(57)【要約】【課題】ニュートンリングの発生の少ないタッチパネルを得る。【解決手段】透明絶縁基板２、１２の片面に透明電極３、１３と透明電極３、１３に接続する引き回し電極４、５、１４、１５を設けた一対の上下基板１、１１を対向位置して、一定の隙間を持たせて前記一対の上下基板１、１１の外周縁をシール材でシールし、開口部よりガスを注入して上基板を湾曲させるタッチパネルにおいて、前記シール材５１、５２は、隣り合って少なくとも２連の環状の輪に形成されており、前記少なくとも２連の環状の輪はそれぞれ少なくとも１つ以上の封口部５１ｄ、５２ｄを同一場所に重ならない位置に設ける。【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と透明電極に接続する引き回し電極を設けた一対の上下基板を対向配置して、絶縁性のシール材で前記上下基板外周域を周回してシールし、該シール材一部に設けた開口部からガスを注入し、注入後に該開口部を封口材で封口するタッチパネルにおいて、
前記シール材は前記一対の上下基板の外周縁を少なくとも２連の環状の輪に形成され、前記少なくとも２連の環状の輪はそれぞれ少なくとも１つの開口部を有していることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記少なくとも２連の環状の輪は一定の隙間を設けた間隔で形成され、最外周の環状の輪には１箇所の開口部を有し、内周の環状の輪には複数の開口部を有す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】
前記最外周の環状の輪の前記１箇所の開口部は封止部材でもって封止した封口部であることを特徴とする請求項１および２記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記最外周の環状の輪の前記１箇所の開口部は前記内周の輪の前記複数の開口部の内の何れかと、タッチパネル中央方向に重畳しない配置であることを特徴とする請求項１なし３の何れか１項に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記内周の輪の前記複数の開口部は前記内周の輪の周方向に所定の間隔を隔てて分散配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記請求項１ないし５のいずれか１項に記載のタッチパネルを備えたことを特徴とする画面入力型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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絶縁基板の下面に透明電極とこの透明電極に接続する引き回し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引き回し電極を形成し、前記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。
【０００３】
以下、従来例を図４〜７を用いて説明する。図４は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図５は図４におけるＥ−Ｅ断面図、図６は図４における下基板の平面図、図７は図４における上基板の平面図を示している。
【０００４】
図４、図５、図６、図７に示すように、従来例のタッチパネル２０は形状が長方形をなす下基板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、板厚が１．１ｍｍの透明なガラスからなる透明絶縁基板２と、この透明絶縁基板２の上面に形成された透明電極３と、この透明電極３の両端部に沿って接続形成されて透明絶縁基板２の片方端にあるＦＰＣ取付部Ｓまで延設した引き回し電極４及び５と、ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成された接続電極６、７と、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。上記接続電極６、７は、上基板１１の引き回し電極１４、１５に電気供給を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けられており、上基板１１の引き回し電極１４、１５と接続される。
【０００５】
上基板１１は、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明なマイクロガラスからなる透明絶縁基板１２と、この透明絶縁基板１２の下面に形成されている透明電極１３と、この透明電極１３の両端部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引き回し電極１４、１５とで構成されている。
【０００６】
そして、シール材１７を介して下基板１と上基板１１とが所定の隙間を有して接合されている。また、上基板１１に設けられた引き回し電極１４及び１５はその接続部Ａ及びＢにおいて下基板１に設けた接続電極６、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。
【０００７】
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１９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。
