JP4720868B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

この発明は、抵抗膜型のタッチパネルに関する。

抵抗膜型のタッチパネルは、間隙を設けて対向配置されたタッチ側とその反対側の一対の基板の対向する内面それぞれに第１と第２の抵抗膜を設けたものであり、タッチ側基板がその外面側からのタッチにより撓み変形し、このタッチ側基板の内面の抵抗膜が局部的に前記反対側基板の内面の抵抗膜に接触して、前記第１の抵抗膜と前記第２の抵抗膜とがタッチ点に対応した部分において局部的に導通する。

この抵抗膜型のタッチパネルにおいては、タッチ入力が行われないときにタッチ側基板の内面の抵抗膜がみだりに反対側基板の内面の抵抗膜に接触することが無いように、一対の基板間の間隙を複数のスペーサにより規定するか、或いは一対の基板間の間隙に絶縁性液体を封入している（特許文献１参照）。
特開昭６１−４５５１９号公報

しかし、従来の抵抗膜型タッチパネルは、タッチ側基板のタッチされた部分が一対の基板間の間隙に対応する深さに撓み変形したときに、前記タッチ側基板の内面の抵抗膜が反対側基板の内面の抵抗膜に接触して第１の抵抗膜と第２の抵抗膜とが導通するため、前記タッチ側基板の撓み変形量が大きい。

そのため、液晶表示パネル等の表示パネルの観察側に上記従来の抵抗膜型タッチパネルを配置したタッチパネル付き表示装置は、表示パネルからの出射光が、前記タッチ側基板の撓み変形した部分において大きく屈折し、その部分の表示が歪んで見える。

この発明は、タッチ側基板をタッチした際の押圧力による基板の変形を小さくして、その変形した部分を透過する光の屈折を小さくした抵抗膜型のタッチパネルを提供することを目的としたものである。

この発明の請求項１に記載のタッチパネルは、
互いに対向させて配置された第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板における前記第２の基板との対向面に設けられた第１の抵抗膜と、
前記第２の基板における前記第１の基板との対向面に設けられた第２の抵抗膜と、
前記第１の基板の前記対向面に該第１の基板から前記第２の基板に向かうように予め定めた高さに突出させて設けられ、前記第１の基板または前記第２の基板が押圧されたときに該押圧された基板の撓み変形によって該押圧箇所に対応した領域の前記第１の抵抗膜と前記第２の抵抗膜とを導通させる突起状接点と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙を、前記突起状接点の高さよりも大きい値に規定する絶縁性スペーサと、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙をこれらの基板の周縁部でシールする枠状のシール材と、
を備えたタッチパネルであって、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の前記シール材により囲まれた間隙に封入された絶縁性液体を有し、
前記絶縁性スペーサは、前記シール材により囲まれた領域において、第１の方向に第１の間隔で配列するとともに前記第１の方向に対して直交する第２の方向に第２の間隔で配列する第１の格子点に配置され、
前記突起状接点は、前記シール材により囲まれた領域において、前記第１の方向に前記第１の間隔よりも狭い第３の間隔で配列するとともに前記第２の方向に前記第２の間隔よりも狭い第４の間隔で配列する第２の格子点のうち前記第１の格子点に重なる格子点を除く前記第２の格子点に配置され、
前記第１の間隔が前記第３の間隔の整数倍に設定されるとともに前記第２の間隔が前記第４の間隔の整数倍に設定されることにより、前記シール材により囲まれた領域において前記第１の格子点の全てが前記第２の格子点の何れかに重なるように設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載のタッチパネルにおいて、前記絶縁性スペーサは、前記第１の基板及び前記第２の基板のうちの一方の基板の前記対向面に設けられ、他方の基板の前記対向面に当接する柱状スペーサであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載のタッチパネルにおいて、前記第１の基板の前記対向面に前記突起状接点の高さに対応した突起が設けられるとともに前記第１の抵抗膜が前記突起を覆うように設けられることによって、前記第１の抵抗膜が前記突起を覆う部分により前記突起状接点が形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載のタッチパネルにおいて、前記柱状スペーサと前記突起とが同じ材料によって形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載のタッチパネルにおいて、前記柱状スペーサは、前記第２の基板に設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記請求項１から５の何れかに記載のタッチパネルにおいて、前記絶縁性液体は、５℃以上の温度においてアイソトロピック相を示す材料からなることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記請求項１から６の何れかに記載のタッチパネルにおいて、前記第１の間隔と前記第２の間隔とが等しい値に設定されているとともに、前記第３の間隔と前記第４の間隔とが等しい値に設定されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、前記請求項４に記載のタッチパネルにおいて、前記柱状スペーサは、前記第１の基板に設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、タッチ側基板をタッチした際の押圧力による基板の変形を小さくして、その変形した部分を透過する光の屈折を小さくすることができる。

