JP4310180B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

本発明はタッチパネル及びその製造技術に関する。

従来より、タッチパネルはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）やコピー機等のオペレーションパネルに広く用いられている。
図４の符号１０１は従来技術のタッチパネルの一例を示しており、タッチパネル１０１は第一、第二の支持部１１０、１２０を有している。

第一、第二の支持部１１０、１２０は層状の第一、第二の基板１１１、１２１と、第一、第二の基板１１１、１２１の表面に形成された第一、第二の電極膜１１２、１２２とを有しており、第一、第二の支持部１１０、１２０は第一、第二の電極膜１１２、１２２が形成された面が互いに対向し、リング状の積層部１１６を挟み込むよう配置されている。

第二の支持部１２０の第二の電極膜１２２とは反対側の面は、表示装置１３０に貼付されており、表示装置１３０により表示される画像は第二の支持部１２０と、積層部１１６の内周面で囲まれた押圧領域１１９と、第一の支持部１１０とを通して表示装置１３０とは反対側の面から観察される。

第二の電極膜１２２の表面には複数の導電性スペーサ１１８が配置されており、観察される画像情報に基づき、押圧領域１１９上の位置を選択し、第一の支持部１１０側からタッチパネル１を押圧すると、第一の支持部１１０が曲がって、第一の電極膜１１２の表面がスペーサ１１８の先端に接触し、第一、第二の電極膜１１２、１２２が電気的に接続される。第一、第二の電極膜１１２、１２２の電位変化を測定すれば、押圧された箇所を特定し、入力情報として処理することができる。

従来技術のタッチパネル１０１は、第一、第二の支持部１１０、１２０の端部は積層部１１６で固定されているので、押圧領域１１９のうち、積層部１１６に近い位置で第一の支持部１１０を押圧すると、第一の支持部１１０の積層部１１６上に位置する部分は湾曲できず、押圧領域１１９内の積層部１１６に近いごく小さい領域だけが湾曲することになる。従って、第一の支持部１１０は積層部１１６の内周端部上の位置で大きく曲がり、そのため内周端部上の位置で第一の電極膜１１２に亀裂が生じることがあった。

この問題を解決するために、従来のタッチパネルでは押圧領域１１９を表示装置１３０の画像を観察可能なビューエリアとし、実際に押圧する領域（アクティブエリア）をビューエリアよりも内側に設けることで、積層部１１６と、押圧領域１１９との境界近傍の押圧を避けていた。しかしながら、近年縁部分の狭いタッチパネル１０１が求められており、そのようなタッチパネル１０１を製造するためには、アクティブエリアを積層部１１６に近い位置まで広げる必要がある。
実公平７−１６２６６ 特開平７−３１４５９７ 特開２００１−２１８７１ 特開２００２−５５３３０

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、アクティブエリアを広くした場合であっても耐久性が高いタッチパネルを提供することである。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、第一、第二の支持部と、リング状の積層部とを有し、前記第一、第二の支持部は、層状の第一、第二の基板と、前記第一、第二の基板上にそれぞれ配置された第一、第二の電極膜とを有し、前記第一、第二の支持部は前記第一、第二の電極膜が形成された面が互いに対向するように配置され、前記積層部は前記第一、第二の支持部の間に配置され、前記積層部と、前記第一、第二の支持部とで囲まれた領域で押圧領域が構成され、前記第一、第二の基板のいずれか一方又は両方を、前記押圧領域の所望位置で押圧すると、押圧された位置で前記第一、第二の電極膜が電気的に導通するように構成されたタッチパネルであって、前記積層部は接着剤と、前記接着剤の一面と反対側の面にそれぞれ配置され、前記第一、第二の基板と平行なリング状の第一、第二のオーバーレジスト層と、前記第一、第二のオーバーレジスト層上に配置されたリング状の第一、第二のアンダーレジスト層と、前記第一のオーバーレジスト層と前記第一のアンダーレジスト層との間と、前記第二のオーバーレジスト層と前記第二のオーバーレジスト層との間にそれぞれ配置された第一、第二の配線膜とを有し、前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周は、前記第一、第二の配線膜の内周よりも内側に突き出され、前記第一のオーバーレジスト層は前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から前記積層部の内側に突き出された第一のオーバーコートを有するタッチパネルである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のタッチパネルであって、前記第二のオーバーレジスト層は、前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から前記積層部の内側に突き出された第二のオーバーコートを有するタッチパネルである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のタッチパネルであって、前記第一、第二のオーバーコートのうち、少なくとも一方のオーバーコートの前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から突き出された大きさは、前記第一、第二のオーバーレジスト層の幅の０．２５倍以上０．５倍以下にされたタッチパネルである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のタッチパネルであって、前記第一、第二のオーバーコートのうち、少なくとも一方のオーバーコートの前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から突き出された大きさは、１ｍｍ以上にされたタッチパネルである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のタッチパネルであって、前記第一、第二のオーバーコートのうち、少なくとも一方のオーバーコートはリング状にされたタッチパネルである。

