JP4914317B2 - タッチパネル装置。 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＲＴや液晶パネル等の表示装置に配置され、指やペン等で入力されるタッチパネル装置に関し、特に５線式透明タッチパネル装置に関する。

５線式透明タッチパネル装置とは、透明導電膜を有する可動側透明基板と透明導電膜を有する固定側透明基板からなり、可動側透明基板は単に電圧を検知するプローブ機能を有している。また対向する固定側透明基板に縦横２軸の位置検出機能を有している。すなわち可動側透明基板はセンシング用信号線が１本、対向する固定側透明基板は電源供給線が４本、計５本の結線を基本構造とするものである。

５線式透明タッチパネル装置は、センシング用の可動側透明基板の導電膜電気抵抗値に、位置によるバラツキがあっても、経年変化があっても精度に影響がなく、高寿命であると云う利点がある。
しかし反面、固定側透明電極基板は２軸に電極を設けるため課題がある。固定側透明電極基板の４つの辺に電極を構成するので、入力位置と検出位置との間の誤差を生じ、誤差は中心部から離れるほど大きくなる。

特許文献１の３図に従来例があるように、入力可能エリアはライン４６で示された放物線で囲まれたエリアであり、有効領域は長方形５０に制限されてしまう。特許文献１ではその対応として、多数の電極を周辺に設けている。特許文献２の図３、図４では４辺の電極の中央部を凸とする曲線形状を用いたものもある。特許文献３では、各辺の中心点から、引き回し配線を設け、その電圧値を監視し、位置補正を行っているものである。

特開昭６１−１８２１２７号公報 特公平０１−１９１７６号公報 特開平１０−８３２５１号公報

しかし前記した従来の方法では、タッチパネルの操作エリア外のスペースに多くの電極を設けたリ、電極を曲線にするため、タッチパネル装置が大きくなる。よって操作エリア外の周囲のスペースを小さくする透明タッチパネルを提供することを目的とする。

請求項１の発明によるタッチパネル装置は、透明導電膜を有する可動側透明基板と透明導電膜を有する固定側透明基板からなり、前記透明導電膜を対向させたタッチパネル装置において、前記固定側透明基板は４辺に透明導電膜と接した電極を有し、前記固定側透明基板の透明導電膜は有機導電性ポリマー組成物を前記固定側透明基板の一方面に塗布した後、塗布面の前記電極で形成されるコーナー部に紫外線を照射して、前記コーナー部の電気抵抗値を高めたことを特徴としている。

本発明によれば、操作エリア外の周囲のスペースを小さくする５線式透明タッチパネル装置を提供することができる。

本発明について図面を用いて説明するが、図面は構成が分かり易いように描いたため、実寸比でなく、部分的に拡大または縮小されている。
図１は透明タッチパネル装置の断面説明図である。
可動側透明基板２０と固定側透明基板３０とが可動側透明基板側の透明導電膜２１と固定側透明基板側の透明導電膜３１とを対向させ、周囲を粘着材からなるスペーサ３３で固定させている。非入力時、透明導電膜２１と透明導電膜３１とは、ドットスペーサ（図示せず）で絶縁性を保っている。

可動側透明基板２０は、全光線透過率が５０％以上、好ましくは７０％以上、更に好ましくは９０％以上であるものがよい。また、耐熱性、耐侯性、非収縮性、そして機械的強度、耐薬品性等に優れるプラスチック基板が好ましい。

プラスチック基板としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などのフィルム、あるいはそれらフィルムの積層体などが使用される。プラスチック基板の厚さは、通常０．０５〜５ｍｍ程度、好ましくは、０．１〜０．３ｍｍ程度である。

可動側透明基板２０の固定側透明基板３０と対向しない側は、ハードコート加工や反射防止加工を施してもよいし、ハードコートフィルムや反射防止加工フィルム、偏光フィルムを積層してもよい。