（第１の実施形態）
図１〜図８はこの発明の第１の実施例を示しており、図１はタッチパネル付き表示装置の側面図、図２はタッチパネルの平面図、図３は前記タッチパネルのタッチ側基板の内面側から見た平面図、図４は前記タッチパネルの反対側基板の内面側から見た平面図、図５は前記タッチパネルの断面図、図６は前記タッチパネルの一部分の拡大断面図、図７は前記タッチパネルの一部分のタッチ入力時の拡大断面図、図８はタッチパネル駆動回路を示す図である。

まず、図１に示したタッチパネル付き表示装置について説明すると、この表示装置は、画像を表示する表示パネル１と、この表示パネル１の観察側に配置された抵抗膜型のタッチパネル１０とにより構成されている。

前記表示パネル１は、例えば液晶表示パネルであり、予め定めた間隙を設けて対向配置され、周縁部において枠状のシール材４を介して接合された観察側とその反対側の一対の透明基板２，３と、前記一対の基板２，３の対向する内面それぞれに設けられ、互いに対向する領域により複数の画素を形成する透明電極（図示せず）と、前記一対の基板２，３間の間隙の前記シール材４により囲まれた領域に封入された液晶（図示せず）と、前記一対の基板２，３の外面にそれぞれ配置された偏光板５，６とからなっている。

なお、この液晶表示パネルは、ＴＮ型、ＳＴＮ型、非ツイストのホモジニアス型、垂直配向型、ベンド配向型、強誘電性または反強誘電性液晶表示パネルのいずれでもよく、また、一対の基板の内面にそれぞれ複数の画素を形成するための電極を設けたものに限らず、一対の基板のいずれか一方の内面に、複数の画素を形成するための第１の電極と、それよりも液晶層側に前記第１の電極と絶縁して形成された複数の細長電極部を有する第２の電極とを設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。

さらに、前記表示パネル１は、液晶表示パネルに限らず、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示パネル等でもよい。

前記タッチパネル１０は、前記液晶表示パネル１の観察側に配置され、前記液晶表示パネル１の観察側偏光板５の外面に、透明な粘着材または樹脂からなる接着層７により貼付けられている。

このタッチパネル１０は、図２〜図７のように、互いに対向させて配置されたタッチ側とその反対側の一対の透明基板１１，１２と、前記一対の基板１１，１２の対向する内面それぞれに設けられた第１と第２の透明な抵抗膜１３，１４と、前記第１と第２の抵抗膜１３，１４のうちの一方の抵抗膜、例えばタッチ側基板１１の内面に設けられた第１の抵抗膜１３の複数の位置にそれぞれ前記第１の抵抗膜１３の膜面よりも予め定めた高さに突出させて設けられ、前記タッチ側基板１１の外面側からのタッチの押圧力による撓み変形により他方の抵抗膜、つまり反対側基板１２の内面に設けられた第２の抵抗膜１４に接触して前記第１の抵抗膜１３と前記第２の抵抗膜１４とを前記タッチした部分で導通させる複数の突起状接点１５と、前記一対の基板１１，１２間に前記複数の突起状接点１５の位置を除いた位置に配置され、前記一対の基板１１，１２間の間隙（第１と第２の抵抗膜１３，１４間の間隙）を、前記複数の突起状接点１５の高さよりも大きい値に規定する複数の絶縁性スペーサ１７と、前記一対の基板１１，１２間の間隙をこれらの基板１１，１２の周縁部の全周にわたってシールする枠状のシール材２４と、前記一対の基板１１，１２間の前記シール材２４により囲まれた間隙に封入された絶縁性液体２８とを備えている。

前記一対の基板１１，１２のうちのタッチ側基板１１は、矩形形状に形成されたガラス板または樹脂フィルムからなっており、反対側基板１２は、前記タッチ側基板１１と実質的に同じ大きさの矩形形状に形成され、且つその１つの縁部に、前記タッチ側基板１１の外方に張出す張出部１２ａが一体に形成されたガラス板からなっている。

なお、図では省略しているが、前記一対の基板１１，１２の内面にはその全体にわたってＳｉＯ_２膜が設けられており、前記第１と第２の抵抗膜１３，１４は、前記ＳｉＯ_２膜上に成膜されたＩＴＯ膜からなっている。

この実施例のタッチパネル１０は、前記枠状のシール材２４によるシール部よりも内側の矩形状領域を、タッチ入力を行なうためのタッチエリア２９としたものであり、前記第１と第２の抵抗膜１３，１４はそれぞれ、前記タッチエリア２９よりも大きく、且つ前記シール部の外形よりも小さい矩形形状に形成されている。

