(57)【要約】  【課題】一つの基板の４辺に電極を有し、縦横２軸の位置検出機能を有してなる透明タッチパネル装置において、導電膜や引き廻し線の抵抗値の安定させ、検出精度の良い、操作エリア外の周囲のスペースを小さくする透明タッチパネルを提供する。  【解決手段】  導電膜５１の外周部に矩形に配置された４辺の電極１２、２３、３４、４１、の交点からワイヤー配線された透明タッチパネル装置において、前記ワイヤー８５は半田８２にて金属片７５に固定され、該金属片７５を導電接着剤８０で前記電極１２、２３、３４、４１、の交点に接着したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に導電膜を有し、該導電膜の外周部に矩形に配置された４辺の電極の交点からワイヤー配線された透明タッチパネル装置において、前記ワイヤーは金属片に固定され、該金属片を導電接着剤で前記電極の交点に接着したことを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記基板がプラスチック基板からなることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記４辺の電極の抵抗値がそれぞれ３０Ω〜５００Ωであることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記４辺の電極の幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記４辺の電極がそれぞれ直線形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記４辺の電極に囲まれた面積を、前記基板の面積で除した値が０．８より大きい値であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネル装置。  
【請求項７】
前記電極とその両端からのワイヤーの引き廻しにおいて、両端２本のワイヤーの引き廻しの抵抗値を該電極の抵抗値で除した値が、すべて０．１より小さい値であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタッチパネル装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＲＴや液晶パネル等の表示装置に配置され、指やペン等で入力されるタッチパネル装置に関し、特に一つの基板の４辺に電極を有し、縦横２軸の位置検出機能を有してなる透明タッチパネル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一つの基板の４辺に電極を有し、対向する電極を１軸とし、縦横２軸の位置検出機能を有してなる透明タッチパネル装置は、この基板を指やペンや導電フィルムで触れることにより接触位置を検知する型の透明タッチパネル装置である。この透明タッチパネル装置は、指やペンで基板に触れる場合は、基板が1枚構造でシンプルである。また、導電フィルムで触れる場合は、電極基板と略同形の該導電フィルムをドットスペーサーでギャップを持たせた２枚構造である。導電フィルムで触れる場合は、センシングのための該導電フィルムの抵抗値に、位置によるバラツキがあっても、経年変化があっても精度に影響がなく、高寿命であると云う利点がある。
しかしいずれも、基板の４つの辺に電極を構成するので、入力位置と検出位置との間の誤差を生じ、誤差は中心部から離れるほど大きくなる問題がある。検出位置の等電位線は、電極に対し湾曲することとなる。
【０００３】
図３はタッチパネル装置の電極、検出エリア、湾曲歪みエリアの説明図である。図３で、電極１２、２３、３４、４１の交点が給電端子１、２、３、４で、電極１２、２３、３４、４１に囲まれたエリアがタッチ入力される面である。縦軸、横軸に電圧を切り換えて加え検出されるエリアは、放物線で囲まれた検出エリア５０となる。よって湾曲歪み１１２、１２３、１３４、１４１を補正するため、近似式で演算したり、実測値と対比したりして入力位置を求めることとなる。しかし湾曲歪みエリア２１２、２２３、２３４、２４１が広い場合、近似式で演算したり、実測値と対比しても高精度とはならない。精度を上げるためにはどうしても、タッチパネル周囲の湾曲歪みエリア２１２、２２３、２３４、２４１を小さくすることが必要である。
【０００４】
その対応として、多数の電極を設ける方法がある。（例えば、特許文献１参照。）また各辺の中心点から、引き廻し配線を設け、その電圧値を監視し、位置補正を行う方法がある。（例えば、特許文献２参照。）また電極パターンでの対応の他に、４つの辺に電極を構成せず、ダイオードなどを配置して、必要な時のみ、簡易電極を構成できるようにしたものもある。電極の抵抗値の決定には、計算式を用いる方法がある。（例えば、特許文献３参照。）
【０００５】
図４は、従来の透明タッチパネルの一例の説明図で、電極１２、２３、３４、４１の交点から、引き廻し回路６１、６２、６３、６４がフレキシブルコネクタ６０へ導かれている。基板の引き廻し回路６１、６２、６３、６４とフレキシブルコネクタ６０との接続は、異方導電インクを用い、熱圧着により固定する方法が多く採用されている。
引き廻し回路は抵抗値を低くするほうが、検出の分解能を高められる。外部からの印加電圧のうち引き廻し回路での電圧降下分は、位置検出に有効には働かないからである。引き廻し回路の抵抗値を低くするには幅を広くしなければならず、接続部で接触抵抗が発生し１Ω以下にするのが難しい。また、基板端部までの引き廻し回路の抵抗値の経時的な変化、あるいは接続部の接触不良による抵抗値異常、さらには厳しい使用環境によるフレキシブルコネクタの剥がれなどの問題点がある。
【０００６】