可動側透明基板側の透明導電膜２１の形成材は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide／酸化インジウム錫）膜が多く用いられ、スズ酸化膜、銅、アルミニウム、ニッケル、クロムなどが考えられる。またこれらの合金であってもよいし、異なる形成材が重ねて形成されてもよい。また透明導電膜を形成する前に、透明性や密着性等を向上させるためのアンダーコート層を設けてもよい。透明な導電膜を形成する方法は、形成する導電膜の種類に応じてスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法、塗装法、印刷法などの方法が適宜選択される。
可動側透明基板の透明導電膜２１の抵抗値は通常１００Ω／□〜５００Ω／□程度である。

固定側透明基板３０としては、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどガラス基板が好適である。ガラス基板の厚さは、０．０５〜５ｍｍ程度、好ましくは、０．１〜３ｍｍ程度である。支持体を積層してもよいし、可動側透明基板２０に用いられるプラスチック基板を用いてもよい。

次に、固定側透明基板側の透明導電膜３１の形成方法であるが、有機導電性ポリマー組成物を印刷法や塗布法等により透明基板３０の一方面に膜状に塗布し形成する。
透明基板３０の一方面に塗布される膜状の有機導電性ポリマー組成物の厚みは、０．０５μｍ〜０．５μｍ程度が好ましい。ここで、有機導電性ポリマー組成物は、例えば、ポリチオフェンまたはポリチオフェン誘導体、ポリアニリンまたはポリアニリン誘導体、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレンなどの高分子マトリクス中に、ハロゲン系、ルイス酸系、プロトン酸系、遷移金属ハライド系などのドーパントをドープしたものであり、優れた導電性を示す。有機導電性ポリマーとしては、特にポリチオフェンあるいはポリチオフェン誘導体、ポリアニリンまたはポリアニリン誘導体等が好ましい。なお、印刷法としては、スクリーン印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法等を例示することができ、塗布法としては、ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法等を例示することができる。

透明導電膜３１は透明基板３０の全面であってもよいし、引き廻し回路や外部接続部を設けるために、周辺部を省いてもよい。

次に透明導電膜３１へ紫外線を照射し、電気抵抗値を高める。図２は透明導電膜３１への紫外線照射方法の説明図である。
図２に示すように、有機導電性ポリマー組成物からなる透明導電膜３１の上面に、所定形状にパターニングされたマスク部材５０を載置する。このマスク部材５０は、紫外線を透過させない紫外線非透過性を有する材料により形成されている。このような材料としては、例えば、銅、ステンレス、鉄等の金属材料や、塩化ビニル樹脂等の紫外線が透過しにくい紫外線非透過性樹脂を挙げることができる。

そしてマスク部材５０の上方から、低圧水銀ランプ等の紫外線照射装置により透明導電膜３１へ紫外線の照射を行う。この紫外線の照射によって、マスク部材５０によりマスキングされていない領域における有機導電性ポリマー組成物は、改質されて電気抵抗値が高く変化する。

電気抵抗値を高めたい場所は、タッチパネルのコーナー部や周辺部が多くなるのでマスクを移動したり、マスク形状を変更して紫外線照射エリアを徐々に狭くしていく。照射時間が長いところほど電気抵抗値が高抵抗になる。

図３は紫外線照射領域の例の説明図である。図３では電極８１，８２，８３，８４ が曲線形状であるので、コーナー部６１，６２，６３，６４の電気抵抗値を高めると電極の曲線形状をなだらかなカーブにすることが出来る。

図４は他の紫外線照射領域の例の説明図である。図４では電極８１，８２，８３，８４が直線形状であるが、コーナー部７１，７２，７３，７４の電気抵抗値を高めると、タッチパネルのコーナー部に流れる電流を減じ、入力可能エリアを広げることが出来る。

なお、マスク部材５０によりマスキングされている領域においては、紫外線が照射されないので、電気抵抗値はほとんど変化しない。

有機導電性ポリマー組成物に照射される紫外線のエネルギーは、有機導電性ポリマー
組成物を効率よく改質させるという観点から３００〜７００ｋＪ／ｍｏｌであることが
好ましい。また、紫外線の照射時間は、有機導電性ポリマー組成物の厚みや、紫外線照
射装置が照射する紫外線のエネルギー等によって異なる。

