(57)【要約】【課題】製造過程での環境汚染を抑えながら、オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応し、且つレーザー加工で生じた基板の黄色みを目立たせることによる商品価値の低下を回避することができるアナログ式タッチパネルを提供する。【解決手段】アナログ式タッチパネルの基板対３０において、第１透明基板１０の導電層１２の除去領域をレーザー加工によって形成した。そして、基板対３０の周縁部を覆い隠すカバー部材として、各透明基板（１０，２０）の周縁部に形成された各電極に加えて、導電層除去領域（基板端〜距離Ｌ１’までの領域）をも覆い隠すように額縁のサイズを調整したものを用いた。【選択図】　図７
2004118381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材を介して２枚の基板を対向させた基板対と、該基板対の周縁部を覆い隠すカバー部材とを備え、該基板対の２つの基板が、支持板と、これの上に積層された導電層とをそれぞれ有し、且つ、少なくとも一方の基板が、基板面方向の端部近傍の箇所における導電層上に積層された電極と、該電極の周辺部分に該導電層の除去された導電層除去領域とを有するアナログ式タッチパネルであって、
２つの上記基板のうち、上記導電層除去領域を有するものについては、レーザー加工によって該導電層除去領域が形成されたものを備え、且つ、上記カバー部材が上記電極に加えて該導電層除去領域も覆い隠すことを特徴とするアナログ式タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペンタッチやフィンガータッチなどによって押圧された箇所を、本体の周縁部に形成された電極における電気的なパラメーターの変化によって検知するためのアナログ式タッチパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器に用いられる入力装置として、図８に示すアナログ式タッチパネルが知られている。図において、アナログ式タッチパネルは、基板対３０とカバー部材４０とを備えている。２つの透明基板からなる基板対３０の周縁部には、銀や銅などの有色金属からなる電極パターンが形成されている。中央に大きな開口を有するカバー部材４０は、基板対３０の周縁部を外側から覆ってこの電極パターンを隠しながら、基板対３０の中央部を露出させている。
【０００３】
図９は、従来のアナログ式タッチパネルにおける内部構成の一例を示す分解斜視図である。基板対３０は、複数のスペーサ部材２４を介して第１透明基板１０と第２透明基板２０とを対向させており、互いの対向面にはそれぞれ透明材料からなる導電層が形成されている。
【０００４】
上記第２透明基板２０は、透明且つ絶縁性のガラスなどからなる支持板２１、これの上に被覆された導電層２２、２つの電極からなる電極対２３、複数のスペーサ部材２４などを有しており、導電層形成面を図中上側に向けている。電極対２３は、互いに直交する図中Ｘ−Ｙ方向のうち、Ｙ方向における導電層２２の両端近傍に対してそれぞれ電極が積層されたものである。複数のスペーサ部材２４は、透明且つ絶縁性の樹脂などからなり、電極対２３の２つの電極間に位置する導電層部分に立設せしめられている。
【０００５】
上記第１透明基板１０は、ガラスなどからなる支持板１１、これの上に被覆された導電層１２、２つの電極からなる電極対１３、２つの引き出し電極１４などを有している。そして、導電層形成面を図中下側に向けて第２透明基板２０の導電層２２に対向させている。電極対１３は、導電層１２の図中Ｘ方向の両端近傍に対してそれぞれ電極を位置させている。第１透明基板１０の図中Ｙ方向の両端近傍には、それぞれ引き出し電極１４が固定されており、図示しない導電性接着剤によって第２透明基板２０の電極対２３の電極に接続されている。この接続により、第２透明基板２０の電極対２３の各電極に対しては、それぞれ引き出し電極１４を介して電源が供給される。
【０００６】
導電層１２、２２の材料には、透明且つ導電性で所定の電気抵抗値を発揮するＩＴＯ（インジウム酸化スズ）などが用いられている。また、電極対１３、２３の電極には、銀や銅などの有色金属が用いられている。
【０００７】
入力側である第１透明基板１０の図中上面側からペンや指などで例えば点Ｐの箇所が押圧されると、第１透明基板１０の導電層１２における点Ｐの箇所と、第２透明基板２０の導電層２２における点Ｐの箇所とが点接触して導通する。このとき、第１透明基板１０において、電極対１３に電圧が印加されると、導電層１２のＸ方向に電位勾配が生ずる。そして、点Ｐにおける電位Ｅｘは、第２透明基板２０の電圧が印加されていない電極対２３のリードから検出される。第１透明基板１０の電極対１３における電極間距離をＬｘ、印加電圧をＥでそれぞれ示すと、点Ｐにおけるｘ座標は次式によって求められる。
