(57)【要約】【課題】カーナビゲーション用等に要求される温度、湿度等の環境変化に影響されないタッチパネル及びそれを内蔵した、耐環境性に優れたタッチパネル付表示機器を提供する。【解決手段】従来連続的にタッチパネル外周に形成していたシール剤６１の周方向に、複数の空隙部１０を所要の位置に複数形成することによって、上下基板の隙間である空気室とタッチパネルの周囲の雰囲気とを解放状態にする。空隙部１０の形成はシール剤１０を断続的に配置するか、又は選択的、部分的に除去する方法によって形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板の片面に透明電極を設けた一対の上下基板を前記透明電極を内側にしてシール剤を介して対向配置し、前記シール剤で貼着するタッチパネルにおいて、
前記シール剤に複数の空隙部が形成されていることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記空隙部は前記シール剤を断続的かつ不連続に配置することで形成されることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記空隙部の前記シール剤への形成方向の幅が０．５〜２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１及び２記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記複数の空隙部の任意の相い隣り合う２箇所の空隙部の前記シール剤の周方向の寸法が１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記上基板及び前記下基板を構成する透明絶縁基板は、いずれもガラス材  からなることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のタッチパネル。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載のタッチパネルを内蔵したことを特徴とする表示機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カーナビゲーション等の機器において、液晶ディスプレイの画面上に配置し、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等で直接押してデータを入力し、且つ画面が美しく、耐久性、耐摩耗性等に優れたタッチパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置一体型の入力スイッチとしてのタッチパネルは、表示装置の表示面上に配置されて使用される。前記タッチパネルは、マイクロガラス板とその下面に形成された透明電極とからなる上基板と、ガラス板とその上面に形成された透明電極とからなる下基板とが、所定の空間を隔てて透明電極同士が対面するように配置されシール剤で貼着されている。
【０００３】
このタッチパネルにおいて、上基板の上部を入力ペンまたは指で押圧したとき、上基板が撓んでその押圧点において上基板の透明電極が下基板の透明電極と接触する。そして、その接触点の座標が電気抵抗の測定によって検知されて、入力情報が読取られる。下基板はガラス又は樹脂、上基板は可撓性の高い樹脂シートが多く用いられるが、カーナビゲーション用のように過酷な環境条件で使用されるタッチパネルでは上下基板共ガラスの構成が採用される。（例えば特許文献１参照）このような従来技術におけるタッチパネルの構成及び製造工程の例を図を用いて説明する。
【０００４】
図３、図４、図５、図６は、従来例のタッチパネルの製造工程を説明するための図ある。図３は、下基板２にシール剤６０を印刷した状態を示し、図３（ａ）は、下基板２の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図４は、上基板１に透明電極３を形成した状態を示し、図４（ａ）は、上基板１の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図４は、前記下基板２に上基板１を前記シール剤６０で貼着する工程を示す図で、図５は、前記下基板２に上基板１を重ね合わせた状態を示す図である。図６は、硬化治具９に重ね合わせた上下基板１、２をセットし、加圧・加熱する工程を示す。
【０００５】
