JP2005339199A - タッチパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】 ガラス基板の破損がなく、小さい作動荷重で操作できるタッチパネルを得る。
【解決手段】 上透明基板62に0.3〜0.4mm厚のガラス板を用い、シール材67の厚みを4〜6μmの範囲に形成したタッチパネルにおいて、一対の上導電電極64、65及び一対の下導電電極54、55とドットスペーサ58を、同一の厚みでもって、2〜4μmの範囲に形成し、上透明基板62の上面62aに凹状の僅かな窪みを持たせ、ドットスペーサ58に弾性を持たせて、12〜15mmのピッチ間隔の範囲の中で一定のピッチ間隔に形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】 上透明基板62に0.3〜0.4mm厚のガラス板を用い、シール材67の厚みを4〜6μmの範囲に形成したタッチパネルにおいて、一対の上導電電極64、65及び一対の下導電電極54、55とドットスペーサ58を、同一の厚みでもって、2〜4μmの範囲に形成し、上透明基板62の上面62aに凹状の僅かな窪みを持たせ、ドットスペーサ58に弾性を持たせて、12〜15mmのピッチ間隔の範囲の中で一定のピッチ間隔に形成する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ATM、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、透視した画面の指示に従って使用者が情報の表示画面を指やペンで直接押してデータの入力が行われるタッチパネルに関する。
従来技術における抵抗膜式タッチパネルは、可撓性を有する透明基板の下面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成した上基板と、同じく上面に透明電極とこの透明電極に接続する導電電極を形成し、透明電極の上面にドットスペーサを一定間隔に配設した下基板とが、所定の隙間を持って透明電極同士が対面するような配置構造を取っている。そして、このタッチパネルを液晶表示装置等の表示装置の上面側に配置して使用される。表示装置の表示部分に位置する所のタッチパネルを指又はペンで押すことによって、タッチパネルの上基板が撓んでその押した所の透明電極が下基板の透明電極に接触し、そして、その接触点の位置が電気抵抗の測定によって検知されて入力情報が読みとられる。
従来、一般的に用いられているタッチパネルの構成を図6〜9用いて説明する。図6は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図7は図6におけるE−E断面図、図8は図7における下基板の平面図、図9は図7における上基板の平面図を示している。
図6、図7、図8、図9に示すように、従来のタッチパネル20は形状が方形をなす下基板1と可撓性を有する上基板11とを備えている。下基板1は、透明な方形のガラスからなる下透明基板2と、この下透明基板2の上面に方形形状に形成された下透明電極3と、この下透明電極3の図中上下の対向する両辺に沿って接続形成されて下透明基板2の片方端にある点線枠で囲ったFPC取付部Sまで延設した一対の下導電電極4及び5と、FPC取付部S近辺に形成された一対の接続電極6、7と、下透明電極3上にマトリックス状に配置したドットスペーサ8とで構成されている。尚、上記一対の接続電極6、7は、後述する上基板11の上導電電極14、15に導通接続を行うためにFPC取付部S近辺に設けられている。
上基板11は、可撓性があって透明で方形形状をした上透明基板12と、この上透明基板12の下面に方形形状に形成されている上透明電極13と、この上透明電極13の図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてFPC取付部S方向に向かって延設された一対の上導電電極14、15とで構成されている。
そして、上基板11の上導電電極14、15と下基板1の下導電電極4、5とが方形配置となるように対向配置し、上下基板11、1とに一定の隙間を持たせてシール材17で上下基板11、1とを接着して固定すると共に、上下基板11、1の外周域を周回してシールしている。更に、上基板11に設けられた上導電電極14及び15は、接続部B及びAの場所において、その先端部14a、15aが下基板1に設けた一対の接続電極6及び7と導電性接着剤を介して接続され、導通がとられている。