本発明の発明者は、好ましい紫外線照射時間を確認するための試験を行ったので、この結果について説明する。透明基板としてポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を採用し、その一方面に有機導電性ポリマー組成物を膜状に塗布し、当該有機導電性ポリマー組成物の露出面にステンレス製のマスク部材５０を配置し、低圧水銀ランプ（セン特殊光源製、名称：PHOTO SURFACE PROCESSOR 型番：PL3-906 ）にて紫外線を照射した。今回の試験にはＰＥＴフィルム上に有機導電性ポリマー組成物を形成した、帝人デュポンフィルム社製の「Current Fine」を用いた。
ＰＥＴフィルムの大きさは、３０ｍｍ×４０ｍｍであり、その厚みは、１８８μｍとした。ＰＥＴフィルム上に形成した有機導電性ポリマー組成物膜の大きさは、３０ｍｍ×４０ｍｍであり、その厚みは、０．１μｍとした。また、マスク部材５０の形状は、３０ｍｍ×２０ｍｍの矩形状とし、フィルムの半分を覆った。また、低圧水銀ランプから照射される紫外線の照度は約１１ｍｗ／ｃｍ２であった。

紫外線の照射時間をパラメータとし、紫外線照射部および紫外線非照射部（帯状導電部
に相当）における表面電気抵抗値を測定した。抵抗測定には、テスター（横河社製、名称
：ディジタルマルチメーター 型番：7537-04）を用いた。結果、紫外線照射部の電気抵抗値は、５分後に２.５倍、１０分後に１１．４倍となり、紫外線非照射部の電気抵抗値は変化しなかった。

次に固定側透明基板の電極印刷を行なう。図５は固定側透明基板の電極、引き廻し回路例の説明図である。
固定側透明基板の電極８１，８２，８３，８４はスクリーン印刷により形成するが、形成方法は特に限定されない。電極材料においては一般に銀ペーストもしくは、銅ペースト、銀とカーボン、などを使用するが、体積抵抗を一定に保ち、安定な材料であれば、他の材料を選定してもよい。導電材料の選定については、周囲各辺の電極の抵抗値を予め予測しておいて、導電材料の体積抵抗値を選定する必要がある。

固定側透明基板の電極からの引き廻し回路９１，９２，９３，９４は、電極作製と同時に行ってもよい。引き廻し回路は、縦横の電極が交わるところから引き出す。電極及び引き廻し回路は絶縁インクで覆う。引き廻し回路９１，９２，９３，９４は通常１箇所に集め、熱圧着されたフレキシブルコネクタ９０等で外部へ導く。また固定側透明基板には小さなドットスペーサーを設け、可動側透明基板との非接触時の誤入力を避ける。可動側透明基板からは信号線を１本外部へ導くが、可動側透明基板から直接でも固定側透明基板経由でもかまわない。可動側透明基板と固定側透明基板は両面粘着テープ等で周囲を貼り合わせる。
引き廻し回路の作製方法は印刷以外の方法でもよい。

本発明は、５線式透明タッチパネル装置に適用できる。

透明タッチパネル装置の断面説明図 透明導電膜３１への紫外線照射方法の説明図 紫外線照射領域の例の説明図 他の紫外線照射領域の例の説明図 固定側透明基板の電極、引き廻し回路例の説明図

２０ 可動側透明基板
２１ 可動側透明基板側の透明導電膜
３０ 固定側透明基板
３１ 固定側透明基板側の透明導電膜
５０ マスク部材
６１，６２，６３，６４ コーナー部
７１，７２，７３，７４ コーナー部
８１，８２，８３，８４ 電極
９０ フレキシブルコネクタ
９１，９２，９３，９４ 引き廻し回路

Claims (1)

1. 透明導電膜を有する可動側透明基板と透明導電膜を有する固定側透明基板からなり、前記透明導電膜を対向させたタッチパネル装置において、
   前記固定側透明基板は４辺に透明導電膜と接した電極を有し、
   前記固定側透明基板の透明導電膜は
   有機導電性ポリマー組成物を前記固定側透明基板の一方面に塗布した後、塗布面の前記電極で形成されるコーナー部に紫外線を照射して、
   前記コーナー部の電気抵抗値を高めたことを特徴とするタッチパネル装置。

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