図３に示すように、厚みが１．１ｍｍのソーダガラス板からなる下基板２に、透明電極４を形成し、この透明電極４に接続する引き回し電極８ａ、８ｂを形成する。更に、この透明電極４上にドットスペーサー５を形成した後、前記下基板２の周辺部にスクリーン印刷法等の手段にてシール剤６０を印刷する。この時、前記下基板２の周辺部の一部にシール剤６０の開口部６０ａを設ける。
【０００６】
一方、図４に示すように厚みが０．２ｍｍのマイクロガラス板からなる上基板１にも下基板２と同様に、透明電極３、引き回し電極７ａ、７ｂを形成する。
【０００７】
次に図５に示すようにシール剤６０が印刷されている下基板２を下にして、上基板１を重ね合わせる。この時、前記下基板２に形成されている透明電極４と前記上基板１に形成されている透明電極３とが互いに対向するように配置する。
【０００８】
次に、図６に示すように、硬化治具９に重ね合わせた上下基板１、２をしてセットし、所定の時間、加圧・加熱し、シール剤６０を焼成する。その後、上下基板１、２を徐冷し、上下基板１、２がシール剤６０によって貼着される。その後、図３に示したシール剤の開口部６０ａを封止する。以上の製造工程によって、従来技術におけるタッチパネルが製作される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１４６７０７号公報（第１、２頁、第１、第２図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の２枚のガラス基板を使用したタッチパネルにおいては、指先あるいは入力ペンで表面を押圧する側のガラス上基板１は、入力を軽くするために薄い材料を使用する必要があり、特殊なガラス材料で構成されるマイクロガラスが使用されている。
【００１１】
上下基板共ガラスにより構成されるタッチパネルはガラスの温度変化による変形が少ない性質によって入力画面である上基板の温度変化による歪みが起こりにくく、光透過率も高く、良好な視認性と耐久性、耐環境性が得られるとされている。しかしながら従来技術のタッチパネルでは前記シール剤６０が外周全域に形成され、開口部６０ａを封止するので、前記シール剤６０の厚みにより形成される上下基板の隙間は図５に示すように空気または窒素ガス等の充満した密室２０を形成する。
【００１２】
カーナビゲーションなどの車載機器は炎天下で車内温度が７０〜８０℃近辺まで上昇している状態で、或いは寒冷地でマイナス２０℃程度まで冷え込んでいる状態で、エアコンデョショナー等の冷暖房手段により２０〜２５℃前後の人間工学的に適正な温度に急激に温度変化させて使用される、極めて過酷な環境条件に対応できるものでなければならない。
【００１３】
上下基板共ガラスにより構成されるタッチパネルではガラス自体は温度変化による伸縮も少なく、湿気も遮断する効果があるが前記シール剤及び上下基板で形成される密室２０はタッチパネルの周囲温度の変化と同じ早さでは変化しないため、前記空気室温度に対しタッチパネル周囲温度が急激に低下する状態では前記密室２０が膨張し、上基板が凸状に変形して中央部付近の入力に大きな押圧を要したり、逆の場合は密室２０が収縮して凹状に変形していわゆるニュートンリングが発生したり、甚だしい場合は上下透明電極の短絡などが発生する等の問題があった。
【００１４】
更に、前記シール剤６０は一般にエポキシ樹脂等が多く用いられ、これらの樹脂は空気等の気体は比較的良好に遮断するが、水蒸気などの湿気はわずかに浸透する性質を有するため、車内や室内の湿度が高騰した場合、前記密室２０に水分が浸透し、表示画面が曇る現象が発生し、前記密室２０が密閉状態であるため、エアコンディショナー等によって湿気を除去した状態に戻しても表示画面の曇りが速やかに解消されない問題があった。
【００１５】
（発明の目的）
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上基板と下基板を連結するシール剤を連続的でなく断続的に形成して、上下基板間の空気室を密閉するのでなく、タッチパネル周辺の外気にオープン状態にすることで上記問題の解決を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に係わるタッチパネるは、透明絶縁基板の片面に透明電極を設けた一対の上下基板を前記透明電極を内側にしてシール剤を介して対向配置し、前記シール剤で貼着するタッチパネルにおいて、前記シール剤に複数の空隙部が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
