JP3352972B2 - タッチパネル入力装置 - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
-
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明板の表面をペ
ン、指などで押圧し、押圧位置に従った指示入力データ
を、処理装置へ出力するタッチパネル入力装置に関し、
特に、透明な絶縁性液体を透明板間に封入することによ
って視認性を高めたタッチパネル入力装置に関する。
ン、指などで押圧し、押圧位置に従った指示入力データ
を、処理装置へ出力するタッチパネル入力装置に関し、
特に、透明な絶縁性液体を透明板間に封入することによ
って視認性を高めたタッチパネル入力装置に関する。
【０００２】
【０００３】タッチパネル入力装置は、主として液晶パ
ネル、ＣＲＴ等の表示画面上に配置し、表示内容を見な
がらタッチパネル入力装置の押圧操作面を押圧し、押圧
位置を検出することによって、表示内容に対応する指示
入力データを、その処理装置へ出力するものである。そ
こで、この種の用途に用いられるタッチパネル入力装置
は、基板、基板上に絶縁間隙を隔てて積層される可動
板、これらの対向面に配置される導電体層などの主要な
構成部材を透明な材料で形成し、下方の表示画面を透視
できる構造としているが、基板と可動板との間に屈折率
の差の大きい空気が介在し、透過率が８０％程度と、見
づらいものであった。
ネル、ＣＲＴ等の表示画面上に配置し、表示内容を見な
がらタッチパネル入力装置の押圧操作面を押圧し、押圧
位置を検出することによって、表示内容に対応する指示
入力データを、その処理装置へ出力するものである。そ
こで、この種の用途に用いられるタッチパネル入力装置
は、基板、基板上に絶縁間隙を隔てて積層される可動
板、これらの対向面に配置される導電体層などの主要な
構成部材を透明な材料で形成し、下方の表示画面を透視
できる構造としているが、基板と可動板との間に屈折率
の差の大きい空気が介在し、透過率が８０％程度と、見
づらいものであった。
【０００４】このため、例えば、特開昭６４−１４６３
０号、特開平２−１０５９１６号には、基板と可動板の
間に、比較的、これらの材質の屈折率と屈折率の値が近
い透明な絶縁性液体を注入し、反射率を低下させて透過
率を向上させたタッチパネル入力装置が開示されてい
る。
０号、特開平２−１０５９１６号には、基板と可動板の
間に、比較的、これらの材質の屈折率と屈折率の値が近
い透明な絶縁性液体を注入し、反射率を低下させて透過
率を向上させたタッチパネル入力装置が開示されてい
る。
【０００５】これらに示される従来のタッチパネル入力
装置１００を、図５で説明すると、図中１０１は、可動
板である薄い透明板、１０２は、表示装置（図示せず）
側の基板である厚い透明基板であり、これらは、枠状の
スペーサ１０５によってわずかな間隙を隔てて積層され
ている。
装置１００を、図５で説明すると、図中１０１は、可動
板である薄い透明板、１０２は、表示装置（図示せず）
側の基板である厚い透明基板であり、これらは、枠状の
スペーサ１０５によってわずかな間隙を隔てて積層され
ている。
【０００６】透明板１０１と透明基板１０２の対向面に
は、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）被膜等からなる
均一な厚さの透明導電体層１０３、１０４と、各透明導
電体層１０３、１０４の両側で電気接続するリード部１
０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂが印刷され、透
明導電体層１０３、１０４間の接触位置での電圧を、リ
ード部１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂから引
