(57)【要約】【課題】ニュートンリング及び導通不良の発生を抑制したタッチパネルを得る。【解決手段】上基板の引き回し電極１１２及び１１３の接続電極１１４及び１１５を略帯状に形成し、下基板の連絡電極１０４、１０５に前記接続電極１１４、１１５が幅ｈの隙間を持って納まる略Ｕ字型の引っ込み部１０４ａ、１０５ａを設け、該引っ込み部１０４ａ、１０５ａと前記接続電極１１４、１１５が挿着され、上下基板の導通をとる部位において、前記接続電極１１４、１１５と前記引っ込み部１０４ａ、１０５ａとが重なり合うことなく、導電性接着剤にて導通を図ることにより、導通信頼性が向上すると共に、上下基板の引き回し電極の接続部で上下基板の間隙が増加することを防止し、ニュートンリングの発生を防止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板の下面に設けた方形の透明電極と該透明電極の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極とを設けた上基板と、透明絶縁基板の上面に設けた方形の透明電極と該透明電極の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極と前記上基板に設けた一対の引き回し電極に接続される一対の接続電極とを設けた下基板と、を一定の隙間を有して対向配置してなり、前記上基板に設けた一対の引き回し電極と前記下基板に設けた一対の接続電極を導電性接着剤を介して接続導通を図ると共に、絶縁性のシール材を介して前記上下基板を貼り合わせるタッチパネルにおいて、
前記上基板に設けた一対の引き回し電極と前記下基板に設けた接続電極とを接続する接続部は、引き回し電極又は接続電極のいずれか一方の接続先端部に突起部を設けた形状とし、他方の電極の接続先端部に前記突起部が納まる引っ込み部を設けたことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記突起部の外形形状と、該外形形状に対応する前記引っ込み部の内形形状との間に隙間を持たせた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】
前記突起部及び前記引っ込み部が前記引き回し電極の長手方向に角度を持って斜めに形成されていることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、従来技術のタッチパネルを図５〜８を用いて説明する。図５は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図６は図５におけるＣ−Ｃ断面図、図７は下基板の平面図、図８は入力側の上基板を、ガラスを透過して見た上方からの平面図である。
【０００４】
図５、図６、図７、図８に示すように、従来例のタッチパネル１０は、形状が方形をなす下基板１と、可撓性を有する上基板１１とで構成されている。下基板１は、板厚が１．１ｍｍの透明な方形のガラスからなる透明絶縁基板１ａと、この透明絶縁基板１ａの上面に方形形状に形成された透明電極１ｂとが設けられている。また、透明電極１ｂ上には、ドットスペーサ６がマトリクス状に配置されている。さらに下基板１上にシール材８を介して上基板１１が装着されており、この上基板１１は、板厚が０．２ｍｍの透明なマイクロガラスからなる透明絶縁基板１１ａと、この透明絶縁基板１１ａの下面に透明絶縁基板１ｂに対向する透明電極１１ｂより構成されている。
【０００５】
また、前記上下基板１１、１は透明電極１１ｂ、１ｂに接続する一対の引き回し電極２、３、１２、１３を有し、下基板１、上基板１１で前記引き回し電極２、３、１２、１３が方形配置となるように対向配置されている。さらに、上基板１１の引き回し電極１２、１３の他端の接続電極１４、１５と導電性接着剤で電気的に接続される独立の連絡電極４、５が対置側パネル、すなわち下基板１に設けられてられている。また、引き回し電極２、３と連絡電極４、５の他端とはタッチパネルの一辺においてまとめられ、ＦＰＣ配線用にコネクタ７の端部と接続されている。
【０００６】
