(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上基板に形成した透明電極と下基板に形成した透明電極とを隙間を設けて対向配置し、前記各透明電極に接続する駆動電極を有するタッチパネルにおいて、
前記駆動電極は、粒径０．１〜５μｍの銀粉末を金属粒同士が互いに引き合いを生じるような高粘性の樹脂溶液に３０〜４５重量％添加した導電性ペーストに平均粒径が１〜２０μｍの範囲にあって前記銀粉末の粒径より３〜１０倍大きい粒径の球状補助粒を１５〜２５重量％添加して、前記銀粉末がペースト中に均一に拡散するように前記銀粉末と前記球状補助粒とを混合した導電ペーストを用いて形成された焼成膜であることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記球状補助粒の平均粒径が１〜５μｍ未満の場合には粒径のばらつきが平均粒径の３０％以下であり、平均粒径が５〜２０μｍの場合には粒径のばらつきが平均粒径の５０％以下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】
前記球状補助粒が、プラスチック球、ガラス球、又はセラミック球等の絶縁性補助粒からなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記球状補助粒が、前記絶縁性補助粒に導電膜を被覆した導電性補助粒からなることを特徴とする請求項３記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記導電膜の膜厚が０．０５〜０．２μｍであることを特徴とする請求項４記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記導電膜が金であることを特徴とする請求項４又は５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、コンピュータ、各種端末機、自動販売機、ＡＴＭ等の機器において、液晶ディスプレイやブラウン管等の画面上に配置し、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等で直接押してデータの入カが行われる抵抗膜方式のアナログ型タッチパネルに関し、特に電極の信頼性の高いタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置一体型の入力スイッチとしての抵抗膜方式のアナログ型タッチパネルは、表示装置の表示面上に配置されて使用される。前記タッチパネルは、透明基板とその下面に形成された透明電極とからなる上基板と、透明基板とその上面に形成された透明電極とからなる下基板とが、所定の空間を隔てて透明電極同士が対面するように配置されている。
【０００３】
このタッチパネルにおいて、上基板の上部を入力ペンまたは指で押圧したとき、上基板が撓んでその押圧点において上基板の透明電極が下基板の透明電極と接触する。そして、その接触点の座標が電気抵抗の測定によって検知されて、入力情報が読取られる。以下、従来技術におけるタッチパネルの例を図を用いて説明する。
【０００４】
従来のタッチパネルは、図４に示すように可撓性を有するタッチ側（入力側）の上基板１１に形成した透明電極１８と下基板１２に形成した透明電極１９とが絶縁性の貼り合わせ剤１３を介して隙間を設けて対向配置されている。又、前記上基板１１の透明電極１８に接続される平行な一対のＸ側駆動電極１４、１５と、前記下基板１２の前記透明電極１９に接続される平行な一対のＹ側駆動電極２１、２２とが方形配置となるように対向配置されている。更に、前記上基板１１のＸ側駆動電極１４、１５にそれぞれ接続する接続電極１６、１７が、前記下基板１２に設ける接続電極２３、２４に導電性接着剤で、それぞれ接続されている。尚、通常は前記下基板を透明ガラス、前記上基板を透明フィルムで構成している。
【０００５】
前記Ｘ側駆動電極１４、１５、及びＹ側駆動電極２１、２２は、上基板１１、下基板１２にそれぞれ銀ペーストを印刷し、焼成して低抵抗の電極として形成されていた。前記銀ペ一ストは、エポキシ樹脂、或いはアクリル樹脂等の熟硬化性樹脂の溶液に銀粉末を６０〜８５重量％の割合で混合し作成される。前記銀粉末の粒径は、０．５〜１．０μｍのものが一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、銀に限らず、金属粒を液体中に浸すと比重の関係で当然沈殿するが、５μｍ以下程度の微粒子になると完全に沈殿せず、一部浮遊した状態になる。この現象は液体の粘性が高まればより顕著になる。従って金属微粒子はペースト中では拡散状態に近くなる。但し、高粘性の液体中での金属微粒子は、金属粒同士が互いに引き合う性質があり、この性質により銀粉末が塊となり易いと考えられ、ある範因で沈殿が発生する。特に、銀粉末は比重が高いために硬化前の樹脂溶液中で沈殿したり、銀粉末同士が集積した塊となって樹脂溶液中に点在するという状況が発生し、銀粉末を均一に拡散し、安定した導電性を得ることが困難であった。
