(57)【要約】【課題】タッチパネルの密封性を高めることで、長期間安定した品質を維持する。【解決手段】可撓性を有する上ガラス１２を主要構成部品とする上基板と、剛性を有する下ガラス２を主要構成部品とする下基板とを、所定の隙間でシール材４７をもって一体化したタッチパネル４０において、シール材４７の開口部４７ａに溝４７Ｌ１、４７Ｒ１を設け、該溝４７Ｌ１、４７Ｒ１と一緒に開口部４７ａを封口材１９で覆った。開口部４７でのシール材４７と封口材１９の接触面積が広がることでタッチパネルの密封性が高まった。【選択図】        図１
2004280512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明絶縁基板の下面に透明電極と引き回し電極を設けた上基板と、透明絶縁基板の上面に透明電極と引き回し電極と透明電極上に形成した複数のドットスペーサとを設けた下基板とを、所定の隙間を持たせて対向配置して絶縁性のシール材で前記上下基板の外周域を周回してシールし、該周回したシール材の一部分に設けた開口部を有し、該開口部を封口材で封口するタッチパネルにおいて、開口部または開口部近傍のシール材に複数の溝を設け、開口部と一緒に該複数の溝を封口材で覆ったことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記複数の溝は、開口部の左右側壁に設けた横溝であ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】
前記複数の溝は、シール材の外壁側に、開口部を挟む形で設けた縦溝であ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４】
開口部は外壁側の大開口部と内壁側の小開口部からなり、前記複数の溝は、大開口部を挟む形で設けた縦溝であ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５】
開口部は外壁側の大開口部と内壁側の小開口部からなり、前記複数の溝は、大開口部と小開口部をつなぐ肩部に設けた縦溝であ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６】
液晶表示装置などの表示装置の上面にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至５のいずれか１つに記載のタッチパネルを備えている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７〜１１を用いて説明する。図７は従来技術におけるタッチパネルの平面図、図８は図７におけるＥ−Ｅ断面図、図９は図７における下基板の平面図、図１０は図７における上基板の平面図、図１１は図７における封口部Ｄの封口前（ａ）と封口後（ｂ）の状態を示す状態図を示している。
【０００４】
図７、図８、図９、図１０に示すように、従来例のタッチパネル２０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とを備えている。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２と、この透明絶縁基板２の上面に方形形状に形成された透明電極３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２の片方端にある点線枠で囲ったＦＰＣ取付部Ｓまで延設した一対の引き回し電極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。尚、上記接続電極６、７は、後述する上基板１１の引き回し電極１４、１５に導通接続を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けられている。
【０００５】
上基板１１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１２と、この透明絶縁基板１２の下面に方形形状に形成されている透明電極１３と、この透明電極１３の図中左右の対向する両辺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一対の引き回し電極１４、１５とで構成されている。
【０００６】
そして、上下基板１１、１の引き回し電極１４、１５及び４、５が方形配置となるように対向配置し、上下基板１１、１とに１０μｍ前後の隙間を持たせてシール材１７で上下基板１１、１とを固定すると共に、上下基板１１、１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた引き回し電極１４及び１５は、接続部Ｂ及びＡの場所において、その先端部１４ａ、１５ａが下基板１に設けた接続電極６及び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、シール材１７は、図中中央上部において、封口材１９で封口した封口部Ｄを有している。
【０００８】
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１６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。
【０００９】
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厚みのほうけい酸ガラスからなるマイクロガラス（マイクロシートガラス）を使っている。
【００１０】