き出すことによって、接触位置すなわち透明板１０１の
押圧位置を検出している。
は、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）被膜等からなる
均一な厚さの透明導電体層１０３、１０４と、各透明導
電体層１０３、１０４の両側で電気接続するリード部１
０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂが印刷され、透
明導電体層１０３、１０４間の接触位置での電圧を、リ
ード部１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂから引
き出すことによって、接触位置すなわち透明板１０１の
押圧位置を検出している。
【０００７】透明導電体層１０３、１０４間は、スペー
サ１０５により通常は隔てられているが、軽い押圧力で
透明導電体層１０３、１０４間が誤接触しないように透
明導電体層１０４上に、エポキシ樹脂等絶縁性の合成樹
脂からなるドットスペーサ１０６が適宜間隔を隔てて印
刷されている。このドットスペーサ１０６は、入力専用
ペンを持った手元が、押圧操作面を誤って押圧してしま
う操作（いわゆるお手つき操作）があっても、押圧面の
曲率半径が大きい手元では、押圧された位置が押圧位置
として検出されることがないようにしたものである。
サ１０５により通常は隔てられているが、軽い押圧力で
透明導電体層１０３、１０４間が誤接触しないように透
明導電体層１０４上に、エポキシ樹脂等絶縁性の合成樹
脂からなるドットスペーサ１０６が適宜間隔を隔てて印
刷されている。このドットスペーサ１０６は、入力専用
ペンを持った手元が、押圧操作面を誤って押圧してしま
う操作（いわゆるお手つき操作）があっても、押圧面の
曲率半径が大きい手元では、押圧された位置が押圧位置
として検出されることがないようにしたものである。
【０００８】スペーサ１０５は、接着剤によって、上下
の面を透明導電体層１０３、１０４の周囲に接着し、ス
ペーサ１０５内の透明導電体層１０３、１０４間を密封
している。
の面を透明導電体層１０３、１０４の周囲に接着し、ス
ペーサ１０５内の透明導電体層１０３、１０４間を密封
している。
【０００９】このスペーサ１０５によって密封される透
明導電体層１０３、１０４の間に、透明な絶縁性液体１
０７が注入される。透明な絶縁性液体１０７は、透明導
電体層１０３、１０４の屈折率（例えばＩＴＯでは、
１．９）と比較的近い屈折率の液体で、例えば、シリコ
ンオイル（屈折率１．４）が用いられる。
明導電体層１０３、１０４の間に、透明な絶縁性液体１
０７が注入される。透明な絶縁性液体１０７は、透明導
電体層１０３、１０４の屈折率（例えばＩＴＯでは、
１．９）と比較的近い屈折率の液体で、例えば、シリコ
ンオイル（屈折率１．４）が用いられる。
【００１０】このように、透明導電体層１０３、１０４
間に比較的屈折率の近い透明な絶縁性液体１０７を介在
させることによって、タッチパネル入力装置１００の上
方から受ける光の反射率は低下し、全体の透過率は、９
０％前後に上昇し、その下方に配置される表示画面の視
認性が著しく向上する。
間に比較的屈折率の近い透明な絶縁性液体１０７を介在
させることによって、タッチパネル入力装置１００の上
方から受ける光の反射率は低下し、全体の透過率は、９
０％前後に上昇し、その下方に配置される表示画面の視
認性が著しく向上する。
【００１１】
【００１２】この種の従来のタッチパネル入力装置１０
０においては、絶縁性液体１０７が、押圧して撓む透明
板１０１内に密封されているため、図６のように、全体
を傾けた状態とすると、絶縁性液体１０７が自重で下方
に沈降する。その結果、上方の一部は、真空に近い状態
となり、ドットスペーサ１０６があったとしても、その
