JP5012121B2

JP5012121B2 - タッチパネル

Info

Publication number: JP5012121B2
Application number: JP2007074182A
Authority: JP
Inventors: 秀郎井口; 賢一松本; 彰二藤井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: JP2008234395A

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、液晶等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を視認しながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の各機能の切換えを行うものが増えており、視認性に優れ操作の確実なものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図３を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表している。

図３は従来のタッチパネルの断面図であり、同図において、１は光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極（図示せず）が、下導電層４の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、５は上基板１と下基板２間の外周に形成された略額縁状のスペーサで、このスペーサ５の上下面または片面に塗布形成された接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、一対の上電極と下電極が機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、上基板１上面の中間部Ａや右端部Ｂ等を、指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われるものであった。

なお、上記のように押圧操作を行う際、中間部Ａを押圧した場合には、上基板１が前後左右にほぼ均等に撓むが、例えば、右端部Ｂを押圧操作した場合には、左右のスペーサ５内縁部から右端部Ｂまでの距離は、右側が短く左側が長いため、スペーサ５上面に加わる力も左側に比べ右側が大きなものとなる。

また、さらに右側の、スペーサ５内縁部近傍をなぞるように極端に強く押圧した場合には、この箇所の上基板１や上導電層３に極端な折曲が加わるため、このような操作が繰返されると、上基板１下面の上導電層３に亀裂や破損が生じ、上導電層３と下導電層４の電気的接触が不安定なものとなってしまうことがある。

このため、例えば、スペーサ５をアクリル等の絶縁樹脂内に気泡を分散させた、低弾性で撓み易いもので形成し、スペーサ５の内縁部近傍が押圧され強い力が加わった場合には、この箇所のスペーサ５が撓んで、上基板１が弾性変形することによって、下面の上導電層３の亀裂や破損を防ぐこと等が考えられている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−２８０８００号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、スペーサ５に気泡を分散させた低弾性のもの等を用いることで、端部操作による上導電層３の亀裂や破損を防ぐことは可能となるが、使用される周囲の条件が高湿な環境、時に高温高湿な環境であった場合、スペーサ５から湿気が上基板１と下基板２の間隙内に侵入し、この湿気によって、上導電層３や下導電層４が酸化して、電気的接触が不安定なものとなってしまう場合があるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、端部操作による上導電層の亀裂や破損を防ぐと共に、安定した電気的接離が行え確実な操作の可能なタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、上基板と下基板間の外周に形成された略額縁状のスペーサを、外スペーサと内スペーサから形成すると共に、外スペーサは内スペーサよりも低吸水性とし、内スペーサは外スペーサよりも低弾性としてタッチパネルを構成したものであり、端部操作時には軟らかな内スペーサが撓んで、上導電層の亀裂や破損を防ぐことができると共に、外スペーサによって周囲の湿気の間隙内への侵入を防止できるため、安定した電気的接離が行え、確実な操作の可能なタッチパネルを得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、上基板を内スペーサ上に載置すると共に、外スペーサを内スペーサよりも上方へ突出させたものであり、上基板外周が軟らかな内スペーサ上に載置されているため、端部操作による上導電層の亀裂や破損の防止を、より確実に行うことができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、安定した電気的接離が行え、確実な操作の可能なタッチパネルを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図であり、同図において、１はポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ガラス等の光透過性の上基板、２はガラスまたはアクリル、ポリカーボネート等の光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が、スパッタ法等によって各々形成されている。

そして、下導電層４の上面にはエポキシやシリコン等の絶縁樹脂によって複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には銀やカーボン等の一対の上電極（図示せず）が、下導電層４両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、７は低吸水性の外スペーサで、弾性率が１×１０⁸〜２×１０¹⁰Ｐａで、吸水率が０．０１〜０．１％のエポキシやシリコン等の絶縁樹脂によって、上基板１と下基板２間の外周に略額縁状に形成されている。

さらに、８は略額縁状で低弾性の内スペーサで、弾性率が１×１０⁵〜８×１０⁷Ｐａで、吸水率が０．５〜１．０％のアクリルやウレタン等の絶縁樹脂、またはこれらに気泡を分散させた絶縁樹脂によって、外スペーサ７の内縁に形成されている。

そして、この外スペーサ７と内スペーサ８の上面または下面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。