そして、前記複数の突起状接点１５は、前記タッチ側基板１１の内面に設けられた第１の抵抗膜１３の前記タッチエリア２９に対応する領域に、互いに直交する２つの方向、例えば前記タッチエリア２９の左右方向と上下方向とにそれぞれ予め定めたピッチで、且つ前記２つの方向の各接点列中にそれぞれ、予め定めた数の突起状接点１５毎に１つの突起状接点１５を省略した複数の無接点部を設けた配列パターンで配置されている。

前記複数の突起状接点１５は、前記タッチ側基板１１の内面の複数の位置に、前記突起状接点１５の高さに対応した複数の透明な絶縁物からなる突起１６を設け、前記第１の抵抗膜１３を、前記複数の突起１６を覆って形成することにより形成されている。

また、前記複数のスペーサ１７は、前記一対の基板１１，１２のうちの一方の基板の内面上に設けられ、他方の基板の内面に当接する柱状スペーサであり、この実施例では、前記複数の柱状スペーサ１７を、前記複数の突起状接点１５が設けられたタッチ側基板１１の内面に設けられた第１の抵抗膜１３の上に、前記第１の抵抗膜１３のうちの前記突起状接点１５が形成されていない複数の無接点部にそれぞれ１つずつ設けている。なお、図３では、突起状接点１５と柱状スペーサ１７とを区別しやすいように、柱状スペーサ１７を黒く塗りつぶしている。

前記複数の突起状接点１５を形成するための複数の突起１６と、前記複数の柱状スペーサ１７はそれぞれ、透明な光硬化性樹脂を予め定めた膜厚に塗布し、その樹脂膜を露光及び現像処理することにより形成されたものであり、露光処理された前記樹脂膜を現像処理する際に、前記樹脂膜が膜表面に近い側ほど長時間現像液にされるため、前記突起１６及び柱状スペーサ１７はいずれも、基部から突出端に向かって径が小さくなった形状に形成される。

図５〜図７では、前記複数の突起状接点１５及び前記複数の柱状スペーサ１７の高さを大きく誇張しているが、このようにして形成された突起１６及び柱状スペーサ１７は、図面上では高さを誇張して表しているが、これらの周面の傾斜角（タッチ側基板１１面に対する角度）は、実際には４０°〜５０°である。したがって、前記第１の抵抗膜１３を前記複数の突起１６の全体を覆って成膜し、前記複数の突起状接点１５を形成することができる。

具体的には、前記複数の突起状接点１５は、タッチ側基板１１面と平行な断面形状が円形で、基部の直径が１５μｍまたは３０μｍ、高さが２．０μｍの形状に形成され、前記複数の柱状スペーサ１７は、前記基板１１面と平行な断面形状が円形で、基部の直径が３０μｍ、高さが２．５μｍ、３．０μｍ、４．０μｍのいずれか形状に形成されている。

そして、前記複数の突起状接点１５は、前記２つの方向（タッチエリア２９の左右方向と上下方向）にそれぞれ、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍのいずれかのピッチＰ１で配列され、前記突起状接点１５を省略した複数の無接点部にそれぞれ設けられた前記複数の柱状スペーサ１７は、前記２つの方向にそれぞれ、２ｍｍまたは４ｍｍのピッチＰ２で配置されている。

なお、図３及び図５〜図７では、便宜上、５個の突起状接点１５毎に１つのスペーサ１７を配置しているが、前記複数の突起状接点１５のピッチＰ１と前記複数のスペーサ１７のピッチＰ２とがＰ１＝０．０５ｍｍ、Ｐ２＝２ｍｍの場合は、３８個の突起状接点１５毎に１つのスペーサ１７が配置され、Ｐ１＝０．２ｍｍ、Ｐ２＝４ｍｍの場合は、１８個の突起状接点１５毎に１つのスペーサ１７が配置される。

また、前記反対側基板１２の張出部１２ａには、前記タッチ側基板１１に設けられた第１の抵抗膜１３の一方の方向、例えば前記タッチエリア２９の左右方向（以下、Ｘ軸方向という）の両端と、前記反対側基板１２に設けられた第２の抵抗膜１４の前記一方の方向に対して直交する方向、つまり前記タッチエリア２９の上下方向（以下、Ｙ軸方向という）の両端とをそれぞれ図８に示したタッチパネル駆動回路３１に接続するための複数、例えば４つの駆動回路接続端子２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂが設けられている。

さらに、前記張出部１２ａが形成された反対側基板１２の内面には、前記タッチ側基板１１に設けられた第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の縁部にそれぞれ対向する複数の第１の電極１８ａ，１８ｂと、前記反対側基板１２に設けられた前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端の縁部にそれぞれ形成された複数の第２の電極１９ａ，１９ｂと、前記複数の第１の電極１８ａ，１８ｂ及び前記複数の第２の電極１９ａ，１９ｂを前記張出部１２ａに設けられた４つの駆動回路接続端子２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂにそれぞれ接続する複数の配線２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂとが設けられている。