本発明では、オーバーレジスト層がアンダーレジスト層よりも積層体のリングの内側に突き出てオーバーコートが構成されており、オーバーコートでアンダーレジスト層が覆われることで、積層部の段差が緩やかになっているので、押圧領域のうち、積層部の内周端部に近い位置を押圧したときに、電極膜へのストレスが緩和され、電極膜にクラックが起こり難い。従って、押圧により信号を入力するアクティブエリアを、積層部の内周端部に近い位置まで広げたとしても、電極膜が損傷を受けにくく、タッチパネルの耐久性が劣化しない。

以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図３の符号１は本発明のタッチパネルの一例を示している。タッチパネル１は第一、第二の支持部１０、２０と、積層部１６とを有している。

積層部１６は接着剤層２８を有している。接着剤層２８の一面及び他面には第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５が配置され、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５上には第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３が配置されており、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５と、第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３との間には第一、第二の配線膜１４、２４が配置されている。

接着剤層２８と、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５と、第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３はそれぞれリング状であって、各リングの中心は一致するようになっているので、積層部１６全体の形状はリング状になっている。

第一、第二の支持部１０、２０はフィルム状の樹脂層からなる第一、第二の基板１１、２１と、第一、第二の基板１１、２１の片面に配置された第一、第二の電極膜１２、２２とを有している。

第一、第二の支持部１０、２０は第一、第二の電極膜１２、２２が形成された面が互いに向けられ、積層部１６は第一のアンダーレジスト層１３が第一の電極膜１２に向けられ、第二のアンダーレジスト層２３が第二の電極膜２２に向けられた状態で、第一、第二の支持部１０、２０の間に挟まれて配置されている。

図３の符号１９は積層部１６の内周面で囲まれた領域である押圧領域を示しており、押圧領域１９内では第一、第二の支持部１０、２０は積層部１６のリングの厚み分だけ互いに離間している。

第二の支持部２０の第二の電極膜２２とは反対側の面はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のような表示装置３０に貼付され、第一の支持部１０の第一の電極膜１２とは反対側の面には偏光板３３が貼付されている。

第一、第二の基板１１、２１を構成する樹脂フィルムは透明であって、第一、第二の電極膜１２、２２はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のような透明導電膜で構成されているので、表示装置３０から放出される光は、第二の支持部２０と、押圧領域１９とを透過した後、押圧領域１９上の位置で第一の支持部１０と偏光板３３とを透過し、外部に放出される。

ここでは、第一の基板１１は位相差フィルムで構成されており、外光が偏光板３３を透過したとしても第一の基板１１を透過し、タッチパネル１内部で反射された後、再び第一の基板１１を透過することで光の向きが補正され、偏光板３３に吸収される。従って、このタッチパネル１は外光反射が少なく、表示装置３０の画像が鮮明に表示されるようになっている。表示装置３０の画像情報に基づき選択した位置でタッチパネル１を偏光板３３側から押圧すると、第一の支持部１０が偏光板３３と一緒に湾曲する。

本願のタッチパネル１は、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５が第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３の内周から突き出され、第一、第二のオーバーコート１７、２７が形成されている。ここでは、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の全内周が第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３の内周から突き出され、リング状の第一、第二のオーバーコート１７、２７が形成されており、第一、第二のオーバーコート１７、２７によって第一、第二の配線膜１３、２３と、第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３が覆われている。