【０００８】
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を構成する透明絶縁基板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を構成する透明絶縁基板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。上記従来例は耐熱性や衝撃性にも強く、且つ可撓性も有する０．２ｍｍ厚みのマイクロガラスを使っている。
【０００９】
下基板１を構成する透明電極３及び上基板１１を構成する透明電極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。この透明電極３及び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。
【００１０】
下基板１を構成する引き回し電極４、５、接続電極６、７、及び上基板１１を構成する引き回し電極１４、１５は、透明電極３、１３に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インク化したもの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。厚さと幅はタッチパネルの大きさによっても異なるが、一般に厚さは１０〜３０μｍ、幅は０．５〜１０ｍｍの範囲で設計されている。また、これらの電極は加熱処理して硬化処理が施される。また、これらの電極はそれぞれ接触しないように十分な間隔を取って設計される。
【００１１】
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、高さは２〜５μｍ、ドット間隔は１〜８ｍｍの範囲で設計される。
【００１２】
シール材１７は、スペーサ粒子を分散させた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粒子は上基板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られるもので、所定の大きさの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の透明絶縁基板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前後の大きさ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、接合を行っている。
【００１３】
偏光板１８と位相差板１９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１９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。
【００１４】
このような構成のタッチパネルにおいては入力側基板となる可撓性の高い上基板が指叉はペンで繰り返し押されることにより、上下基板の間隔が接近し、ニュートンリングと呼ばれる干渉縞が発生し、表示面に視認され視認品質上好ましくないとの問題があった。このニュートンリングの防止対策の一つとして登録実用新案号に記載のように、入力側基板を予め外側にわずかに凸状に湾曲させる構成が開示されている。
【００１５】
そして、前記入力側基板である上基板を外側にわずかに湾曲させた構成のタッチパネルの製造方法の一つとして、本願発明出願人の出願による特願２００２−２７６２０４号および特願２００２−２７６２１２号に紹介されるように、前記シール材の一部に開口部２１を設け、該開口部より窒素、ドライエア等の気体を送り込んで、タッチパネルの上下基板で挟持される隙間空間の気体圧力を、外部の大気圧よりやや高めに設定することにより、可撓性の高い上基板が外側にわずかに凸状に湾曲させる構成が得られる。この後前記開口部を封止部材２２で封止する。前記封止部材２２はアクリル樹脂などのＵＶ硬化接着剤にて封止することで、前記上基板が外側にわずかに凸状に湾曲させた形状が維持され、ニュートンリングの発生を防止する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記開口部よりなる封口より気体を送り込んで入力側基板を外側にわずかに凸状に湾曲させる方法においては、気体を封入する開口部近傍周辺に圧力が集中するため、開口部付近の湾曲量が他の部分に比較し、より多くなり、前記上基板の湾曲形状に歪みが生じ、指やペンで入力する際に押圧力が不均一になるなどの問題があった。また、入力側基板がガラスで構成されるタッチパネルにおいては、入力側基板の可撓性を確保するために厚みが０．２ｍｍ以下のマイクロガラスを用いる必要があるため、気体の封入時開口部付近に圧力が集中して上基板が破壊するなどの問題があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みて成されたもので、その目的とするところは気体封入時、上下基板で挟持された空隙内部の全域に均一に圧力が加わり、上基板の湾曲形状に歪みが無く、入力時の押圧力が均一なタッチパネルを得ることにある。