JP4550251B2 - 狭額縁タッチパネル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンピュータに接続されたLCD(液晶ディスプレイ)やCRT(ブラウン管)などの表示画面上に配置し、透視した表示画面に表示された指示に従って指やペンなどで上から押圧することにより、押圧箇所の表示画面中における位置をコンピュータに入力することができるアナログ抵抗膜方式のタッチパネルに関するものである。特に、携帯性を重視した情報端末(PDA=パーソナル・デジタル・アシスタント)に使用される入力領域や表示領域を広くとった狭額縁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、電子手帳やパソコンなどに使用されるタッチパネルとしては、図1〜図3に示すように、ガラス板などの透明絶縁性基材の上面にインジウムチンオキサイド(ITO)などからなる透明導電膜及び銀ペーストなどからなる並行な一対の下側バスバーを形成した下側電極シートと(図2参照)、ポリエチレンテレフタレートなどの可撓性透明絶縁性基材の下面に前記と同様の透明導電膜及び上側バスバーを形成した上側電極シート(図1参照)とを、下側バスバーと上側バスバーとが直交するように重ね合わせ、周縁部を両面テープや絶縁性の接着剤などからなる接着層で接着した抵抗膜方式のものがある(図3参照)。
上記各バスバーにかかる電圧を外部端子に伝達するために引き回し回路が必要とされるが、この方式のタッチパネルでは、通常、上側引き回し回路も下側引き回し回路も、下側電極シートの下側バスバーが形成された面と同一の面上にまとめて形成される。このため上側電極シートには上側バスバーのみが形成される。上側バスバーと上側引き回し回路とは別々の電極シートに形成されることになるが、これらは、上側バスバーと下側バスバーとが対向するようにして上側電極シートと下側電極シートとを貼り合わせる際に初めて、連絡電極及び異方導電接着層を介して接続される(図3参照)。
上側引き回し回路も下側引き回し回路も上側電極シートと下側電極シートとの間に挟み込まれるため、引き回し回路と接続するフィルムコネクターとの接続部も上側電極シートと下側電極シートとの間に挟み込まれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術では、次のような課題があった。
(1)上側電極シートと下側電極シートとの間に、上側引き回し回路および下側引き回し回路が挟み込まれることになる。
このため、(a)上側引き回し回路および下側引き回し回路が形成されるスペースが下側電極シートの周縁部に必要となる。この部分は、入力領域にも表示領域にも使用できないので、全くのデッドスペースとなり、タッチパネルの周縁部が無駄に広くなってしまう。このため、不要の周縁部を狭くして表示領域を広く見せたり、軽量・小型の要求を満足させたりすることができない。さらに、(b)透明導電膜が形成される面と同一の面上に上側引き回し回路及び下側引き回し回路を形成するため、透明導電膜と引き回し回路とが接触して絶縁不良が発生するなどの不都合がある。
(2)上側電極シートと下側電極シートとの間に「フィルムコネクターとの接続部」も挟み込まれる(図2、3参照)。
このため、環状の両面テープのうち、フィルムコネクターの接続部に相当する部分は切り欠く必要がある。異方導電接着層による接着と、他の周縁部の両面テープによる接着とは接着強度が異なるため、全周に均一な接着強度が得られない。したがって、タッチパネルの高温試験などを行なうと、上側電極シートと下側電極シートの熱収縮あるいは熱膨張により局所的に歪みが生じて、上側電極シートが波打つといった不具合があった。
【0004】
上記目的を達成するために、本発明の狭額縁タッチパネルは、
上側電極シートと下側電極シートとがスペーサを介して重ね合わせられた狭額縁タッチパネルにおいて、
前記上側電極シートが、可撓性絶縁性基材と、
