JP6534525B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルに関する。

例えば液晶ディスプレイ等の表示装置の表示面に設けられ、指先やペン等による接触位置を検出するタッチパネルが広く用いられている。タッチパネルには様々な方式があるが、例えば４線式の抵抗膜方式タッチパネルは、構造が単純で低コストに製造可能なため広く普及している。

４線式の抵抗膜方式タッチパネルは、それぞれ透明導電膜が一方の面に形成された２枚の透明基板が、透明導電膜同士が対向するように配置された構成を有する。２枚の透明基板の間には、各透明導電膜にＸ方向の電位分布又はＸ方向に直交するＹ方向の電位分布を形成する電極を含む電気配線が外周部に設けられている。

ここで、美観を向上させるために、例えば操作面の外周縁に加飾層が形成されたタッチパネルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３１５７０５９号公報

しかしながら、操作面に加飾層を有するタッチパネルは、例えば加飾層によって操作面に形成される段差によって、美観が低下する可能性がある。また、加飾層が操作面から剥がれ落ち、内部の電気配線が露出して美観が低下する可能性もある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、操作面が平滑で美観が向上されたタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明の一態様のタッチパネルによれば、一方の面に第１導電膜が形成されている第１基板と、前記第１基板の前記第１導電膜側に対向配置され、前記第１基板側の面に第２導電膜が形成されている第２基板と、前記第１導電膜の前記第２基板側の面に、前記第１基板の外周に沿って形成されている加飾層と、前記加飾層の前記第２基板側の面に形成される第１配線と、前記第１配線に積層される第１絶縁層と、前記第２導電膜の前記第１基板側の面に形成される第２配線と、前記第２配線に積層される第２絶縁層と、を有し、前記第１配線は、第１の方向に平行、かつ、前記第１の方向に直交する第２の方向に対向するように形成された１対の電極であって、前記加飾層は、導電性材料によって枠状に形成され、前記１対の電極は、枠状に形成された前記加飾層のうちの対向する部分のそれぞれに配置され、前記加飾層は前記第１導電膜と前記第１配線との間に形成されている。
本発明の他の一態様のタッチパネルによれば、一方の面に第１導電膜が形成されている第１基板と、前記第１基板の前記第１導電膜側に対向配置され、前記第１基板側の面に第２導電膜が形成されている第２基板と、前記第１導電膜の前記第２基板側の面に、前記第１基板の外周に沿って枠状に形成されている加飾層と、前記加飾層の前記第２基板側の面に形成される第１配線と、前記第１配線に積層される第１絶縁層と、前記第２導電膜の前記第１基板側の面に形成される第２配線と、前記第２配線に積層される第２絶縁層と、を有し、前記第１配線は、第１の方向に平行、かつ、前記第１の方向に直交する第２の方向に対向するように形成された１対の電極であって、枠状に形成された前記加飾層のうち、前記１対の電極が配置される領域であって、前記第２の方向に対向する２つの領域が導電性材料で形成され、前記１対の電極が配置されていない領域であって、前記第１の方向に対向する２つの領域が絶縁性材料で形成されている。

本発明の実施形態によれば、操作面が平滑で美観が向上されたタッチパネルが提供される。

第１の実施形態に係るタッチパネルを例示する斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施形態における第１基板を例示する底面図である。 第１の実施形態における接続部の構成を例示する図である。 第１の実施形態における接続部の他の構成を例示する図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 第１の実施形態における接着層の他の構成を例示する図である。 第２の実施形態に係るタッチパネルを例示する断面図である。 第３の実施形態における第１基板を例示する底面図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係るタッチパネル１００を例示する斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。以下の説明において、タッチパネル１００の長手方向をＸ方向、短手方向をＹ方向という。

図１に示されるように、タッチパネル１００は、第１基板１１、第２基板１２、加飾層３０を有する。タッチパネル１００は、第１基板１１の第２基板１２とは反対側の面に位置し、加飾層３０に囲まれている操作領域１０における指先やペン等の接触位置を検出する。

第１基板１１は、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）等の撓み易く透明な材料を用いて矩形状に形成されている。また、第２基板１２は、例えばガラス等の透明な無機材料や、透明な樹脂材料等を用いて、第１基板１１と略同一の矩形状に形成されている。第１基板１１と第２基板１２とは、所定の間隔を空けて対向配置されている。なお、第１基板１１及び第２基板１２の形状は、矩形に限られるものではない。