この目的を達成するために、本発明の請求項１に係るタッチパネルにおいては、透明絶縁基板の片面に透明電極と透明電極に接続する引き回し電極を設けた一対の上下基板を対向配置して、絶縁性のシール材で前記上下基板外周域を周回してシールし、該シール材一部に設けた開口部からガスを注入し、注入後に該開口部を封口材で封口するタッチパネルにおいて、前記シール材は前記一対の上下基板の外周縁を少なくとも２連の環状の輪に形成され、前記少なくとも２連の環状の輪はそれぞれ少なくとも１つの開口部を有していることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項２に係るタッチパネルにおいては、前記少なくとも２連の環状の輪は一定の隙間を設けた間隔で形成され、最外周の環状の輪には１箇所の開口部を有し、内周の環状の輪には複数の開口部を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項３に係るタッチパネルにおいては、前記請求項１および２に記載のタッチパネルにおいて、前記最外周の環状の輪の前記１箇所の開口部は封止部材でもって封止した封口部であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項４に係るタッチパネルにおいては、前記請求項１ないし３に記載の何れかのタッチパネルにおいて、前記最外周の環状の輪の前記１箇所の開口部は前記内周の輪の前記複数の開口部の内の何れかと、タッチパネル中央方向に重畳しない配置であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項５に係るタッチパネルにおいては、前記請求項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、前記内周の輪の前記複数の開口部は前記内周の輪の周方向に所定の間隔を隔てて分散配置されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項６に係る画面入力型表示装置は、前記請求項１ないし５のいずれか１項に記載のタッチパネルを備えていることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態を図１、図２、図３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平面図、図２は図１におけるＹ−Ｙ部分の拡大断面図、図３は図１における封口部Ｔの拡大平面図を示している。尚、従来例と全く同じ構成部品は同一符号を付して説明する。
【００２４】
図１、図２、図３より、本発明のタッチパネル５０は上基板１１と下基板１とを第１のシール材５１及び第２のシール材５２を介して接合し、上基板１１の上面に偏光板１８、下基板１の下面に位相差板１９を貼付けたものである。上基板１１には、従来例と同様に、その下面に長方形状の透明電極１３と、この透明電極１３の両端部に沿って接続形成された２本の引き回し電極１４、１５とが設けられている。また、下基板１には、従来例と同様に、その上面に長方形状の透明電極３と、この透明電極３の両端部に沿って接続形成されて後述するＦＰＣ取付部Ｓまで延設された２本の引き回し電極４、５と、透明電極３の上面にマトリックス状に形成された複数個のドットスペーサ８と、上基板１１の２本の引き回し電極１４、１５に導通を取るために設けた２本の接続電極６、７とが設けられている。ここで、接続電極６は上基板１１の引き回し電極１４と接続部Ｂの所で導電性接着剤を介して接続されており、また、接続電極７は上基板１１の引き回し電極１５と接続部Ａの所で導電性接着剤を介して接続されている。また、図示はしていないがＦＰＣケーブルが、従来例と同様に、ＦＰＣ取付部Ｓの所において下基板１の接続電極６、７及び引き回し電極４、５に異方性導電接着剤を介して接続されている。そして、外部からそれぞれの引き回し電極に導通が取れるようになっている。
【００２５】
本実施形態の第１のシール材５１と第２のシール材５２は上下基板１、１１の外周縁に沿ってそれぞれ隣り合って外周縁を周回する形で、２連の環状の輪の形状で設けられている。また、この２連の第１のシール材５１及び第２のシール材５２は図中の上端の中央部付近に１箇所の封口部所Ｔを有している。この封口部所Ｔは、後述のように第１のシール材５１の封口部５１ｄを封口部材５５によってつながって封口される。
【００２６】
図１に示すように、第２のシール材５２には、第１のシール材５１の開口部と、タッチパネルの中央方向に相重ならない位置に４箇所の開口部５２ｄが図１に示すような配置で設けられている。
【００２７】
第１のシール材５１及び第２のシール材５２は、１０μｍ前後のスペーサ粒子を分散させた熱硬化性のエポキシ樹脂インクを上下基板１１、１のいずれか一方にスクリーン印刷して形成する。また、この熱硬化性のエポキシ樹脂はＢステージ型の熱硬化性エポキシ樹脂を使っている。即ち、８０度位で一度半硬化させ、上下基板１１、１を対向配置して位置を合わせこんで加圧の下で１６０度位の高温で略２時間位加熱して本硬化させている。そして、上下基板１１、１を接合している。高温で加熱したときに内部の空気が膨張するが、上述の如くシール材５１に１箇所の開口部５１ｄ、シール材５２に４箇所の開口部５２ｄを設けているため、この膨張空気を外部に逃がすので、上下基板１１、１の空隙部の膨張による変形を抑止する。そして、上下基板１１、１を接合した後に、開口部５１ｄから窒素やドライエアガスなどの気体を所定の圧力により注入して可撓性の高い上基板１１を外側に凸状にわずかに湾曲させるのであるが、シール材５１の開口部５１ｄより注入された気体は、シール材５１、５２で全周に形成される空隙溝に封じ込められた後、シール材５２に形成された４箇所の開口部５２ｄより、上下基板１１、１間の空隙部の外周４箇所からほぼ均等な圧力で注入されるため、従来構成の１箇所からの気体注入時に発生していた開口部付近で湾曲が大きく、開口部より遠い部分の湾曲が小さいという、湾曲量の歪みが生じない。気体注入後シール材５１の開口部５１ｄを封止部材５５で図３で示したように封止する。封止部材５５はアクリル樹脂などのＵＶ硬化樹脂などが使われる。