間で、透明板１０１と透明基板１０２の対向面が、数μ
ｍまで接近するものであった。このとき、透明導電体層
１０３、１０４は、広範囲で面接触するため、その間の
接触抵抗は、２乃至３ｋΩまで低下し、接触したものと
誤認識して、押圧操作が行われたものと判定してしまう
問題があった。
０においては、絶縁性液体１０７が、押圧して撓む透明
板１０１内に密封されているため、図６のように、全体
を傾けた状態とすると、絶縁性液体１０７が自重で下方
に沈降する。その結果、上方の一部は、真空に近い状態
となり、ドットスペーサ１０６があったとしても、その
間で、透明板１０１と透明基板１０２の対向面が、数μ
ｍまで接近するものであった。このとき、透明導電体層
１０３、１０４は、広範囲で面接触するため、その間の
接触抵抗は、２乃至３ｋΩまで低下し、接触したものと
誤認識して、押圧操作が行われたものと判定してしまう
問題があった。
【００１３】一方、透明板１０１を押圧操作して、透明
導電体層１０３を対向する透明導電体層１０４へ接触さ
せる際には、その間に封入された絶縁性液体１０７が薄
膜状に介在して電気的導通が取り難くなり、接触位置を
検出するための荷重（以下、ＯＮ荷重という）が上昇
し、透明板１０１へより高い押圧力が要求されるもので
あった。
導電体層１０３を対向する透明導電体層１０４へ接触さ
せる際には、その間に封入された絶縁性液体１０７が薄
膜状に介在して電気的導通が取り難くなり、接触位置を
検出するための荷重（以下、ＯＮ荷重という）が上昇
し、透明板１０１へより高い押圧力が要求されるもので
あった。
【００１４】単位面積当たりの押圧力が高いスタイラス
ペンなど入力操作専用機器を用いれば、通常の押圧力で
入力できるが、指など、比較的広い面積で押圧操作する
場合には、単位面積当たりの接触圧が充分とれず、押圧
位置を検出できないものであった。
ペンなど入力操作専用機器を用いれば、通常の押圧力で
入力できるが、指など、比較的広い面積で押圧操作する
場合には、単位面積当たりの接触圧が充分とれず、押圧
位置を検出できないものであった。
【００１５】従って、指で透明板１０１の押圧操作面を
なぞって、表示画面上に文字、図形を描いたり、カーソ
ルのドラッグ操作を行う場合には、高い押圧力で押圧位
置を移動させる必要があり、操作性が悪いものであっ
た。
なぞって、表示画面上に文字、図形を描いたり、カーソ
ルのドラッグ操作を行う場合には、高い押圧力で押圧位
置を移動させる必要があり、操作性が悪いものであっ
た。
【００１６】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、装置全体を傾斜させても、誤
動作することがなく、しかも、指で入力する場合であっ
ても、軽い押圧操作力で押圧位置を入力することができ
るタッチパネル入力装置を提供することを目的とする。
してなされたものであり、装置全体を傾斜させても、誤
動作することがなく、しかも、指で入力する場合であっ
ても、軽い押圧操作力で押圧位置を入力することができ
るタッチパネル入力装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【００１８】請求項１のタッチパネル入力装置は、互い
の対向面が導電体層で覆われた可動側透明板及び固定側
透明板と、２枚の透明板に、導電体層の周囲で密着し、
導電体層間をわずかな間隙ｄを隔てて平行に支持するシ
ール部と、シール部により密封された２枚の透明板間に
注入される透明な絶縁性液体とを備え、可動側透明板を
押圧して接触する導電体層間の接触位置から、押圧位置
を検出するタッチパネル入力装置において、固定側透明
板は、可動側透明板との対向面を、ケミカル腐蝕法を用
いて凹凸面としたソーダライムガラスであり、ソーダラ
イムガラスの凹凸面と、インジウム ・スズ酸化物からな
る導電体層の間に、酸化シリカのアンダーコートが施さ