また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板11の上面には偏光板18、下基板1の下面には位相差板16が貼付けられている。また、下基板1のFPC取付部SにはFPC9が取り付けられて外部との導通が図られるようになっている。
上記構造を成すタッチパネル20の各構成要素部品は次のようになっている。下基板1を構成する下透明基板2は透明なガラスが用いられる。このガラスはソーダガラスや石英ガラス、アルカリガラス、ほうけい酸ガラス、普通板ガラス等が利用でき、反り等が起きない程度の厚さのものが使われる。多くは0.7〜1.1mmのものが選択される。上基板11を構成する上透明基板12は可撓性を必要とするところなので透明な薄板ガラスや透明なプラスチックフイルムが用いられる。一般的に、耐熱性が求められる機器(例えば、カーナビゲーション等)にはガラスが使用される。ガラスとしては耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する0.2mm厚みのほうけい酸ガラスなどのマイクロガラス(マイクロシートガラス)などが用いられている。
下基板1を構成する下透明電極3及び上基板11を構成する上透明電極13は錫をドープした酸化インジウムのITO(Indium Tin Oxide)膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、印刷法等で形成する。この下透明電極3及び上透明電極13は高抵抗値であることが求められるため250〜500オングストロームの範囲で非常に薄く形成する。このITO膜は、基板全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分を残して形成する。
下基板1を構成する下導電電極4、5、接続電極6、7、及び上基板11を構成する上導電電極14、15は、下透明電極3及び上透明電極13に電圧印加するために設けるもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせて形成した導電性接着剤インクをスクリーン印刷等の印刷方法で形成する。タッチパネルの性能上、これらの電極の抵抗値が低ければ低いほど良いものであり、一般に、透明電極のシート抵抗値に対してこれらの電極のシート抵抗値は100分の1以下であることが必要とされている。そこで、これらの電極の印刷の厚さを増したり、幅を広くしたりして抵抗値を小さく押さえる設計がなされている。
下基板1を構成するドットスペーサ8は、押圧した部分以外の部分の透明電極同士が接触しないためや、接触後における透明電極同士の離形性を良くするために設けるもので、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリックス状に一定間隔に形成し、その後、熱または紫外線で硬化処理を施して形成する。このドットスペーサ8は目に見えない大きさであることが求められることから、直径30〜60μm、ドット間隔は1〜8mmの範囲で設計される。また、厚みは、用いる上透明基板12の材質や上下基板11、1の隙間量にもよって異なるが、上透明基板12に0.2mmのマイクロガラスを使用し、上下基板11、1の隙間量を10μm前後に設定した場合は概ね2〜5μm位の厚みを取る。
シール材17は、スペーサボールを分散させた熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成する。ここで使われるスペーサボールは上基板11と下基板1との隙間を一定隙間に保持するために設けるもので、所定の大きさの絶縁性のあるプラスチックボールやファイバーガラス等が利用される。このプラスチックボールやファイバーガラスの大きさは、上基板11の透明基板12の材質や厚さによって異なるが、0.2mmのマイクロガラスを使用した場合は概ね10μm前後の径のものが選択される。このシール材17は上基板11または下基板1の何れか一方に印刷した後、上基板11と下基板1とを位置を合わせて貼合わせ、加圧の下で加熱処理を施して硬化させ、接着固定を行っている。また、このシール材17は上基板11と下基板1を固定する役目と共に内部に水分やゴミ等の進入を防止するシールの役目も持っている
偏光板18と位相差板16は防眩性を高めて透視性や表示品質を良くするために設けている。偏光板18は、様々なものが使用されているが一例をあげると、ポリビニールアルコールフイルムを常法により一軸延伸することによって厚さが20μmの偏光フイルムを作成し、この両面に厚さが80μmのセルロース系フイルムを張り合わせて厚さ180μmの偏光板としたもの等が利用できる。また、位相差板16は、ポリカーボネイトを素材として形成され、厚さ80μm程度である。