なお、上記のような外スペーサ７と内スペーサ８を上基板１下面、または下基板２上面に形成するには、スクリーン印刷やディスペンサー塗布等の方法があるが、スクリーン印刷によって行う場合には、例えば、下基板２上面に内スペーサ８をスクリーン印刷した後、一回乾燥し、この後、外スペーサ７を印刷し、再度乾燥させる必要がある。

これに対し、注射針状のディスペンサーによって塗布形成する場合には、並列に配置した二本のディスペンサーによって、例えば、下基板２上面に外スペーサ７と内スペーサ８を同時に塗布し、この後一回乾燥させることで、短い時間で比較的容易に形成を行うことができる。

そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

なお、上記のように押圧操作を行う際、中間部Ａを押圧した場合には、上基板１が前後左右にほぼ均等に撓むが、例えば、右端部Ｂを押圧操作した場合には、左右の内スペーサ８内縁部から右端部Ｂまでの距離は、右側が短く左側が長いため、外スペーサ７と内スペーサ８上面に加わる力も左側に比べ右側が大きなものとなる。

また、さらに右側の、内スペーサ８内縁部近傍をなぞるように極端に強く押圧した場合には、この箇所の上基板１や上導電層３に極端な折曲が加わるが、内側の内スペーサ８は低弾性に形成されているため、押圧によってこの箇所の内スペーサ８が撓んで、上基板１の弾性変形が行われ、操作の衝撃が緩和されるようになっている。

つまり、右端部Ｂや内スペーサ８内縁部近傍が押圧操作され、強い力が加わった場合には、外側の外スペーサ７は比較的高弾性であるため、あまり弾性変形しないが、軟らかな内スペーサ８が押圧力によって撓み、上基板１や上導電層３に極端な折曲が生じないようにすることで、端部操作により上導電層３に亀裂や破損が発生することを防ぐように構成されている。

また、外側の外スペーサ７は低吸水性に形成され、この外スペーサ７が比較的吸水性の高い内スペーサ８外周を覆っているため、使用される周囲の条件が高湿な環境であっても、周囲の湿気が上基板１と下基板２の間隙内に侵入することを防ぎ、上導電層３と下導電層４の安定した電気的接触を保つことができるようになっている。

すなわち、端部操作時には軟らかな内側の内スペーサ８が撓んで、上導電層３の亀裂や破損を防ぐと共に、この外側の低吸水性の外スペーサ７によって、周囲の湿気の間隙内への侵入を防止することで、安定した電気的接離が行え、確実な操作が可能なように構成されている。

さらに、図２の断面図に示すように、上基板１よりもやや外形寸法の小さな上基板９の外周を、内スペーサ８上に載置すると共に、外スペーサ１０を内スペーサ８よりも上方へ突出させた構成とすることによって、端部操作による上導電層３の亀裂や破損の防止を、より確実に行うことができる。

つまり、上基板９外周が軟らかな内スペーサ８上に載置され、上基板９上面を押圧操作した力は全て内スペーサ８に加わり、この内スペーサ８が撓んで上基板１の弾性変形が行われるため、上導電層３への衝撃をさらに緩和できると共に、外スペーサ１０上端が上方へ突出し、上基板９の外周端面を覆っているため、周囲の湿気の間隙内への侵入も、より確実に防止することが可能なようになっている。

このように本実施の形態によれば、上基板１と下基板２間の外周に形成された略額縁状のスペーサを、低吸水性の外スペーサ７と低弾性の内スペーサ８から形成することによって、端部操作時には軟らかな内スペーサ８が撓んで、上導電層３の亀裂や破損を防ぐことができると共に、外スペーサ７によって周囲の湿気の間隙内への侵入を防止できるため、安定した電気的接離が行え、確実な操作の可能なタッチパネルを得ることができるものである。

本発明によるタッチパネルは、安定した電気的接離が行え、確実な操作の可能なものを提供することができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作用として有用である。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図同他の実施の形態による断面図従来のタッチパネルの断面図

符号の説明

１，９上基板
２下基板
３上導電層
４下導電層
７，１０外スペーサ
８内スペーサ

Claims

下面に上導電層が形成された上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された下基板と、上記上基板と下基板間の外周に形成された略額縁状のスペーサからなり、上記スペーサを外スペーサと内スペーサから形成すると共に、上記外スペーサは上記内スペーサよりも低吸水性とし、上記内スペーサは上記外スペーサよりも低弾性としたタッチパネル。
上基板を内スペーサ上に載置すると共に、外スペーサを上記内スペーサよりも上方へ突出させた請求項１記載のタッチパネル。