れていることを特徴とする。
の対向面が導電体層で覆われた可動側透明板及び固定側
透明板と、２枚の透明板に、導電体層の周囲で密着し、
導電体層間をわずかな間隙ｄを隔てて平行に支持するシ
ール部と、シール部により密封された２枚の透明板間に
注入される透明な絶縁性液体とを備え、可動側透明板を
押圧して接触する導電体層間の接触位置から、押圧位置
を検出するタッチパネル入力装置において、固定側透明
板は、可動側透明板との対向面を、ケミカル腐蝕法を用
いて凹凸面としたソーダライムガラスであり、ソーダラ
イムガラスの凹凸面と、インジウム ・スズ酸化物からな
る導電体層の間に、酸化シリカのアンダーコートが施さ
れていることを特徴とする。
【００１９】透明な絶縁性液体がシール部により密封さ
れた２枚の透明板間に注入されるので、導電体層は、空
気に触れることなく透明な絶縁性液体に接し、透明板上
方からの光の透過率が上昇する。
れた２枚の透明板間に注入されるので、導電体層は、空
気に触れることなく透明な絶縁性液体に接し、透明板上
方からの光の透過率が上昇する。
【００２０】固定側透明板の導電体層は、凹凸面とした
透明板の対向面に沿って屈曲し、絶縁性液体に接する導
電体層の表面も凹凸面となる。
透明板の対向面に沿って屈曲し、絶縁性液体に接する導
電体層の表面も凹凸面となる。
【００２１】入力装置全体を傾斜させると、絶縁性液体
が下方に沈下するが、絶縁性液体が不足する上方では、
導電体層の凸部のみが対向する透明板の導電体層に近接
し、面接触とならないので、接触抵抗は低下しない。従
って、導電体層が接触したものとご認識することがな
く、誤動作しない。
が下方に沈下するが、絶縁性液体が不足する上方では、
導電体層の凸部のみが対向する透明板の導電体層に近接
し、面接触とならないので、接触抵抗は低下しない。従
って、導電体層が接触したものとご認識することがな
く、誤動作しない。
【００２２】可動側透明板が押圧されると、絶縁性液体
は、凹凸面となった導電体層の凹部へ押し出されるの
で、導電体層間に薄膜状に介在しにくく、導電体層間が
導通する。従って、ＯＮ荷重を、絶縁性液体を介在させ
ていない入力装置のＯＮ荷重とほぼ同等とすることがで
き、単位面積当たりの押圧力が低下する指などの押圧操
作であっても、押圧位置を検出できる。
は、凹凸面となった導電体層の凹部へ押し出されるの
で、導電体層間に薄膜状に介在しにくく、導電体層間が
導通する。従って、ＯＮ荷重を、絶縁性液体を介在させ
ていない入力装置のＯＮ荷重とほぼ同等とすることがで
き、単位面積当たりの押圧力が低下する指などの押圧操
作であっても、押圧位置を検出できる。
【００２３】固定側透明板は、可動側透明板との対向面
に、ケミカル腐蝕法を用いて凹凸面を形成するので、微
小な高低差の凹凸面を容易に形成することができ、量産
しても、その品質のばらつきがない。
に、ケミカル腐蝕法を用いて凹凸面を形成するので、微
小な高低差の凹凸面を容易に形成することができ、量産
しても、その品質のばらつきがない。
【００２４】ソーダライムガラスの凹凸面は、酸化シリ
カがアンダーコートされるので、ソーダライムガラスか
らアルカリ成分が流出しない。
カがアンダーコートされるので、ソーダライムガラスか
らアルカリ成分が流出しない。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、上下の導電体層
を均一な抵抗膜で形成したいわゆるアナログタイプのタ
ッチパネル入力装置１で実施した場合の一実施の形態に
ついて、図１乃至図４で説明する。図１は、透明な絶縁
性液体１１を封入するタッチパネル入力装置１の分解斜
視図、図２は、縦に傾けたタッチパネル入力装置１の縦
断面図、図３は、図２の要部拡大断面図、図４は、押圧
位置を検出するための回路図である。
を均一な抵抗膜で形成したいわゆるアナログタイプのタ