上透明基板に0.2mmのマイクロガラスを用いた構成のタッチパネルは、ガラスの板厚が薄いが故に衝撃に対して割れなどの損傷が発生しやすいと云う問題を持っている。また、材料コストの面においてもガラス板厚0.4mmのものより2.2〜2.3倍も高いと云う問題を有する。このようなことからガラス破損防止や材料費削減の問題で、ガラス板厚が0.3mm、あるいは、0.4mmの、液晶パネルで多く使用されているガラス板を用いることで、上透明基板の材料コストを飛躍的に低下させる効果があるため、このような厚板ガラスを使用するタッチパネルが開発されてきている。その一つに下記に示す特許文献1に開示された技術がある。
図10は上記特許文献1に示されたところのタッチパネルの要部断面図を示している。図10において、このタッチパネル30は、カーナビゲーション用のタッチパネルを示していて、上ガラス基板21aは0.4mm厚の硼珪酸鉛ガラス、下ガラス基板21bは1.1mm厚の硼珪酸鉛ガラスを使用している。上ガラス基板21aの下面に形成した長方形状の透明導電膜22aの対向する二辺に一対の配線部24が接続して設けられ、この一対の配線部24はトランスファー部26を介して下ガラス基板21bに設けた一対の配線枝部25a、25cに接続している。23はシール部で、上下ガラス基板21a、21bの外周域を一周に渡ってシールしている。28は上下ガラス基板21a、21bの隙間の空間部を指しており、上ガラス基板21aが凸状に湾曲してその中央部の隙間が広められた空間形状になっている。
また、図11(a)は図10におけるタッチパネルのトランスファー部の拡大断面図、図11(b)は図10におけるタッチパネルのシール部の拡大断面図を示している。トランスファー部26は、図11(a)より、樹脂粒子26aの表面に金属膜26bを形成したものからなり、シール部23と同じ材料からなる保持体29に混ぜ合わせてデスペンサーを用いて形成し、一対の配線部24と一対の配線枝部25a、25cとの間に設けている。また、シール部23は、図11(b)より、熱硬化型のエポキシ樹脂からなり、直径3μm程度のシリカスペーサやガラスファイバーなどのスペーサ粒子27が混ぜ合わせてある。
そして、図11(a)に示されるように、トランスファー部26の厚み、配線部24の厚み、配線枝部25a(25c)の厚みの積算肉厚をt1とし、図11(b)に示されるように、シール部23の厚みt2とすると、t1>t2に設定することにより、図10に示されるタッチパネル30はシール部23の肉厚が3μm、上下ガラス基板21a、21bの最大ギャップは10μmになっているとされている。
このように、t1>t2に設定することにより、上ガラス基板21aが凸状に湾曲してその中央部の隙間が広くなった空間部28が得られ、ニュートンリングの発生が防止できるとされている。
また、特許文献1においては、シール部の肉厚も8μm以下、あるいは、5μm以下に設定し、上ガラス基板の厚みが2mm以上4mm以下、あるいは、3mm以上4mm以下で、ガラス基板のヤング率が730000Kgf/cm2以上730000Kgf/cm2以下であるとされている。そして、これにより、20〜200gf範囲内の動作加重が得られると共に、耐水性、耐湿性に優れたタッチパネルが得られるとされている。
しかしながら、このような構成のタッチパネルは、シール部近傍では大きな作動荷重が必要とされ、中央部に行くに従って作動荷重が小さくなる。そして、作動荷重のMinとMaxとの幅が大きくなると云う問題を有する。
また、特許文献1における技術はドットスペーサを何ら考慮しない技術のものであるが、一般的に下ガラス基板の透明導電膜上にマトリックス状にドットスペーサを配設する構成のタッチパネルにあっては、ドットスペーサの厚みやその形成ピッチ間隔などが上ガラス基板の撓み量に直接影響を及ぼすので、更に大きな作動荷重を必要とする。即ち、シール部近傍では規定以上の作動荷重を必要とする問題も生じ、アクティブエリア(タッチ領域の有効エリア)を狭くしなければならない問題が生まれる。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、作動荷重を小さく、且つ、その荷重バラツキを小さく押さえ、更に、アクティブエリアを広くすることを目的とするものである。