別の引き廻し回路の接続方法として、電極を高温焼成用の銀インクで構成し、電極の交点へワイヤーを半田付けするという手段がある。この接続方法では、電極を構成後、数百℃(たとえば、400℃)程度の高温で銀電極を焼成する必要があり、導電膜も同時に焼成されるため、導電膜の抵抗値が非常に高くなったり、ばらつきを生じたりする問題点がある。また基板の材質も、高温に耐えるものしか用いられない問題点がある。
【特許文献１】特開昭６１−１８２１２７号公報
【特許文献２】特開平１０−８３２５１号公報
【特許文献３】特開２００２−９９３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする課題は、一つの基板の４辺に電極を有し、縦横２軸の位置検出機能を有してなる透明タッチパネル装置において、導電膜や引き廻し線の抵抗値を安定させ、検出精度の良い、操作エリア外の周囲のスペースを小さくする透明タッチパネル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、請求項１の発明の透明タッチパネル装置は、基板の表面に導電膜を有し、該導電膜の外周部に矩形に配置された４辺の電極の交点からワイヤー配線された透明タッチパネル装置において、前記ワイヤーは金属片に固定され、該金属片を導電接着剤で前記電極の交点に接着したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の透明タッチパネル装置は、請求項１に記載のタッチパネル装置において、前記基板がプラスチック基板からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明の透明タッチパネル装置は、請求項１〜２のいずれかに記載のタッチパネル装置において、前記４辺の電極の抵抗値がそれぞれ３０Ω〜５００Ωであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の透明タッチパネル装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネル装置において、前記４辺の電極の幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の透明タッチパネル装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のタッチパネル装置において、前記４辺の電極がそれぞれ直線形状であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明の透明タッチパネル装置は、請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネル装置において、前記４辺の電極に囲まれた面積を、前記基板の面積で除した値が０．８より大きい値であることを特徴とする。  
【００１４】
請求項７の発明の透明タッチパネル装置は、請求項１〜６のいずれかに記載のタッチパネル装置において、前記電極とその両端からのワイヤーの引き廻しにおいて、両端２本のワイヤーの引き廻しの抵抗値を該電極の抵抗値で除した値が、すべて０．１より小さい値であることを特徴とする。  
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、透明タッチパネル装置において、引き廻し回路の電圧降下が少なく、引き廻し回路の抵抗値が経時的に安定し、操作エリア外の周囲のスペースを小さくした効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を以下に述べる。各図面は構成が分かり易いように描いたため、実寸比でなく、部分的に拡大または縮小されている。
【００１７】
（実施の形態１）図１は本発明のタッチパネル装置におけるワイヤー接続の説明図である。基板３０は導電膜５１を有し、導電膜５１上に電極１２、２３、３４、４１、が配されている。電極１２、２３、３４、４１、の交点に導電接着剤８０で、ワイヤー８５を半田８２で固着した金属片７５が接着されている。ワイヤー８５は、半田付け部以外は被覆されていてもよい。
【００１８】
基板
基板としてはガラス基板やプラスチック基板が用いられる。ガラス基板としては、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどが用いられ、ガラス基板の厚さは、０．５〜５ｍｍ程度である。
プラスチック基板としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などのフィルム、あるいはそれらフィルムの積層体などが使用される。プラスチック基板は、補強、耐久性向上などのため支持体を積層してもよい。支持体はポリカーボネイト樹脂基板、アクリル樹脂基板、ポリオレフィン系樹脂基板、ガラスなどからなり、支持体の厚みとしては、通例０．５〜５ｍｍのものが用いられ、形状としてはフラットなものが多く、中央が凸なものもある。
【００１９】
導電膜
基板の導電膜の形成材は、酸化スズ膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide／酸化インジウムスズ）膜が多く用いられ、銅、アルミニウム、ニッケル、クロムなども考えられる。またこれらの合金であってもよいし、異なる形成材が重ねて形成されてもよい。また透明導電膜を形成する前に、透明性や密着性等を向上させるためのアンダーコート層を設けてもよい。透明な導電膜を形成する方法は、形成する導電膜の種類に応じてスパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法、塗装法、印刷法などの方法が適宜選択される。基板の導電膜の抵抗値は通常３００Ω／□〜３０００Ω／□程度である。
【００２０】
導電膜のパターニング
