、実現不可であることがわかる。

なお、ガラス基板の肉厚が０．３ｍｍのデータが無いが、原理的には０．２ｍｍと０．４ｍｍの中間に位置することが予測できるため、実験していない。

また、図１３〜図１５の結果はタッチパネルが６インチサイズのものであるが、動作荷重が若干上下（タッチパネルサイズが小さくなると高く、大きくなると小さく）するもののタッチパネルサイズが４インチ〜８インチの範囲内においては、大きく変化せず６インチサイズの結果を適用できる事は確認済みである。

［実施例２］
実施例２は実施例１のシール部および封止剤の材料として、ＵＶ照射より短時間で硬化するアクリル変性のエポキシ接着剤（透湿率８．２６×１０^-12ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ）を使用した点が異なるのみで、実施例１と同様な製造方法によりタッチパネルを製造した。

その結果、６５℃、９５％Ｒｈの高温高湿の環境下で、１０００Ｈｒ後においても実施例１のタッチパネルと同様に問題ないことを確認した。

なお、ＵＶ硬化型接着剤の接着力は、接着面の清浄度に敏感である（汚れ程度により、接着力が敏感に変化する）ため、実施例１のように、熱硬化型のエポキシ接着剤を使用することが好ましい。

［実施例３］実施例３はシール部３の透湿率について測定したものである。結果を表１に示す。表１の材料を６５℃、９５％Ｒｈの条件に放置した場合、透湿率が最も低い値を示すのは熱硬化型エポキシ系であることがわかる。

表１において、透湿率は以下の式により求められるものである。
［数１］
Δｗ＝ｋ（ｂｃ／ａ）・（Ｐｏｕｔ−Ｐｉｎ）Δｔ
ここで、Δｗは透湿量を示し単位はｇ・ｃｍ、ｋは透湿率を示し単位は上記表１参照、ａ、ｂ、ｃは例えば図５におけるシール部３の幅ａ（シール部を平面から見た場合の幅）、肉厚ｂ、長さｃ（シール部の全周の長さ）を示し単位はｃｍ、（Ｐｏｕｔ−Ｐｉｎ）はタッチパネルの外側空間と内側空間との水分圧を示し単位はｃｍＨｇ、Δｔは時間の差を示し単位はｓｅｃである。

タッチパネルの一対のガラス基板が或る断面積のシール部で接着された場合において、タッチパネルの空間部と外側の水分圧がそれぞれＰｉｎ、Ｐｏｕｔの場合に、その空間部内に入ってくる水分量が上記式で求まる。この式から理解されるように、水分量はシール部の肉厚ｂ×シール部の長さｃに比例し、幅ａに反比例することが理解できる。従って、ｃとａを固定した場合、シール部の肉厚ｂに比例することになり、シール部の肉厚ｂがタッチパネルの空間部内に侵入する水分量に支配的にかかわっていることが理解できる。

［実施例４］
実施例４は実施形態２の製造方法を示すものである。製造工程は図１２に示した実施形態１の製造方法と同様であるが、変更点は工程Ａの配線材の印刷位置と工程Ｃのシール材の印刷形状である。以下の説明は、この変更点についてのみ行う。

即ち、工程Ａにおいては、配線材の位置は、シール材の印刷位置とした。

次に工程Ｃにおけるシール材の形状は図１０に示すように、基板１ａ、２ａを重ね合わせた時に配線材の幅を完全に覆うような形状とした。

具体的には、図１１のように、配線材の両脇にシール材を印刷し、基板１ａ、２ａを重ね合わせた時に配線材の幅を完全に覆うような形状となるように印刷した。配線材上にシール材を印刷すると、トランスファー材が他方の基板との接続を行うための接触部にシール材が入り込み、基板１ａ、２ａ間の電気的接続が行われなくなる不具合が発生する。

本実施例４では配線材の両脇にシール材を印刷し、工程Ｅにて重ね合わせた時、シール材が潰れて配線材を覆うような構造とした（図１１）。

このように、配線材とシール材との印刷位置を調整した後、実施例１と同様に図１２の工程を実施した。

この実施例４により製造されたタッチパネルを実施例１と同一の高温、高湿環境下に放置したところ、実施例１と同一の結果が得られた。

［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されず、各配線部、端子部を構成する有機金属化合物の金属としてはＡｇを用いたが、Ａｕ、Ｃｕであっても勿論よい。

また、有機金属化合物を含む調合材としては、有機金属化合物、アミン、有機酸の組合せを包含するものであればよく、有機金属化合物が脂肪酸と金属との結合されたものに限定されるものではない。