前記可撓性絶縁性基材の前記下側電極シート側に形成される一対の上側バスバーと、前記一対の上側バスバーの間に形成される透明導電膜とを備え、前記下側電極シートが、透明絶縁性基材と、前記透明絶縁性基材の前記上側電極シート側に形成され前記一対の上側バスバーとは直行するように形成される一対の下側バスバーと、前記一対の下側バスバーの間に形成される透明導電膜と、前記上側電極シートと前記下側電極シートとを重ね合わせたとき、前記透明絶縁性基材の前記上側バスバーの中央部の延長線上に相当する箇所と前記透明絶縁性基材の前記下側バスバーの中央部が位置する箇所に前記透明絶縁性基材を貫通するように形成されるスルーホールと、前記透明絶縁性基材の前記下側バスバーが形成された面とは反対側の面上であって前記透明絶縁性基材の前記下側バスバーが形成されている位置よりも外側に形成されるフィルムコネクターと、前記上側電極シートと前記下側電極シートを重ね合わせたとき、前記下側バスバーと前記上側バスバーとが配置される領域の延長線上であって、前記透明絶縁性基材の前記フィルムコネクターが形成される面上に前記フィルムコネクターと前記スルーホールとを接続するよう形成される上側引き回し回路及び下側引き回し回路とを備える狭額縁タッチパネル。
【0005】
また、この発明は、上記スルーホールの径の大きさが0.1〜1.0mmであってもよい。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下に、図を参照しながら本発明に係る狭額縁タッチパネルを詳細に説明する。
この発明の狭額縁タッチパネルは、下側電極シート4と上側電極シート7とからなる。
下側電極シート4は、透明絶縁性基材1の上面に透明導電膜2及び平行な一対の下側バスバー3が形成されたものである(図5参照)。
上側電極シート7は、可撓性透明絶縁性基材5の下面に透明導電膜2及び平行な一対の上側バスバー6が形成されたものである(図4参照)。
【0007】
透明絶縁性基材1は、下側電極シート4に用いられる基材である。透明絶縁性基材1は、ソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、強化ガラスなどのガラス板のほか、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系などの透明樹脂板または透明フィルムを用いることができる。下側電極シートに用いる透明絶縁性基材1は、透明フィルムと透明プラスチック板との積層品であってもよい。この場合はタッチパネル全体としての耐久性が向上するので好ましい。
下側電極シート4に用いられる透明絶縁性基材1は、スルーホール11が形成され、かつ、その下面に引き回し回路が形成されるものである。その材質としてはソーダガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどが特に好ましい。また、その厚みとしては0.5〜3.0mmのものから選べるが、1.0mmが特に好ましい。
【0008】
可撓性透明絶縁性基材5は、上側電極シート5に用いられる基材であり、指で押圧すると撓む性質を有する。可撓性透明絶縁性基材5は、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムなどを用いることができる。なお、可撓性透明絶縁性基材5の透明導電膜2を設けた面と反対の面にはハードコート層を形成することができる。ハードコート層としてはシロキサン系樹脂などの無機材料、あるいはアクリルエポキシ系、ウレタン系の熱硬化型樹脂やアクリレート系の光硬化型樹脂などの有機材料がある。ハードコート層の厚みは、1〜7×10−3mm程度が適当である。
また、可撓性透明絶縁性基材5には、透明導電膜2を設けた面と反対の面に光反射防止のためにノングレア処理を施すことができる。たとえば、可撓性透明絶縁性基材5やハードコート層を凹凸加工したり、ハードコート層中に体質顔料やシリカ、アルミナなどの微粒子を混ぜたりするとよい。さらに、可撓性透明絶縁性基材5は、1枚のフィルムではなく複数枚のフィルムを重ね合わせた積層体とすることができる。
【0009】
透明導電膜2は、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、インジウムチンオキサイド(ITO)などの金属酸化物膜、これらの金属酸化物を主体とする複合膜、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、パラジウムなどの金属膜によって形成することができる。また、透明導電膜2を2層以上の多層とすることができる。透明導電膜2は、真空蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング、CVD法などで形成することができる。透明導電膜2は、酸などでエッチング処理を行ない不要な部分を除去する方法によってパターン化することができる。さらに、透明導電膜2のいずれかの表面には後述するスペーサ8を形成することができる。