この実施例において、前記タッチ側基板１１に設けられた第１の抵抗膜１３は、前記Ｘ軸方向の両端の辺部がそれぞれ前記枠状のシール材２４によるシール部に対応し、Ｘ軸方向に対して直交するＹ軸方向の両端の辺部がそれぞれ前記シール部よりも内方に位置する形状に形成され、前記反対側基板１２に設けられた第２の抵抗膜１３は、前記Ｘ軸方向の両端の辺部がそれぞれ前記シール部よりも内方に位置し、前記Ｙ軸方向の両端の辺部がそれぞれ前記シール部の近傍または前記シール部に対応する形状に形成されている。

また、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の辺部にそれぞれ対向する複数の第１の電極１８ａ，１８ｂは、前記シール部に対応させて設けられており、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端の辺部にそれぞれ形成された複数の第２の電極１９ａ，１９ｂは、前記第２の抵抗膜１４の上に積層されている。

なお、この実施例のタッチパネル１０は、前記第１の電極１８ａ，１８ｂを、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端の辺部と他端の辺部とにそれぞれ対向させて１つずつ設け、前記第２の電極１９ａ，１９ｂを、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端の辺部と他端の辺部とにそれぞれ対向させて１つずつ設けたものであり、前記２つの第１の電極１８ａ，１８ｂは、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の辺部の略全長にそれぞれ対向させて連続した帯形状に形成され、前記２つの第２の電極１９ａ，１９ｂは、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端の辺部の略全長にわたって連続した帯形状に形成されている。

前記２つの第１の電極１８ａ，１８ｂと前記２つの第２の電極１９ａ，１９ｂは、前記シール部に対応する部分に配線された複数（この実施例では４本）の配線２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂにより、前記張出部１２ａに設けられた４つの駆動回路接続端子２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２８ｂにそれぞれ接続されている。

なお、前記第１の電極１８ａ，１８ｂ及び第２の電極１９ａ，１９ｂと、前記駆動回路接続端子２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂと、前記配線２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂは、前記反対側基板１２上または前記第２の抵抗膜１４上に、モリブデンからなる第１層と、アルミニウム系合金からなる第２層と、モリブデンからなる第３膜とを積層して成膜し、この３層の積層膜をパターニングして形成されている。

そして、前記第１の抵抗膜１３の前記Ｘ軸方向の両端の辺部と前記２つの第１の電極１８ａ，１８ｂとはそれぞれ、前記シール部において導電性部材により接続されている。この実施例では、前記枠状のシール材２４に、前記第１の抵抗膜１３の前記Ｘ軸方向の両端の辺部と前記２つの第１の電極１８ａ，１８ｂとを接続するための導電性部材として、前記複数の柱状スペーサ１７により規定される前記一対の基板１１，１２間の間隙に対応する直径を有する球状の導電性粒子２５を分散させている。

前記シール材２４は、前記一対の基板１１，１２のいずれか一方の内面上に、前記反対側基板１２の張出部１２ａが形成された側とは反対側の縁部に対応する辺部を部分的に欠落させて液体注入口２６を設けた形状に印刷されており、前記一対の基板１１，１２は、前記タッチ側基板１１の内面（第１の抵抗膜１３上）に設けられた前記複数の柱状スペーサ１７を前記反対側基板１２の内面（第２の抵抗膜１４上）に当接させることにより、これらの基板１１，１２間の間隙を前記複数の柱状スペーサ１７により規定され、その状態で前記シール材２４を硬化させることにより、前記シール材２４を介して接合されている。

そして、前記タッチ側基板１１に設けられた第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の辺部と、前記反対側基板１２に前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の辺部にそれぞれ対向させて設けられた２つの第１の電極１８ａ，１８ｂは、前記一対の基板１１，１２を前記シール材２４を介して接合することにより、前記シール材２４中に分散された球状の導電性粒子２５のうちの前記第１の抵抗膜１３と前記第１の電極１８ａ，１８ｂとの間に挟持された複数の前記導電性粒子２５により電気的に接続されている。

また、前記一対の基板１１，１２間の前記シール材２４により囲まれた間隙に封入された絶縁性液体２８は、密閉されたチャンバ内において、前記チャンバ内を真空状態にして前記液体注入口２６を前記絶縁性液体２８の浴に浸し、その状態でチャンバ内を大気圧に戻すことにより、前記チャンバ内と前記一対の基板１１，１２間の間隙内との圧力差によって前記絶縁性液体２８を前記液体注入口２６から前記一対の基板１１，１２間の間隙に注入することにより充填され、前記液体注入口２６は、前記絶縁性液体２８の充填後に封止樹脂２７によって封止される。