ッチパネル入力装置１で実施した場合の一実施の形態に
ついて、図１乃至図４で説明する。図１は、透明な絶縁
性液体１１を封入するタッチパネル入力装置１の分解斜
視図、図２は、縦に傾けたタッチパネル入力装置１の縦
断面図、図３は、図２の要部拡大断面図、図４は、押圧
位置を検出するための回路図である。
【００２６】これらの図において、２は、上方の透明板
となる可動側透明板で、透明な合成樹脂、例えばＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）を用いて可撓性のシー
ト状に成形したものである。可動側透明板２の材質とし
ては、透明である程度の可撓性を備えたものであれば、
ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスル
ホン）、ＰＩ（ポリイミド）、ガラス等を用いることが
できる。
となる可動側透明板で、透明な合成樹脂、例えばＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）を用いて可撓性のシー
ト状に成形したものである。可動側透明板２の材質とし
ては、透明である程度の可撓性を備えたものであれば、
ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスル
ホン）、ＰＩ（ポリイミド）、ガラス等を用いることが
できる。
【００２７】可動側透明板２の上面には、透明なハード
コート剤（図示せず）が塗布され、押圧操作面２ａとな
る上面を保護している。
コート剤（図示せず）が塗布され、押圧操作面２ａとな
る上面を保護している。
【００２８】また、３は、下方の透明板となる固定側透
明板で、後述する接着剤層１０によって、可動側透明板
２の下方に平行に配置され、その間隔は、それぞれの対
向面を覆う可動導電体層４と固定導電体層５が、間隔ｄ
で平行に配置される間隔となっている。間隔ｄは、例え
ば、導電体層間の絶縁が保証できる５μｍ以上であり、
封入する絶縁性液体１１の体積を必要以上に大きくしな
い５０μｍ未満の間隔であり、１０μｍ以上２０μｍ未
満が好ましい。固定側透明板３は、ソーダライムガラス
の板ガラスを用いる。
明板で、後述する接着剤層１０によって、可動側透明板
２の下方に平行に配置され、その間隔は、それぞれの対
向面を覆う可動導電体層４と固定導電体層５が、間隔ｄ
で平行に配置される間隔となっている。間隔ｄは、例え
ば、導電体層間の絶縁が保証できる５μｍ以上であり、
封入する絶縁性液体１１の体積を必要以上に大きくしな
い５０μｍ未満の間隔であり、１０μｍ以上２０μｍ未
満が好ましい。固定側透明板３は、ソーダライムガラス
の板ガラスを用いる。
【００２９】図２と図３に示すように、固定側透明板３
の上面、すなわち、可動側透明板２との対向面は、その
全面が凹凸面３ａとなっている。
の上面、すなわち、可動側透明板２との対向面は、その
全面が凹凸面３ａとなっている。
【００３０】凹凸面３ａの高低差は、可動導電体層４と
固定導電体層５の間隔ｄに対して極めて小さい幅であ
り、例えば、間隔ｄが１０μｍ以上２０μｍ未満の間隔
であったとすると、凹凸の平均高低差を、０．２μｍ乃
至０．４μｍの範囲で、最大高低差が０．４μｍ以上
０．８μｍ未満となるように、凹凸面３ａが形成され
る。
固定導電体層５の間隔ｄに対して極めて小さい幅であ
り、例えば、間隔ｄが１０μｍ以上２０μｍ未満の間隔
であったとすると、凹凸の平均高低差を、０．２μｍ乃
至０．４μｍの範囲で、最大高低差が０．４μｍ以上
０．８μｍ未満となるように、凹凸面３ａが形成され
る。
【００３１】本実施の形態では、このように、微小な高
低差の凹凸面を、板ガラス３の対向面（表面）に形成す
るため、ケミカル腐蝕法による化学的加工法を用いてい
る。すなわち、板ガラス３表面に、ガラスの表面を溶か