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。
【００１１】
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に電圧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。
【００１２】
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。
【００１３】
シール材１７は、スペーサボールを分散させた熱硬化性の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ボールは上基板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るもので、所定の大きさの絶縁性のある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前後の径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、接着固定を行っている。また、このシール材１７は上基板１１と下基板１を固定する役目と共に内部に水分やゴミ等の進入を防止するシールの役目も持っている
【００１４】
偏光板１８と位相差板１６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１６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。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１は図７における封口部Ｄの封口前（ａ）と封口後（ｂ）の状態を示したものである。シール材１７を上下基板１１、１のいずれか一方の外周域に沿って周回して印刷した時、開口部１７ａを少なくとも一箇所設けている。（ａ）は上下基板１１、１接着後の開口部１７ａの封口前の開口状態を示した図である。開口幅ｍは略７ｍｍ位に設けている。この開口部１７ａは、上下基板１１、１をシール材１７で接着固定するために加圧の下で約１６０度、９０分の加熱焼成を施すが、その時のシール内部の膨張した空気を外に逃がすために設けている。さらに、除冷後の常温時に、この開口部１７ａは水分やゴミなどの進入を防止するためにドライエアガスなどを内部に注入する場合もある。その後に封口材１９でもって封口する。（ｂ）はその封口状態を示した図である。
【００１６】
封口材１９にはＵＶ硬化型のエポキシアクリレート樹脂などを用いている。また、封口方法は、開口部１７ａの入り口付近に封口材１９を塗布し、一定時間、開口部１７ａの奥方に自然落下的に進入させた後、紫外線を放射して封口材１９を硬化させ、封口する方法を取っている。
【００１７】
しかしながら、封口材１９が自然落下する時、封口材１９は、内蔵した空気を外に押し出しながら入り込むことから、開口部１７ａの中央では深く入り込むが、シール材１７との接触部では浅くなり易かった。その結果、シール材１７と封口材１９との接着面積が小さくなり、密封性が弱かった。そのためタッチパネル２０を高温高湿の環境下で長時間使用すると、開口部１７ａを通ってタッチパネル２０内部に水分が浸入し、上下基板１１，１間で短絡現象が発生し、指示位置が不正確になり、強い押力が必要になると云う問題を発生することが判明した。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために成されたものである。解決する手段として、本発明の請求項１記載に係わる発明は、開口部または開口部近傍のシール材に複数の溝を設け、開口部と一緒に該複数の溝を封口材で覆ったことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の請求項２記載に係わる発明は、前記複数の溝は、開口部の左右側壁に設けた横溝であることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項３記載に係わる発明は、前記複数の溝は、シール材の外壁側に、開口部を挟む形で設けた縦溝であることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項４記載に係わる発明は、開口部は外壁側の大開口部と内壁側の小開口部からなり、前記複数の溝は、大開口部を挟む形で設けた縦溝であることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項５記載に係わる発明は、開口部は外壁側の大開口部と内壁側の小開口部からなり、前記複数の溝は、大開口部と小開口部をつなぐ肩部に設けた縦溝であることを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項６記載に係わる発明は、液晶表示装置などの表示装置の上面にタッチパネルを備えている画面入力型表示装置であって、前記請求項１乃至５のいずれか１つに記載のタッチパネルを備えていることを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図１〜６を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係わるタッチパネルの平面図を、図２は図１におけるＥ−Ｅ断面図を、図３は図１における封口部Ｄの拡大図を、図４は本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの封口部Ｄの拡大図を、図５は本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの封口部Ｄの拡大図を、図６は本発明の第４実施形態に係るタッチパネルの封口部Ｄの拡大図を示している。尚、従来技術で説明した構成部品と全く同一部品は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。