引き回し電極２、３、１２、１３、及び連絡電極４、５は、材料として銀、ニッケル等の金属或いはカーボンなどの導電性の粉末を樹脂バインダー中に分散させた導電性ペーストが使用されており、スクリーン印刷、オフセット印刷などの印刷法、刷毛塗装などによって形成される。また、導電性接着剤で電気的に接続される引き回し電極の他端の接続電極１４、１５と、上下基板１１、１を重ね合わせた際に位置的に対応する連絡電極４、５は、シール材８を介して上下基板１１、１を重ねて貼り合わせる際に導電性の接着剤によって上下基板１１、１を連絡電極４、５で良好に導通が得られるように、他の配線部や電極部より広い面積で形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構造による連絡電極４、５の部分では次のような問題を有していた。引き回し電極２、３、１２、１３及び連絡電極４、５はスクリーン印刷で形成しているので、印刷版の延びなどにより印刷位置及びその寸法などにバラツキが発生する。また、上下基板１１、１の貼合わせ作業でも上下基板１１、１間の貼合わせ位置のバラツキが発生する。従って上記のように他の配線部や電極部より広い面積で形成していた。連絡電極４、５の部分の導通を得る手段として、適度な粘性を有する導電性接着剤をディスペンサーで塗布して行っているが、その滴下位置や滴下量にバラツキが発生する。上下基板共にガラスで構成されるタッチパネルにおいてはこの上下基板１１、１の間隙を１０μｍ程度に設定する必要上、引き回し電極２、３及び１２、１３は上下基板１１、１に別々に形成されてはいるものの、前記のように上下基板１１、１の間隙が狭いために、連絡電極４及び５の近傍では滴下した導電性接着剤が溢れるように形成され、並列して形成されている隣接した隣の、極性が異なる電極部にはみ出し、ブリッジを形成し、短絡が発生し易い問題があった。この問題を避けるために並列して形成されている電極配線の距離を十分に離した場合には、前記のように連絡電極部を広めに形成していることと相まって、タッチパネルのアクティブエリアが狭くなる問題があった。
【０００８】
さらに、前述のように上下基板共ガラス構成のタッチパネルでは上下基板の間隙は１０μｍ程度に設定する必要があり、前記引き回し配線及び連絡電極は金属やカーボン等の導電性材料の粉末を樹脂バインダーに添加させたものを印刷後、焼成して被膜として形成するが、電極被膜の厚みを厳しくコントロ−ルすることは技術的に困難であり、８μｍの厚みをねらっても現実には５〜１０μｍ程度にばらつく。電極被膜の上面も決して平坦にはならない。上下基板間隙が１０μｍ前後のタッチパネルの配線等の電極被膜はこれ以下の厚みに設定する必要があるが、図５に示す上下の電極が重なり合う部分では、上下基板の対向する面の電極厚みの合計が部分的に基板間隙の設定寸法を超えてしまう問題があり、上下基板を加圧して貼り合わせた後も、有害な応力として残留したり、上下基板の電気的接続部が部分的に基板間隙が増加して、干渉縞（ニュートンリング）発生の原因となる問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、上下基板の導通箇所に起因する上記様々な問題を解決した基板間の電極の接続方法を得ることを目的にしてなされたものである。そして、この目的を達成する手段としてなされた請求項１記載の発明は、透明絶縁基板の下面に設けた方形の透明電極と該透明電極の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極とを設けた上基板と、透明絶縁基板の上面に設けた方形の透明電極と該透明電極の対向する二辺に接続する一対の引き回し電極と前記上基板に設けた一対の引き回し電極に接続される一対の接続電極とを設けた下基板と、を一定の隙間を有して対向配置してなり、前記上基板に設けた一対の引き回し電極と前記下基板に設けた一対の接続電極を導電性接着剤を介して接続導通を図ると共に、絶縁性のシール材を介して前記上下基板を貼り合わせるタッチパネルにおいて、前記上基板に設けた一対の引き回し電極と前記下基板に設けた接続電極とを接続する接続部は、引き回し電極又は接続電極のいずれか一方の接続先端部に突起部を設けた形状とし、他方の電極の接続先端部に前記突起部が納まる引っ込み部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２記載の発明は、前記突起部の外形形状と、該外形形状に対応する前記引っ込み部の内形形状との間に隙間を持たせたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の発明は、前記突起部及び前記引っ込み部が前記引き回し電極の長手方向に角度を持って斜めに形成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係り、以下図１、２、３、４を用いて本発明の実施の形態を説明する。