すフッ化水素等の溶解液を噴霧し、凹凸を形成するもの
で、溶解液の濃度、噴霧時間、圧力などを調整して所望
の高低差、粗さの凹凸面を得る。
低差の凹凸面を、板ガラス３の対向面（表面）に形成す
るため、ケミカル腐蝕法による化学的加工法を用いてい
る。すなわち、板ガラス３表面に、ガラスの表面を溶か
すフッ化水素等の溶解液を噴霧し、凹凸を形成するもの
で、溶解液の濃度、噴霧時間、圧力などを調整して所望
の高低差、粗さの凹凸面を得る。
【００３２】ケミカル腐蝕法によって板ガラスの対向面
を加工するため、微小な高低差の凹凸を簡単に形成する
ことができ、また、タッチパネル入力装置を量産する際
にも、凹凸面に高低差にばらつきのない板ガラスを、量
産できる。
を加工するため、微小な高低差の凹凸を簡単に形成する
ことができ、また、タッチパネル入力装置を量産する際
にも、凹凸面に高低差にばらつきのない板ガラスを、量
産できる。
【００３３】前述したように、可動側透明板２の下面
と、この下面に対向する固定側透明板３の凹凸面３ａ
に、透明導電膜である可動導電体層４と固定導電体層５
が、約０．０１乃至０．０３μｍの均一な膜厚で固着さ
れている。可動導電体層４と固定導電体層５は、それぞ
れ、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）で形成され、均
一な膜厚で膜付けされることによって、導電体層の各位
置で単位長さあたりの抵抗値を等くしている。
と、この下面に対向する固定側透明板３の凹凸面３ａ
に、透明導電膜である可動導電体層４と固定導電体層５
が、約０．０１乃至０．０３μｍの均一な膜厚で固着さ
れている。可動導電体層４と固定導電体層５は、それぞ
れ、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）で形成され、均
一な膜厚で膜付けされることによって、導電体層の各位
置で単位長さあたりの抵抗値を等くしている。
【００３４】尚、固定側透明板３は、ソーダライムガラ
スで成形されているので、そのアルカリ成分が後述する
透明な絶縁性液体１１に溶け出さないよう、固定側透明
板３の凹凸面３ａと固定導電体層５の間に、酸化シリカ
（ＳｉＯ２）によるアンダーコート（図示せず）が施さ
れている。
スで成形されているので、そのアルカリ成分が後述する
透明な絶縁性液体１１に溶け出さないよう、固定側透明
板３の凹凸面３ａと固定導電体層５の間に、酸化シリカ
（ＳｉＯ２）によるアンダーコート（図示せず）が施さ
れている。
【００３５】図２に示すように、固定導電体層５上に
は、絶縁性の合成樹脂からなるドットスペーサ６が、固
着されている。この種のタッチパネル入力装置１では、
一般的に０．５ｍｍ乃至３ｍｍのピッチでドットスペー
サ６が設置されるが、本実施の形態では、例えば、２ｍ
ｍピッチで、その高さは、接着剤層１０によって隔てら
れる可動導電体層４と固定導電体層５の間隙ｄに比べて
低い３乃至１０μｍの高さで形成されている。このドッ
トスペーサ６は、いわゆるお手つき操作による誤入力を
防止するものである。
は、絶縁性の合成樹脂からなるドットスペーサ６が、固
着されている。この種のタッチパネル入力装置１では、
一般的に０．５ｍｍ乃至３ｍｍのピッチでドットスペー
サ６が設置されるが、本実施の形態では、例えば、２ｍ
ｍピッチで、その高さは、接着剤層１０によって隔てら
れる可動導電体層４と固定導電体層５の間隙ｄに比べて
低い３乃至１０μｍの高さで形成されている。このドッ
トスペーサ６は、いわゆるお手つき操作による誤入力を
防止するものである。
【００３６】また、可動側透明板２の下面には、可動導
電体層４の図１においてＸ方向の両側辺において可動導
電体層４と電気接続するＸ印加側リード部７ａとＸ接地
側リード部７ｂが印刷されている。Ｘ印加側リード部７