第１基板１１の第２基板１２側（図２図示下面）には、図２に示されるように、第１基板１１側から順に、第１導電膜２１、加飾層３０、第１配線４１、第１絶縁層５１が形成されている。また、第２基板１２の第１基板１１側（図２図示上面）には、第２基板１２側から順に、第２導電膜２２、第２配線４２、第２絶縁層５２が形成されている。第１導電膜２１等が形成された第１基板１１と、第２導電膜２２等が形成された第２基板１２とは、第１絶縁層５１と第２絶縁層５２との間の接着層６０によって接合されている。

第１導電膜２１及び第２導電膜２２は、導電性を有する透明なＩＴＯ（indium-tin oxide）、ＡＺＯ（Al-doped zinc oxide）等の金属酸化物により形成されている。なお、第１導電膜２１及び第２導電膜２２は、上記材料に限られるものではなく、例えば導電ポリマー、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ等で形成されてもよい。

加飾層３０は、第１導電膜２１の第２基板１２側に、第１基板１１の外周に沿って枠状に形成されている。加飾層３０は、第１配線４１や第２配線４２等が第１基板１１側から見えないように光を透過しない不透明な材料で形成され、例えば導電性ポリマー、導電性カーボン、金属含有樹脂等の導電性材料を用いることができる。

第１配線４１は、加飾層３０の第２基板１２側の面に形成されている。第１配線４１は、Ｙ方向に平行且つＸ方向に対向するように形成された一対の電極や、各電極に接続される引出線を含み、不図示のフレキシブル基板等に接続されている。

第１配線４１は、導電性材料で形成されている加飾層３０を介して第１導電膜２１に接続している。第１配線４１を介してＸ方向に対向する一対の電極に電圧を印加することで、第１導電膜２１にＸ方向の電位分布を形成する。

第２配線４２は、第２導電膜２２の第１基板１１側の面に形成されている。第２配線４２は、Ｘ方向に平行且つＹ方向に対向するように形成された一対の電極や、各電極に接続される引出線を含み、不図示のフレキシブル基板等に接続されている。

第２配線４２は、積層される第２導電膜２２に接続している。第２配線４２を介してＹ方向に対向する一対の電極に電圧を印加することで、第２導電膜２２にＹ方向の電位分布を形成する。

なお、第１配線４１によって第１導電膜２１にＹ方向の電位分布が形成され、第２配線４２によって第１導電膜２１にＸ方向の電位分布が形成される構成であってもよい。

第１絶縁層５１は、第１配線４１の図２図示下面に積層され、第１配線４１を覆うことで第１配線４１を絶縁する。また、第２絶縁層５２は、第２配線４２の図２図示上面に積層され、第２配線４２を覆うことで第２配線４２を絶縁する。

接着層６０は、第１絶縁層５１と第２絶縁層５２との間に設けられ、第１基板１１と第２基板１２とを接合する。

第１配線４１と第２配線４２との間には、第１絶縁層５１、接着層６０及び第２絶縁層を貫通する貫通孔が１つ以上形成されている。貫通孔には、第１配線４１と第２配線４２とを接続する接続部７０が設けられている。接続部７０は、例えば導電性両面テープや、導電性接着剤等の導電性接着材料で形成され、第１配線４１及び第２配線４２の両方に接触するように設けられている。

第１基板１１と第２基板１２との間の第１配線４１、第１絶縁層５１、接着層６０、接続部７０、第２絶縁層５２、第２配線４２は、加飾層３０が形成されている領域内に形成されており、第１基板１１側からは見えないように隠蔽されている。また、第１基板１１と第２基板１２との間に加飾層３０が形成されていることにより、第１基板１１の表面が平滑になっている。そのため、第１基板１１の表面の平滑性を保ちながら、第１配線４１等を第１基板１１側から見えないように隠蔽してタッチパネル１００の美観向上を図ることが可能になっている。

加飾層３０は導電性材料を用いて第１導電膜２１と第１配線４１との間に形成される。そのため、第１導電膜２１と第１配線４１との間に加飾層３０を設けても、第１導電膜２１と第１配線４１との電気的接続が得られる。