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Ｄ−Ｄ断面図、図３は図１における上下基板の電極の導通をとる部分の拡大平面図、図４は図３におけるＥ−Ｅ断面図である。従来技術で説明した構成部品と同一部品は極力同一符号を付してある。また、本発明のタッチパネルの説明にあたって従来技術と同一構成部品のものは簡単な説明にとどめてその詳細は省略する。
【００１３】
図１、図２、図３、図４に示すように、本発明のタッチパネル１１０は形状が方形をなす下基板１０１と可撓性を有する上基板１１１とを備えている。下基板１０１は、従来技術で説明した下基板１と基本的に同じ構成で、板厚が１．１ｍｍの透明なガラスからなる透明絶縁基板１０１ａと、この透明絶縁基板１０１ａの上面に方形形状に形成された透明電極１ｂと、この透明電極３の図中上下の対向する両辺に沿って接続形成されて透明絶縁基板１０１ａの片方端にあるＦＰＣ取付部のコネクタ７まで延設した一対の連絡電極１０４、１０５と、コネクタ７近辺に形成された引き回し電極２、３と、透明電極１ｂ上にマトリックス状に配置したドットスペーサ６とで構成されている。尚、上記連絡電極１０４、１０５は、後述する上基板１０１の引き回し電極１１２、１１３の他端の接続電極１１４、１１５に導通接続を行うためにコネクタ７近辺に設けられている。
【００１４】
上基板１１１は、板厚が０．２ｍｍの可撓性のある透明な方形のマイクロガラス（マイクロシートガラス）からなる透明絶縁基板１１１ａと、この透明絶縁基板１１１ａの下面に方形形状に形成されている透明電極１１ｂと、この透明電極１１ｂの図中左右の対向する両辺に沿って接続形成されてコネクタ７方向に向かって延設された一対の引き回し電極１１２、１１３とで構成されている。引き回し電極１１２、１１３の各々の一端は上記のように下基板１０１側の連絡電極１０４、１０５との導通接続を図るために、接続電極１１４、１１５に形成されている。連絡電極１０４、１０５と接続電極１１４、１１５との接続方法や、形状については後述する。
【００１５】
図３（ａ）は図１における下基板１０１の連絡電極１０４と、上基板１１１の引き回し電極１１２の接続電極１１４との接続の状態を説明する拡大図であり、また図３（ｂ）は図１における下基板１０１の他方の連絡電極１０５と、上基板１１１の他方の引き回し電極１１３の接続電極１１５との接続状態を説明する拡大図である。
【００１６】
上基板１１１の引き回し電極１１２の接続電極１１４及び引き回し電極１１３の接続電極１１５は図３（ａ）及び（ｂ）に示すように引き回し電極１１２、１１３より幅寸法Ｓの略帯状に形成されるとともに、それぞれの先端が棒状の突起部１１４ａ、１１５ａを有する。一方、下基板１０１の連絡電極１０４の接続先端部及び他方の連絡電極１０５の接続先端部には、上下基板１１１、１０１を重ね合わせた際に前記突起部１１４ａ、１１５ａを含めた接続電極１１４、１１５と位置的、形状的に対応するＵ字形状の引っ込み部１０４ａ、１０５ａが設けられている。接続電極１１４と引っ込み部１０４ａ、同じく接続電極１１５と引っ込み部１０５ａとの境界部には幅ｈの隙間を形成し、該隙間にはそれぞれ導電性接着剤１７を充填し導電接続を図る。導電性接着剤１７は上下基板１１１、１０１とも同じ材料を用いる。
【００１７】