上記の課題を解決するための手段として、本発明の請求項1に記載の発明は、上透明基板の下面に方形の上透明電極と該上透明電極の対向する辺に接続する一対の上導電電極とを設けた上基板と、下透明基板の上面に方形の下透明電極と該下透明電極の対向する辺に接続しFPC取付位置まで引き回した一対の下導電電極と該下透明電極上に形成した複数のドットスペーサと前記上基板の一対の上導電電極と接続しFPC取付位置近くに形成した接続電極とを設けた下基板とを一定の隙間を持たせて対向配置し、シール材で前記上下基板の外周域を貼合わせて形成したタッチパネルであって、前記の上透明基板に略0.3〜略0.4mmの厚みのガラス材を用い、シール材の厚みを4〜6μmの範囲に形成したタッチパネルにおいて、前記の一対の上導電電極及び一対の下導電電極と前記ドットスペーサを同一の厚みでもって前記のシール材の厚みより薄く形成し、前記の上透明基板の上面が凹状になって僅かに窪みを有しており、前記ドットスペーサは弾性を有して、ピッチ間隔が12〜15mmの範囲の中で、一定のピッチ間隔にマトリックス状に設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項2に記載の発明は、前記の一対の上導電電極及び一対の下導電電極と前記のドットスペーサを2〜4μmの厚みに形成したことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項3に記載の発明は、前記の上透明基板と前記の下透明基板との間隙が少なくとも1.5〜2μm以上有することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項4に記載の発明は、前記の上透明基板の上面の窪みを持った面が平坦な面になっていることを特徴とするものである。
発明の効果として、請求項1に記載の発明の下では、シール材が4〜6μmの下で、一対の上導電電極及び一対の下導電電極とドットスペーサを同一の厚みでもってシール材の厚みより薄く形成している。シール材の厚みより薄く形成することによって、上透明基板の上面に凹なる窪みを持たせることが可能となる。そして、上透明基板の上面に凹なる窪みを有すると上透明基板と下透明基板との間隙が小さくなり、比較的低い押圧作動荷重で操作することができる。また、その作動荷重のバラツキも小さく押さえることができる。また、請求項3に記載の如く、上透明基板と下透明基板との間隙を1.5〜2μm以上持たせることによってニュートンリングの発生を防止している。また更に、同一の厚みに形成することによって、上透明基板の上面の窪んだ面を、請求項4に記載の如く、平坦な面に仕上げることができる。これにより、押圧作動荷重のバラツキを小さく押さえることができる。更に、ドットスペーサに弾性を持たせ、このドットスペーサを12〜15mmのピッチ間隔の中で、一定のピッチ間隔にマトリックス状に形成している。上透明基板に0.3〜0.4厚のガラス板を使用することからドットスペーサのピッチ間隔を従来より広めの12〜15mmのピッチ間隔を好適な範囲として採用する。12mmより狭いと大きな押圧作動荷重が必要とし、許容荷重内での押圧動作が難しくなる。また、15mmより広いとリニアリティの精度に影響を及ぼす。また、このドットスペーサは弾性を持っていて、上透明基板がドットスペーサを押圧したときにドットスペーサが圧縮されて厚みが薄くなって変形する。そして、押圧を解除したときには元の厚みに戻る。このように弾性を有しているとドットスペーサからの抗力が小さくなり、比較的小さい作動荷重でスムーズなタッチングを行うことができる。
また、請求項2に記載の発明の下では、一対の上導電電極及び一対の下導電電極とドットスペーサの厚みを2〜4μmに形成している。この厚みでもって上透明基板の窪み量を適正化している。2μmより薄いと、上透明基板と下透明基板との間隙が1.5〜2μmより小さいものが現れ、ニュートンリングが発生し易くなる。また、4μmより厚いと押圧作動荷重を大きく必要とし、作動荷重のバラツキ発生の要因にもなる。
以下、本発明の最良の実施形態を図1〜図5を用いて説明する。図1は本発明の実施形態に係るタッチパネルの要部断面図を示している。また、図2は図1におけるドットスペーサの作用を説明する説明図を示している。図3は加圧装置を用いて本発明のタッチパネルを貼合わせる方法を説明する説明図で、図4は加圧装置の中で用いる合紙の斜視図、図5は図3におけるD部の状態を拡大して示した模式図で、図5(a)は加圧前状態でのタッチパネルの断面模式図、図5(b)は加圧焼成後状態でのタッチパネルの断面模式図を示している。