ａとＸ接地側リード部７ｂは、銀ペーストなどの不透明
な導電体であり、それぞれの一端は、外部回路と電気接
続するため、可動側透明板２の外部接続部２ｂまで引き
出されている。
電体層４の図１においてＸ方向の両側辺において可動導
電体層４と電気接続するＸ印加側リード部７ａとＸ接地
側リード部７ｂが印刷されている。Ｘ印加側リード部７
ａとＸ接地側リード部７ｂは、銀ペーストなどの不透明
な導電体であり、それぞれの一端は、外部回路と電気接
続するため、可動側透明板２の外部接続部２ｂまで引き
出されている。
【００３７】同様に、固定側透明板３の下面には、固定
導電体層５の図１においてＸ方向と直交するＹ方向の両
側辺において、固定導電体層５と電気接続するＹ印加側
リード部８ａとＹ接地側リード部８ｂが印刷されてい
る。Ｙ印加側リード部８ａとＹ接地側リード部８ｂも、
銀ペーストなどの不透明な導電体であり、それぞれの一
端は、外部接続部２ｂと対向する固定側透明板３の外部
接続部３ｂまで引き出されている。
導電体層５の図１においてＸ方向と直交するＹ方向の両
側辺において、固定導電体層５と電気接続するＹ印加側
リード部８ａとＹ接地側リード部８ｂが印刷されてい
る。Ｙ印加側リード部８ａとＹ接地側リード部８ｂも、
銀ペーストなどの不透明な導電体であり、それぞれの一
端は、外部接続部２ｂと対向する固定側透明板３の外部
接続部３ｂまで引き出されている。
【００３８】外部接続部２ｂ、３ｂまで引き出された各
リード部７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは、図２に示すよう
に、フレキシブル基板９の上下の面に対応して印刷され
たパターンに導電性接着剤１２で接続され、図４の押圧
位置検出回路部２０に電気接続する。
リード部７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは、図２に示すよう
に、フレキシブル基板９の上下の面に対応して印刷され
たパターンに導電性接着剤１２で接続され、図４の押圧
位置検出回路部２０に電気接続する。
【００３９】可動側透明板２と固定側透明板３とは、導
電体層４、５の周囲で、弾力性を有する紫外線硬化型感
圧接着剤（例えば、アチソン社製商品名ＭＬ−２５２５
１）１０によって接着される。この接着剤は、紫外線硬
化型であり、スクリーン印刷に適し、塗布する厚さを調
整することができるので、例えば、導電体層４、５の間
隔が所定の間隔ｄとなるように、固定側透明板３上に印
刷で塗布する。図１に示すように、接着剤の印刷は、フ
レキシブル基板９と導電接着剤１２で接続する外部接続
部３ｂの位置を迂回し、固定導電体層５を囲繞するよう
に行われる。
電体層４、５の周囲で、弾力性を有する紫外線硬化型感
圧接着剤（例えば、アチソン社製商品名ＭＬ−２５２５
１）１０によって接着される。この接着剤は、紫外線硬
化型であり、スクリーン印刷に適し、塗布する厚さを調
整することができるので、例えば、導電体層４、５の間
隔が所定の間隔ｄとなるように、固定側透明板３上に印
刷で塗布する。図１に示すように、接着剤の印刷は、フ
レキシブル基板９と導電接着剤１２で接続する外部接続
部３ｂの位置を迂回し、固定導電体層５を囲繞するよう
に行われる。
【００４０】接着剤を印刷した後、紫外線を照射する
と、数秒で分子間が結合して硬化し、弾力性のある接着
剤層１０に変化する。
と、数秒で分子間が結合して硬化し、弾力性のある接着
剤層１０に変化する。
【００４１】図２に示すように、接着剤層１０を挟み可
動側透明板２と固定側透明板３を押圧すると、感圧性で
あるので、接着剤層１０を介して可動側透明板２と固定
側透明板３の対向面が接着し、可動導電体層４と固定導
電体層５は、間隙ｄで、平行に配置される。
動側透明板２と固定側透明板３を押圧すると、感圧性で
あるので、接着剤層１０を介して可動側透明板２と固定