【数１】
ｘ座標＝（Ｅｘ×Ｌｘ）／Ｅ
【０００８】
また、第２透明基板２０において、電極対２３に電圧が印加されると、導電層２２のＹ方向に電位勾配が生ずる。そして、点Ｐにおける電位Ｅｙは、第１透明基板１０の電圧が印加されていない電極対１３のリードから検出される。第２透明基板２０の電極対２３における電極間距離をＬｙ、印加電圧をＥでそれぞれ示すと、点Ｐにおけるｙ座標は次式によって求められる。
【数２】
ｙ座標＝（Ｅｙ×Ｌｙ）／Ｅ
このようにしてｘ座標やｙ座標が求められることで、タッチ位置が検出される。
【０００９】
上記第１透明基板１０は、その電極対１３や、２つの引き出し電極１４を互いに絶縁させるように、導電層１２の周縁部が除去されている。この除去については、フォトリソグラフィー法によってなされるのが一般的であった。しかしながら、フォトリソグラフィー法では、フォトレジストの現像液やエッチング液が廃液となって発生するので、環境保護の観点から好ましくない。また、基板仕様に応じて異なったパターンの遮光マスクを用いる必要があるため、多品種少量受注というオンデマンド型の生産要求に十分に対応することができなかった。
【００１０】
そこで、本発明者は、特開平１１−３２０１４１号公報において、レーザー光（例えばＹＡＧレーザー光）の照射によって導電層を部分的に除去してパターンを形成する導電層加工装置を提案した。この導電層加工装置によれば、フォトリソグラフィー法によらずに導電層を除去してパターンを形成するので、現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避することができる。また、基板等のワークに対するレーザー光走査をコンピュータ制御するための電子データを書き換えるだけで、様々な種類のパターンを形成することができる。よって、オンデマンド型の生産要求にも柔軟に対応することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この導電層加工装置によって導電層を除去すると、その除去部分に黄色みを帯びさせる場合があることがわかった。この除去部分をタッチ操作領域に位置させてしまうと、その黄色みによって商品価値を著しく低下させてしまう。
【００１２】
なお、これまで、第１透明基板１０だけに導電層除去領域を設けたアナログ式タッチパネルにて生ずる問題について説明してきた。しかしながら、第２透明基板２０だけ、あるいは両方の透明基板に導電層除去領域を設けたアナログ式タッチパネルでも同様の問題が生じ得る。また、両方の透明基板に電極対を１つずつ設けた例について説明したが、一方の透明基板に電極対を２つ設けたアナログ式タッチパネルでも同様の問題が生じ得る。
【００１３】
本発明は、以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次に説明するようなアナログ式タッチパネルを提供することである。即ち、製造過程での環境汚染を抑えながら、オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応し、且つレーザー加工で生じた基板の黄色みを目立たせることによる商品価値の低下を回避することができるアナログ式タッチパネルである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、絶縁材を介して２枚の基板を対向させた基板対と、該基板対の周縁部を覆い隠すカバー部材とを備え、該基板対の２つの基板が、支持板と、これの上に積層された導電層とをそれぞれ有し、且つ、少なくとも一方の基板が、基板面方向の端部近傍の箇所における導電層上に積層された電極と、該電極の周辺部分に該導電層の除去された導電層除去領域とを有するアナログ式タッチパネルであって、２つの上記基板のうち、上記導電層除去領域を有するものについては、レーザー加工によって該導電層除去領域が形成されたものを備え、且つ、上記カバー部材が各電極対に加えて該導電層除去領域も覆い隠すことを特徴とするものである。
【００１５】
