(57)【要約】      （修正有）【課題】透明座標入力パネルを歩留まり良く製造する方法であり、かつガラスサイズによらず、部品を共通化する。【解決手段】ガラス基材４に低抵抗領域１５を形成した後、透明な面抵抗体を形成する。別に予め作成しておいた、抵抗性周囲電極用フィルム１３を所望の長さに切断し、異方性コネクターあるいは、異方性導電性接着剤を用いて、面抵抗体を形成したガラス基材表面の所望の位置に貼り合わせることにより、面抵抗体を形成した後の不良発生を防ぐための製造方法。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材となるガラス表面上に透明な面抵抗体が形成された透明導電性ガラス基材と、前記透明な面抵抗体上に、前記面抵抗体を取り囲むように四角形に形成された抵抗性周囲電極が設けられており、前記四角形の４角部から引き出し線が接続されてなり、前記抵抗性周囲電極の内側が座標入力領域となる静電容量結合型透明座標入力パネルにおいて、基材となるガラス表面の前記抵抗性周囲電極の四角形の４角部が形成される部分に、低抵抗領域を形成した後に、前記透明な面抵抗体を、前記ガラス基材の少なくとも前記低抵抗領域及び座標入力領域に形成し、前記抵抗性周囲電極として、単位長さ当たりの抵抗値が均一な長方形の電極フィルム４枚を、異方性導電シートコネクター或いは異方性導電性接着剤で、前記透明導電性ガラスに設けた前記低抵抗領域が４角部となるように接続することを特徴とする静電容量結合型透明座標入力パネル。
【請求項２】
低抵抗領域を、金属ナノ粒子を用いた導電性インクにより設けることを特徴とした、特許請求の範囲第１項に記載された静電容量結合型透明座標入力パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標指示用入力ペン、あるいは指等により接触位置の座標を検出する静電容量結合型透明座標入力パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は静電容量結合型の座標入力装置の例であり、透明座標入力パネル１のガラス基材４の表面は透明な面抵抗体２を取り囲む抵抗性周囲電極６が配置されており、４頂点に引き出し線５が、座標検出回路３に接続されている。
従来の座標入力パネルは、ガラス基材４の表面に面抵抗体２として、スパッタ法によるＩＴＯ（インジウム酸化物）膜あるいは、ＣＶＤ法による酸化スズ膜などが形成されている。ガラス基材４は例えばソーダガラスが使用される。面抵抗体２の上には、抵抗性周囲電極６が形成されている。抵抗性周囲電極６は例えば導電性インクを使用し、所望のパターンに印刷・焼成し、形成する。必要に応じて抵抗性周囲電極６の４隅の各頂点には、引き出し線５を接続するための、引き出し線接続用端子部６−Ａ、６−Ｂ、６−Ｃ、６−Ｄとして、ハンダ付け可能な導電性インキを印刷・焼成したり、各角部分を除き絶縁性インキで保護する場合もある。
【０００３】
また必要に応じて、面抵抗体２の上には、蛍光灯や日光などでガラス基材４の反射を防ぐために反射防止層や、面抵抗体膜を保護するための保護膜を設けている場合もある。
抵抗性周囲電極６の各頂点の引き出し線接続用端子部６−Ａ、６−Ｂ、６−Ｃ、６−Ｄには、引き出し線５が接続され座標検出回路３に接続される。
静電容量結合型透明座標入力パネルによる座標検出原理は、特開２００１−４３００２号に開示されているが、図２はその時のガラス基材４の表面に形成されている面抵抗体２が電圧勾配８を形成している模式図の１例であり、抵抗性周囲電極６の端子部６−Ａ・６−Ｃ間に、図１に示された座標検出回路３より電源を供給した場合を示している。
図１に示した座標検出回路３は、本静電容量結合型透明タッチパネルが、入力ペン７のタッチ位置を検出するために使用する電気信号（ＡＣ信号）を発生し、電圧駆動する。
入力ペン７が抵抗性周囲電極の内側の座標入力領域９をタッチしたときに検出される座標データを求める計算式は以下のように求められる。
Ｘ＝２（ｉB＋iC―iA-iD）／（iA＋iB＋iC＋iD）
Ｙ＝２（ｉC＋iD―iA-iB）／（iA＋iB＋iC＋iD）