図４は図３（ａ）のＥ−Ｅ拡大断面図である。説明を容易にする目的で下基板１０１、上基板１１１の厚み寸法と、上下基板１１１、１０１との間隙Ｈは実際の寸法とは異なる比率で描いている。また透明電極１１ｂ、１ｂは省略している。上下基板１１１、１０１の間隙Ｈは、上下基板共ガラス構成のタッチパネルにおいては８〜１０μｍ程度にする。一方上下基板１１１、１０１の透明電極形成面側に対向して配設される引き回し電極２、３及び１１２、１１３は図１のシール材８の内側に形成する必要があるため、その厚みは５〜７μｍ程度としなければならない。しかしながら前述のように、引き回し電極は銀金属等の粉末を添加した樹脂バインダーをスクリーン印刷法等で基板上に印刷形成した後、樹脂バインダーを焼成して形成する方法が一般的であり、このような方法では引き回し電極を適切な厚みに精度良く形成することは技術的に困難である。この状況は引き回し電極１１２、１１３と連絡電極１０４、１０５の部分でも全く同様であり、例えば引き回し電極厚みを７μｍ程度に狙っても、図４のＬ１、Ｌ２、Ｌ３の各寸法は、実際には５〜１０μ程度にばらつき、電極上面も図示のように、平坦ではなく凹凸状態になっている。
【００１８】
スクリーン印刷及び焼成後、後樹脂バインダーが１５〜３０％程度残存する引き回し電極は比較的広範囲では樹脂に近い軟らかさを有するので、その厚みが上下基板の間隙より多少増加しても、上下基板１１１、１０１を重ね合わせて貼り合わせる際の加圧により、若干の潰れによって上下基板の間隙寸法が確保される。引き回し電極形成面の反対側の対向面の透明電極は予め除去されているので短絡等の問題は起きない。
【００１９】
但し、導電性接着剤塗布により、上下基板の導通を得る部分で引き回し電極の一部を重ね合わせる従来の方法では、重ね合わせて加圧しても引き回し電極が塑性的変形する領域を超えて、上下基板の間隙寸法が部分的に設定値以上となり、ニュートンリングの発生の問題があったが、上基板１１１側に形成する引き回し電極１１２び１１３の接続電極１１４及び１１５と、下基板１０１側に形成する連絡電極１０４及び１０５の導電接続において、図３に示すような本実施形態の電極形状設定によれば、図４の断面図で容易に理解できるように、上下基板の引き回し電極同士が重なり合うことがないのでこの問題を全面的に解決できる。
【００２０】
図３、図４に示すように、本実施形態のポイントとして、上基板１１１側に配設された引き回し電極１１２の接続先端部１１４及び棒状の突起部１１４ａを囲むように下基板１０１の連絡電極１０４に形成されたＵ字形状の引っ込み部１０４ａとの嵌合部にｈ寸法の隙間を設定する。従来例で述べたように、上下基板１１１、１０１の対向する両面にスクリーン印刷により引き回し電極２、３及び１１２、１１３を形成する際にスクリーン版の伸びや位置精度の誤差、さらには上下基板１１１１０１を貼り合わせる際の、重ね合わせのバラツキ、誤差を集積して、上下基板の引き回し電極が部分的であっても重なり合うことを防止するための逃げ部の役割を担う。このｈ寸法はタッチパネルのサイズや、製造時の工程能力によって適切な数値を設定するが、７インチ程度のタッチパネルでは０．１〜０．８ｍｍの範囲で設定する。本実施形態では０．３ｍｍとした。また、接続電極１１４の幅Ｓは１ｍｍとした。この条件設定は接続電極１１５と、連絡電極１０５との接続においても全く同様とした。
【００２１】
このｈ寸法を有する隙間部の役割として、図４の断面図に示すように、上下基板１１１、１０１を重ね合わせて導電性接着剤にて導通を取る際、導電性接着剤１７が広い面積で均一に引き回し電極の接続部に行き渡る効果が得られる。また、幅ｈ寸法に設定した隙間部は前述のように、種々のバラツキや誤差を吸収する役割を果す効果があり、図４に示すようにｈ１及びｈ２寸法は場所によって、上記バラツキや誤差の影響を受けて異なる寸法となる。
【００２２】
本実施形態の別の特徴として、図３に示すように引き回し電極１１２、１１３横方向の延設方向（長手方向）に対して、接続電極１１４、１１５、及びこれと位置的に対応する連絡電極１０４、１０５の引っ込み部１０４ａ、１０５ａとが斜めに角度を持たせて形成してある。本実施形態では略４５度としたが、引き回し電極１１２、１１３及び連絡電極１０４、１０５の寸法や位置関係に基づいて、２０〜６０度の範囲で選択する。接続部を斜めに角度を持たせて設定する理由について以下に説明する。
【００２３】
上下基板共ガラス構成のタッチパネルでは前記のように上下基板の間隙を１０μｍ、或いはそれ以内に設定する必要がある。引き回し電極もこの間隙に収まるように形成する必要があり、厚みはやはり１０μ以内に設定するが、引き回し電極は特に抵抗膜方式のタッチパネルにおいては十分に良好な導電性が要求されるため、幅方向の寸法を広めに設定して導電性を確保する。しかしながらシール材内側に形成する引き回し電極の幅をむやみに拡張すると、タッチパネルのいわゆるアクティブエリアの縮小につながる。このため、必要にして十分な幅、例えば１ｍｍに設定する。このように限られた幅寸法の引き回し電極に対し、本実施形態のように凹凸形状の、一種の嵌合形状にて上下基板導通用の接続電極を形成する場合は、図３に示すように、棒状の突起部とこれを囲むように形成する引っ込み部とは、斜め方向に角度を持たせた形状とすることで接触範囲が増大し、安定した導電性が得られる。