このアナログ式タッチパネルにおいて、導電層除去領域が形成された基板（第１基板や第２基板）については、導電層の除去処理がレーザー加工によって行われたものを備えている。このことにより、その基板を製造する過程で現像液やエッチング液などの廃液を生ずることがなく、製造過程における環境汚染を抑えることができる。また、基板に対するレーザー光走査をコンピュータ制御するための電子データを書き換えるだけで、様々なパターンで導電層を除去し得るため、オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応することができる。更に、このアナログ式タッチパネルでは、たとえレーザー加工によって上記導電層除去領域が黄色みを帯びたとしても、カバー部材がそれを覆って隠す。よって、レーザー加工で生じた基板の黄色みを目立たせることによる商品価値の低下を回避することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したアナログ式タッチパネル（以下、単にタッチパネルという）の一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るタッチパネルの透明基板の加工に用いられるレーザー加工装置について説明する。図１は、このレーザー加工装置の概略構成図である。図において、Ｑスイッチ１０８ａで制御されるＹＡＧレーザー光源部１０８からは、波長λ＝１０６４［ｎｍ］の近赤外光からなるＹＡＧレーザー光（以下、単にレーザー光という）Ｌが出射される。そして、ステップインデックス型の光ファイバ１０２によって加工ヘッド１０３に導かれる。この加工ヘッド１０３は、複数のレンズから構成されたレンズ群１０３ａ、これらを収容するヘッドケース１０３ｂ、レーザー出口１０３ｃなどを有している。
【００１７】
上記加工ヘッド１０３に進入したレーザー光Ｌは、レンズ群１０３ａによって集光せしめられながら、レーザー出口１０３ｃから後述の第１透明基板１０に向けて出射される。そして、第１透明基板１０の図示しない第１導電層を加熱・蒸発させる。これにより、第１透明基板１０の第１導電層がレーザー断面形状と同じ円形状に除去される。
【００１８】
上記第１透明基板１０は、Ｘ−Ｙテーブル１０４の移動台１０５上に固定されている。この移動台５は駆動部１０６内に配設されたリニアモータ１０６ａで駆動されることで図中水平方向に２次元的に移動可能となっている。レーザー光Ｌの１照射あたりの時間は極めて短い。レーザー光Ｌの照射が停止されると、移動台１０５がＸ−Ｙ方向に高速移動して次のレーザー照射位置が決定される。このようにしてレーザー光Ｌの照射と、移動台１０５の移動とが繰り返されると、導電層１００ｆの円形状除去部分が複数連なった溝状の凹部が形成される。
【００１９】
上記ＹＡＧレーザー光源部１０８、リニアモータ１０６ａは、パーソナルコンピュータ１０７ａ、シーケンサ１０７ｂ、同期連動型運転用の制御回路基板１０７ｃ等からなる制御部１０７で制御される。制御部１０７は、例えばＹＡＧレーザー光源部１０８の駆動部を制御し、これによってレーザー光Ｌの繰り返し周期を変更する。また、ＹＡＧレーザー光源部１０８からのレーザー光Ｌの出力に応じてリニアモータ１０６ａを駆動制御して第１透明基板１０を移動させる。また、移動台１０５の移動状態に応じてＹＡＧレーザー光源部１０８からのレーザー光Ｌの出力を変化させる。また、次に説明する目的などのために、レーザー光Ｌの繰り返し周期を移動台１０５の移動速度に応じてリアルタイムに変化させる。即ち、移動台１０５の移動開始や移動終了の際における加減速時に、レーザー光Ｌのエネルギー密度を一定にして均一な加工形状を形成できるようにする目的などである。これらの制御が行われることにより、移動台１０５の加速及び減速時に必要な助走距離が大幅に短縮される。そして、このことにより、従来のエッチング加工と同等もしくはそれ以上の加工速度（例えば１基板あたり３５秒〜１５秒程度）でスリット加工が可能となる。また、寸法精度の向上によって焦げ付きや未加工部分の発生が防止される。
【００２０】
次に、本実施形態に係るタッチパネルについて説明する。
上記第１透明基板１０は、タッチパネルの基板対における一方の基板に用いられる。図２は、この第１透明基板１０や、基板対のもう一方の基板である第２透明基板２０の層構成を説明するための断面図である。第１透明基板１０、第２透明基板２０は、それぞれ多層構造となっている。具体的には、ガラス製の支持板１１，２１のおもて面（図中下側面）に、ハードコート層１５，２５が被覆されている。また、支持板１１，２１の裏面に、ハードコート層１６、２６、固着層１７，２７、第２反射防止層１８，２８、第１反射防止層１９，２９、導電層１２，２２が順次積層されている。各層の材質や厚みは、次の表１に示す通りである。
【表１】
2004118381.tif 000003
【００２１】
上記第１透明基板１０は、上述のレーザー加工装置によって導電層１２が部分的に除去された後、マスク印刷法によって銀ペーストがパターン印刷される。これにより、第１基板１０の各電極が形成される。なお、第１透明基板１０に対するレーザー照射領域では、少なくとも導電層１２が除去されるが、これに加えて、第１反射防止層１９、第２反射防止層１８、固着層１７、ハードコート層１６が除去されることもある。
【００２２】