タッチパネル１００が動作する際、第１導電膜２１におけるＸ方向の電位分布と、第２導電膜２２におけるＹ方向の電位分布とが交互に形成される。第１基板１１の操作領域１０が指先やペン等によって押圧されると、第１基板１１が撓んで第１導電膜２１と第２導電膜２２とが接触する。第１導電膜２１にＸ方向の電位分布を形成している状態での第１導電膜２１と第２導電膜２２との接触点からＸ方向の座標を求め、第２導電膜２２にＹ方向に電位分布を形成している状態での第２導電膜２２と第１導電膜２１との接触点からＹ方向の座標を求めることで、タッチパネル１００の操作領域１０における接触位置を検出できる。

ここで、接触位置の検出精度向上のためには、等電位線がＹ方向に平行になるように第１導電膜２１に電位分布を形成し、等電位線がＸ方向に平行になるように第２導電膜２２に電位分布を形成することが求められる。

例えば、製造工程を簡易化するために加飾層３０を全て導電性材料で形成する場合には、例えば第１配線４１に印加される電圧よって加飾層３０にも電位分布が生じることになる。このため、加飾層３０に生じた電位分布が第１導電膜２１の電位分布に影響を及ぼし、第１導電膜２１上の等電位線がＹ方向に平行にならずに歪んで形成される可能性がある。

そこで、本実施形態に係るタッチパネル１００では、第１導電膜２１に、加飾層３０が形成されている領域の内側で、且つ加飾層３０が形成されていない領域に、Ｘ方向に平行且つＹ方向に対向する２本のスリットが形成されている。

図３は、第１の実施形態においてスリットが形成された第１基板１１の底面図である。

図３に示されるように、第１導電膜２１には、加飾層３０の非形成領域で、そのＹ方向両端部の加飾層３０近傍に、Ｘ方向に平行な一対のスリット８０が形成されている。スリット８０は、接触位置の検出領域の減少を防ぐために、例えばＹ方向において加飾層３０から１０mm以内の領域に、可能な範囲で細く形成される。

スリット８０は、例えば第１基板１１に形成されている第１導電膜２１を線状に除去することで形成される。第１導電膜２１の除去方法としては、例えばレーザ光照射、ドライ又はウェットエッチング等が挙げられるが、これらの方法に限定されるものではない。また、スリット８０の本数は２本に限定されず、各辺に一本以上形成されることで効力を発揮する。

図３に示されるように、第１導電膜２１に形成されているスリット８０によって、等電位線２５がＹ方向に平行になるような電位分布が第１導電膜２１に形成され、接触位置を高精度に検出することが可能になっている。

なお、第１導電膜２１にＹ方向に対向する電極を設ける構成では、第１導電膜２１のＸ方向両端付近、つまりＹ方向に平行且つＸ方向で対向するスリットを形成することで、等電位線がＸ方向に平行になるような電位分布が形成され、接触位置を高精度に検出することが可能になる。

次に、接続部７０の構成について説明する。

図４は、導電性両面テープで形成されている接続部７０を例示する図である。図４（Ａ）は、第１基板１１と第２基板１２との接合前の状態を例示し、図４（Ｂ）は、第１基板１１と第２基板１２との接合後の状態を例示している。

接続部７０としての導電性両面テープは、伸縮可能な材料で形成される。導電性両面テープは、例えばカーボンや導電フィラー、導電ポリマーを含有する不織物や金属箔等であるが、これらに限られるものではない。

導電性両面テープは、図４（Ａ）に示されるように、第１基板１１と第２基板１２とが接合されていない状態で貫通孔の長さ以上の厚さを有することが好ましい。このような厚さを有することで、図４（Ｂ）に示されるように、第１基板１１と第２基板１２との接合後には、導電性両面テープは基板同士によって押圧されて収縮した状態となる。導電性両面テープは、収縮した状態で第１基板１１及び第２基板１２に向かって伸長する反発力が生じ、第１配線４１及び第２配線４２の両方に接触して電気的接続状態を保つことが可能になる。