次に基板の導電膜のパターニングを行なう。図２は、本発明のタッチパネル装置の説明図であり、電極部１２、２３、３４、４１の外部は導電膜をエッチングで除去する。導電膜を残す部分は、基板の導電膜面に所望のパターン状マスクを形成し、しかる後に酸液でエッチングし不必要な部分の導電膜のみを剥離し、その後、アルカリ液等の剥離剤により該パターン状マスクを溶解等により除去したものである。酸液によるエッチングを行わず、レーザーで導電膜を線状、面状に除去する方法もある。
【００２１】
電極印刷
次に基板の電極印刷を行なう。基板の電極はスクリーン印刷により形成するが、形成方法は特に限定されない。電極材料においては一般に銀ペーストもしくは、銅ペースト、銀とカーボン、などを使用するが、体積抵抗を一定に保ち、安定な材料であれば、他の材料を選定してもよい。導電材料の選定については、周囲各辺の電極の抵抗値を予め決めておいて、導電材料の体積抵抗値を選定する必要がある。電極の交点では図２のように、給電端子９１、９２、９３、９４を基板の隅に広げてもよい。
【００２２】
基板の導電膜の抵抗値が３００Ω／□〜３０００Ω／□程度の場合、電極の抵抗値は３０Ωオーム〜５００Ωオームが好ましく、更に６０Ωオーム〜２００Ωオームがより好ましく、８０Ω〜１００Ωが、湾曲歪みが１％以内となり最適である。各辺の抵抗値バランスは、誤差が２０％を越えると湾曲歪みが２％を越えるので、各辺の抵抗値が略同一になることが望ましい。タッチパネルが長方形の場合、長辺と短辺では電極幅を変えて略同一抵抗値にすると、２軸切替時の制御がしやすくなる。
【００２３】
電極材料の比抵抗率は、１.０×１０-４［Ω・ｃｍ］〜１.０×１０-３［Ω・ｃｍ］が好ましい。１.０×１０-４［Ω・ｃｍ］より低いと適性抵抗値から外れ、１.０×１０-３［Ω・ｃｍ］より高いと抵抗値の安定性を欠く。
【００２４】
ワイヤー配線の接続
まずワイヤーを、金属片に固定するが、固定方法は半田付けが一般的である。ワイヤーを固定した金属片を４辺の電極の交点に導電接着剤で接着する。導電性接着剤としては、株式会社スリーボンド製の二液型エポキシ系導電接着剤（品番３３８０）を用いることができる。ワイヤーは基板の周辺にテーピングされ、基板外部のコントロール部へ接続されることになる。    
【実施例１】
【００２５】
基板は、大きさ２５０ｍｍ＊３２８ｍｍ、厚さ２．５ｍｍのソーダガラスに、スパッタリングにより２０００Ω／□の酸化スズ膜を形成した。
次にスクリーン印刷で電極を作製したが、導電材料は、銀粉末にカーボン粉末、ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリカフィラー等を加え、比抵抗５.０×１０-４［Ω・ｃｍ］とした。
印刷後の基板の電極形状は、
短辺側は、２３６ｍｍ＊１．４１ｍｍ、
長辺側は、３１４ｍｍ＊１．８５ｍｍであった。
図２のように、給電端子９１、９２、９３、９４で接着したワイヤー８５、８５、８５、８５は、コントローラー７０に接続される。前記電極に囲まれた面積を、前記基板面積で除した値は０．８８であり、４本の電極の抵抗値はほぼ９０Ω、バラツキ１０％以内であった。
【００２６】
ワイヤーは株式会社潤工社製のもの（絶縁体材質ＦＥＰのジュンフロン電線、型番ＡＦ０４Ａ０３０）を用いた。金属片は銅製で厚さ０．１５ｍｍ、接着面積は５ｍｍ平方で、給電端子９１、９２、９３、９４の面積より小さいものを用いた。株式会社スリーボンド製の二液型エポキシ系導電接着剤（品番３３８０）で給電端子９１、９２、９３、９４に接着固定し、８０℃２時間で硬化させた。
【００２７】
ワイヤー配線の抵抗は、長さ５００ｍｍで１Ω未満であった。４本の電極の抵抗値はほぼ９０Ωであったので、前記電極とその両端からのワイヤーの引き廻しにおいて、両端２本のワイヤーの引き廻しの抵抗値の合計を該電極の抵抗値で除した値は約０．０２であった。
また、ワイヤーを基板の周辺にテーピングし基板外部のコントローラーに接続し、ペンで接触し、測定した湾曲歪みは２％以内であった。
【００２８】
従来方法の確認のため、実施例１と同様に電極まで作製したのち、図５のように、引き廻し回路６１、６２、６３、６４を基板の端部まで銀インクで作製した。引き廻し回路６１、６４は、長さ約４４．５ｍｍ、幅約３．５ｍｍで抵抗値は約５Ωであった。引き廻し回路６２、６３は、長さ約１１．５ｍｍ、幅約１．０ｍｍで抵抗値は約５Ωであった。４本の電極の抵抗値はほぼ９０Ωであったので、前記電極とその両端からの銀インクの引き廻しにおいて、両端２本の銀インクの引き廻しの抵抗値の合計を該電極の抵抗値で除した値は約０．１であった。  
【産業上の利用可能性】
【００２９】
透明タッチパネルに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のタッチパネル装置におけるワイヤー接続の説明図。
【図２】本発明のタッチパネル装置の説明図。
【図３】タッチパネル装置の電極、検出エリア、湾曲歪みエリアの説明図。
【図４】従来の透明タッチパネルの一例の説明図。
【図５】従来の引き廻し回路の一例の説明図。
【符号の説明】
【００３１】
１、２、３、４  給電端子
１２、２３、３４、４１  電極
３０  基板
５０  検出エリア
５１  導電膜
６０  フレキシブルコネクタ
６１、６２、６３、６４  引き廻し回路
７０  コントローラー
７５  金属片
８０  導電接着材
８２  半田
８５  ワイヤー
９１、９２、９３、９４  給電端子
１００  透明タチパネル装置
１１２、１２３、１３４、１４１  湾曲歪み
２１２、２２３、２３４、２４１  湾曲歪みエリア
【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】
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