【0010】
上側バスバー6および下側バスバー3は、金、銀、銅、ニッケルなどの金属あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストによって形成することができる。上側バスバー6および下側バスバー3は、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法、刷毛塗法などによって形成することができる。
各バスバーの形成位置は、可撓性透明絶縁性基材5のなるべく端部に形成し、バスバーが形成されないエリアを中央部になるべく広くとれるようにするのが一般的である。バスバーが形成されないエリア、つまり入力エリアや表示エリアの広さや形状をどのように設定するかは、この発明のタッチパネルを使用する電子手帳やパソコンの入力エリアや表示エリアの広さや形状に適合させることになる。
【0011】
下側電極シート4の下面には、上側引き回し回路9と下側引き回し回路10とが形成されている(図6、図9参照)。
引き回し回路は、金、銀、銅、ニッケルなどの金属あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストを用いて形成することができる。引き回し回路の形成方法としてはスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法、刷毛塗法などがある。
【0012】
下側電極シート4の下面には、バスバーも透明導電膜2も存在しないので、引き回し回路のパターンは制約を受けないが、通常、下側電極シート4の下面には電子手帳やパソコンのLCDなどの表示装置が配置されるので、LCDなど表示装置に対応させて透明なエリアを確保することが必要である。
なお、各引き回し回路において、後述するスルーホール11に相当する箇所、つまり連結部18においてのみ面積が大きいのは、印刷見当ズレが多少生じても、上側バスバーと上側引き回し回路との導通性に影響を与えないようにするためである。
【0013】
さらに、下側電極シート4には、上側バスバー6と上側引き回し回路9、及び、下側バスバー3と下側引き回し回路10とをそれぞれ電気的に接続するための、スルーホール11が形成されている。スルーホール11内には導電材12が形成される(図5、図7、図8参照)。
スルーホール11の形成位置は、上側バスバー又は下側バスバーの中央部が好ましい(図5参照)。各バスバーの両端での抵抗値に差が生じることにより正確な位置検出が困難となる場合があるからである。
スルーホール11の径の大きさは、0.1〜1.0mmが好ましい。0.1mmより小さいとスルーホールによる十分な導通が確保できなくなる恐れがあり、1.0mmより大きいとスルーホールが形成された部分ではバスバーが細くなるためバスバーに亀裂が入りやすくなり十分な導通が確保できなくなったり、スルーホールに形成される導電材の量が多く必要になり不経済となったりするからである。
スルーホール11の内面はできるだけ細かい凹凸がなく、その横断面形状は円形が好ましい。そのほうがスルーホールの中の導通を均一かつ十分に確保することができるからである。
スルーホール11の縦断面形状は、厚み方向に平行でもよいし、傾斜していてもよい(図8参照)。スルーホール11の縦断面形状を傾斜させると、下側バスバー3の位置と引き回し回路との位置をずらすことができるので、電極シートの周縁部のスペースを小さくすることができる。例えば、フィルムコネクター15の接続部16の直上に下側バスバー3を形成することが可能となる(図8参照)。
導電材12は、スルーホール11内に詰め込まれるように充填してもよい。充填する場合の導電材12の材質は銀ペーストや銅ペーストなどである。形成方法はディスペンサーによる塗布やスクリーン印刷などがある。あるいは導電材12は、スルーホール11の内面に膜状に形成されてもよい。膜状に形成する場合の導電材12の材質はニッケルなどがある。形成方法は無電解メッキや電解メッキなどがある。
なお、下側電極シート4の上面には、上側電極シート7の上側バスバー6の形成位置とその形状に対応させて、連絡電極13が形成されていてもよい(図5参照)。連絡電極13がある場合の導通経路は、上側バスバー6→異方導電接着層14→連絡電極13→導電材12→上側引き回し回路9の順となる(図7参照)。異方導電接着層としてはエポキシ系樹脂あるいはシリコン系樹脂中に銀、ニッケルなどの導電性粒子を分散させたインキを用い、ディスペンサーなどで塗布したものなどがある。
