JP5830284B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルに関する。

従来より、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を有するものであって、上記上基板の上面で上記上基板の外縁より内側に、少なくとも一部が透明で、かつ断面は底辺が上辺より長い形状となる保護シートが貼り付けされたタッチパネルがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０５５３４７号公報

ところで、従来のタッチパネルは、上基板がフィルム等の可撓性のある材料で構成されている場合、上基板と下基板の間に存在する配線や電極等により、上基板の表面に凸部が生じることがあった。

このような凸部は、タッチパネルの操作面に存在することになるため、操作性の低下に繋がる場合がある。タッチパネルの操作面には平坦さが求められていた。

以上のように、従来のタッチパネルには表面の平坦性が欠けるという課題があった。

そこで、本発明は、表面の平坦性を改善したタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明の一観点によるタッチパネルは、一方の表面の中央部に凹部が形成される第１基板と、前記凹部を含む前記一方の表面に形成される第１導電膜とを有する第１電極基板と、可撓性を有する第２基板と、前記第２基板の一方の表面に形成される第２導電膜とを有する第２電極基板と、前記第１導電膜の表面に形成される第１配線と、前記第２導電膜の表面に形成される第２配線と、前記第１導電膜と前記第２導電膜とが対向するように前記第１電極基板と前記第２電極基板を保持するスペーサとを含み、前記第１導電膜は、前記凹部に形成される。

また、一方の表面の中央部に第２凹部が形成される基板をさらに含み、前記第１基板は、可撓性のある材料で構成されるとともに、前記基板の前記第２凹部が形成される前記一方の表面に形成されることにより、前記一方の表面に凹部が形成されてもよい。

また、前記第２凹部の端部には、前記第２凹部と、前記第２凹部が形成されていない部分との段差を緩和する緩和部が形成されてもよい。

また、前記第１配線と前記第２配線は、平面視で重複しないように形成されてもよい。

また、前記第２基板の他方の表面に形成され、加飾が行われる加飾フィルムをさらに含んでもよい。

また、前記第１基板は、射出成形で形成されてもよい。

また、前記基板は、射出成形で形成されてもよい。

また、前記第１導電膜に接続され、前記第１導電膜が前記第２導電膜と接触すると、当該接触のあった座標位置を検出する座標検出回路をさらに含んでもよい。

本発明によれば、表面の平坦性を改善したタッチパネルを提供することができる。

タッチパネルの斜視図である。 タッチパネルの断面の概要図である。 比較例の４線式のタッチパネルにおける接触位置を検出する原理を示す図である。 比較例の５線式のタッチパネルにおける接触位置を検出する原理を示す図である。 実施の形態１のタッチパネルの上部電極基板及び基板に形成される電極を示す図である。 実施の形態１のタッチパネルの断面構造を示す図である。 実施の形態１のタッチパネルのカバーフィルムを示す図である。 実施の形態２のタッチパネルの断面構造を示す図である。 実施の形態２のタッチパネルの基板の変形例を示す図である。 比較例のタッチパネルの断面構造を示す図である。

本発明の実施の形態のタッチパネルについて、以下に説明する。

まず、図１乃至図４を用いて、タッチパネルの動作の概要について説明する。

抵抗膜方式のタッチパネルは、４線式と５線式とに大別することができる。４線式は、上部電極基板又は下部電極基板のどちらか一方にＸ軸の電極が設けられており、他方にＹ軸の電極が設けられている。一方、５線式は、下部電極基板にＸ軸の電極及びＹ軸の電極がともに設けられており、上部電極基板は、電圧を検出するためのプローブとして機能するものである。

図１及び図２に基づきタッチパネルについて説明する。図１は、タッチパネルの斜視図であり、図２は、タッチパネルの断面の概要図である。

図１及び図２に示すタッチパネル１は、４線式又は５線式のタッチパネルである。タッチパネル１が４線式であっても５線式であっても外観は略同一であるため、ここでは４線式のタッチパネルについても５線式のタッチパネルについても符号１を用いる。

タッチパネル１は、上部電極基板２となる一方の面に透明導電膜４の形成されたフィルム３と、下部電極基板５となる一方の面に透明導電膜７の形成されたガラス基板６とを含み、透明導電膜４及び透明導電膜７が対向するようにスペーサ８を介し設置されている。タッチパネル１と座標検出回路８０を有する駆動回路８１とはフレキシブル基板（ＦＰＣ:Flexible Printed Circuit）９により電気的に接続されている。

なお、図２に示す座標検出回路８０及び駆動回路８１は一例であり、座標検出回路８０及び駆動回路８１の構成は図２に示すものに限られない。

タッチパネル１が４線式である場合は、図３（Ａ）に示すように、透明導電膜４の端部の向かい合う２辺に設けられた電極４Ａ、４Ｂと、透明導電膜７の端部の向かい合う２辺に設けられた電極７Ａ、７Ｂとにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に交互に電圧を印加し、透明導電膜４と透明導電膜７とが、接触位置Ａ点において接触することにより、図３（Ｂ）に示すように、透明導電膜４を介し電位Ｖａを検出し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々の座標位置を検出する。