【０００７】
この為、銀ぺ一ストによる電極の良好な導電性を確保する為には、樹脂溶液中の銀粉末の含有量を多めにすることが必要であり、その結果、ペーストというよりは湿り気を帯びた粉未といった様相を呈する状態となって、印刷自体がやりにくく、このことが形成される駆動電極の膜厚の均一化の阻害要因となり焼成後の抵抗値が２０〜３０％もばらつく結果となっていた。このように、樹脂の溶液に銀粉末を拡散させて、硬化後導体とする原理は確率的なもので、どこかの銀粉末が繋がっていて全体として導通が確保されるという発想である。従って導電性ペースト中における銀粉末の均一拡散に関する技術は重要な位置付けとなる。
【０００８】
上記問題への対応策として、電極パターンの印制幅Ｈを大きくするか、若しくは厚い印刷膜を形成することによって、抵抗値のばらつきを回避する方法が開示されている。しかし、この様な方法では、タッチパネルの外形寸法の大型化につながったり、工数が増加するなどの問題があった。
【０００９】
（発明の目的）
本発明の目的は、上記の問題点を解決し駆動電極の抵抗値のばらつきを回避し、信頼性の高いタッチパネルを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項１の発明に係わるタッチパネルは、
上基板に形成した透明電極と下基板に形成した透明電極とを隙間を設けて対向配置し、前記各透明電極に接続する駆動電極を有するタッチパネルにおいて、
前記駆動電極は、粒径０．１〜５μｍの銀粉末を金属粒同士が互いに引き合いを生じるような高粘性の樹脂溶液に３０〜４５重量％添加した導電性ペーストに平均粒径が１〜２０μｍの範囲にあって前記銀粉末の粒径より３〜１０倍大きい粒径の球状補助粒を１５〜２５重量％添加して、前記銀粉末がペースト中に均一に拡散するように前記銀粉末と前記球状補助粒とを混合した導電ペーストを用いて形成された焼成膜であることを特徴とするタッチパネル。
【００１１】
又、本発明のうちで請求項２の発明に係わるタッチパネルは、請求項１記載のタッチパネルにおいて、前記球状補助粒の平均粒径が１〜５μｍ未満の場合には粒径のばらつきが平均粒径の３０％以下であり、平均粒径が５〜２０μｍの場合には粒径のばらつきが平均粒径の５０％以下であることを特徴とする。
【００１２】
又、本発明のうちで請求項３の発明に係わるタッチパネルは、請求項１又は請求項２記載のタッチパネルにおいて、前記球状補助粒が、プラスチック球、ガラス球、又はセラミック球等の絶縁性補助粒からなることを特徴とする。
【００１３】
又、本発明のうちで請求項４の発明に係わるタッチパネルは、請求項１又は請求項２記載のタッチパネルにおいて、前記球状補助粒が、前記絶縁性補助粒に導電膜を被覆した導電性補助粒からなることを特徴とする。
【００１４】
又、本発明のうちで請求項５の発明に係わるタッチパネルは、請求項４記載のタッチパネルにおいて、前記導電膜の膜厚が０．０５〜０．２μｍであることを特徴とする請求項４記載のタッチパネルである。
【００１５】
又、本発明のうちで請求項６の発明に係わるタッチパネルは、請求項４又は請求項５記載のタッチパネルにおいて、前記導電膜が金であることを特徴とする。
【００１７】
（作用）
本発明のタッチパネルにおける導電性ペーストは、樹脂溶液中に銀粉末よりも大きいサイズのセラミック球、ガラス球、又はプラスチック球等の絶縁性補助粒が銀粉末と共に拡散され、該絶縁性補助粒の周囲に銀粉末が分布するようになっている。これによって、導電性ペースト中に銀粉末が集積した塊となって樹脂溶液中に点在するという状況の発生を押さえ、銀粉末を均等に拡散し、安定した導電性を有する駆動電極を得ることができる。
【００１８】
更に、前記絶縁性補助粒に導電膜を被覆した導電性補助粒を樹脂溶液中に銀粉末と共に拡散することにより、より安定した導電性を得ることができ、導電膜に形成する駆動電極の導電性に関する品質を更に向上させる。以下、本発明の実施の形態により詳述する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１、図２を用いて本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、本実施形態におけるタッチパネルのＹ側駆動電極４２の一部を示す断面図である。又、図２は、本実施形態における導電性ペースト中の絶縁性補助粒３０と銀粉末３２との拡散状態示す部分拡大図である。尚、本実施形態におけるタッチパネルの全体構造は、従来例と同様であるため、説明を省略する。以下図を用いて本実施形態について説明する。