図1より、本発明の実施形態のタッチパネル50は、上基板61と下基板51とを対向に配置し、一定の間隙を持たせてシール材67で上下基板61、51の外周域を周回してシールしている。また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板61の上面には偏光板68、下基板51の下面には位相差板66が貼付けてある。
また、上基板61は、透明で方形形状をした上透明基板62と、この上透明基板62の下面に方形形状に形成した上透明電極63と、この上透明電極63の対向する両辺に沿って接続形成した一対の上導電電極64、65とで構成している。また、下基板51は、透明な方形のガラスからなる下透明基板52と、この下透明基板52の上面に方形形状に形成した下透明電極53と、この下透明電極53の対向する両辺に沿って接続形成した一対の下導電電極54及び55と、下透明電極53上にマトリックス状に配設したドットスペーサ58と、図示はしていないが、FPC取付部S近辺に形成した一対の接続電極とで構成している。
ここで、本実施の形態では、上透明基板62は0.4mm厚みのソーダガラス板を用いていて、剛性はあるものの可撓性を有している。また、下透明基板52は1.1mmのソーダガラス板を用いている。ここで、上透明基板62と下透明基板52は、特にソーダガラス板に限定するものではなく他の材質のガラス板でも良いが、同一の熱膨張率のものを使用するのが好ましく、同一材質のものを用いるのが良い。上透明電極63と下透明電極53は250〜500Å厚みのITO膜から形成しており、従来技術で用いた上透明電極及び下透明電極と同じ仕様に仕上げている。上透明電極63の対向する両辺に沿って接続形成した一対の上導電電極64、65、及び、下透明電極53の対向する両辺に沿って接続形成した一対の下導電電極54、55は、従来技術と同様に、銀粉や銅粉等の高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせて形成した導電性接着剤インクを用いてスクリーン印刷等の印刷方法で形成し、加熱硬化後、或いは90%程度硬化後100°C程度に加熱しながら精密仕上げのローラ転動を行い、厚み2〜4μm、幅略1mmに形成している。なお、図示はしていないが、FPC取付部S近辺に形成した一対の接続電極も同じ厚み、即ち、2〜4μmの厚みに形成している。
下透明電極53上にマトリックス状に配設するドットスペーサ58は弾性(弾力性)を有する材質のものを用いている。弾性を有する材料として、本実施形態において、ポリウレタン系アクリレート樹脂を用いている。この材質の分子構造は、有機物分子の中央にポリウレタン分子を有し、有機物分子の端にアクリル分子を有する有機化合物である。市販品としては、例えば、ヘンケルジャパン株式会社のロックタイト3702(LPD−201)、190669(LPD−165)などがある。このポリウレタン系アクリレート樹脂の縦弾性係数は24,000kg/cm2でアクリル樹脂の縦弾性係数30,000kg/cm2より小さく、アクリル樹脂で形成したドットスペーサのものより小さい作動荷重で操作することができる。なお、ドットスペーサ58の材質としてポリウレタン系アクリレート樹脂に限定するものではなく、エポキシ樹脂(縦弾性係数20,000kg/cm2)、ウレタン樹脂(縦弾性係数15,000kg/cm2)なども、透明性や変色性に若干の難点はあるものの、ポリウレタン系アクリレート樹脂より更に弾性を有する材質のものとして上げることができる。
弾性を有するドットスペーサの形成材料としてはシリコンゴム系の接着剤を用いることも有効である。例えば信越化学性EPC001(R)等であり、シリコンゴム系材料は適度な弾性と優れた耐熱性を有し、カーナビゲーション用タッチパネルなどの用途には特に適している。
弾性を有するドットスペーサの形成材料としてはシリコンゴム系の接着剤を用いることも有効である。例えば信越化学性EPC001(R)等であり、シリコンゴム系材料は適度な弾性と優れた耐熱性を有し、カーナビゲーション用タッチパネルなどの用途には特に適している。
このドットスペーサ58は、メタル版を用いてスクリーン印刷して形成した後、硬化後、或いは90%程度硬化後精密仕上げのローラ転動を行い、厚みを2〜4μm、外形を30〜60μmに仕上げている。このドットスペーサ58の2〜4μmの厚みは上導電電極64、65、及び、下導電電極54、55の厚みと同じになっている。このように、ドットスペーサ58の厚みは上導電電極64、65、及び、下導電電極54、55と同じ厚みに形成する。また、このドットスペーサ58は、ピッチ間隔pを12〜15mmの範囲の中で、一定のピッチ間隔に形成している。このピッチ間隔は12mmより狭いと大きな押圧作動荷重を必要とし、規定の作動荷重より外れてしまったり、荷重のバラツキなどが大きくなってしまい好ましくない。また、15mmより広くなるとリニアリティ精度に影響を及ぼすようになる。