また、タッチパネル１が５線式である場合は、図４（Ａ）に示すように、透明導電膜７の端部の４辺に設けられた電極７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に交互に電圧を印加し、透明導電膜４と透明導電膜７とが、接触位置Ａ点において接触することにより、図４（Ｂ）に示すように、透明導電膜４を介し電位Ｖａを検出し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各々の座標位置を検出する。

次に、図５以下の図面を用いて、実施の形態１のタッチパネルについて説明する。

図５は、実施の形態１のタッチパネルの上部電極基板及び基板に形成される電極を示す図であり、図５（Ａ）、（Ｂ）は基板１０を示し、図５（Ｃ）は上部電極基板４０を示す図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。

図６は、実施の形態１のタッチパネルの断面構造を示す図である。図６に示す断面は、図５（Ｂ）に示す断面と、図５（Ｃ）におけるＢ−Ｂ断面とを含む断面である。

図７は、実施の形態１のタッチパネルのカバーフィルムを示す図である。

実施の形態１のタッチパネル１００は、基板１０、スペーサ３０、上部電極基板４０、粘着層５０、及びカバーフィルム６０を含む。

基板１０は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上面に凹部１１が形成されている。凹部１１は、図５（Ａ）に示すように、基板１０の縁を矩形状に残して、中央部に形成されている。基板１０は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂で構成される。凹部１１の周囲には矩形環状に凸部１４が形成されている。凹部１１は、例えば、基板１０を射出成形する際に同時に形成すればよい。

凹部１１の表面には、透明導電膜１２が形成されている。透明導電膜１２は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜で構成される。

基板１０は、下部電極基板として機能するものであり、透明導電膜１２には、図５（Ａ）に示すように、電極１３Ａ、１３Ｂが形成されている。電極１３Ａ、１３Ｂは、４線式のタッチパネル１００において、Ｘ軸方向の電位分布を透明導電膜１２に生じさせる際に用いられる電極である。電極１３Ａ、１３Ｂは、ＦＰＣ基板（図２参照）を介して、座標検出部に接続される。

スペーサ３０は、例えば、例えば、両面テープであり、基板１０と上部電極基板４０との間に設けられ、透明導電膜１２と透明導電膜４２を対向させた状態で基板１０及び上部電極基板４０を固定している。

上部電極基板４０は、フィルム４１と透明導電膜４２を有する。フィルム４１は、例えば、透明の樹脂材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）、又は、透明の樹脂材料であるポリカーボネートで構成される。透明導電膜４２は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜で構成される。

透明導電膜４２には、図５（Ｃ）に示すように、電極４３Ａ、４３Ｂが形成される。電極４３Ａ、４３Ｂは、４線式のタッチパネル１００において、Ｙ軸方向の電位分布を透明導電膜４２に生じさせる際に用いられる電極である。電極４３Ａ、４３Ｂは、ＦＰＣ基板（図２参照）を介して、座標検出部に接続される。電極４３Ａ、４３Ｂは、平面視において、電極１３Ａ、１３Ｂと重なる部分が少なくなるように、位置をずらせて配設される。このため、図６に示すように、電極１３Ａと電極４３Ｂとは、平面視でずれるように配設されている。

粘着層５０は、例えば、アクリル系粘着剤で構成された透明な粘着層である。

カバーフィルム６０は、図７に示すように、枠部６１を有する。カバーフィルム６０は、例えば、透明の樹脂材料であるＰＥＴ、又は、ポリカーボネートで構成され、下面の縁に枠部６１が形成されている。枠部６１は、カバーフィルム６０の下面の縁に、例えば、黒い樹脂塗料を塗布することによって形成される。枠部６１によって囲まれた部分は、タッチパネル１００の表示部１００Ａであると共に、入力部である。

カバーフィルム６０は、主に、タッチパネル１００の表面をより平滑にするとともに、枠部をカバーフィルム６０の下面の周囲に沿って形成することにより、表示部１００Ａの周囲にある引出電極部等を覆い隠すために設けられており、加飾フィルムとも称される。

以上のような実施の形態１のタッチパネル１００において、図６に示すように、透明導電膜１２と透明導電膜４２との間の間隔（ギャップ）は、凹部１１の深さ（凸部１４の高さ）と、スペーサ３０の厚さによって決まる。

実施の形態１のタッチパネル１００では、凹部１１の深さは、スペーサ３０の厚さとの関係で、透明導電膜１２と透明導電膜４２との間に、電極１３Ａ、１３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂの厚さを吸収するのに十分な間隔が取れるように設定されている。