【００２０】
図１、図２に示すように本実施形態におけるタッチパネルのＹ側駆動電極４２は、熟硬化性樹脂のエポキシ樹脂溶液に銀粉末３２と共に球状補助粒としての絶縁性補助粒３０を混合した導電性ペーストを下基板１２に印刷し、焼成して低抵抗の電極として形成される。
【００２１】
前記導電性ペーストに添加する銀粉末３２の割合は、従来方法の約半分の乾燥前で３０〜４５重量％に設定する。叉、前記銀粉末３２と共に粒径をある程度整えた絶縁性補助粒３０を乾燥前で１５〜２５重量％添加する。前記絶縁性補助粒はプラスチック球、セラミック球、叉はガラス球等が使用でき、例えば、前記セラミック球としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ガラス球としてはシリカガラス（ＳｉＯ）等がある。
【００２２】
前記セラミツク球（比重１．９前後）および前記シリカガラス（比重２．０前後）と、前記プラスチック球（比重１．０前後）とでは、比重が異なるにも関わらず顕著な差は見られず、同様の効果が得られた。その理由としては、セラミツク球が多孔質の構造の場合、実効的比重はプラスチック球と大差なくなるためと考えられる。
【００２３】
叉、添加する絶縁性補助粒３０のサイズは粒径１〜２０μｍのものが使えるが、本発明の場合、同時に添加する銀粉末３２の粒径の３〜１０倍のサイズに選定することが、効果を得る為に重要である。
【００２４】
又、添加する絶縁性補助粒３０の外径のばらつきは、前記絶縁性補助粒３０の平均粒径が１〜５μｍ未満の場合には粒径のばらつきが平均粒径の３０％以下、平均粒径が５〜２０μｍの場合には粒径のばらつきが平均粒径の５０％以下に押さえるのが望ましい。
【００２５】
尚、本実施形態においては、Ｙ駆動電極を例として説明したが、Ｘ駆動電極についても同様であることは言うまでもない。
【００２６】
以上本実施形態によれば、適正な状態に拡散されたセラミック球、プラスチック球、又はガラス球等の絶縁補助粒３０の周囲に銀粉末３２が分布することによって良好な導電特性を得ることができた。又、銀粉末３２よりも大きい粒径の絶縁性補助粒３０が適度に拡散されたことにより、銀粉末３２が集積する現象を押さえることが可能となった。これによって、駆動電極の形状寸法（電極の幅Ｈ、厚さ）を従来方法と同一条件とした場合で、抵抗値のばらつきを５％以下に低減することができた。
【００２７】
（第２の実施形態）
次に図３を用いて本発明の第２の実施の形態を説明する。図３は、本実施形態における導電性ペースト中の球状補助粒としての導電性補助粒３３と銀粉末３２との接触状態を示す部分拡大図である。尚、第１の実施形態と同様な部分については、説明を省略する。以下図を用いて本実施形態について説明する。
【００２８】
図３に示すように本実施形態における導電性ペーストは、熟硬化性樹脂のエポキシ樹脂溶液に銀粉末３２と共に球状補助粒としての導電性補助粒３３を混合した点が第１の実施形態と異なり、その他は同様である。
【００２９】
本実施形態においては、導電性ペーストに添加する銀粉末３２の割合は、第１の実施形態と同じく３０〜４５重量％に設定する。叉、前記銀粉末３２と共に粒径をある程度整えた絶縁性補助粒３０の表面を、無電解メッキ等の方法で金の導電膜３１で被覆した導電性補助粒３３を乾燥前重量比で１５−２５％添加する。
叉、前記絶縁性補助粒３０は、第１の実施形態と同様にプラスチック球、セラミック球、叉はガラス球等が使用でき、添加する絶縁性補助粒３０の粒径も第１の実施形態と同様である。
【００３０】
前記導電膜３１の膜厚は０．０５〜０．２μｍが好ましい。膜厚０．０５μｍの下限値については、これ以上薄くすると本発明の機能を果たさなくなる限界値である。叉膜厚０．２μｍの上限値は、これ以上厚くすると、温度変化により、導電膜３１の表面にクラックが生じやすくなる。叉、膜厚を厚くすることは経済的にも好ましくない。厳密には絶縁性補助粒３０の粒径に対応した厚みの導電膜３１を形成することが望ましい。（絶縁性補助粒３０の粒径が小さくなるに従って導電膜３１の厚さを薄くする）。
【００３１】