従って、オーバーコート１７、２７が無い従来のタッチパネルに比べ、積層部１６の内周面と、電極膜１２、２２表面とがなす角度が小さく、積層部１６の段差が緩やかになっているので、積層部１６の内周端部に近い位置を押した場合であっても第一の電極膜１２に亀裂が生じにくく、耐久性が高くなっている。

このタッチパネル１では、第二の電極膜２２の押圧領域１９に位置する部分に複数個のスペーサ１８が配置されており、押圧によって第一の支持部１０が湾曲し、第二の支持部２０に近づくと、第一の電極膜１２がスペーサ１８の先端に接触する。

各スペーサ１８は導電性樹脂で構成されており、第二の電極膜２２に電気的に接続されているので、第一の電極膜１２がスペーサ１８の先端に接触すると、押圧された部分で第一、第二の電極膜１２、２２同士が電気的に接続される。

第一、第二の電極膜１２、２２はそれぞれ第一、第二の配線膜１４、２４に電気的に接続され、第一、第二の配線膜１４、２４はそれぞれ不図示の分析装置に接続されており、分析装置によって第一、第二の配線膜１４、２４に電流を供給しながら、電位変化を測定すれば、第一、第二の電極膜１２、２２同士が電気的に接続された位置が特定され、入力情報として処理される。

尚、ここでは偏光板３３の第二の支持部２０とは反対側の表面には透明な硬質樹脂からなる保護層３４が形成されており、偏光板３３はこの保護層３４によって押圧の際の擦過から保護されるようになっている。

本願のタッチパネル１の耐久性を確認するために、先端半径が０．８ｍｍのポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）製のペンで、２〜５Ｎの荷重をかけてタッチパネル１を所定回数繰り返し押圧する摺動試験を行い、摺動試験の後にタッチパネル１を押圧したときに入力信号が正常に読み取れるかどうかを調べた。

オーバーコートを有しない従来のタッチパネルでは摺動回数が１０万回で信号が正常に読み取れなくなったが、本願のタッチパネル１では摺動回数が３０万回であっても信号が正常に読み取れた。

次に、本発明のタッチパネル１を製造する工程の一例について説明する。図１（ａ）と図２（ａ）は第一、第二の支持部１０、２０上に、スクリーン印刷法によって第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３と、第一、第二の配線膜１４、２４とが形成された状態を示しており、この状態では第二の電極膜２２表面にはスペーサ１８が形成されている。

第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３の内周は、第一、第二の配線膜１４、２４の内周よりも内側に突き出されており、スクリーン印刷法により絶縁性の樹脂液を、第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３の内周よりも内側に突き出るように第一、第二の配線膜１４、２４上に塗布して塗布層を形成し、該塗布層を硬化させると、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５が形成される。

図１（ｂ）、図２（ｂ）はそれぞれ第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５が形成された状態を示しており、第一、第二の配線膜１４、２４の内周面と、第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３の第一、第二の配線膜１４、２４よりも内側に突き出た部分と、第一、第二の電極膜１２、２２の第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３の内周端部に近い位置は第一、第二のオーバーコート１７、２７で覆われている。

次いで、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５のいずれか一方又は両方の上に、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の内周よりも内側に突き出ないように接着剤をリング状に塗布して接着剤層を形成した後、第一の支持部１０の第一の電極膜１２が形成された面と、第二の支持部２０の第二の電極膜２２が形成された面とを互いに対向させ、第一のオーバーレジスト層１５が第二のアンダーレジスト層２３の内周よりも内側にはみ出し、第二のオーバーレジスト層２５が第一のアンダーレジスト層１３の内周よりも内側にはみ出すように位置合わせをし、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５で接着剤層２８を挟み込むと、積層部１６が形成され、第一、第二の支持部１０、２０が互いに張り合わされる。

次いで、第一の支持部１０の第一の電極膜１２とは反対側の面に偏光板３３を貼付し、第二の支持部２０の第二の電極膜２２とは反対側の面を表示装置３０に貼付すれば、図３に示したようなタッチパネルが得られる。