又、請求項２の発明に係わるタッチパネルは、前記空隙部の形成方法が前記シール剤を断続的かつ不連続に配置することで形成されることを特徴とする。
【００１８】
又、請求項３の発明に係わるタッチパネルは、請求項１及び２に記載のタッチパネルにおいて、前記空隙部の前記シール剤への形成方向の幅が０．５〜２ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【００１９】
又、請求項４の発明に係わるタッチパネルは、請求項１又は２に記載のタッチパネルにおいて、前記複数の空隙部の任意の相い隣り合う２箇所の空隙部の前記シール剤の周方向の寸法が１ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００２０】
又、請求項５の発明に係わるタッチパネルは、請求項１ないし４の何れか１項に記載のタッチパネルにおいて、前記上基板及び前記下基板を構成する透明絶縁基板は、いずれもガラス材からなることを特徴とする。
【００２１】
又、請求項６に記載の表示装置は請求項１ないし５に記載のタッチパネルを内蔵したことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明におけるタッチパネルの第１の実施形態を説明するための図である。図１（ａ）は本実施形態のタッチパネルの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図を示す。尚、本実施形態ではシール剤６１の寸法形状及び形成方法が異なることを特徴としており、その他の構成は従来例におけるタッチパネルと同様である。従って従来例と同一部分については同一番号を付与し、図が同一である場合は同一図を引用してその説明は省略する。以下、図１を用いて本実施形態におけるタッチパネルについて説明する。
【００２３】
図１は、下基板２の製造工程を説明するための図で、図１（ａ）は、上基板２の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図１に示すように、厚みが１．１ｍｍのソーダガラス板からなる下基板２に透明電極４を形成する。前記透明電極４は、厚みが５０Å〜４０００Å程度のＩＴＯ膜をスパッタリング或いはＣＶＤ等により成膜し、エッチング加工によりパターン形成される。
【００２４】
次に、前記透明電極４に電気的に接続される引き回し電極８ａ、８ｂを形成する。前記引き回し電極８ａ、８ｂは、厚さ１〜２０μｍ程度の銀ペースト膜を印刷、１３０℃で約６０分焼成して形成する。
【００２５】
次に、前記透明電極４の表面上に形成されるドットスペーサー５を形成する。前記ドットスペーサー５は、大きさが３０〜４０μｍ程度の四角または円形等の形状で厚さが３〜１２μｍ程度のエポキシ系レジストを４〜５ｍｍ程度の間隔で均一にフォトリソグラフィプロセスによりパターン形成する。前記ドットスペーサー５は、印刷による光硬化タイプのエポキシ樹脂とすることもできる。このドットスペーサは一般にはアクリル系樹脂を用いて、紫外線硬化により形成するが、アクリル系樹脂は湿度による劣化が起こりやすく、本発明における実施形態では上下基板間をタッチパネル外周の外気に対し解放状態にするため、比較的湿気に強いエポキシ系樹脂等を用いる。
【００２６】
更に、前記ドットスペーサー５を形成した後、前記下基板２の周辺部にシール剤６１を印刷する。前記シール剤６１は、上基板１と下基板２とを貼り合わせるためのもので、一般にはエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等が選択され、スクリーン印刷等の方法で、１〜２．５ｍｍの範囲の幅で形成されるが、本実施形態では上記耐湿対策の必要上アクリル樹脂よりは耐湿性に優れるエポキシ系接着剤を選択する。このシール剤６１には、所要の大きさのプラスチックボールやファイバーガラス等のスペーサ部材が分散されており、このスペーサ部材によって前記上基板１と前記下基板２とを所要の間隔に保持する役目を成している。
【００２７】