前記絶縁性液体２８は、前記一対の基板１１，１２及び第１と第２の抵抗膜１３，１４との光の屈折率の差が０．１以下の透明な液体である。すなわち、前記一対の基板１１，１２及び第１と第２の抵抗膜１３，１４の屈折率は約１．５であり、前記絶縁性液体２８は、約１．４〜１．５の範囲の屈折率を有している。前記絶縁性液体２８は、前記一対の基板１１，１２及び第１と第２の抵抗膜１３，１４の屈折率により近い屈折率、つまり約１．５の屈折率を有しているのが好ましい。

この実施例では、前記絶縁性液体２８として、常温で光学的に等方性な液晶、例えば、５℃以上の温度においてアイソトロピック相を示す液晶（Ｎ−Ｉ点が５℃未満のネマティック液晶）を前記一対の基板１１，１２間の間隙に封入している。このような特性の液晶としては、具体的には、２つから３つのシクロヘキサンまたはベンゼン環と、その両端にアルキル基を有し、誘電視異方性を実質的に持たない液晶材料を用いることができる。

前記タッチパネル１０は、前記タッチ側基板１１の外面側から指先３０等によってタッチ入力されるものであり、前記タッチ側基板１１の外面がタッチされると、図７のように、タッチ側基板１１がその外面側からのタッチにより内面方向に撓み変形し、前記タッチ側基板１１の内面の第１の抵抗膜１３の複数の位置にそれぞれ設けられた複数の突起状接点１５のうちの前記タッチ側基板１１の撓み変形部の突起状接点１５が反対側基板１２の内面の第２の抵抗膜１４に接触して、前記第１の抵抗膜１３と前記第２の抵抗膜１４とがタッチ点に対応した部分において、導通する。

そのため、タッチパネル駆動回路３１により、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間とに一定値の電圧を交互に印加し、前記第１の抵抗膜１３に電圧を印加したときの第２の抵抗膜１４の一端の電圧値と、前記第２の抵抗膜１４に電圧を印加したときの前記第１の抵抗膜１３の一端の電圧値とを測定することにより、これらの電圧値に基づいて、タッチ点のＸ軸方向とＹ軸方向の座標を検出することができる。

前記タッチパネル駆動回路３１は、図８に示したように、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間とに一定値の電圧を交互に印加するための電圧印加回路３２と、前記第１の抵抗膜１３がタッチ側基板１１の撓み変形した部分の突起状接点１５を介して前記第２の抵抗膜１４とが導通したときに、前記電圧印加回路３２上の予め定めた点Ａと前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端または前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端との間に生じる電圧を測定する電圧測定系４０と、この電圧測定系４０の測定値に基づいてタッチ点の座標を検出する座標検出手段４５とを備えている。

前記電圧印加回路３２は、定電圧電源３３と、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端と前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端とにそれぞれ接続された第１の抵抗膜接続配線３４，３５を介して、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端と前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端とに前記定電圧電源３３の一方の極（図では−極）の電圧を選択的に供給する第１の接続切換スイッチ３６と、それぞれ接続された第２の抵抗膜接続配線３７，３８を介して、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の他端と前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の他端とに前記定電圧電源３３の他方の極（図では＋極）の電圧を選択的に供給する第２の接続切換スイッチ３９とからなっている。なお、図２に示した定電圧電源３３は直流電源であるが、この定電圧電源３３は交番する電圧を供給する電源でもよい。

また、前記電圧測定系４０は、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端と前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端とにそれぞれ接続された第３の抵抗膜接続配線４１，４２を介して、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端と前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端の電圧を電圧測定手段４４に選択する第３の接続切換スイッチ４３と、前記定電圧電源３３の一方の極（図では−極）と前記第３の接続切換スイッチ４３との間に介在された電圧測定手段４４とにより構成されている。

前記電圧印加回路３２は、図示しない制御手段により、予め設定された周期、例えば０．１秒周期で、前記第１と第２の接続切換スイッチ３６，３９を、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端を前記定電圧電源３３に接続する側（図８の状態）と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端を前記定電圧電源３３に接続する側とに切換えられ、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間とに前記定電圧電源３３の一定値の電圧を交互に印加する。

また、座標検出手段４５は、前記図示しない制御手段により制御され、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間に前記電圧を印加したときの前記電圧測定手段４４の測定値に基づいて前記タッチ点のＸ軸方向の座標（以下、Ｘ座標という）を検出し、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間に前記電圧を印加したときの前記電圧測定手段４４の測定値に基づいて前記タッチ点のＹ軸方向の座標（以下、Ｙ座標という）を検出する。

前記電圧測定手段４４の測定値に基づく前記タッチ点のＸ，Ｙ座標の検出は、次のような演算により行なう。

前記定電圧電源３３の電圧値をＶ_０、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端のＸ座標値を０、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の他端のＸ座標値を１、前記タッチ点のＸ座標をｘ、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間の抵抗値をｒ_ｘ、前記電圧測定手段４４の内部抵抗値をＲとすると、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間に前記電圧Ｖ_０を印加したときの前記電圧測定手段４４の測定電圧値Ｖ（ｘ）は、ｒ_ｘ≪Ｒであるため、
Ｖ（ｘ）＝Ｖ_０（１−ｘ）
で表すことができる。