【００２５】
図１、図２に示すように、本発明のタッチパネル４０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とを備えている。下基板１は、従来技術で説明した下基板１と同じで、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２と、この透明絶縁基板２の上面に方形形状に形成された透明電極３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２の片方端にある点線枠で囲ったＦＰＣ取付部Ｓまで延設した一対の引き回し電極４、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。尚、上記接続電極６、７は、後述する上基板１１の引き回し電極１４、１５に導通接続を行うためにＦＰＣ取付部Ｓ近辺に設けられている。
【００２６】
上基板１１は、従来技術で説明した上基板１１と同じで、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１２と、この透明絶縁基板１２の下面に方形形状に形成されている透明電極１３と、この透明電極１３の図中左右の対向する両辺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一対の引き回し電極１４、１５とで構成されている。
【００２７】
そして、上下基板１１、１の引き回し電極１４、１５及び４、５が方形配置となるように対向配置し、上下基板１１、１とに、本実施形態では８μｍの隙間を持たせてシール材４７で上下基板１１、１とを接着固定すると共に、上下基板１１、１の外周域を周回してシールしている。更に、上基板１１に設けられた引き回し電極１４及び１５は、接続部Ｂ及びＡの場所において、下基板３１に設けた接続電極６及び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。
【００２８】
また、シール材４７の図中中央上部において、開口部４７ａを封口材４５で封口した封口部Ｄを有している。シール材４７に設ける開口部４７ａは、シール材４７を高温で硬化させるときに発生する内部の膨張空気を外に逃がすために設けるものである。
【００２９】
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１６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。
【００３０】
図３は図１における封口部Ｄの拡大図を示している。シール材４７は、封口部Ｄ以外の場所では、印刷時は厚みが約３０μｍ、幅は約０．５ｍｍで形成するが、上下基板１１、１貼合わせ後は厚みは８μｍ、幅（ｗ１）は約１．５ｍｍに仕上げられる。本発明の第１実施形態では、シール材４７の開口部４７ａの厚み方向の略中央部において、左側壁に横溝４７Ｌ１を設けた。貼合わせ後の横溝４７Ｌ１の幅ｗ２は約０．５ｍｍ、深さｄは約０．５ｍｍに仕上げた。しかし必ずしもこれに拘泥する必要は無く、適宜設定すればよい。溝を設けることにより内側の突起４７Ｌ２、外側の突起４７Ｌ３が作られた。右側壁においても左側壁と対称形に、横溝４７Ｒ１を設け、内側の突起４７Ｒ２、外側の突起４７Ｒ３をつくった。
【００３１】
このような構成のシール材４７の開口部４７ａに、封口材４５を自然落下的に内側突起４７Ｌ２、４７Ｒ２から、横溝４７Ｌ１、４７Ｒ１更に外側突起４７Ｌ３、４７Ｒ３と順に、シール材４７を覆い、シール材４７と封口材４５との境界にある空気をシール材４７の内壁側から外壁側に押し出しながら充填する。封口材４５は絶縁性のあるＵＶ硬化型のエポキシアクリレート樹脂を使用している。このエポキシアクリレート樹脂はアクリル樹脂やシリコーン樹脂などから比べると透湿率がかなり低く、耐水性や耐湿性を良くするのに好適である。紫外線照射の下で硬化させ、シール材４７や上下基板１１、１と強固に接着する。
【００３２】
第１実施形態では横溝４７Ｌ１、４７Ｒ１と突起４７Ｌ２、４７Ｒ２、４７Ｌ３、４７Ｒ３を設けたことにより、封口材４５とシール材４７との接触面積が増え、封口部Ｄでの密封性が良くなった。
【００３３】
図４には本発明の第２実施形態に係るタッチパネル５０の封口部Ｄの構造を示した。これは、上記第１実施形態で示した溝の設置位置を変えたものであり、シール材５７の外壁側に、開口部５７ａを挟む形で縦溝５７Ｌ１、５７Ｒ１を設けた。これに伴い、突起５７Ｌ２、５７Ｒ２が生じた。溝の幅や深さ、突起の幅は第１実施形態と同じとした。このような構成のシール材５７の開口部５５ａに、封口材５５を自然落下的に充填して、開口部５５ａから突起５７Ｌ２、５７Ｒ２、更に縦溝５７Ｌ１、５７Ｒ１と順にシール材５７を覆い、シール材５７と封口材５５との境界にある空気をシール材５７の内壁側から外壁側に押し出しながら充填する。その他、封口材５５の材質や使用方法は、第１実施形態と同じである
。
【００３４】
