JP4796597B2

JP4796597B2 - タッチパネル

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Publication number: JP4796597B2
Application number: JP2008052085A
Authority: JP
Inventors: 星輝片上
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2028-03-03
Also published as: CN102084323B; TW200951794A; JP2009211272A; EP2251772A4; TWI453648B; US20110001719A1; WO2009110423A1; CN102084323A; EP2251772A1; CA2716811A1

Description

この発明は、ディスプレイの前面に配置され、ディスプレイ一体型の入力スイッチとして使用されるタッチパネルに関し、特にガラス・ガラスタイプのタッチパネルに関する。

図７は、抵抗膜方式とされたこの種のガラス・ガラスタイプのタッチパネルの構成を上ガラス側と下ガラス側とに分けて示したものである。上ガラス基板１１は下ガラス基板１２に対して厚さが小とされている。これら上ガラス基板１１と下ガラス基板１２の互いに対向する一面には透明導電膜１３，１４がそれぞれ形成されている。
透明導電膜１３，１４は抵抗膜をなすもので、ＩＴＯ膜等によって構成される。これら透明導電膜１３，１４の両端にはそれぞれ電極１５，１６及び電極１７，１８が印刷塗布により設けられている。

透明導電膜１４に設けられた電極１７，１８は、この例では透明導電膜１４のＸ方向の両端に配置される。一方、透明導電膜１３に設けられた電極１５，１６は、透明導電膜１３のＹ方向の両端に配置されている。電極１５，１６には図に示したようにＸ方向に延長されて接続部１５ａ，１６ａが設けられている。接続部１５ａ，１６ａは、電極１５，１６に対して幅狭とされて突起状をなすものとされている。
下ガラス基板１２の透明導電膜１４形成面には電圧印加・検出用の引き出しパターン２１−２４が印刷塗布により形成されており、引き出しパターン２１，２２はそれぞれ電極１７，１８から引き出されている。一方、引き出しパターン２３，２４の内端には接続部２３ａ，２４ａがそれぞれ形成されている。接続部２３ａ，２４ａは、その先端がＵ字状に切り欠かれた形状とされている。

引き出しパターン２１−２４は、図に示したように引き回されて、下ガラス基板１２の一辺にその他端（外端）が整列されて位置される。この他端の部分に回路接続用のＦＰＣケーブル等（図示せず）が接続される。なお、下ガラス基板１２の透明導電膜１４上にはドットスペーサ２５が多数配列形成されている。
上記のような構成とされた上ガラス基板１１と下ガラス基板１２とは、周囲がスペーサを含んだシール２６によって接合されて一体化される。これにより、透明導電膜１３，１４が互いに対向する。

シール２６は、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂にスペーサが混合されてなるもので、下ガラス基板１２上に図に示したように塗布・配置される。上ガラス基板１１を下ガラス基板１２に重ねて加圧・焼成することによって、上ガラス基板１１と下ガラス基板１２とが所要の間隙を保って接合される。
なお、枠状をなすシール２６の一部に設けられている切り欠き部２６ａは、上ガラス基板１１と下ガラス基板１２とを接合後、上ガラス基板１１の中央部をふくらませる（間隙を大とする）ために空気を注入する注入口として使用され、空気注入後は樹脂によって封止処理が施される。

上記のような構成において、接続部２３ａ，２４ａと１５ａ，１６ａとは、上ガラス基板１１と下ガラス基板１２とが接合された状態で、後述するように、接続部２３ａ，２４ａのＵ字状切り欠き部に、幅狭とされた接続部１５ａ，１６ａが入り込むものとなっており、つまり接続部２３ａ，２４ａと１５ａ，１６ａとは微小間隙を隔てて互いに組み合う形状とされている。
図８は、この様子を接続部２３ａと１５ａとの接続部分について示したものである。微小間隙を隔てて組み合う平面形状とされた接続部２３ａと１５ａとは、導電ペースト３１を介して互いに接続されている。具体的には、導電ペースト３１は、接続部２３ａのうち先端を除く部分、及び、接続部１５ａのうち先端を除く部分に印刷塗布されていれる。

これは、電極１５及び引き出しパターン２３の接続部の先端は、安定した印刷塗布が行われていない可能性があるため、接続部２３ａと導電ペースト３１、及び、接続部１５ａと導電ペースト３１を電気的に安定して接続させることを目的としたものである。
上記のようにして構成されたタッチパネルにおいては、任意の点を押下操作すると、その点において透明導電膜１３と１４とが接触する。透明導電膜１４の両端に電圧を印加し、透明導電膜１３を通してその電位を検出することにより、その点のＸ座標を知ることができる。また、透明導電膜１３の両端に電圧を印加し、透明導電膜１４を通してその電位を検出することにより、その点のＹ座標を知ることができる。このようにして押下された点のＸＹ座標を検知することができる。
特許第３８２４２２０号公報