また、一対のガラス基板１ａ、２ａ間に注入するガス体としては、エアーの他に不活性ガスでも勿論よい。

タッチパネルの実施形態１を示し、図６のＩ−Ｉ断面図である。 実施形態１の要部であるトランスファー部と配線部との接続関係を示す断面図である。 実施形態１の他の要部であるシール部の部分を示す断面図である。 実施形態１のタッチ領域側のガラス基板の平面図である。 実施形態１の他方のガラス基板の平面図である。 図４のガラス基板と図５のガラス基板とを重ね合わせた状態を示す平面図である。 実施形態１の変形例を示し、図８のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 実施形態１の変形例を示す平面図である。 実施形態２を示し、図１０のＩＸ−ＩＸ断面図である。 実施形態２の平面図である。 実施形態２の製造方法の説明に供する断面図である。 実施例１の製造方法の説明に供する工程図である。 実験例２の説明に供するグラフである。 実験例２の説明に供するグラフである。 実験例２の説明に供するグラフである。 実施形態１のタッチパネルを液晶表示器に配置した状態を示す概念図である。

符号の説明

１ タッチパネル
１ａ ガラス基板
１ｂ 透明導電膜
２ａ ガラス基板
２ｂ 透明導電膜
３ シール部
４ 配線部
５ 配線部
６ トランスファー部
６ａ 樹脂粒子
６ｂ 金属膜
８ 空間部
５０ａ 配線枝部
５０ｂ 配線枝部
５０ｃ 配線枝部
５０ｄ 配線枝部
５０ｅ 配線枝部
Ｄ 液晶表示器

Claims (8)

1. 透明導電膜を配設した一対の透明ガラス基板を備え、該一対のガラス基板がそれらの間に空間部が形成されるように前記透明導電膜側にて互いに対向するように配置されるとともに、シール部を介して接合された構成を有する自動車用タッチパネルにおいて、
   前記タッチパネルは自動車用ナビゲーション装置に適用可能な長方形であって、その対角のサイズは４インチ〜８インチの範囲であり、
   前記一対のガラス基板のうち一方のガラス基板がタッチ領域を備えており、該一方のガラス基板の板厚が０．３ｍｍ以上０．４ｍｍ以下に設定され、
   前記一方のガラス基板のヤング率が７３００００Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上７５００００Ｋｇｆ／ｃｍ^２以下であって、
   前記シール部の肉厚が８μｍ以下（０は含まない）に設定され、
   前記一対のガラス基板のそれぞれの前記透明導電膜が前記配線部との接続部を除く全面にて前記一対のガラス基板間に形成された空間部内に直接露出しており、
   前記一対のガラス基板のうち前記タッチ領域を有する前記一方の基板が、前記シール部周辺から見て中央部が７μｍ高い、その外側に向けて凸状に膨らだ形状を有しており、
   前記シール部は、エポキシ樹脂にシリカスペーサやガラスファイバーのスペーサ粒子（７）を混入して構成され、
   前記エポキシ樹脂は、透湿率が、６５℃、９５％Ｒｈの条件下において、８×１０^−１２ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇを超えない値を示すエポキシ樹脂であって、
   前記スペーサ粒子（７）は、動作荷重が最大となるシール部近傍の動作荷重を２００ｇｆ以下とし、動作荷重が最小となるタッチエリア中央領域の動作荷重を２０ｇｆ以上とするために、前記ガラス基板の板厚が０．３ｍｍの場合には前記シール部の肉厚を４μｍ〜８μｍに設定し、前記ガラス基板の板厚が０．４ｍｍの場合には前記シール部の肉厚が２μｍ〜８μｍに設定する前記ガラス基板の板厚と前記シール部の肉厚との関係により示される前記シール部の肉厚を規定するスペーサ粒子であることを特徴とする自動車用タッチパネル。
2. 前記エポキシ樹脂が熱硬化型であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用タッチパネル。
3. 前記一対のガラス基板の何れか一方のガラス基板の前記透明導電膜に接続された配線部と、他方のガラス基板に形成された配線部と、該両配線部の間に配置されて該両配線部どうしを電気的に接続するトランスファー部とを有しており、該両配線部、前記トランスファー部は前記一対のガラス基板の間において前記シール部よりも内側に位置しており、前記トランスファー部と前記両配線部との積算肉厚ｔ１と前記シール部の肉厚ｔ２との関係が、ｔ１＞ｔ２の関係を満足することを特徴とする請求項１〜２の何れか１つに記載の自動車用タッチパネル。
4. 前記ｔ１＞ｔ２の関係を満足することにより、前記一対のガラス基板のうち前記タッチ領域を有する前記一方の基板が、その外側に向けて凸状に膨らんだ形状を有していることを特徴とする請求項３に記載の自動車用タッチパネル。
5. 前記トランスファー部が、樹脂粒子と該樹脂粒子の表面にめっきされた金属膜とを有する導電粒子から構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の自動車用タッチパネル。
6. 前記配線部が前記シール部により覆われていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の自動車用タッチパネル。
7. 前記配線部が有機金属化合物の焼成体により構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の自動車用タッチパネル。
8. 前記ガラス基板の板厚が０．４ｍｍであり、前記シール部の肉厚が３μｍであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の自動車用タッチパネル。

Images