iA〜iDは４頂点６−Ａ、６−Ｂ、６−Ｃ、６−Ｄ部に配分される電流である。
本式は透明な面抵抗体２のシート抵抗値及び抵抗性周囲電極６の長さ当たりの抵抗値が均一であることを仮定した式であり、実際には透明な面抵抗体２のシート抵抗値も抵抗性周囲電極６の抵抗値も分布を持っているため、本静電容量結合型透明タッチパネルを表示装置に搭載した後、表示装置の座標にあわせ、静電容量結合型透明タッチパネルより出力される座標値が一致するよう座標補正を座標検出回路３の内部で行っている。
【０００４】
透明な面抵抗体２のシート抵抗値が極端に不均一な場合には、補正を行っても、出力される座標値を表示装置の座標に一致させることが不可能になるが、本発明者の実験によれば、透明な面抵抗体２のシート抵抗値分布については、±２０％以内であれば補正が可能であることがわかっている。
また抵抗性周囲電極６の抵抗値分布についても±１０％以内であれば補正が可能であることがわかっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４３００２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本静電容量結合型透明座標入力パネルにおける、性能に関する重要な要素は、座標入力領域９での透明な面抵抗体２のシート抵抗値分布と、並びに抵抗性周囲電極６の各辺の単位長さ当たりの抵抗値の均一性である。
特に従来の製造方法では、透明な面抵抗体２を形成した後に、抵抗性周囲電極６は導電性インクを印刷方式により形成しており、その焼成時には、２００℃〜５００℃の加熱が必要である。そのため、透明な面抵抗体２に高熱がかかるため、酸化あるいは結晶化等が進み座標入力領域９での透明な面抵抗体２のシート抵抗値分布が変化したり、あるいは、ガラス基材４と透明な面抵抗体２の熱膨張率の違いにより、面抵抗体２にクラックが入り、座標入力領域９での透明な面抵抗体２のシート抵抗値分布に異常をきたすという不具合が生じる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記課題に対し、抵抗性周囲電極６として、予め抵抗性周囲電極用フィルム１３を、四角形をなす4辺別々に作成してき、ガラス基材４上に形成された透明な面抵抗体２に貼り合わせる時にガラス基材４上で、４枚の抵抗性周囲電極用フィルム１３を電気的に接合することにより、座標入力領域９での透明な面抵抗体２を加熱することのない方法を提案する物である。
【０００８】
本発明は、基材となるガラス表面上に透明な面抵抗体が形成された透明導電性ガラス基材と、前記透明な面抵抗体上に、前記面抵抗体を取り囲むように四角形に形成された抵抗性周囲電極が設けられており、前記四角形の４角部から引き出し線が接続されてなり、前記抵抗性周囲電極の内側が座標入力領域となる静電容量結合型透明座標入力パネルにおいて、基材となるガラス表面の前記抵抗性周囲電極の四角形の４角部が形成される部分に、低抵抗領域を形成した後に、前記透明な面抵抗体を、前記ガラス基材の少なくとも前記低抵抗領域及び座標入力領域に形成し、前記抵抗性周囲電極として、単位長さ当たりの抵抗値が均一な長方形の電極フィルム４枚を、異方性導電シートコネクター或いは異方性導電性接着剤で、前記透明導電性ガラスに設けた前記低抵抗領域が４角部となるように接続することを特徴とする静電容量結合型透明座標入力パネルの製造方法を第1の要旨とし、前記低抵抗領域を、金属ナノ粒子を用いた導電性インクにより、設けることを特徴とした、特許請求の範囲第一項に記載された静電容量結合型透明座標入力パネルの製造方法を第２の要旨とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による静電容量結合型座標入力パネルの製造方法によれば、透明な面抵抗体２の形成後に、座標入力領域での透明な面抵抗体２を高温度に加熱する工程が無く、透明な面抵抗体２の特性を損なうことがない。
また、抵抗性周囲電極６を形成するための４枚の抵抗性周囲電極用フィルム１３は長尺のフィルムに予め形成しておき、使用する際にガラスサイズによる所望の長さに切断すればよく、ガラスサイズ毎に、設計したり製造したりする必要が無いという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】静電容量結合式座標入力パネルの説明用平面図