上記のような構成を有するタッチパネルにおいては、電極及び引き出しパターンは、銀ペースト等の導電ペーストを印刷塗布し、焼成することによって形成される。ここで、電極及び引き出しパターンを安定して印刷塗布するときの最小幅（以下、印刷最小幅と言う。）は現状では、０．５ｍｍ程度とされており、その印刷最小幅より狭い幅では安定して印刷塗布することができない可能性があることが知られている。印刷最小幅より狭い幅で印刷塗布しようとすると、かすれが生じ得る。
このため、電極及び引き出しパターンを安定して印刷塗布するために、図８Ａに示す、引き出しパターン２３の接続部２３ａの幅方向の両端部の幅ｄ１，幅ｄ３と、電極１５の接続部１５ａの幅ｄ２とをそれぞれ印刷最小幅以上としていた。このため、引き出しパターン２３と電極１５の接続部２３ａ，１５ａの幅は少なくとも印刷最小幅の三倍となっていた。

この発明は、このような状況に鑑み、引き出しパターンと電極の接続部の幅を従来より小さくすることができるタッチパネルを提供することを目的とする。

この発明の一態様によるタッチパネルは、一対のガラス基板の各一面に形成され、互いに対向する透明導電膜と、一方のガラス基板の透明導電膜形成面に形成され、接続部を有する引き出しパターンと、この引き出しパターンの接続部の延伸方向において同一領域内に位置しない接続部を有し、他方のガラス基板の透明導電膜に設けられた電極と、引き出しパターンの接続部の先端と電極の接続部の先端とを接続する導電ペーストと、を備える。引き出しパターンの接続部と電極の接続部の少なくとも一方の先端にその延伸方向に突出して形成された凸部が、導電ペーストと接触している。

引き出しパターンの接続部と電極の接続部を、これらの延伸方向において同一領域内に位置させないことにより、引き出しパターンと電極の接続部の幅をより小さくすることができる。

以下、この発明の実施形態の例を図面を参照して説明する。図７，８と対応する部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

［第一実施形態］
図１，２に、この発明の第一実施形態の例を示す。電極５１，５２が、特許文献１に記載されたタッチパネルの電極１５，１６と同様に、上ガラス基板１１の透明導電膜１３に設けられる。また、引き出しパターン６１，６２が、特許文献１に記載されたタッチパネルの引き出しパターン２３，２４と同様に、下ガラス基板１２に形成される。

この例では、電極５１，５２の接続部５１ａ，５２ａの延伸方向の端面が、その延伸方向に対して垂直になっている。また、引き出しパターン６１，６２の接続部６１ａ，６２ａの延伸方向の端面が、その延伸方向に対して垂直になっている。ここで、電極５１，５２と、引き出しパターン６１，６２の幅は例えば印刷最小幅とされる。すなわち、接続部５１ａ，５２ａ及び引き出しパターンの接続部６１ａ，６２ａの幅も例えば印刷最小幅とされる。
また、接続部５１ａ，５２ａと６１ａ，６２ａとは、図２に示すように、上ガラス基板１１と下ガラス基板１２とが接合された状態で、これら接続部５１ａ，５２ａと６１ａ，６２ａの延伸方向において同一領域内に位置しないように構成される。図２Ａは接続部５１ａと接続部６１ａの接続部分の平面図、Ｂは側面図、Ｃは図２ＡのＤＤ断面図である。接続部５２ａと接続部６２ａの接続部分についても同様に構成される。

ここで、２つの接続部が延伸方向において同一領域内に位置しないとは、２つの接続部が互いに入り込んでいないことを意味する。換言すれば、これらの接続部をこれらの幅方向にそれぞれ射影したときの像が重ならないことを意味する。例えば、特許文献１に記載されたタッチパネルにおいては、図８Ａに示すように、接続部１５ａと接続部２３ａをそれぞれ幅方向に射影したときの像が領域ａの部分で重なる。一方、この発明においては、接続部５１ａ，５２ａと、接続部６１ａ，６２ａとを幅方向に射影したときの像は重ならない。