次に、上下基板61、51の外周域を周回してシールするシール材67は、本実施の形態では、4〜6μmの厚みに形成している。熱硬化性のエポキシ樹脂をバインダーに4〜6μm粒径のシリカ微粒子を配合してインクを生成し、スクリーン印刷方法で形成する。最初は、印刷寸法は20〜25μmの厚み、0.4〜0.5mmの幅に印刷形成し、そして、80°C、20〜30分の加熱を施して半硬化状態にし、位置を合わせて上下基板61、51を貼合わせる。貼合わせ方法は後述する図3に示す方法で行うが、貼合わせした後のシール材67は、厚みが4〜6μm、幅が2.0〜2.5mmの範囲に入るように形成している。
本発明の実施形態のタッチパネル50は、上透明基板62の上面62aが、シール材67でシールされた部分以外の部分において、凹状になって窪みを有している。この窪みは上透明基板62が下透明基板52に向かって反ることによって発生している。そして、この窪みは、シール材67の内周側近傍においては、なだらかに反った状態で窪んでいき、上導電電極64、65、及び、下導電電極54、55から一寸内側に入った所からは平坦な面を示す窪みになっている。図中においては、その窪み量をtとして表示すると、この窪み量tは、シール材67の厚みが4〜6μm、上導電電極64、65、及び、下導電電極54、55、ドットスペーサ58の厚みが2〜4μmに形成してあることから、4μm以下になっている。また、上透明基板62の上面62aが窪みを持っていることから上透明基板62と下透明基板52との間隙量はシール材67の厚みより小さくなっている。図中において、上透明基板62と下透明基板52との間隙量をhとして表示すると、ニュートンリングの発生を押さえるには、間隙量hは少なくとも1.5〜2.0μm以上必要とする。本実施の形態では間隙量hを少なくとも2.0μm以上にしていることによりニュートンリングの発生を防止している。
上記、上透明基板62の上面62aの窪みは、図3に示す加圧装置を用いて上下基板61、51を貼合わせることによって得られる。図3に示すように、加圧装置100は、フレーム101と平坦な載品台102と袋状になったシリコンラバー103と押板104とから構成されている。貼合わせる方法は、載品台102上に貼合わせるタッチパネル50aを位置を合わせた状態で10組〜20組、弾力性を有する合紙105を中に挟み込んで重ね合わせ、袋状になったシリコンラバー103の内部にガスを注入することによってシリコンラバー103が膨れて上下基板51、61を加圧する仕組みになっている。
合紙105は、図4に示すように、上基板61の外周形状に合った中空で矩形のリング状のものを用いる。リング幅mはシール材67の幅n(本硬化して完成になった状態の時の幅)より1.1〜1.2倍位大きいものを使用する。
タッチパネル50aを10組〜20組セットした加圧装置100をシリコンラバー103の内部ガスの気圧を0.06Mpa位に高くして焼成装置に入れ、150°〜160°C位に昇温し、150°〜160°Cで90〜120分の焼成を行う。図5は図3におけるD部の状態を拡大して示した模式図で、図5(a)は加圧前状態でのタッチパネルの断面模式図、図5(b)は加圧焼成後状態でのタッチパネルの断面模式図を示している。図5(a)において、今仮りに、5μm粒径のシリカ粒子を配合したシール材67を、0.4mm幅、25μm厚みに印刷して仮硬化させると、載品台102上に位置を合わせて載置した下透明基板52と上透明基板62との間隙は25μmになる。上透明基板62上に合紙105を挟み込み、加圧の下で150°〜160°Cに加熱すると、図5(b)に示すように、シール材67は再軟化して横に広がり、シリカ粒子の厚み、即ち、5μm厚みで、幅n=2.0mmのシール材67が得られる。そして、厚み5μm、幅n=2.0mmの状態で本硬化する。また、合紙105は、リング幅mがシール材の幅nに対して1.1〜1.2倍のものを使用していることから、合紙105によって加圧される上透明基板62の加圧幅は2.2〜2.4mmになり、上透明基板62はシール材67の幅n=2.0mmよりも更に内側に0.2〜0.4mmは入り込んで加圧される。