本発明のタッチパネル１では、接着剤層２８が第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の内周よりも内側に突き出されていると、接着剤層２８を構成する接着剤が、タッチパネル１を押圧する際に押圧領域１９内の第一、第二の支持部１０に付着する恐れがあり、タッチパネル１内部の汚染の原因になるので、接着剤層２８は第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の内周よりもリングの外側に位置することが好ましい。

第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅は特に限定されるものではないが、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅を狭くすると、接着剤層２８の幅も狭くなり、十分な接着力が得られなくなるので、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅は２ｍｍ以上であることが好ましい。第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅の上限は特に限定されるものではないが、タッチパネル１の狭縁化を考慮すると４ｍｍ以下であることが好ましい。

図３の符号ｗは、第一、第二のオーバーコート１７、２７の第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３から突き出された大きさを示しており、ここでは第一、第二のオーバーコート１７、２７の大きさｗは等しくなっている。この大きさｗは特に限定されるものではないが、積層部１６の膜厚、又は、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅のいずれかを大きくする場合には、大きさｗも大きくする必要がある。

具体的には、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅が２ｍｍ以上４ｍｍ以下の場合は大きさｗは１ｍｍ以上であることが好ましく、従って、大きさｗは第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅の２５％以上５０％以下であることが好ましい。

以上は第一、第二のオーバーコート１７、２７の大きさｗがそれぞれ等しい場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第一のオーバーコート１７の大きさｗと、第二のオーバーコート２７の大きさｗのうち、少なくとも一方のオーバーコートの大きさｗが、第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の幅の２５％以上５０％以下、又は、積層部１６の厚みの５倍以上であればよい。また、第一のオーバーレジスト層１５の幅と、第二のオーバーレジスト層２５の幅も同じでなくてもよい。

第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５と第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３を構成する物質も特に限定されるものではないが、第一、第二の配線膜１４、２４同士、第一の配線膜１４と第一の電極膜１２との間、及び第二の配線膜２４と第二の電極膜２２との間の絶縁するためには、絶縁性の物質で構成することが好ましい。第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５や、第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３を構成する絶縁性の物質としては、絶縁性の樹脂を用いることが好ましい。

上述したように樹脂液の塗布層を硬化させてレジスト層を形成する場合には、絶縁性の樹脂として紫外線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を用いることが一般的である。紫外線樹脂を用いる場合には紫外線樹脂が含有された樹脂液の塗布層を形成した後、紫外線を照射することで塗布層を硬化させ、各レジスト層を形成することができる。また、熱硬化性樹脂を用いる場合には熱硬化性樹脂が含有された樹脂液の塗布層を形成した後、該塗布層を加熱することで塗布層を硬化させ、各レジスト層を形成することができる。塗布層の形成方法はスクリーン印刷法に限定されず、例えば、ディスペンサーを用いて所定形状の塗布層を形成することもできる。

第一、第二の配線膜１４、２４を構成する物質は特に限定されず、銀ペースト等種々の導電性物質を用いることができる。第一、第二の配線膜１４、２４の幅は特に限定されるものではないが、導通信頼性を考慮するとその幅は０．５ｍｍ以上あることが好ましい。

第一、第二の配線膜１４、２４の幅も特に限定されないが、第一、第二の配線膜１４、２４が第一、第二のオーバーレジスト層１５、２５の内周、及び第一、第二のアンダーレジスト層１３、２３の内周よりも内側に突き出されると、第一、第二の電極膜１２、２２と押圧領域１９内部で接触し、短絡の原因となる。接着剤層２８を構成する接着剤も特に限定されるものではなく、熱硬化性接着剤、紫外線硬化性接着剤、又は、粘着剤等種々のものを用いることができる。

第一、第二の基板１１、２１を構成する材質も特に限定されるものではないが、表示装置３０の画像を表示することを考慮すると、透明樹脂フィルムやガラス基板等透明性の高いものが好ましい。表示装置３０に貼付される側の基板２０（第二の基板）は等方性フィルムのように光の進行方向を変えない樹脂フィルムで構成することが好ましい。