【図２】静電容量結合式座標入力パネルの電圧勾配を示す図
【図３】抵抗性周囲電極用フィルムを貼り合わせた時の一例を示す図
【図４】抵抗性周囲電極用フィルムの平面図
【図５】抵抗性周囲電極用フィルムの断面図
【図６】本発明による低抵抗領域の位置及び形状の説明図
【図７】本発明の別の実施例を表す説明図
【図８】本発明の実施例を表す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための詳細な方法を、図を参照し説明する。
まず抵抗性周囲電極６となる、電極フィルムについて図４及び図５を用いて説明する。
使用する電極フィルム基材１１の材質としては、PETやポリイミドといった一般の樹脂フィルムが用いられ、このフィルムに任意の製造方法により電極パターン１２が形成される。例えば樹脂バインダーに金属粉を混練した導電性インキを、印刷すれば良く、あるいはポリイミドフィルムに貼った金属箔をエッチングによりパターン化する方法も使用できる。
フィルムの形状は長尺のフィルムを用いれば良く、電極パターン１２の形状は、図４に示されるような長方形あるいは矩形や波形であっても良い。長尺のフィルムであれば、例えばフレキソ印刷・グラビア印刷といった方法により、均一な膜厚で連続印刷が行える。
所望とする電極の抵抗値は、例えば単位長さ１ｍｍ当たりの抵抗値を０．１〜０．２Ω程度になるように設計すればよい。
パターンの幅は任意であるが、座標入力装置の基材となるガラスの周辺部に貼ることを考慮すると３〜１０ｍｍ程度が好ましい大きさである。
このようにして作られる抵抗性周囲電極用フィルム１３は、ガラス基材４の表面に形成される透明な面抵抗体２や低抵抗領域１５とは別に予め作成しておく。
【００１２】
抵抗性周囲電極用フィルム１３とガラス基材４を貼り合わせるための、異方性導電性フィルム接着シートコネクターや異方性導電性接着剤は、市販の各種タイプのものが使用できる。
本発明に於いては、抵抗性周囲電極用フィルム１３の抵抗値を変化させずに、透明な面抵抗体２に貼り合わせることが必要であり、導電性接着シートコネクターや導電性接着接着剤は異方性であることが必要である。
印刷タイプの異方性導電性接着剤を使用する場合は、電極フィルムに印刷された電極の上に、予め異方性導電性接着剤を印刷しておけばよい。その他のタイプの物、例えばテープ上に形成されている異方性導電性フィルム接着シートや、精細金属線や金属粒子等を用いた異方性導電性シートコネクターを用いる場合には、抵抗性周囲電極用フィルム１３は、電極パターン１２のみ形成されていればよい。
また、異方性導電性接着剤を用いて、貼り合わせる際に、加熱タイプの物も利用できるが、加熱される部分は、抵抗性周囲電極用フィルム１３の部分のみであり、座標入力領域９での透明な面抵抗体２は加熱されること無く、貼り合わせが可能である。
【００１３】
次にガラス基材及び低抵抗領域を形成する方法について説明する。
ガラス基材４は一般的なガラス素材ならどのような物を用いてもよく、厚さも任意の物が使用できる。
低抵抗領域が必要である理由は、図３に示すように、４枚の抵抗性周囲電極用フィルム１３を貼り合わせた場合、各抵抗性周囲電極用フィルム１３は、間隙部１０のように隙間が空きくため、各辺の各抵抗性周囲電極用フィルム１３どうしが、電気的には透明な面抵抗体２の抵抗値を介して接続されるために、各辺の単位長さ当たりの抵抗値の均一性が得られなくなるのを防ぐためである。
【００１４】
図６に示す低抵抗領域１５は、図１に示したガラス基材４の抵抗性周囲電極６の４角部に相当する部分に形成される。
低抵抗領域１５のパターンの形状は任意であり、後工程で貼り合わされる抵抗性周囲電極用フィルム１３と重なる部分１８及び引き出し線を接続する部分１９とからなるが、抵抗性周囲電極用フィルム１３は図６に示すように、その1辺を近接する様な貼りかた（図６−１６）、あるいは、角部を近接する様な貼りかた（図６−１７）等複数考えられる。抵抗性周囲電極用フィルム１３と重なる部分は、４枚の抵抗性周囲電極用フィルム１３同士を電気的に接続し、抵抗性周囲電極６となすために抵抗性周囲電極６の抵抗値分布の均一性を損なわないように、出来るだけ小面積であることが好ましい。