【００２８】
次に、図２に示すように隣り合って設けた２連のシール材、即ち、第１のシール材５１と第２のシール材５２は一定の隙間Ｚをおいて同じ高さで設けられる。シール材５１、５２の高さは上下基板の所要の隙間で設計する。また、シール材５１とシール材５２の幅は本実施形態ではいずれも略１．５ｍｍの同じ幅に設けたものであるが、これは概ね１〜３ｍｍの範囲で設定するのが好ましい。外側の第１のシール材５１の幅を大きく、内側の第２のシール材５２の幅を小さくすることも可能である。また、シール材５１、５２の隙間はスクリーン印刷時１〜２ｍｍの範囲で設定するが、図２に示すように上下基板１１，１の加圧、重ね合わせ接着の際、シール材５１，５２の幅が潰れるようにわずかに拡がり、結果接着後のシール材５１，５２の隙間Ｚは概ね０．７〜１．５ｍｍとなる。また、シール材５１に形成する１箇所の開口部５１ｄと、シール材５２に形成する４箇所の開口部５２ｄとは、図１に示すように、タッチパネル中央方向に相重ならず、且つ適度に分散した位置に形成することで、４箇所の開口部５２ｄより均等な圧力で上下基板１１、１間の空隙部に気体注入が果たされる。
【００２９】
その後に、図３に示すように開口部５１ｄを封止材５５により封口処理する工程は従来技術と同様なので、詳述は避ける。本実施形態では、上記述べたシール材の構成以外は従来例の構成部品と全く同一のものを使用している。従って、他の構成部品の詳細説明は省略する。
【００３０】
以上の構成から、一定の隙間を有して隣り合って第１のシール材５１に封口部を兼ねた開口部５１ｄを１箇所設け、第２のシール材５２には開口部５１ｄと、タッチパネルの中心方向に相重ならない位置に４箇所の開口部５２ｄを、図１に示すように、適度に分散させた位置に設けることで、開口部５１ｄから送り込まれたガス等は、２連のシール材の第１のシール材５１と第２のシール材５２の間に一旦とじ込まれ、その後に第２のシール材５２に設けられた４箇所の開口部５２ｄからほぼ均等な圧力でタッチパネル上下基板の隙間に入り込むため、従来の１週のみのシール材に形成された１箇所の開口部よりガスを注入する構成のタッチパネルのように、開口部付近に圧力が集中して上基板の湾曲が偏ることがない。
【００３１】
本実施形態では内側のシール材５２に４箇所の開口部５２ｄを形成した例を示したが、１〜８箇所程度に開口部を形成しても、同様な効果が得られる。しかしながら、４箇所程度に形成することが、ガスの注入圧力を分散させ、且つ第１のシール材５１の開口部と中心方向に重ならない位置に形成する点でも適当と考える。また開口部５２ｄの幅は、大きすぎると第２のシール材を形成した意味合いが薄れるため、０．５〜１．５ｍｍが適当である。
【００３２】
本実施形態ではシール材を２連に設けた構造にしたが、３連以上の多連にすることもできる。しかながら多連にするに従って効果が高くなることは期待できず、入力側基板の入力エリアを狭くすることにつながるため、２連に形成することが適当である。また、外周のシール材に複数の開口部を設けることでも良いが、複数の開口部からバランスよく均等な圧力でガスを注入させることは困難であり、実用的とは言えない
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のタッチパネルは開口部よりガスを注入し、上基板を湾曲させるタチパネルにおいて湾曲の偏りがなく、バランスが良く、ニュートンリングの発生の少ない、優れた品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るタッチパネルの平面図である。
【図２】図１におけるＹ−Ｙ部分の拡大断面図である。
【図３】図１における封口部Ｔの拡大平面図である。
【図４】従来技術におけるタッチパネルの平面図である。
【図５】図４におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図６】図４における下基板の平面図である。
【図７】図４における上基板の平面図である。
【符号の説明】
１        下基板
２、１２  透明絶縁基板
３、１３  透明電極
４、５、  引き回し電極
６、７    接続電極
８        ドットスペーサ
１１        上基板
１４、１５  引き回し電極
１８        偏光板
１９        位相差板
５０        タッチパネル
５１        第１のシール材
５１ｄ      第１のシール材の開口部
５２        第２のシール材
５２ｄ      第２のシール材の開口部
５５        封止部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004234522.tif 000007
【図６】
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【図７】
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