シール剤６１に空隙部１０を形成する方法としては、従来例と同様にタッチパネル全周に形成したシール剤の一部を除去する方法も考えられるが、シール剤形成時のスクリーン版作成の工程で、空隙部１０に対応した位置を所望の寸法にマスキングを形成し、スクリーン印刷時にマスキング部分にシール剤６１を形成させない方法がより簡便で実用的である。本実施形態においては、シール剤６１の空隙部１０の幅寸法、すなわち図１（ｂ）のＬ１をシール剤６１幅寸法より若干大きめの１．５ｍｍ程度とし、シール剤６１の全周で９ないし１０箇所程度形成している。空隙部１０の幅寸法は１．５ｍｍに限定されるものではなく、０．５〜２ｍｍの範囲ならば同等の効果が得られることが試作、実験により確認されている。空隙部１０の形成位置は、本発明の趣旨に基づけば、特に厳密に管理する必要はなく、適度に分散形成させることで所要の効果が得られることも実験により確かめられているが、シール剤６１は上下基板を連結する役割を担うため、相隣り合う２箇所の空隙部に挟まれるシール剤６１の周方向寸法は少なくとも１ｍｍ以上は確保する必要がある。本実施形態の効果は、図５に示すように上基板１と下基板２の隙間に形成される密室２０がタッチパネル周辺部の大気に対し密閉でなく解放状態となるため、タッチパネル周辺部の急激な温度変化に対して上基板１が凹状又は凸状に変形することを防止できる。又、タッチパネルが装着されるカーナビゲーション等の周囲の湿度が上昇して表示画面に水蒸気による曇りが生じても、エアコン等で通常状態にすれば画面の曇りは直ちに解消する。
【００２８】
更に、タッチパネルは通常液晶パネル等のディスプレイと一体化され、枠体に組み込まれてユニットをなす使われ方が一般的であり、前記枠体の密閉状態を良好にすることで前記水蒸気による画面の曇りの問題は殆ど解消できる。従来例のタッチパネルを液晶パネル等と共に組み込んだユニットの枠体を密閉状態としても、タッチパネルの入力基板となる上基板１は前記ユニット周囲の雰囲気にさらされるため、前記上基板１の急激な温度変化による変形は避けられない。これに対し本実施形態のタッチパネルは前記ユニット内の雰囲気中においてもタッチパネル内外の気圧が同一となるため、室内や車内の急激な温度変化に対しても前記上基板１の温度変化による凹状又は凸状の変形は生じにくいのである。
【００２９】
本実施形態においてはシール剤６１形成後の、引き回し配線の形成その他の上基板１の製造工程は従来例と同一なので説明を省略する。又、上下基板の貼着等タッチパネルの組立全体も、前記シール剤６１の形成方法以外は同一であるため、重複する説明は省略する。
【００３０】
（第２の実施形態）
図２は本発明におけるタッチパネルの第２の実施形態を説明するための図である。図２は本実施形態のタッチパネルを示し、図２（ａ）はタッチパネルの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。本実施形態におけるタッチパネルも前記シール剤の形状方法が異なることを特徴としており、その他の構成は従来例におけるタッチパネルと同様である。従って従来例と同一部分については同一番号を付与し、図が同一である場合は同一図を引用してその説明は省略する。以下、図２を用いて本実施形態におけるタッチパネルについて説明する。
【００３１】
本実施形態は基本的には第１の実施形態と同様の内容である。但し、本実施形態においては、空隙部１１の幅、すなわち図２（ｂ）のＬ１’寸法を１ｍｍ前後とし、分断されたシール剤６２の幅寸法Ｌ２’を１．５ｍｍないしは３ｍｍ程度に設定しており、タッチパネルのサイズにより空隙部１１の数は異なるが、基本的には多数の空隙部を形成し、シール剤１１に可撓性を与えることを目的としており、上下基板共ガラス構成のタッチパネルで、尚且つ上基板１上面に偏光板を貼着したタイプのタッチパネルに特に有効となるものである。
【００３２】
本発明のタッチパネルは上下基板を貼り合わせるシール剤に空隙部を形成する構成であるため、シール剤の剛性は従来例のタッチパネルに明らかに劣る。しかしながら前記上下基板の隙間は、特にガラス、ガラス構成のタッチパネルでは１０μｍ前後と非常に微小な寸法であり、この隙間寸法は寸法の揃った前記スペーサ部材のサイズで確保される。この様な構成にあっては入力側である上基板にペンや指先で書き込みを繰り返しても、剛性の高い前記スペーサ部材で入力の際の押圧を受けとめる構成であり、且つシール剤の厚みが前述のように微細な寸法であるため、シール剤の剛性が後退してもタッチパネル自体の動作や耐久性には殆ど影響しない。シール剤の剛性が後退した分、逆にシール剤に可撓性が生じる。本実施形態では空隙部１１を多数形成することによってシール剤６２の可撓性を積極的に利用することを目的としている。
【００３３】