【００１５】
図６の参照符号１６のように、抵抗性周囲電極用フィルム１３の1辺を近接するような貼り方であれば、低抵抗領域１５のパターンは長方形に形成すればよい。
引き出し電極の接続は、面抵抗体２を形成し、周囲電極フィルム１３を貼り合わせた後、所望のケーブルを、引き出し線を接続する部分１９に任意の方法、例えば導電性接着剤やハンダ付けといった一般の方法で接続すればよいが、図７のように、低抵抗領域１５が抵抗性周囲電極６の４角部分だけでなく、引き出し電極としても用いられるように抵抗性周囲電極６の４角部分から、ガラス基材の1辺の一部分まで、引き出し電極パターン２０として形成したものである。この方法によれば、引き出し電極の接続をガラス基材の4カ所でなく、一カ所で接続すれば良く、生産効率の良い方法を得ることも出来る。
低抵抗領域１５の抵抗値としては、抵抗性周囲電極用フィルム１３と重なる部分の抵抗値が、抵抗性周囲電極用フィルム１３に形接されている電極パターン１２と同等もしくは同等以下であればよく、金属や、金属並みの抵抗値を持つ材料あるいは抵抗性のある材料で形成すればよい。
【００１６】
低抵抗領域１５を形成する方法としては、厚膜導電体ペーストを用いたり、ナノ粒子インクにより形成する方法がある。  後工程で、面抵抗体２として透明導電体膜を形成する際、熱や真空といった環境を利用するため、有機物のバインダーがガラス基材４の上に残存するような材料を用いることは出来ないが、厚膜導電体ペーストや、ナノ粒子インクにより形成する方法であれば、形成後は無機物のみがガラス基材上に残り、面抵抗体２として透明導電体膜を形成する工程に影響を及ぼすことなく、低抵抗領域１５が形成できる。
あるいは、必要部分のみ開口したマスクを用い、スパッタ法やＣＶＤ法により、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属薄膜で形成する方法も利用できる。
【００１７】
厚膜導電体ペーストはガラスやセラミック等の基材上に電気回路を形成するために、一般的に使用されている材料であり、印刷可能な状態に調合されているペーストが各種市販されている。このような市販の物を用いてもよく、また独自に調合しても良い。
厚膜導電体ペーストは、導電性粒子とガラスフリット、及びそれらを印刷に適したペースト状にするための有機ビヒクルと溶剤から構成される。
有機ビヒクル、溶剤は、印刷後の乾燥時や焼成時に蒸発、分解し、焼成後は、固体化されたガラス成分と導電性粒子のみが、ガラス基材上に残る。
印刷方法は、任意の方法が使用でき、例えばスクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷等が各種サイズに、有効な印刷手段であり、また別の方法としては、ディスペンサー塗布の方法を用いても良い。
印刷の厚さは、５〜１５μmの厚さに印刷するのが、一般的である。
またナノ粒子インクは、厚膜ペーストと違い、金属ナノ粒子が、溶剤中に凝集が無く分散している導電性インクであり、有機ビヒクルを含まないため、印刷膜厚が０．１〜０．５μm程度で形成できることが特徴である。
また印刷方法としては、厚膜ペーストと同様に各種印刷手段が使用できるが、特にインキジェット法による印刷方法が近年開発され、製版を必要とする印刷方法やマスクを必要とする方法に比べ、容易な方法として、有利である。
またナノ粒子インクを用いる形成方法は、その膜厚が薄いため、後工程における透明な面抵抗体２を形成する際に、低抵抗領域とその他の部分での段差が少なく、特に優れた方法である。
【００１８】
低抵抗領域１５が形成されたガラス基材４には、スパッタ法によるＩＴＯ（インジウム酸化物）やＣＶＤ法による酸化スズ膜が、その表面に形成され、透明な面抵抗体２となる。
また図７のような別の実施例では、引き出し電極として用いられる低抵抗領域１５及び引き出し電極パターン２０には、透明な面抵抗体２を形成しないように、例えば図７−２１の部分にのみ透明な面抵抗体２が形成されるようにマスキングをして、透明な面抵抗体２を形成すればよい。