【００２４】
その他の構成や組立工程、組立方法は基本的に従来方法と同じである。上下基板１１１、１０１の引き回し電極１１２、１１３及び２、３が方形配置となるように対向配置し、上下基板１１１、１０１の対向する面に、本実施形態では設定寸法８μｍの間隙を持たせてシール材８で上下基板１１１、１０１とを貼合わせ固定すると共に、上下基板１１１、１０１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１１に設けられた引き回し電極１１２、１１３の接続電極１１４及び１１５は接続部において、下基板１０１に設けた連絡電極１０４、１０５と導電性接着剤１７を介して接続され、導通がとられている。
【００２５】
連絡電極１０４、１０５の先端部の引っ込み部１０４ａ、１０５ａは、引き回し電極、連絡電極と同じくスクリーン印刷して形成している。スクリーン印刷版の形状を図３の様に形成することで容易に形成可能である。また、厚みは、本実施形態では、引き回し電極や接続電極と同じ厚みの７μｍに設定した。７μｍの厚みでは、上下基板の接続部の間隙の増加が発生せず、導通も良好な結果を得た。
【００２６】
本実施形態では、突起部１１４、１１５を上基板１１１側に、また引っ込み部１０４ａ、１０５ａを下基板のそれぞれ引き回し電極の一部に設けたものであるが、これを上下逆転させて形成しても同等の効果が得られることを本願発明者らは試作・実験により確認している。
【００２７】
上下基板の接続部を以上述べた構造にすることによって、引き回し電極や接続電極の印刷の位置バラツキや寸法バラツキ、上下基板の貼合わせ位置のバラツキなどに殆ど影響を受けずに上基板の引き回し電極と下基板の接続電極を確実に接続させることができ、また接続部の上下基板間隙が部分的に増加することも抑えられ、従来発生を見た電極の短絡不良や導通不良を確実になくすとともに、ニュートンリングの発生が抑えられる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、上下基板に形成する引き回し電極の上下接続部を、引き回し電極が重なり合わず、所定の隙間をもって形成し、その隙間を導電性接着剤で充填する構成としたことで、確実な接続ができて導通不良や短絡不良、またニュートンリングの発生しないタッチパネルが得られる。
【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Ｄ−Ｄ断面図である。
【図３】本発明の実施形態における接続電極と連絡電極との関係を説明する拡大平面図である。
【図４】図３におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図５】従来例のタッチパネルの平面図である。
【図６】図５におけるＣ−Ｃ断面図である。。
【図７】図５における下基板の平面図である。
【図８】図５における上基板の平面図である。
【符号の説明】
１、１０１    下基板
１１ａ、１１１ａ  透明絶縁基板
１ｂ、１１ｂ  透明電極
２、３、１２、１３、１４、１１２、１１３  引き回し電極
４、５、１０４、１０５  連絡電極
１４、１５、１１４、１１５  接続電極
６    ドットスペーサ
７    ＦＰＣコネクタ
８    シール材
１１、１１１    上基板
１７    導電性接着剤
１８    偏光板
１９    位相差板
１０、１１０  タッチパネル
【図１】
2004355181.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】
2004355181.tif 000008
【図７】
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【図８】
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