図５は、導電性接着剤で形成された接続部７０を例示する図である。図５（Ａ）は、第１基板１１と第２基板１２との接合前の状態を例示し、図５（Ｂ）は、第１基板１１と第２基板１２との接合後の状態を例示している。導電性接着剤は、例えば金属やカーボンを含有する樹脂材料、導電ポリマー等であるが、これらに限られるものではない。

導電性接着剤は、第１配線４１と第２配線４２との間に形成される貫通孔７１の大きさに応じた量が、貫通孔７１に充填される。導電性接着剤の量が多いと、第１基板１１の導電性接着剤部分が盛り上がって凸状となり、第１基板１１の表面の平滑性が低下する可能性がある。また、貫通孔７１に充填する導電性接着剤の量が少ないと、導電性接着剤が第１配線４１及び第２配線４２の両方に接触せず、接続不良が発生する可能性がある。

導電性接着剤は、図５（Ｂ）に示されるように、第１基板１１と第２基板１２とが接合された状態で第１配線４１及び第２配線４２の両方に接触し、第１配線４１と第２配線４２とを電気的に接続する。なお、貫通孔７１は導電性接着剤で満たされなくてもよく、貫通孔７１内に空隙が形成されてもよい。

次に、本実施形態における第１基板１１の平滑性を保つための構成について説明する。

図６は、図１のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態に係るタッチパネル１００では、図６に示されるように、第１配線４１が形成されない領域に、厚さ調整部としてダミーパターン９０が形成されている。

ダミーパターン９０がタッチパネル１００に形成されていない場合には、第１基板１１の第１配線４１が形成されていない領域が窪み、第１基板１１の表面に凹凸が生じてしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、第１基板１１の第１配線４１が形成されていない領域に、第１配線４１と同じ厚さのダミーパターン９０を形成することで、第１基板１１の表面の平滑性を保っている。

ダミーパターン９０は、第１配線４１と同じ厚さに形成可能であればどのような材料が用いられてもよいが、例えば第１配線４１と同じ材料を用いて、第１配線４１と同じ工程で形成することで、製造工程を複雑化することなく形成できる。

また、タッチパネル１００では、図７に示されるように、接着層６０が、第１配線４１及び第２配線４２が形成されていない領域に設けられている。

接着層６０を第１配線４１及び第２配線４２に重ねて形成すると、第１配線４１及び第２配線４２が形成されている部分で第１基板１１が突出し、第１基板１１の表面に凹凸が生じてしまう可能性がある。そこで、上記したように、第１配線４１及び第２配線４２が形成されていない領域に接着層６０を形成することで、第１基板１１の平滑性を保つことが可能になる。

以上で説明したように、第１の実施形態によれば、操作面である第１基板１１の表面が平滑であり、第１基板１１と第２基板１２との間に設けられる第１配線４１や第２配線４２が加飾層３０により隠蔽されて美観が向上されたタッチパネル１００が提供される。

[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

第２の実施形態に係るタッチパネル２００では、第１配線４１の一部が加飾層３０に積層され、第１配線４１の端部が加飾層３０の非形成領域で第１導電膜２１に接続するように形成されている。

図８は、第２の実施形態に係るタッチパネル２００の断面図である。

図８に示されるように、第１配線４１は、一部が加飾層３０に重なるように積層され、端部が加飾層３０の内側にはみ出して第１導電膜２１に接続するように形成されている。第１配線４１は、第１基板１１側から大部分が加飾層３０によって隠蔽されるように、第１導電膜２１との接続部分が可能な限り小さく形成されている。したがって、第１配線４１が露出することによってタッチパネル２００の美観が大きく損なわれることはない。

このような構成により、第１配線４１は、加飾層３０を介することなく第１導電膜２１に直接接続し、第１導電膜２１上に電位分布を形成できる。第１導電膜２１と第１配線４１とが電気的に直接接続するため、加飾層３０は絶縁性材料で形成されてもよく、加飾層３０の材料選択の幅が広がり製造コスト低減を図ることが可能になる。

[第３の実施形態]
次に、第３の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

第３の実施形態に係るタッチパネル３００は、加飾層３０が、第１配線４１が形成されている領域では導電性材料で形成され、第１配線４１が形成されていない領域では絶縁性材料で形成されている。

図９は、第３の実施形態における第１基板１１を例示する底面図である。本実施形態では、第１配線４１が形成されている領域の加飾層３０ａは導電性材料で形成され、第１配線４１が形成されていない領域の加飾層３０ｂは絶縁性材料で形成されている。