このため、上透明基板62は下透明基板52に向かって反る状態になって、上透明基板62のシール材67から外れた内側部分の上面62aは凹状になった窪みが発生する。下導電電極54、55、及び、ドットスペーサ58の厚みを、2〜4μmの範囲内で同じ厚みに形成している。今仮りに、3μmの厚みに形成したとすると、5μm厚みのシール材67と下導電電極54、55、及び、ドットスペーサ58とに2μmの段差が生まれる。加圧によって上透明基板62は下透明基板52に向かって反るが、大きく反った状態でも下導電電極54、55、及び、ドットスペーサ58に接触するため、段差の分だけしか反らない。即ち、段差が2μmあると、反りは最大限2μm発生することになる。本発明では、この反りを窪みとして表現していて、図1において、窪み量tと表示したものである。
本発明においては、シール材67の厚みを4〜6μmの厚みに形成し、下導電電極54、55、及び、ドットスペーサ58の厚みを2〜4μmの範囲内で、同じ厚みに形成している。同様に、上導電電極64、65も2〜4μmの範囲内で、同じ厚みに形成している。これによって、上透明基板62は、合紙105を介しての加圧力により、下透明基板52に向かって反り、シール材67から外れた部分の上透明基板62の上面62aに凹状になった窪みが発生する。そして同時に、上透明基板62と下透明基板52との間隙hはシール材67の厚みより小さくなる。これにより、上透明基板62に0.4mm厚の剛性のあるガラスを使用しても、押圧作動荷重は比較的小さい荷重で操作できるようになる。また、下導電電極54、55、及び、ドットスペーサ58の厚みを同じ厚みに形成している。このため、上透明基板62の反り、即ち、窪みの量は下導電電極54、55、及び、ドットスペーサ58の影響を受け、一定の量に規制される。更に、この窪みは、本実施形態においては、合紙105のリング幅mをシール材の幅nに対して1.1〜1.2倍に設定していることから、合紙105を介して加圧される上透明基板62はシール材67の内周側近傍ではなだらかに反った状態の窪みを示し、上導電電極64、65、及び、下導電電極54、55から一寸内側に入った所からは平坦な面状態の窪みを示すようになる。これにより、広い範囲で作動荷重が大きく変動するすることなく作動荷重のバラツキ具合を小さく押さえることができる。そして、下導電電極54、55、及び上導電電極64、65の近傍にあっても比較的小さい動作加重で操作できることからアクティブエリアを下導電電極54、55、及び上導電電極64、65の近くまで広めることができる。また併せて、ニュートンリングの発生を押さえる効果を生む。また、下導電電極54、55、及び上導電電極64、65、並びに、ドットスペーサ58の厚みを2〜4μmに設定する。2μmより薄いと、上透明基板62と下透明基板52との間隙が1.5〜2μmより小さいものが現れ、ニュートンリングが発生し易くなる。また、4μmより厚いと大きな押圧作動荷重を必要とし、規定内の荷重に納まらないものが現れたりする。また、作動荷重のバラツキも大きくなる。
また、本発明においては、ドットスペーサ58は弾力性を持っている。図2はドットスペーサの作用を説明する説明図を示しているが、分かり易くするために少し誇張して描いてある。図2に示すように、弾力性を有したドットスペーサ58は、上透明基板62に押圧されると変形して潰れる。潰れることによりドットスペーサ58からの抗力が少なくなるから、大きな押圧力(作動荷重)を必要としなくなる。即ち、比較的小さい作動荷重でスムーズなタッチングが可能になる。この潰れたドットスペーサ58は、上透明基板62の押圧を解除すると元の形状に復元する。
なお、本実施形態においては、上透明基板62に0.4mm厚のガラス板を用いたが、0.3mmのガラス板を用いても同じ効果が得られる。0.3mm厚のガラス板は0.4mmのガラス板より剛性が弱いので、より小さい作動荷重の下で操作が容易となる。また、0.2mmのガラス板より剛性が強いので、割れなどの損傷すること少なく長期間の利用が可能になる。
以上詳細に説明したように、0.3〜0.4mm厚みの上透明基板を用い、4〜6μmの厚みでもってシールするタッチパネルにおいては、下導電電極54、55、及び上導電電極64、65、並びに、ドットスペーサ58の厚みを、同じ厚みで、2〜4μmに形成し、上透明基板62と下透明基板52との間隙を少なくとも1.5〜2.0μm以上とし、ドットスペーサに弾性を持たせて、そのピッチ間隔を12〜15mmの範囲の中で一定なピッチ間隔に形成することにより、十分規定内の押圧作動荷重の下でタッチ操作ができ、且つ、その荷重のバラツキを小さく押さえるタッチパネルが得られる。また、ニュートンリングの発生を防止して、品質的にも優れ、耐久性の良いタッチパネルが得られる。また、アクティブエリアを広めることができる。