そして、導電ペースト３２が、接続部５１ａ，５２ａの先端と、接続部６１ａ，６２ａの先端とに接触するようにスクリーン印刷等により印刷塗布されることにより、電極５１，５２と引き出しパターン６１，６２とを電気的に接続する。
電気的に安定して接続するためには、図８に例示するように、接続部１５ａ，２３ａの先端ではなく、接続部１５ａ，１６ａの先端以外の部分を導電ペースト３１と接触させる必要があると従来考えられていた。電極及び引き出しパターンの接続部の先端は、安定した印刷塗布が行われていない可能性があるためである。

しかし、必ずしも特許文献１に記載されたタッチパネルのように、接続部１５ａを、接続部２３ａに形成されたＵ字状の切り欠きに入り込ませた上で、接続部１５ａ，２３ａの先端以外の部分を導電ペースト３１に接続させる必要はなく、延伸方向において同一領域内に位置しない接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの先端が単に導電ペースト３２に接触していれば、タッチパネルを構成するために必要な導電性は十分に得られることを発明者は見いだした。
この例によるタッチパネルのように、接続部５１ａ，５２ａと接続部６１ａ，６２ａとをこれらの延伸方向において同一領域内に位置させないことにより、電極５１，５２と引き出しパターン６１，６２の接続部分の大きさをより小さくすることができる。具体的には、接続部５１ａ，５２ａ，６１，６２ａの幅を例えば印刷最小幅とすることができる。また、接続部の幅を小さくすることにより、従来に比べ、ニュートンリングが発生したり、あるいはガラスが割れる可能性を小さくすることができ、さらには操作荷重のバラツキを解消することができる。

接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａと、導電ペースト３２とが接触している部分の延伸方向における長さＬ（図２参照）は、その導体粒子（銀粒子）の粒径（６μｍ）の２倍の１２μｍあればよい。印刷ずれ、張りずれを考慮した場合には、長さＬが０．２ｍｍ以上になるように構成すればよい。これは、後述する他の実施形態においても同様である。

［第二実施形態］
図３に、第二実施形態による接続部５１ａと接続部６１ａの接続部分の例を示す。接続部５２ａと接続部６２ａの接続部分についても同様に構成される。この例では、電極５１の接続部５１ａの先端に、略半円状の凸部５１ｂが形成されている。同様に、引き出しパターン６１の接続部６１ａの先端にも、略半円状の凸部５１ｂが形成されている。

そして、導電ペースト３２は、電極５１の凸部５１ｂと引き出しパターン６１の凸部６１ｂとに接触するように印刷塗布されることにより、電極５１と引き出しパターン６１とを電気的に接続する。
接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａと、導電ペースト３２が重なる部分（つまり接続部分）の面積が大きい場合には、上ガラス基板１１と下ガラス基板１２の接合時に、導電ペースト３２が十分に潰れないため、上ガラス基板１１が歪み、ニュートンリングが発生する可能性がある。しかし、このように、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの先端に形成した凸部５１ｂ，５２ｂ，６１ｂ，６２ｂを導電ペースト３２に接触させて、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａと導電ペースト３２が重なる部分（つまり接続部分）の面積を小さくすることにより、上ガラス基板１１と下ガラス基板１２の接合時に生じ得る、上ガラス基板１１の歪みを小さくすることができる。ここで、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａと導電ペースト３２が重なる部分とは、図２Ａ，図３Ａ，図４Ａ，図５Ａの紙面に対して垂直な方向から見たときの接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａと導電ペースト３２が重なる部分（つまり接続部分）を意味する。

したがって、第二実施形態においては、ニュートンリングが発生したり、あるいはガラスが割れる可能性をより小さくすることができ、さらには操作荷重のバラツキをより解消することができる。
このように、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの幅のすべてを導電ペースト３２に接触させる必要はない。
電極５１及び引き出しパターン６１の接続部の先端５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａは、安定した印刷塗布が行われていない可能性がある。また、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの幅を印刷最小幅にした場合には、凸部５１ｂ，５２ｂ，６１ｂ，６２ｂの幅は印刷最小幅以下になり、安定した印刷塗布が行われない結果、かすれる可能性がある。しかし、導電ペースト３２を、電極５１の凸部５１ｂと引き出しパターン６１の凸部６１ｂとに接触させれば、タッチパネルを構成するために必要な導電性は十分に得られる。
もちろん、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの幅を印刷最小幅以上の幅にして、凸部５１ｂ，５２ｂ，６１ｂ，６２ｂの幅も印刷最小幅以上の幅にしてもよい。