また、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端のＹ座標値を０、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の他端のＹ座標値を１、前記タッチ点のＹ座標をｙ、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間の抵抗値をｒ_ｙとすると、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間に前記電圧Ｖ_０を印加したときの前記電圧測定手段４４の測定電圧値Ｖ（ｙ）は、ｒ_ｙ≪Ｒであるため、
Ｖ（ｙ）＝Ｖ_０（１−ｙ）
で表すことができる。

したがって、前記タッチ点のＸ座標ｘとＹ座標ｙは、
ｘ＝１−Ｖ（ｘ）／Ｖ_０
ｙ＝１−Ｖ（ｙ）／Ｖ_０
により求めることができる。

また、上記タッチパネル１０は、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の辺部の略全長にそれぞれ対向させて、連続した帯形状に形成された２つの第１の電極１８ａ，１８ｂを設け、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端の辺部に、前記辺部の略全長にわたって連続した帯形状に形成された２つの第２の電極１９ａ，１９ｂを設け、これらの第１の電極１８ａ，１８ｂ及び第２の電極１９ａ，１９ｂをそれぞれ配線２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂにより反対側基板１２の張出部１２ａに設けられた駆動回路接続端子２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂに接続しているため、前記タッチパネル駆動回路３１によって前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間とに交互に印加される電圧を、前記第１の抵抗膜１３及び第２の抵抗膜１４の略全域に均等に作用させ、前記タッチ点のＸ座標ｘとＹ座標ｙを高精度に検出することができる。

なお、図１に示したタッチパネル付き表示装置は、表示パネル１に複数のキーパターンを表示させ、前記タッチパネル１０の前記複数のキーパターンに対応した部分を選択的にタッチするキーボード的なタッチ入力の他に、例えば、前記表示パネル１に画像を表示させ、前記タッチパネル１０の任意の点をタッチすることにより、前記表示パネル１にタッチ点を中心とした拡大画像を表示させたり、前記タッチパネル１０上においてタッチ点を任意の方向に移動させることにより、前記表示パネル１の表示画像をスクロールさせたりすることができる。

前記タッチパネル１０は、前記タッチ側基板１１の内面の第１の抵抗膜１３の複数の位置にそれぞれ設けられた複数の突起状接点１５が、前記抵抗膜１３の膜面よりも突出しており、前記タッチ側基板１１の外面側からのタッチによる撓み変形により、前記第１の抵抗膜１３と反対側基板１２の内面の第２の抵抗膜１４とが、タッチ点に対応する部分において前記突起状接点１５を介して局部的に導通するため、前記第１の抵抗膜１３と第２の抵抗膜１４とを局部的に導通させるのに必要なタッチ側基板１１の撓み変形量を、前記一対の基板１１，１２間の間隙よりも充分に小さくすることができる。

すなわち、上記実施例では上述したように、前記複数の突起状接点１５を２．０の高さに形成し、前記複数の柱状スペーサ１７を、２．５μｍ、３．０μｍ、４．０μｍのいずれかの高さに形成しているため、前記複数の突起状接点１５の突出端と反対側基板１２の内面の第２の抵抗膜１４との間のギャップΔｄ（図６参照）は、０．５μｍ、１．０μｍ、２．０μｍのいずれかである。

そして、前記第１の抵抗膜１３と第２の抵抗膜１４は、前記タッチ側基板１１の外面側からのタッチによる撓み変形により前記突起状接点１５が前記第２の抵抗膜１４に接触することによって導通されるため、前記第１の抵抗膜１３と第２の抵抗膜１４とを導通させるのに必要なタッチ側基板１１の撓み変形量は、前記突起状接点１５の突出端と前記第２の抵抗膜１４との間のギャップΔｄに対応した、２．０μｍ、１．０μｍ、０．５μｍのいずれかの極く小さい値である。

そのため、前記タッチパネル１０によれば、前記タッチ側基板１１のタッチにより撓み変形した部分における透過光の屈折を小さくすることができ、したがって、図１に示したタッチパネル付き表示装置は、表示パネル１の表示画像を、前記タッチ側基板１１の撓み変形した部分においても歪みをほとんど生じさせること無く観察させることができる。

さらに、前記タッチパネル１０は、前記一対の基板１１，１２間の間隙に、絶縁性液体２８を封入しているため、このタッチパネル１０を透過する光の前記反対側基板１２及びタッチ側基板１１と前記絶縁性液体２８の層とのそれぞれの界面での反射や屈折を小さくすることができ、したがって、表示パネル１の表示画像を充分な明るさで観察させることができる。