上下基板共ガラスで構成されたタッチパネルは温度変化等耐環境性に優れているが、入力側基板表面が鏡面であるため、背景像が画面に写り、視認の妨げとなる、との問題がある。この様な反射防止及びガラス破損時の飛散防止目的で、上基板の表側に偏光板や防眩フィルムを貼着する方法が実施されている。ところが前記偏光板や防眩フィルムの多くは樹脂製であり、温度変化による伸縮はガラスのそれよりもはるかに大きく、上基板が下基板に比べ変形しやすい、との問題を抱えている。
【００３４】
本実施形態では前記空隙部１１を多数形成して前記シール剤６２の可撓性を高めることで、前記下基板２に比較し、外気にさらされたり、偏光板等の樹脂フィルムが貼着されたりして変形しやすい前記上基板１の伸縮を前記シール剤６２の可撓性によって吸収し、前記上基板１が凹凸状に変形することを防止する効果がある。シール剤６２の形成方法は第１の実施形態と全く同様なので説明は省略する。
【００３５】本実施形態においても、シール剤６２形成後の引き回し配線の形成その他の上基板１の製造工程は従来例と同一なので説明を省略する。又、上下基板の貼着等タッチパネルの組立全体も、前記シール剤６２の形成方法以外は同一であるため、
重複する説明は省略する。
【００３６】
尚、第１及び第２の実施形態に共通する内容として、上基板１の材料としては例えばホウケイ酸ガラスを例とし、下基板２の材料は例えばソーダガラスを例とするが、これに限定されるものではなく、その他の材料を使用出来ることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上、本発明におけるタッチパネルによれば、上下基板を貼着するシール剤に複数の空隙部を形成して、タッチパネル内の空気室とタッチパネルの周囲の雰囲気とを解放状態にしたことにより、使用環境の急激な温度変化による上基板の変形を防止する効果が得られる。又、湿度の上昇による表示エリアの曇りが発生しても、使用環境の湿度を正常な状態に戻したとき、直ちに曇りが解消される効果が得られる。更に、シール剤に多数空隙部を形成することによってシール剤に可撓性を持たせ、偏光板等の貼着や温度変化によって、下基板に対して相対的に伸縮しやすい上基板の寸法変化をシール剤で吸収させることにより、上基板の変形を押さえることが可能になり、本発明のタッチパネルと液晶パネルを密閉度の高い枠体に装着することにより、耐環境性の優れたタッチパネル付液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるタッチパネルを示す。図１（ａ）は第１の実施形態におけるタッチパネルの平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるタッチパネルを示す。図２（ａ）はタッチパネルの平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図３】従来技術におけるタッチパネルを示す。図３（ａ）は従来技術のタッチパネルの平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。
【図４】従来技術及び第１、第２の実施形態における上基板の製造工程を説明する図であり、図４（ａ）は上基板平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】従来技術及び第１、第２の実施形態におけるタッチパネルの製造工程を示し、下基板に上基板を重ね合わせ貼着する工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるタッチパネルの製造工程を示し、硬化治具に重ね合わせた上下基板をセットし、加圧・加熱する工程を示す図である。
【符号の説明】
１  上基板
２  下基板
３  透明電極
４  透明電極
５  ドットスペーサ
７ａ、７ｂ  引き回し電極
８ａ、８ｂ  引き回し電極
９  硬化治具
１０、１１  シール剤空隙部
６０、６１、６２  シール剤
２０  密室
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004184540.tif 000005
【図４】
2004184540.tif 000006
【図５】
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【図６】
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