【0014】
上記、下側電極シート4と上側電極シート7とは、各透明導電膜2間にスペーサ8を介在させ、下側バスバー3と上側バスバー6とが直交するように重ね合わせる。上側バスバー6は上側引き回し回路9と、そして、下側バスバー3は下側引き回し回路10と、それぞれ下側電極シート4のスルーホール11に形成された導電材12を介して電気的に接続される。
スペーサ8は、たとえばメラミンアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メタアクリルアクリレート樹脂、アクリルアクリレート樹脂などのアクリレート樹脂、ポリビニールアルコール樹脂などの透明な光硬化型樹脂をフォトプロセスで微細なドット状に形成して得ることができる。また、印刷法により微細なドットを多数形成してスペーサ8とすることもできる。
【0015】
上側電極シート7と下側電極シート4とをそれぞれの周縁部において接着するには、周縁部を環状の両面テープ17や絶縁性の接着剤などからなるの接着層を介することにより行なえばよい。
【0016】
【実施例】
まず、ロール状のポリエチレンテレフタレートフィルムからなる可撓性透明絶縁性基材の片面に紫外線硬化型のアクリル系のハードコートをグラビア印刷で塗布し、その反対側の面にITO膜(透明導電膜)をスパッタリングにより形成した。次いで、シート状にカットした後、ITO膜上にスクリーン印刷にてエッチングレジストをパターン状に塗布し、塩酸にて不要部のITO膜を除去することにより矩形状の透明導電膜を形成した。エッチング後、レジストはアルカリ洗浄により除去し、透明導電膜の対向する二辺に銀インキを用いスクリーン印刷にて上側バスバーを形成して上側電極シートを得た。
【0017】
一方、ソーダガラス板からなる透明絶縁性基材にスルーホールを形成した。スルーホールの形成方法はレーザー加工とした。形成位置は透明絶縁性基板の四辺に近い箇所に各1個ずつ形成した。スルーホールの断面径は0.2mmとし、角度は透明絶縁性基材の厚み方向に平行とした。スルーホールには、導電材として銀ペーストを埋め込んで盛り上がらせた。この透明絶縁性基材の上面に真空蒸着にてITO膜(透明導電膜)を形成し、ITO膜上にエポキシアクリレート系の光硬化型樹脂を用いフォトプロセスで微細なドット状に形成してスぺーサを得、さらに銀インキを用いスクリーン印刷にて平行な一対の下側バスバーを形成した。スルーホールが下側バスバーの中央に位置するようにした。さらに、透明導電性基材の下面にスクリーン印刷にて銀インキで上側バスバー用引き回し回路と下側バスバー用引き回し回路とを形成して下側電極シートを得た。
各引き回し回路は前記スルーホールの導電材と連結させた。連結の仕方は焼成法を用いた。各引き回し回路は細線状に形成し、スルーホールに相当する箇所においては広い面積とした。
【0018】
次に、上側電極シートの透明導電膜を形成した面に、表示エリアに相当する部分を打ち抜いた環状の両面テープを貼りあわせ、シリコンに銀フィラーを分散させた異方導電接着層を上側バスバーにディスペンサーにて塗布した。
【0019】
次に、上側電極シートと下側電極シートとを、透明導電膜の形成された面を対向させ、下側バスバーと上側バスバーとが直交するように貼り合わせた。上側バスバーと前記スルーホールに形成された盛り上がった導電材とを電気的に連結させた。
【0020】
フィルムコネクターは、厚さ25×10−3mmのポリエチレンテレフタレートからなるフィルムにスクリーン印刷にて銀インキを用いて回路を形成し、その回路上に酸化、マイグレーション防止目的でカーボンインキにてオーバーコートし、一方の端部に前記下側電極シートと接続するための異方導電接着層をスクリーン印刷にて形成した。異方導電接着層部分と他方の端部を除く部分に、回路保護の為に厚さ25×10−3mmのポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを粘着剤を介して貼りあわせ、フィルムコネクターを得た。
【0021】
フィルムコネクターの異方導電接着層を形成した部分を前記下側電極シートに仮接続し、130℃の加熱温度と、3kg/cm2の圧力をかけ、15秒間、熱圧着機にて接続し、タッチパネルを得た。