【００１９】
透明な面抵抗体２が形成された、ガラス基材４には予め作成しておいた、抵抗性周囲電極用フィルム１３を所望の長さに切断し、所望の位置に貼り合わせ、その後ケーブルをハンダ或いは、導電性接着剤等を用いて接続することにより、座標入力パネルを完成させる。
【実施例１】
【００２０】
本実施例では、抵抗性周囲電極用フィルム１３として、幅４ｍｍのＰＥＴフィルムに、フェノール樹脂バインダーによる銀―カーボン混合導電性インクを用い、印刷する電極パターン１２は長方形になるように幅３ｍｍで単位長さ当たりの抵抗値が０．１Ω／ｍｍになるように形成した。
また本実施例では、日本黒鉛(株)製異方性ヒートシールコネクタを予め、電極パターン１２の上に印刷しておいた物を使用した。
ガラス基材４としては、厚さ２．８ｍｍで、外形５３８×３６８ｍｍのソーダガラスを１枚使用した。
低抵抗領域１５は長方形のパターンとし、図８に示すように、片側の電極フィルムと重なる部分１８を長さ１ｍｍとし、他方の電極フィルムと重なる部分１８は長さ３ｍｍとし、更に引き出し線を接続する部分１７として、図８−１７の部分を長さ４ｍｍとした。幅は、５ｍｍとした。
本実施例に於いては、アルバックマテリアル(株)製Ａｇナノメタルインクを用い、インクジェット法により、厚さ０．１μmのパターンを形成した。
透明な面抵抗体２はスパッタ法により、ＩＴＯ膜を形成した。その際、本実施例では、ガラス基材４の全面に透明な面抵抗体２を５００Ω／□になるように形成した。
その後引き出し線５を市販の１液硬化型エポキシ系導電性接着剤により、引き出し線の接続部１７の４カ所に接合し、座標入力パネルを得、パネルの評価を行った。
【比較例１】
【００２１】
従来の製造方法により、透明な面抵抗体２をスパッタ法により、ＩＴＯ膜の抵抗値を５００Ω/□で形成した後、厚膜導電体ペーストを用いて、抵抗性周囲電極6を５００℃加熱により形成し、実施例１と同じように引き出し線を接合した。
【比較例２】
【００２２】
実施例１において、低抵抗領域を形成せずに、ガラス基材４の全面に透明な面抵抗体２を形成した以外は、実施例１と同様になした。
【００２３】
比較例１による従来の製造方法によるパネルでは、面抵抗体２の抵抗値が、５００Ω/□で形成した物が１０００Ω／□以上に上昇し、更にその抵抗値分布が±３０％まで悪くなっている物も多数発生し、座標補正が十分に出来なかった。
また比較例２によるパネルでは、抵抗性周囲電極用電極フィルム１３による４角部付近で、座標補正が十分に出来なかった。
本実施例による物は、面抵抗体２の抵抗値が、５００Ω／□から変化しておらず、また抵抗性周囲電極６の抵抗値の均一性も良く、性能の安定している物が作れることがわかった。
またガラスサイズが別のサイズである場合にも、同様の効果が得られ、抵抗性周囲電極用電極フィルム１３は共通の物が使用でき、生産性の良い座標入力パネルを得られる物であった。
【符号の説明】
【００２４】
１  座標入力パネル
２  面抵抗体
３  座標検出回路
４  ガラス基材
５  引き出し線
６  抵抗性周囲電極
６−Ａ、６−Ｂ、６−Ｃ、６−Ｄ  抵抗性周囲電極６の4角の各頂点及び引き出し線接続用端子部  
７  入力ペン
８  電圧勾配
９  座標入力領域
１０  間隙部
１１  電極フィルム基材
１２  抵抗性周囲になる電極パターン
１３  抵抗性周囲電極用フィルム
１４  異方性導電性接着剤
１５  低抵抗領域
１６  抵抗性周囲電極用フィルムの１辺を近接する貼り方の例
１７  抵抗性周囲電極用フィルムの角部を近接する貼り方の例
１８  抵抗性周囲電極用フィルム１３と低抵抗領域１５の重なる部分
１９  低抵抗領域１５の、引き出し線５を接続する部分
２０  低抵抗領域１５の、引き出し電極パターン
２１  面抵抗体２を形成する部分
【図１】
2010238005.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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