前記絶縁性液体２８は、前記一対の基板１１，１２及び第１と第２の抵抗膜１３，１４との屈折率差が０．１以下の液体が好ましく、このような屈折率の液体を封入することにより、前記反対側基板１２及びタッチ側基板１１と前記絶縁性液体２８の層とのそれぞれの界面での反射や屈折を、より効果的に小さくすることができる。

さらに、前記絶縁性液体２８は、常温で光学的に等方性な液晶、例えば、５℃以上の温度においてアイソトロピック相を示す液晶が望ましく、この液晶を封入することにより、常温での前記反対側基板１２及びタッチ側基板１１と前記絶縁性液体２８の層とのそれぞれの界面での反射や屈折を小さくすることができる。

また、上記実施例のタッチパネル１０は、タッチ側基板１１の内面の複数の位置に、前記突起状接点１５の高さに対応した複数の透明な突起１６を設け、前記タッチ側基板１１の内面の第１の抵抗膜１３を前記複数の突起１６を覆って形成することにより、この抵抗膜１３の前記複数の突起１６を覆う部分により複数の突起状接点１５を形成しているため、前記第１の抵抗膜１３の上に導電性金属により複数の突起状接点を形成する場合のように、これらの突起状接点によって透過光が遮られることは無く、したがって、前記表示パネル１の表示画像を、前記複数の突起状接点１５に対応する部分に黒点を生じさせること無く観察させることができる。

（第２の実施形態）
図９はこの発明の第２の実施例を示すタッチパネルの一部分の拡大断面図である。

この実施例のタッチパネル１０は、一対の基板１１，１２のうちの反対側基板１２の内面の第２の抵抗膜１４の複数の位置にそれぞれ複数の突起状接点１５を設け、さらに、前記反対側基板１２の内面（第２の抵抗膜１４の上）に複数の柱状スペーサ１７を設けたものであり、他の構成は上記第１の実施例と同じである。

（第３の実施形態）
図１０はこの発明の第３の実施例を示すタッチパネルの一部分の拡大断面図である。

この実施例のタッチパネル１０は、複数の突起状接点１５を、一対の基板１１，１２の一方、例えばタッチ側基板１１の内面の第１の抵抗膜１３の複数の位置にそれぞれ設け、複数の柱状スペーサ１７を、前記複数の突起状接点１５が設けられていない基板、つまり反対側基板１２の内面（第２の抵抗膜１４の上）に設けたものであり、他の構成は上記第１の実施例と同じである。

（第４の実施形態）
図１１はこの発明の第４の実施例を示すタッチパネルの一部分の拡大断面図である。

この実施例のタッチパネル１０は、上記第１〜第３の実施例における複数の柱状スペーサ１７に代えて、一対の基板１１，１２間に、前記突起状接点１５の高さよりも大きい直径を有する複数の球状スペーサ１７ａを複数の突起状接点１５の位置を避けて配置し、これらの球状スペーサ１７ａにより、前記一対の基板１１，１２間の間隙を、前記複数の突起状接点１５の高さよりも大きい値に規定したものであり、他の構成は上記第１の実施例と同じである。

（他の実施形態）
なお、上記各実施例のタッチパネル１０では、一対の基板１１，１２間のシール材２４により囲まれた間隙に、絶縁性液体２８として、常温で光学的に等方性な液晶を封入しているが、前記絶縁性液体２８としては、沸点が１００℃以上の有機、または無機の絶縁性の液状物質、具体的には、ブタノール、トルエン、キシレン、イソブチルアルコール、イソペプンチルアルコール、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、テトラクロルエチレン、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトン、エチレングリコールモノエーテル、エチレングリコールモノエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、テレビンオイル等の有機の液状物質、またはシリコンオイル等の無機の液状物質を用いることができる。

また、上記実施例では、前記第１の電極１８ａ，１８ｂと第２の電極１９ａ，１９ｂとをそれぞれ連続した帯形状に形成しているが、前記第１の電極１８ａ，１８ｂ及び第２の電極１９ａ，１９ｂは、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の辺部の略全長及び前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端の辺部の略全長にそれぞれ対応させて、予め定めたピッチで断続的に設けてもよく、その場合も、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端間と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端間とに交互に印加される電圧を、前記第１の抵抗膜１３及び第２の抵抗膜１４の略全域に均等に作用させ、タッチ点のＸ座標ｘとＹ座標ｙを高精度に検出することができる。

このように、前記第１の電極１８ａ，１８ｂ及び第２の電極１９ａ，１９ｂを、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の両端の辺部の略全長及び前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の両端の辺部の略全長にそれぞれ対応させて断続的に設ける場合は、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の一端の辺部に対向する複数の第１の電極同士と、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の他端の辺部に対向する複数の第１の電極同士と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の一端の辺部に対向する複数の第２の電極同士と、前記第２の抵抗膜１４のＹ軸方向の他端の辺部に対向する複数の第２の電極同士をそれぞれ共通接続し、前記反対側基板１２の張出部１２ａに設けられた複数の駆動回路接続端子２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂに複数の配線２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを介して接続すればよい。