第１配線４１が形成されていない領域に設けられている加飾層が導電性材料である場合には、加飾層に生じる電位分布が第１導電膜２１の電位分布に影響を及ぼして、第１導電膜２１に生じる等電位線を歪ませる可能性がある。そこで、第１配線４１が形成されていない領域に設けられる加飾層３０ｂを絶縁性材料で形成することで、加飾層３０ｂが第１導電膜２１の電位分布に与える電気的影響を低減し、第１導電膜２１に生じる等電位線を平行に保つことが可能になる。このような構成により、第１導電膜２１に生じる等電位線を平行に保つことが可能になり、タッチパネル３００での高精度な位置検出が可能になる。

以上説明した実施形態に係るタッチパネルによれば、第１基板と第２基板との間に形成される加飾層によって第１配線等が隠蔽され、また第１基板の平滑性が維持されるため、タッチパネルの美観が向上する。また、上記したように高精度な位置検出が可能になる。

以上、実施形態に係るタッチパネルについて説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１０ 操作領域
１１ 第１基板
１２ 第２基板
２１ 第１導電膜
２２ 第２導電膜
３０ 加飾層
４１ 第１配線
４２ 第２配線
５１ 第１絶縁層
５２ 第２絶縁層
６０ 接着層
７０ 接続部
７１ 貫通孔
８０ スリット
９０ ダミーパターン（厚さ調整部）
１００、２００、３００ タッチパネル

Claims (6)

1. 一方の面に第１導電膜が形成されている第１基板と、
   前記第１基板の前記第１導電膜側に対向配置され、前記第１基板側の面に第２導電膜が形成されている第２基板と、
   前記第１導電膜の前記第２基板側の面に、前記第１基板の外周に沿って形成されている加飾層と、
   前記加飾層の前記第２基板側の面に形成される第１配線と、
   前記第１配線に積層される第１絶縁層と、
   前記第２導電膜の前記第１基板側の面に形成される第２配線と、
   前記第２配線に積層される第２絶縁層と、を有し、
   前記第１配線は、第１の方向に平行、かつ、前記第１の方向に直交する第２の方向に対向するように形成された１対の電極であって、
   前記加飾層は、導電性材料によって枠状に形成され、
   前記１対の電極は、枠状に形成された前記加飾層のうちの対向する部分のそれぞれに配置され、
   前記加飾層は前記第１導電膜と前記第１配線との間に形成されている
   ことを特徴とするタッチパネル。
2. 前記第１導電膜は、前記加飾層が形成されていない領域に、電位分布が形成される方向に平行なスリットを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 一方の面に第１導電膜が形成されている第１基板と、
   前記第１基板の前記第１導電膜側に対向配置され、前記第１基板側の面に第２導電膜が形成されている第２基板と、
   前記第１導電膜の前記第２基板側の面に、前記第１基板の外周に沿って枠状に形成されている加飾層と、
   前記加飾層の前記第２基板側の面に形成される第１配線と、
   前記第１配線に積層される第１絶縁層と、
   前記第２導電膜の前記第１基板側の面に形成される第２配線と、
   前記第２配線に積層される第２絶縁層と、を有し、
   前記第１配線は、第１の方向に平行、かつ、前記第１の方向に直交する第２の方向に対向するように形成された１対の電極であって、
   枠状に形成された前記加飾層のうち、前記１対の電極が配置される領域であって、前記第２の方向に対向する２つの領域が導電性材料で形成され、前記１対の電極が配置されていない領域であって、前記第１の方向に対向する２つの領域が絶縁性材料で形成されている
   ことを特徴とするタッチパネル。
4. 前記第１配線と前記第２配線との間を貫通する貫通孔に設けられ、導電性接着材料で形成されて前記第１配線と前記第２配線とを接続する接続部を有する
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のタッチパネル。
5. 前記第１配線及び前記第２配線が形成されていない領域に設けられ、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層とを接合する接着層を有する
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のタッチパネル。
6. 前記加飾層の前記第２基板側の面の前記第１配線が形成されていない領域に、前記第１配線と同じ厚さの厚さ調整部を有する
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のタッチパネル。

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