50 タッチパネル
51 下基板
52 下透明基板
53 下透明電極
54、55 下導電電極
58 ドットスペーサ
61 上基板
62 上透明基板
63 上透明電極
64、65 上導電電極
66 位相差板
67 シール材
68 偏光板
51 下基板
52 下透明基板
53 下透明電極
54、55 下導電電極
58 ドットスペーサ
61 上基板
62 上透明基板
63 上透明電極
64、65 上導電電極
66 位相差板
67 シール材
68 偏光板
Claims (4)
- 上透明基板の下面に方形の上透明電極と該上透明電極の対向する辺に接続する一対の上導電電極とを設けた上基板と、下透明基板の上面に方形の下透明電極と該下透明電極の対向する辺に接続しFPC取付位置まで引き回した一対の下導電電極と該下透明電極上に形成した複数のドットスペーサと前記上基板の一対の上導電電極と接続しFPC取付位置近くに形成した接続電極とを設けた下基板とを一定の隙間を持たせて対向配置し、シール材で前記上下基板の外周域を貼合わせて形成したタッチパネルであって、前記上透明基板に略0.3〜略0.4mmの厚みのガラス板を用い、シール材の厚みを4〜6μmの範囲に形成したタッチパネルにおいて、前記一対の上導電電極及び一対の下導電電極と前記ドットスペーサを同一の厚みでもって前記シール材の厚みより薄く形成し、前記上透明基板の上面が凹状になって僅かに窪みを有しており、前記ドットスペーサは弾性を有して、ピッチ間隔が12〜15mmの範囲の中で、一定のピッチ間隔にマトリックス状に設けられていることを特徴とするタッチパネル。
- 前記一対の上導電電極及び一対の下導電電極と前記ドットスペーサを2〜4μmの厚みに形成したことを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。
- 前記上透明基板と前記下透明基板との間隙は、少なくとも1.5〜2μm以上有することを特徴とする請求項1又は2に記載のタッチパネル。
- 前記上透明基板の上面の窪みを持った面は、平坦な面になっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のタッチパネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004157131A JP2005339199A (ja) | 2004-05-27 | 2004-05-27 | タッチパネル |
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JP2004157131A JP2005339199A (ja) | 2004-05-27 | 2004-05-27 | タッチパネル |
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JP2004157131A Pending JP2005339199A (ja) | 2004-05-27 | 2004-05-27 | タッチパネル |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100805523B1 (ko) | 2006-01-26 | 2008-02-20 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 전기 광학 장치 및 전자 기기 |
JP2013065117A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Fujitsu Component Ltd | タッチパネル |
JP2013077214A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Shoei:Kk | タッチパネル |
CN106324916A (zh) * | 2015-06-25 | 2017-01-11 | 南京瀚宇彩欣科技有限责任公司 | 液晶显示装置及其制造方法 |
-
2004
- 2004-05-27 JP JP2004157131A patent/JP2005339199A/ja active Pending
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