ここで、電極１３Ａ、１３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂの厚さを吸収するのに十分な間隔とは、電極１３Ａ、１３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂの厚さにより、上部電極基板４０及び粘着層５０を介して、カバーフィルム６０の表面に凸部が生じない間隔を言う。

凹部１１の深さが電極１３Ａ、１３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂの厚さを吸収するのに十分な間隔に設定されることにより、カバーフィルム６０の表面に凸部が生じることはなく、カバーフィルム６０の表面には十分な平坦性が確保されることになる。

このため、実施の形態１によれば、表面の平坦性を改善したタッチパネル１００を提供することができる。

また、実施の形態１のタッチパネル１００は、凹部１１とスペーサ３０によって透明導電膜１２と透明導電膜４２との間隔を設定でき、透明導電膜１２と透明導電膜４２とが接触することを抑制できるので、ニュートンリング（干渉縞）の発生を抑制することができる。

従って、視認性の高いタッチパネル１００を提供することができる。

なお、以上では、基板１０の凹部１１で電極１３Ａ、１３Ｂ、４１Ａ、４３Ｂの厚さを吸収する場合の効果について説明したが、タッチパネル１００には、実際には、電極１３Ａ、１３Ｂ、４１Ａ、４３ＢとＦＰＣ基板を接続するための配線等も形成される。このような配線は、平面視において枠部６１によって覆い隠される位置（すなわち表示部１００Ａの周囲）に形成される。

従って、基板１０に凹部１１を形成する範囲は、平面視において、電極１３Ａ、１３Ｂ、４１Ａ、４３Ｂに加えて、上述のような配線を含む範囲に設定すればよい。

また、以上では、タッチパネル１００がカバーフィルム６０を含む形態について説明したが、タッチパネル１００は、必ずしもカバーフィルム６０を含む必要はない。カバーフィルム６０を含まない場合でも、タッチパネル１００の上部電極基板４０の上面には、十分な平坦さが確保されることになる。

また、以上では、４線式のタッチパネル１００を用いて説明を行ったが、５線式（あるいはそれ以上）のタッチパネルにおいても、基板１０の凹部１１でＸ軸方向及びＹ軸方向に電位分布を発生させるための電極や、電極に接続される配線等の厚さを吸収できるため、同様に平坦性を改善することができる。

＜実施の形態２＞
図８は、実施の形態２のタッチパネルの断面構造を示す図である。図９は、実施の形態２のタッチパネルの基板の変形例を示す図である。

図８に示すように、実施の形態２のタッチパネル２００は、基板１０の上に透明導電膜１２が形成されずに、基板１０の上に下部電極基板１２０が配設される点が実施の形態１のタッチパネル１００と異なる。その他の構成は実施の形態１のタッチパネル１００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

タッチパネル２００は、基板１０、粘着層２０１、下部電極基板１２０、スペーサ３０、上部電極基板４０、粘着層５０、及びカバーフィルム６０を含む。

粘着層２０１は、例えば、アクリル系粘着剤で構成された透明な粘着層である。

基板１０の凹部１１には透明導電膜１２（図６参照）は形成されず、基板１０の上には下部電極基板１２０が粘着層２０１によって貼り付けられる。

下部電極基板１２０は、フィルム１２１と透明導電膜１２２を有する。フィルム１２１は、例えば、透明の樹脂材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：polyethylene terephthalate）、又は、透明の樹脂材料であるポリカーボネートで構成される。透明導電膜１２２は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜で構成される。透明導電膜１２２は、フィルム１２１の上面の全面にわたって形成されている。

透明導電膜１２２の上には、実施の形態１における電極１３Ａ、１３Ｂと同様の電極１３Ａ、１３Ｂが形成されている。

下部電極基板１２２は、フィルム１２１と透明導電膜１２２とで構成されており、可撓性を有するため、凹部１１が形成された基板１０の上面に下部電極基板１２２を貼り付けると、図８に示すように、下部電極基板１２２は基板１０の凹部１１に沿って中央部が凹んだ（窪んだ）形状になる。

このため、実施の形態２のタッチパネル２００は、実施の形態１のタッチパネル１００と同様に、電極１３Ａ、１３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂの厚さを吸収するのに十分な間隔に凹部１１の深さを設定することにより、カバーフィルム６０の表面に凸部が生じることはなく、カバーフィルム６０の表面には十分な平坦性を確保することができる。

従って、実施の形態２によれば、表面の平坦性を改善したタッチパネル２００を提供することができる。

なお、基板１０の凹部１１の端部には、図９（Ａ）に示すように、丸められた曲面部１１Ａが形成されていてもよく、さらに、図９（Ｂ）に示すように、２つの曲面部１１Ａ，１１Ｂが形成されていてもよい。