【0022】
このようにして得られた狭額縁タッチパネルは、上側電極シートと下側電極シートとの間に引き回し回路を形成したものに比べて、全体に対する入力領域、表示領域の面積割合を約10%大きくとることができるようになった。
【0023】
【発明の効果】
本発明のタッチパネルは、以上のような構成および作用からなるので、次の効果が奏される。
【0024】
すなわち、本発明の狭額縁タッチパネルは、(1)上側引き回し回路及び下側引き回し回路を上側電極シートと下側電極シートとの間に挟み込む必要がないので、(a)上側引き回し回路及び下側引き回し回路を形成するスペースが上側電極シートの周縁部に不要となり、この部分が入力領域や表示領域にも利用できるようになるので、いわゆるデッドスペースの発生を防止でき、タッチパネルの周縁部を無駄なく利用することができる。
したがって、本発明では、不要の周縁部を小さくして表示領域を広く見せることができ、軽量・小型の要求をも満足させることができる。
さらに、(b)透明導電膜の形成面とは反対面に下側電極シートを挟んで上側引き回し回路及び下側引き回し回路が形成されるので、透明導電膜と引き回し回路とが、接触して絶縁不良が発生することがない。
(2)フィルムコネクターを上側電極シートと下側電極シートとの間に挟み込む必要がないので、環状の両面テープのうち、フィルムコネクターの接続部に相当する部分を切り欠く必要がなくなる。このため、タッチパネルの周縁部の全周に均一な接着強度が得られる。したがって、タッチパネルの高温試験などを行なっても歪みが生じて上側電極シートが波打つといった不具合は発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のタッチパネルの上側電極シートの一例を示す平面図である。
【図2】 従来のタッチパネルの下側電極シートの一例を示す平面図である。
【図3】 従来のタッチパネルの一例を示す断面図である。
【図4】 この発明の狭額縁タッチパネルの上側電極シートの一実施態様を示す平面図である。
【図5】 この発明の狭額縁タッチパネルの下側電極シートの上面の一実施態様を示す平面図である。
【図6】 この発明の狭額縁タッチパネルの下側電極シートの下面の一実施態様を示す平面図である。
【図7】 この発明の狭額縁タッチパネルの一実施態様を示す断面図である。
【図8】 この発明の狭額縁タッチパネルの一実施態様を示す断面図である。
【符号の説明】
1 透明絶縁性基材
2 透明導電膜
3 下側バスバー
4 下側電極シート
5 可撓性透明絶縁性基材
6 上側バスバー
7 上側電極シート
8 スペーサ
9 上側引き回し回路
10 下側引き回し回路
11 スルーホール
12 導電材
13 連絡電極
14 異方導電接着層
15 フィルムコネクター
16 接続部
17 両面テープ
18 連結部
Claims (1)
- 上側電極シートと下側電極シートとがスペーサを介して重ね合わせられた狭額縁タッチパネルにおいて、前記上側電極シートが、
可撓性絶縁性基材と、
前記可撓性絶縁性基材の前記下側電極シート側に形成される一対の上側バスバーと、
前記一対の上側バスバーの間に形成される透明導電膜とを備え、
前記下側電極シートが、
透明絶縁性基材と、
前記透明絶縁性基材の前記上側電極シート側に形成され前記一対の上側バスバーとは直行するように形成される一対の下側バスバーと、
前記一対の下側バスバーの間に形成される透明導電膜と、
前記上側電極シートと前記下側電極シートとを重ね合わせたとき、前記透明絶縁性基材の前記上側バスバーの中央部の延長線上に相当する箇所と前記透明絶縁性基材の前記下側バスバーの中央部が位置する箇所に前記透明絶縁性基材を貫通するように形成されるスルーホールと、
前記透明絶縁性基材の前記下側バスバーが形成された面とは反対側の面上であって前記透明絶縁性基材の前記下側バスバーが形成されている位置よりも外側に形成されるフィルムコネクターと、
前記上側電極シートと前記下側電極シートを重ね合わせたとき、前記下側バスバーと前記上側バスバーとが配置される領域の延長線上であって、前記透明絶縁性基材の前記フィルムコネクターが形成される面上に前記フィルムコネクターと前記スルーホールとを接続するよう形成される上側引き回し回路及び下側引き回し回路と
を備える狭額縁タッチパネル。
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