さらに、上記実施例では、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の他端の縁部と、これらの端部に対向させて設けられた前記複数の第１の電極１８ａ，１８ｂとを、前記シール材２４中に分散された球状の導電性粒子２５により電気的に接続しているが、前記第１の抵抗膜１３のＸ軸方向の他端の辺部と前記複数の第１の電極１８ａ，１８ｂとは、そのいずれか一方の上に、前記シール材２４によるシール部に対応させて柱状の導電性部材を設けることにより、この導電性部材を介して電気的に接続してもよい。

この発明の第１の実施例を示すタッチパネル付き表示装置の側面図。 第１の実施例のタッチパネルの平面図。 前記タッチパネルのタッチ側基板の内面側から見た平面図。 前記タッチパネルの反対側基板の内面側から見た平面図。 前記タッチパネルの断面図。 は前記タッチパネルの一部分の拡大断面図。 前記タッチパネルの一部分のタッチ入力時の拡大断面図。 タッチパネル駆動回路を示す図。 この発明の第２の実施例を示すタッチパネルの一部分の拡大断面図。 この発明の第３の実施例を示すタッチパネルの一部分の拡大断面図。 この発明の第４の実施例を示すタッチパネルの一部分の拡大断面図。

符号の説明

１…表示パネル、１０…タッチパネル、１１，１２…基板、１２ａ…張出部、１３，１４…抵抗膜、１５…突起状接点、１６…突起、１７…柱状スペーサ、１７ａ…球状スペーサ、１８ａ，１８ｂ…第１の電極、１９ａ，１９ｂ…第２の電極、２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ…駆動回路接続端子、２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ…配線、２４…シール材、２５…導電性粒子（導電性部材）、２３…液体注入口、２４…封止樹脂、２８…絶縁性液体（液晶）、２９…タッチエリア、３１…タッチパネル駆動回路。

Claims (8)

1. 互いに対向させて配置された第１の基板及び第２の基板と、
   前記第１の基板における前記第２の基板との対向面に設けられた第１の抵抗膜と、
   前記第２の基板における前記第１の基板との対向面に設けられた第２の抵抗膜と、
   前記第１の基板の前記対向面に該第１の基板から前記第２の基板に向かうように予め定めた高さに突出させて設けられ、前記第１の基板または前記第２の基板が押圧されたときに該押圧された基板の撓み変形によって該押圧箇所に対応した領域の前記第１の抵抗膜と前記第２の抵抗膜とを導通させる突起状接点と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙を、前記突起状接点の高さよりも大きい値に規定する絶縁性スペーサと、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間の間隙をこれらの基板の周縁部でシールする枠状のシール材と、
   を備えたタッチパネルであって、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間の前記シール材により囲まれた間隙に封入された絶縁性液体を有し、
   前記絶縁性スペーサは、前記シール材により囲まれた領域において、第１の方向に第１の間隔で配列するとともに前記第１の方向に対して直交する第２の方向に第２の間隔で配列する第１の格子点に配置され、
   前記突起状接点は、前記シール材により囲まれた領域において、前記第１の方向に前記第１の間隔よりも狭い第３の間隔で配列するとともに前記第２の方向に前記第２の間隔よりも狭い第４の間隔で配列する第２の格子点のうち前記第１の格子点に重なる格子点を除く前記第２の格子点に配置され、
   前記第１の間隔が前記第３の間隔の整数倍に設定されるとともに前記第２の間隔が前記第４の間隔の整数倍に設定されることにより、前記シール材により囲まれた領域において前記第１の格子点の全てが前記第２の格子点の何れかに重なるように設定されていることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記絶縁性スペーサは、前記第１の基板及び前記第２の基板のうちの一方の基板の前記対向面に設けられ、他方の基板の前記対向面に当接する柱状スペーサであることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記第１の基板の前記対向面に前記突起状接点の高さに対応した突起が設けられるとともに前記第１の抵抗膜が前記突起を覆うように設けられることによって、前記第１の抵抗膜が前記突起を覆う部分により前記突起状接点が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
4. 前記柱状スペーサと前記突起とが同じ材料によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。
5. 前記柱状スペーサは、前記第２の基板に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。
6. 前記絶縁性液体は、５℃以上の温度においてアイソトロピック相を示す材料からなることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のタッチパネル。
7. 前記第１の間隔と前記第２の間隔とが等しい値に設定されているとともに、前記第３の間隔と前記第４の間隔とが等しい値に設定されていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のタッチパネル。
8. 前記柱状スペーサは、前記第１の基板に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。

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