図３は、上記第１透明基板１０を部分的に示す拡大斜視図である。この図では、便宜上、基板おもて面の上記ハードコート層１５から裏面側の上記第１反射防止層１９に至るまでの部分を１つの層として示している。また、導電層除去領域に斜線のハッチングを施している。また、上記導電膜１２上に形成される各電極の面を黒で塗りつぶしている。
【００２３】
真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等によって裏面に導電層１２が形成された第１透明基板１０は、導電層１２を上方に向けて上記レーザー加工装置のＸ−Ｙテーブル上にセットされる。セットされた第１透明基板１０の導電層１２は、所定のスポット径に絞られたレーザー光が照射されながらＸ−Ｙ方向に移動せしめられる。この移動の過程で、約数［μｍ］〜１０００［μｍ］の幅のレーザー光Ｌの照射によって発生した熱によってレーザー照射箇所の導電層１２部分が除去される。このようにして導電層１２が部分的に除去された第１透明基板１０では、エッチング処理を伴うフォトリソグラフィー法を用いることなく、導電層除去領域を形成することができる。このため、フォトレジストの現像液やエッチング液の廃液によって環境を汚すことがない。また、導電層除去領域のパターン形状を変える場合でも、フォトリソグラフィー用の遮光マスクを用いることなくＣＡＤデータに基づいた導電層１２の除去処理を施してパターンに応じた導電層除去領域を形成することができる。このため、パターンに応じた専用の遮光マスクを用意しなければならないためにリードタイムを長くしてしまうといった事態が起こらない。よって、他品種少量生産といういわゆるオンデマンドの要求に対しても十分に対応することができる。
【００２４】
上記第１透明基板１０の周縁部において、導電層１２上には、銀ペーストの印刷による２つの引き出し電極１４が形成されている。また、図示した短冊状電極と、図示しないもう１つの短冊状電極とからなる電極対（１３）も形成されている。これら電極の形成に先立ち、各電極間の絶縁のために、上述の導電層除去領域が形成されるのである。図３では、ハッチングで示される部分（第１反射防止層１９面が露出している部分）が、導電層除去領域となっている。電極対（１３）は、互いに直交する図中Ｘ−Ｙ方向のうち、Ｘ方向における透明基板１０の両端近傍の導電層１２部分に対してそれぞれの短冊状電極を位置させている。また、図中Ｙ方向における第１透明基板１０の両端近傍の導電層１２部分には、それぞれ上記引き出し電極１４が位置している。
【００２５】
図４は、上記第２透明基板２０を部分的に示す拡大斜視図である。この図でも、便宜上、基板おもて面の上記ハードコート層２５から裏面側の上記第１反射防止層２９に至るまでの部分を１つの層として示している。また、上記導電膜２２上に形成される各電極の面を黒で塗りつぶしている。上記第２透明基板２０は、上記導電膜２２のレーザー加工による部分的な除去処理が施されておらず、裏面の全域に渡って導電膜２２が存在している。この導電層２２上には、Ｙ方向における基板両端近傍に対してそれぞれ短冊状電極を位置させる電極対２３が、銀ペーストの印刷によって形成されている。また、電極対２３の電極間には、透明樹脂を用いたマスク印刷法によって複数のスペーサ２４が導電層２２上に形成されている。
【００２６】
図５は、本タッチパネルの基板対３０を示す断面図である。基板対３０は、第１透明基板１０の導電層１２と第２透明基板２０の導電層２２とを通常状態で接触させないように、両基板間に所定の高さ（例えば９〜１２μｍ）のスペーサ２４を介在させている。基板対３０の面方向における任意の箇所を指やペンなどによって第１透明基板１０のおもて面側が押圧されると、第１透明基板１０が図中２点鎖線で示すように変形し、両基板の導電層（１２，２２）が点接触する。この点接触による導通に基づく電位の検出値に基づいて、押圧箇所が検知される。
【００２７】
図６は上記基板対３０を示す平面図である。この図では、便宜上、第１透明基板（１０）の導電層除去領域に斜線のハッチングを施している。また、各電極を黒で塗りつぶしている。基板対３０において、第１透明基板（１０）の電極対１３は、図中Ｘ方向の両端近傍にそれぞれ電極を位置させている。図中Ｘ方向において、これら２つの電極よりも基板中央側には、導電層除去領域が形成されていない。よって、図中Ｘ方向において、これら２つの電極を覆って隠し得るサイズの額縁が形成された従来と同様のカバー部材を用いれば、Ｘ方向両端の導電層除去領域も隠すことができる。
【００２８】