第２実施形態では縦溝５７Ｌ１、５７Ｒ１と突起５７Ｌ２、５７Ｒ２を設けたことにより、封口材５５とシール材５７との接触面積が増え、封口部Ｄでの密封性が良くなった。またシール材５７の外壁側に溝５７Ｌ１、５７Ｒ１があるので、封口材５５を充填し易く、作業時間を短くすることができる。
【００３５】
図５には本発明の第３実施形態に係るタッチパネル６０の封口部Ｄの構造を示した。本実施形態では、開口部６７ａは外壁側の大開口部６７ａ１と内壁側の小開口部６７ａ２からなる。その他は第２実施形態と同じである。
【００３６】
第３実施形態では、第２実施形態と同様にシール材６７の外壁側に溝があるので、封口材６５を充填し易く、作業時間を短くすることができる。更に本実施形態では第２実施形態以上に封口材６５とシール材６７との接触面積が増えたので、封口部Ｄでの密封性が更に良くなった。
【００３７】
図６には本発明の第４実施形態に係るタッチパネル７０の封口部Ｄの構造を示した。開口部７７ａは外壁側の大開口部７７ａ１と内壁側の小開口部７７ａ２からなり、溝は、大開口部７７ａ１と小開口部７７ａ２をつなぐ肩部７７Ｌ、７７Ｒに縦溝７７Ｌ１、７７Ｒ１として設けた。貼合わせ後の開口部７７ａや肩部７７Ｌ、７７Ｒ、溝７７Ｌ１、７７Ｒ１等の寸法については適宜設定すればよい。また、内側から、外側へと順に、シール材７７を覆い、シール材７７と封口材７５との境界にある空気をシール材７７の内壁側から外壁側に押し出しながら充填するのは他の実施形態と同様である。
【００３８】
第４実施形態では、肩部７７Ｌ、７７Ｒと肩部に設けた縦溝７７Ｌ１、７７Ｒ１により、接触面積が大きく取れ、封口部Ｄでの密封性が良くなった。またシール材７７の外壁側に広い肩部７７Ｌ、７７Ｒを設けたので、封口材７５を充填し易く、作業時間を短くすることができる。
【００３９】
画面入力型表示装置に備えられている表示装置の上面に本発明のタッチパネルを備えて利用すれば長期的に安定した品質の下でタッチパネルの利用を図ることができる。例えば、車載のカーナビゲーションは高温、高湿の下での長時間品質保証が強く求められている。このカーナビゲーションへの本発明のタッチパネル利用は耐水性や耐湿性が向上して長期間に及ぶ品質保証が維持でき、最適に効果を発揮する。また、カーナビゲーションばかりでなく、ＦＡＸ、ＡＴＭ、自動販売機、複写機、その他各種の端末装置などに本発明のタッチパネルを備えることによって同様な効果を得る。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によって、タッチパネルの封口部の密封性が良くなったので、高温高湿条件下でタッチパネルを長期間使用しても、封口部を通してタッチパネル内部に水分が浸入しなくなり、タッチパネルの短絡現象が現れたり、指示位置が不正確になったり、強い押し力が必要になることもなく、安定した品質を長期的に維持することができる。また、本発明のタッチパネルを備えた画面入力型表示装置にあっては、導通不良などが起きないで長期的に安定した品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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Ｅ−Ｅ断面図である。
【図３】図１における封口部Ｄの拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るタッチパネルの封口部Ｄの拡大平面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るタッチパネルの封口部Ｄの拡大平面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るタッチパネルの封口部Ｄの拡大平面図である。
【図７】従来技術におけるタッチパネルの平面図である。
【図８】図７におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図９】図７における下基板の平面図である。
【図１０】図７における上基板の平面図である。
【図１１】図７における封口部Ｄの拡大図で、（ａ）は封口前の開口状態を示した状態図である。（ｂ）は封口後の封口状態を示した状態図である。
【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、１４、１５    引き回し電極
６、７      接続電極
８    ドットスペーサ
１１    上基板
１６    位相差板
１７、４７、５７、６７、７７    シール材
１８    偏光板
１９、４５、５５、６５、７５    封口材
２０、４０、５０，６０，７０    タッチパネル
４７ａ、５７ａ、６７ａ、７７ａ    開口部
４７Ｌ１、４７Ｒ１    横溝
４７Ｌ２、４７Ｒ２、４７Ｌ３、４７Ｒ３、５７Ｌ２、５７Ｒ２    突起
５７Ｌ１、５７Ｒ１、７７Ｌ１、７７Ｒ１    縦溝
６７ａ１、７７ａ１    大開口部
６７ａ２、７７ａ２    小開口部
Ｄ      封口部
【図１】
2004280512.tif 000003
【図２】
2004280512.tif 000004
【図３】
2004280512.tif 000005
【図４】
2004280512.tif 000006
【図５】
2004280512.tif 000007
【図６】
2004280512.tif 000008
【図７】
2004280512.tif 000009
【図８】
2004280512.tif 000010
【図９】
2004280512.tif 000011
【図１０】
2004280512.tif 000012
【図１１】
2004280512.tif 000013