以上は、第一、第二の電極膜１２、２２が第一、第二の基板１１、２１表面に全面成膜された場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第一、第二の電極膜１２、２２はパターニングされていてもよい。

表示装置３０はＬＣＤに限定されるものではなく、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ ｔｕｂｅ）モニター、ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）等、種々の表示装置を用いることもできる。

以上は、情報を入力する場合に、第一、第二の支持部１０、２０のうち、第一の支持部１０が配置された側を押圧する場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、第一の支持部１０が配置された側と、第二の支持部２０が配置された側の両方の側からタッチパネル１を押圧し、情報を入力する場合も本発明には含まれる。

以上は第二の電極膜２２にスペーサ１８を設ける場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、スペーサ１８は第一、第二の電極膜１２、２２の両方に設けてもよく、また、スペーサ１８を設けずに、押圧によって第一、第二の電極膜１２、２２を直接接触させて、電気的に接続させることもできる。

（ａ）、（ｂ）：第一の支持部上に第一のオーバーレジスト層を配置する工程を説明する図 （ａ）、（ｂ）：第二の支持部上に第二のオーバーレジスト層を配置する工程を説明する図 本発明第一例のタッチパネルを説明する断面図 従来技術のタッチパネルを説明するための断面図

符号の説明

１、５、７……タッチパネル １０……第一の支持部 １１……第一の基板 １２……第一の電極膜 １３……第一のアンダーレジスト層 １４……第一の配線膜 １５……第一のオーバーレジスト層 １６……積層部 １７……第一のオーバーコート １９……押圧領域 ２０……第二の支持部 ２１……第二の基板 ２２……第二の電極膜 ２３……第二のアンダーレジスト層 ２４……第二の配線膜 ２５……第二のオーバーレジスト層 ２７……第二のオーバーコート ２８……接着剤層

Claims (5)

1. 第一、第二の支持部と、リング状の積層部とを有し、
   前記第一、第二の支持部は、層状の第一、第二の基板と、前記第一、第二の基板上にそれぞれ配置された第一、第二の電極膜とを有し、
   前記第一、第二の支持部は前記第一、第二の電極膜が形成された面が互いに対向するように配置され、
   前記積層部は前記第一、第二の支持部の間に配置され、前記積層部と、前記第一、第二の支持部とで囲まれた領域で押圧領域が構成され、
   前記第一、第二の基板のいずれか一方又は両方を、前記押圧領域の所望位置で押圧すると、押圧された位置で前記第一、第二の電極膜が電気的に導通するように構成されたタッチパネルであって、
   前記積層部は接着剤と、前記接着剤の一面と反対側の面にそれぞれ配置され、前記第一、第二の基板と平行なリング状の第一、第二のオーバーレジスト層と、前記第一、第二のオーバーレジスト層上に配置されたリング状の第一、第二のアンダーレジスト層と、前記第一のオーバーレジスト層と前記第一のアンダーレジスト層との間と、前記第二のオーバーレジスト層と前記第二のオーバーレジスト層との間にそれぞれ配置された第一、第二の配線膜とを有し、
   前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周は、前記第一、第二の配線膜の内周よりも内側に突き出され、
   前記第一のオーバーレジスト層は前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から前記積層部の内側に突き出された第一のオーバーコートを有するタッチパネル。
2. 前記第二のオーバーレジスト層は、前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から前記積層部の内側に突き出された第二のオーバーコートを有する請求項１記載のタッチパネル。
3. 前記第一、第二のオーバーコートのうち、少なくとも一方のオーバーコートの前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から突き出された大きさは、前記第一、第二のオーバーレジスト層の幅の０．２５倍以上０．５倍以下にされた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のタッチパネル。
4. 前記第一、第二のオーバーコートのうち、少なくとも一方のオーバーコートの前記第一、第二のアンダーレジスト層の内周から突き出された大きさは、１ｍｍ以上にされた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のタッチパネル。
5. 前記第一、第二のオーバーコートのうち、少なくとも一方のオーバーコートはリング状にされた請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のタッチパネル。

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