以上本実施形態によれば、絶縁性補助粒３０の表面に金からなる導電膜３１を被覆した導電性補助粒３３が、比重も金属に比べて低く、粒径も銀粉末の３２の３〜１０倍と、より大きいことにより、ペースト中で良好（均一）に拡散し、更に銀粉末３２が導電性補助粒３３の周囲に付着する。この導電性補助粒３３が仲介役となって導通性の安定化をもたらすことになる。又、導電性補助粒３０の表面以外のぺ一スト部分では銀粉末３２同士の付着がある範囲で発生するが、導電性補助粒３３が適当な仲介となって、この現象をある程度抑制する。
【００３２】
このように、高粘性の液体中での金属微粒子は、金属に接近して行く性質があり、銀粉末３２が金を導電膜として被覆形成した導電性補助粒３３の表面に付着するのも、この性質によるものと考えられる。このように銀粉末３２が導電性補助粒３３の表面に接近し接触する現象については、発明者が顕微鏡で観察し確認しており、更に試作実険を行って導電性が安定する効果も確認している。
【００３３】
又、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、適正な状態に拡散された導電性補助粒３３の周囲に銀粉末３２が分布することによって良好な導電特性を得ることができた。又、銀粉末３２よりも大きい粒径の導電性補助粒３３が適度に拡散されたことにより、銀粉末３２が集積する現象を押さえることが可能となった。これによって、駆動電極の形状寸法（電極の幅Ｈ、厚さ）を従来方法と同一条件とした場合で、抵抗値のばらつきを５％以下に低減することができた。
【００３４】
尚、本実施形態においては、導電膜３１の材質として金を例として説明したが、前述の金の他に、二ッケル、銀或いは銅を絶縁性補助粒３０にメッキ又はコーティングし導電性補助粒を形成した場合でもほぼ同様な効果が得られた。長期間の耐酸化性及び導通性の点では他の金属より優れた性質を有する金が最も好ましいが、導電性を良好にするという性質においては他の、ニッケル、銀、或いは銅でも、ほぼ同様な効果が得られる。
【００３５】
第１の実施例と第２の実施例とを実験により比較した場合、第２の実施例の方が導電性、即ち抵抗値のばらつきにおいて若干の優位性が確認されている。これは導電性補助粒表面に付着した銀粉末同士が互いに導通状態となること、前述のように補助粒表面に金続被膜が形成され、銀粉末を引き付けやすいことが理由と考えられるが、顕微鏡観察の結果では第１の実施例においても絶縁性補助粒表面に銀粉末が均質に付着して行く様子が確認される。この現象は、粘性流体中では質量の大きな粒子に質量の小さな粒子が接近、付着する性質があるため、と考えられる。それ故に、補助粒表面に金属被膜を形成しない。第１の実施例においても、第２の実施例に比較し、それほど遜色ない効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、タッチパネルの基板上の駆動電極を形成する導電性ペースト中において、球状補助粒が媒体の役割を担って銀粉末の均一拡散が実現する。従って銀粉末の添加割合が低減でき本来のペースト印刷が可能になる。
この結果、駆動電極の導電性に関する品質が向上し、タッチパネルの経時変化を含めた信頼性、及び歩留りが向上する。
又、前記駆動電極の幅Ｈを従来方法に比して狭く形成することが可能になり、タッチパネルの額縁部分の寸法を少ないエリアで構成でき、表示面に対する外形寸法の小形化が実現できる。
更に、前記駆動電極の印刷が従来方法より容易に行えるようになり、工数削減、コストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタッチパネルにおける駆動電極を示す部分拡大図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における絶縁性補助粒と銀粉末との混合状態を示す部分拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における導電性補助粒と銀粉末との接触状態を示す部分拡大図である。
【図４】従来例におけるタッチパネルを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１１  上基板
１２  下基板
１３  貼り合わせ剤
１４、１５  Ｘ側駆動電極
１８  上基板の透明電極
１６、１７  上基板の接続電極
１９  下基板の透明電極
２１、２２、４２  Ｙ側駆動電極
２３、２４  下基板の接続電極
３０  絶縁性補助粒
３１  導電膜
３２  銀粉末
３３  導電性補助粒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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