一方、第１透明基板（１０）の２つの引き出し電極１４や、第２透明基板（２０）の電極対２３は、図中Ｙ方向の両端近傍にそれぞれ電極を位置させている。図では、第１透明基板（１０）の２つの引き出し電極１４だけが見えているが、これらの下にそれぞれ第２透明基板（２０）の電極対２３の電極が位置しているのである。図中Ｙ方向の両端近傍においては、それぞれ電極よりも基板中央側にも、導電層除去領域が形成されている。図中上側の端部、下側の端部において、電極はそれぞれ基板端から中央側に距離Ｌ１、Ｌ２だけ入り込んだ箇所まで形成されている。従来のカバー部材（図示せず）は、有力金属で形成された電極を覆い隠すという観点から、これら距離Ｌ１、Ｌ２まで入り込んだ領域をギリギリ隠し得るサイズの額縁を有するのが一般的であった。しかしながら、導電層除去領域は、これら距離Ｌ１、Ｌ２よりも更に基板中央側に入り込んだ距離Ｌ１’、距離Ｌ２’の箇所にまで及んでいる（Ｌ１’＞Ｌ１、Ｌ２’＞Ｌ２）。よって、上述したサイズの額縁では、図中Ｙ方向において導電層除去領域を部分的に露出させてしまうことになる。例えば図中上側の端部において、図１０に示すように、基板端から中央側に距離Ｌ１’だけ入り込んだ箇所と、距離Ｌ１だけ入り込んだ箇所との間にある導電層除去領域がカバー部材４０の額縁で覆い隠されずに露出してしまう。図６における図中板側の端部においても、同様に、基板端から中央側に距離Ｌ２’だけ入り込んだ箇所と、距離Ｌ２だけ入り込んだ箇所との間にある導電層除去領域がカバー部材の額縁で覆い隠されずに露出してしまう。これら導電層除去領域は、レーザー加工によって形成されて黄色みを帯びることがあるため、露出するとその黄色みによって商品価値を著しく低下させてしまう。なお、図１０の断面図は、図６のＹ−Ｙ’断面に相当する。
【００２９】
そこで、本実施形態に係るタッチパネルは、基板対３０のＹ方向の両端部について、電極形成領域に加えて、導電層除去領域をも隠すように、カバー部材の額縁のサイズが調整されている。具体的には、例えば図中上側の端部では、図７に示すように、基板端から中央側に向けて距離Ｌ１’だけ入り込んだ領域まで覆い隠すように、カバー部材４０の額縁のサイズが調整されているのである。換言すれば、距離Ｌ１’だけ入り込んだ部分が開口４１の端になるのである。図６における下側の端部についても、同様に、基板端から中央側に向けて距離Ｌ２’だけ入り込んだ領域まで覆い隠すように、カバー部材４０の額縁のサイズが調整されている。
【００３０】
かかる構成の本タッチパネルでは、レーザー加工によって形成された上記導電層除去領域が黄色みを帯びたとしても、カバー部材４０がそれを確実に覆って隠すことになる。よって、レーザー加工で生じた基板の黄色みを目立たせることによる商品価値の低下を回避することができる。
【００３１】
なお、これまで、第１透明基板１０だけに導電層除去領域を設けたタッチパネルの実施形態について説明したが、第２透明基板２０だけ、あるいは両方の透明基板に導電層除去領域を設けたタッチパネルにも本発明の適用が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、製造過程での環境汚染を抑えながら、オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応し、且つレーザー加工で生じた基板の黄色みを目立たせることによる商品価値の低下を回避することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るタッチパネルの透明基板の加工に用いられるレーザー加工装置を示す概略構成図。
【図２】同タッチパネルの第１透明基板や第２透明基板２０の層構成を説明するための断面図。
【図３】同第１透明基板を部分的に示す拡大斜視図。
【図４】同第２透明基板を部分的に示す拡大斜視図。
【図５】同タッチパネルの基板対を示す断面図。
【図６】同基板対を示す平面図。
【図７】図６のＹ−Ｙ’断面を示す断面図。
【図８】従来のタッチパネルを示す分解斜視図。
【図９】従来のタッチパネルにおける内部構成の一例を示す斜視図。
【図１０】従来のタッチパネルの基板対における端部を示す断面図。
【符号の説明】
２４　　　　　　　　スペーサ部材（絶縁材）
３０　　　　　　　　基板対
４０　　　　　　　　カバー部材
１０　　　　　　　　第１透明基板
１１　　　　　　　　支持板
１２　　　　　　　　導電層
１３　　　　　　　　電極対
２０　　　　　　　　第２透明基板
２１　　　　　　　　支持板
２２　　　　　　　　導電層
２３　　　　　　　　電極対
５０　　　　　　　　導電性接着剤
【図１】
2004118381.tif 000004
【図２】
2004118381.tif 000005
【図３】
2004118381.tif 000006
【図４】
2004118381.tif 000007
【図５】
2004118381.tif 000008
【図６】
2004118381.tif 000009
【図７】
2004118381.tif 000010
【図８】
2004118381.tif 000011
【図９】
2004118381.tif 000012
【図１０】
2004118381.tif 000013