このように曲面部１１Ａ、又は曲面部１１Ａ及び１１Ｂを形成すると、基板１０の上面に貼り付けられる下部電極基板１２０が凹部１１と凹部１１の周囲の凸部１４との段差部分で急激に折り曲げられることをより効果的に抑制でき、この結果、透明導電膜１２２が凹部１１の端で破損することをより効果的に抑制でき、より信頼性の高いタッチパネル２００を提供することができる。

＜比較例＞
図１０は、比較例のタッチパネルの断面構造を示す図である。

図１０（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ示す比較例のタッチパネル３００Ａ、３００Ｂは、基板１０Ａの上面が平坦で凹部１１（図６等参照）が形成されていない点が実施の形態１、２のタッチパネル１００、２００と異なる。その他の構成は、実施の形態１、２のタッチパネル１００、２００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

図１０（Ａ）に示す比較例のタッチパネル３００Ａは、基板１０Ａに透明導電膜１２が形成されており、基板１０Ａが下部電極基板として機能する。

図１０（Ｂ）に示す比較例のタッチパネル３００Ｂは、基板１０Ａの上に下部電極基板１２０が張り合わされている。

なお、図１０（Ａ）に示すタッチパネル３００Ａ、図１０（Ｂ）に示すタッチパネル３００Ｂともに、スペーサ３０は電極１３Ａ、１３Ｂと電極４３Ａ、４３Ｂとの間に設けられており、電極１３Ａ、１３Ｂと電極４３Ａ、４３Ｂは、スペーサ３０によって絶縁されている。

図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、比較例のタッチパネル３００Ａ、３００Ｂは、基板１０に凹部１１（図６等参照）が形成されていないため、カバーフィルム６０の上面に凸部６０Ａが出現してしまう。凸部６０Ａは、電極１３Ａ、１３Ｂの厚さによる凸部が上部電極基板４０、粘着層５０を介して、カバーフィルム６０に変形をもたらすことによって生じたものである。

このようにカバーフィルム６０の上面に凸部６０Ａが生じると、タッチパネル３００Ａ、３００Ｂの操作性は著しく低下することになる。

従って、上述の実施の形態１、２のタッチパネル１００、２００のように、カバーフィルム６０の表面の平坦性を確保できれば、操作性は大幅に改善されることになる。

以上、本発明の例示的な実施の形態のタッチパネルについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００ タッチパネル
１０ 基板
１１ 凹部
１１Ａ、１１Ｂ 曲面部
１２ 透明導電膜
１３Ａ、１３Ｂ 電極
１４ 凸部
３０ スペーサ
４０ 上部電極基板
４１ フィルム
４２ 透明導電膜
４３Ａ、４３Ｂ 電極
５０ 粘着層
６０ カバーフィルム
１２０ 下部電極基板
１２１ フィルム
１２２ 透明導電膜
２００ タッチパネル

Claims (9)

1. 一方の表面の中央部に凹部が形成される第１基板と、前記凹部を含む前記一方の表面に形成される第１導電膜とを有する第１電極基板と、
   可撓性を有する第２基板と、前記第２基板の一方の表面に形成される第２導電膜とを有する第２電極基板と、
   前記第１導電膜の表面に形成される第１配線と、
   前記第２導電膜の表面に形成される第２配線と、
   前記第１導電膜と前記第２導電膜とが対向するように前記第１電極基板と前記第２電極基板を保持するスペーサと
   を含み、
   前記第１導電膜は、前記凹部に形成される、タッチパネル。
2. 前記凹部は、前記第１配線及び前記第２配線の厚さを吸収する深さを有する、請求項１記載のタッチパネル。
3. 一方の表面の中央部に第２凹部が形成される基板をさらに含み、
   前記第１基板は、可撓性のある材料で構成されるとともに、前記基板の前記第２凹部が形成される前記一方の表面に形成されることにより、前記一方の表面に凹部が形成される、請求項１又は２記載のタッチパネル。
4. 前記第２凹部の端部には、前記第２凹部と、前記第２凹部が形成されていない部分との段差を緩和する緩和部が形成される、請求項３記載のタッチパネル。
5. 前記第１配線と前記第２配線は、平面視で重複しないように形成される、請求項１乃至４のいずれか一項記載のタッチパネル。
6. 前記第２基板の他方の表面に形成され、加飾が行われる加飾フィルムをさらに含む、請求項１乃至５のいずれか一項記載のタッチパネル。
7. 前記第１基板は、射出成形で形成される、請求項１記載のタッチパネル。
8. 前記基板は、射出成形で形成される、請求項３記載のタッチパネル。
9. 前記第１導電膜に接続され、前記第１導電膜が前記第２導電膜と接触すると、当該接触のあった座標位置を検出する座標検出回路をさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項記載のタッチパネル。

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