［変形例］
接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの先端に形成した凸部５１ｂ，５２ｂ，６１ｂ，６２ｂは、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの延伸方向に突出した形状であれば、上記第二実施形態と同様の効果を得ることができる。
例えば、図４に示すように、接続部５１ａ，６１ａの先端にＵ字状の切り欠きを設けて、接続部５１ａ，６１ａの接続部の幅方向の両端のそれぞれから、延伸方向に突出する２つの凸部５１ｃ，６１ｃを形成してもよい。また、図５に示すように、接続部５１ａ，６１ａの接続部の幅方向の中央から、延伸方向に突出する凸部５１ｄ，６１ｄを形成してもよい。接続部５２ａ，６２ａの形状もこれらと同様の形状にする。図４，図５に例示するような形状にすることにより、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａと導電ペースト３２が重なる部分をより小さくすることができる。

上記のタッチパネルでは、接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａが導電ペースト３２に接触する部分は４箇所あるが、少なくとも１つの接続部が、上記のような形状とされて、導電ペースト３２と接触していてもよい。また、電極５１の接続部５１ａ，５２ａと、引き出しパターン６１の接続部６１ａ，６２ａの形状が異なっていてもよい。
なお、透明導電膜１３，１４の形成時に、これら接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａの位置する部分に透明導電膜１３，１４を残し、つまり透明導電膜１３，１４によってランドを形成する。そして、それらランド上に接続部５１ａ，５２ａ，６１ａ，６２ａがそれぞれ位置するようにすれば、より良好かつ安定に接続部５１ａ，５２ａと６１ａ，６２ａとを接続することができる。

図６は、このように透明導電膜１３，１４よりなるランドが形成された状態を、接続部２３ａと１５ａとの接続部分について示したものであり、図中、３２，３３はそれぞれランドを示す。

第一実施形態の概略を表す分解斜視図。第一実施形態による接続部分の要部拡大図、Ａは平面図（透視）、Ｂは側面図、ＣはＤＤ断面図。第二実施形態による接続部分の要部拡大図、Ａは平面図（透視）、Ｂは側面図、ＣはＤＤ断面図。接続部分の変形例の要部拡大図、Ａは平面図（透視）、Ｂは側面図、ＣはＤＤ断面図。接続部分の変形例の要部拡大図、Ａは平面図（透視）、Ｂは側面図、ＣはＤＤ断面図。他の実施例の要部拡大図、Ａは平面図（透視）、Ｂは側面図、ＣはＤＤ断面図。従来のタッチパネルの概略を表す分解斜視図。従来のタッチパネルの要部拡大図、Ａは平面図（透視）、Ｂは側面図、ＣはＤＤ断面図。

符号の説明

１１上ガラス基板
１２下ガラス基板
１３透明導電膜
１４透明導電膜
３２導電ペースト
５１，５２電極
５１ａ，５２ａ接続部
５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ凸部
６１，６２引き出しパターン
６１ａ，６２ａ接続部
６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ凸部

Claims

一対のガラス基板の各一面に形成され、互いに対向する透明導電膜と、
一方のガラス基板の透明導電膜形成面に形成され、接続部を有する引き出しパターンと、
上記引き出しパターンの接続部と、この引き出しパターンの接続部の延伸方向において同一領域内に位置しない接続部を有し、他方のガラス基板の透明導電膜に設けられた電極と、
上記引き出しパターンの接続部の先端と上記電極の接続部の先端とを接続する導電ペーストと、
を備え、
上記引き出しパターンの接続部と上記電極の接続部の少なくとも一方の先端にその延伸方向に突出して形成された凸部が、上記導電ペーストと接触している、
ことを特徴とするタッチパネル。
請求項１に記載のタッチパネルにおいて、
上記凸部は、略半円状である、
ことを特徴とするタッチパネル。
請求項１に記載のタッチパネルにおいて、
上記凸部は、上記引き出しパターンの接続部又は上記電極の接続部の幅方向の両端のそれぞれから突出する２つの凸部である、
ことを特徴とするタッチパネル。
請求項１に記載のタッチパネルにおいて、
上記凸部は、上記引き出しパターンの接続部又は上記電極の接続部の幅方向の中央から突出している、
ことを特徴とするタッチパネル。
請求項１から４の何れかに記載のタッチパネルにおいて、
上記各一面にそれぞれ形成された透明導電膜より成るランドを更に備え、
上記ランド上に上記引き出しパターンの接続部及び上記電極の接続部がそれぞれ配置されている、
ことを特徴とするタッチパネル。