側透明板３の対向面が接着し、可動導電体層４と固定導
電体層５は、間隙ｄで、平行に配置される。
【００４２】また、紫外線硬化型感圧接着剤は、硬化し
た後に弾力性を有するので、可動側透明板２は、接着剤
層１０若しくは固定側透明板３に対して弾性をもって水
平方向（Ｘ，Ｙ平面と平行な方向）に移動可能となって
いる。従って、接着剤層１０の近傍の押圧操作面２ａを
押圧しても、可動側透明板２ａが内側に移動し、可動導
電体層４は、押圧位置で確実に固定導電体層５に接触す
る。
た後に弾力性を有するので、可動側透明板２は、接着剤
層１０若しくは固定側透明板３に対して弾性をもって水
平方向（Ｘ，Ｙ平面と平行な方向）に移動可能となって
いる。従って、接着剤層１０の近傍の押圧操作面２ａを
押圧しても、可動側透明板２ａが内側に移動し、可動導
電体層４は、押圧位置で確実に固定導電体層５に接触す
る。
【００４３】可動側透明板２と固定側透明板３の接着過
程で、透明な絶縁性液体１１が、その間の空間に注入さ
れている。接着して可動導電体層４と固定導電体層５で
挟まれた間隙ｄの空間は、周囲が接着剤層１０で囲まれ
ることによって、外部と完全に遮断されていて、この空
間内に注入された透明な絶縁性液体１１は、外部に漏れ
ることなく封入される。
程で、透明な絶縁性液体１１が、その間の空間に注入さ
れている。接着して可動導電体層４と固定導電体層５で
挟まれた間隙ｄの空間は、周囲が接着剤層１０で囲まれ
ることによって、外部と完全に遮断されていて、この空
間内に注入された透明な絶縁性液体１１は、外部に漏れ
ることなく封入される。
【００４４】絶縁性液体１１を封入した状態で、接着剤
層１０を構成する紫外線硬化型感圧接着剤は、溶剤を含
まない固形分１００％の接着剤であるので、絶縁性液体
１１と接しても、接着剤層１０から溶剤が絶縁性液体１
１中に溶け込み、絶縁性液体１１の透明性を損なうとい
う問題は生じない。
層１０を構成する紫外線硬化型感圧接着剤は、溶剤を含
まない固形分１００％の接着剤であるので、絶縁性液体
１１と接しても、接着剤層１０から溶剤が絶縁性液体１
１中に溶け込み、絶縁性液体１１の透明性を損なうとい
う問題は生じない。
【００４５】透明な絶縁性液体１１としては、真水、パ
ラフィン系オイル、石油系オイル、植物オイル、シリコ
ンオイル等透明であれば、種々の液体を用いることがで
きるが、ここでは、押圧を解除した後、速やかに可動側
透明板２と固定側透明板３間が原位置に復帰するよう
に、粘度が５ｃｐから２０ｃｐ程度の流動性が高いシリ
コンオイルを用いている。
ラフィン系オイル、石油系オイル、植物オイル、シリコ
ンオイル等透明であれば、種々の液体を用いることがで
きるが、ここでは、押圧を解除した後、速やかに可動側
透明板２と固定側透明板３間が原位置に復帰するよう
に、粘度が５ｃｐから２０ｃｐ程度の流動性が高いシリ
コンオイルを用いている。
【００４６】シリコンオイルの屈折率（１．４）は、空
気の屈折率（１．０）と比較して、導電体層４、５の材
質であるＩＴＯの屈折率（１．９）に近く、従って、空
気と導電体層４、５の境界における光の反射率は、シリ
コンオイルが直接導電体層４、５と接する本実施の形態
とすることによって、飛躍的に減少し、タッチパネル入
力装置１全体の光の透過率は、９０％以上とすることが
できる。
気の屈折率（１．０）と比較して、導電体層４、５の材
質であるＩＴＯの屈折率（１．９）に近く、従って、空
気と導電体層４、５の境界における光の反射率は、シリ
コンオイルが直接導電体層４、５と接する本実施の形態
とすることによって、飛躍的に減少し、タッチパネル入
力装置１全体の光の透過率は、９０％以上とすることが
できる。
【００４７】尚、固定側透明板３の対向面は、その全面
が凹凸面３ａとなっているが、入射光が散乱するだけで
あり、光の透過率に影響を与えるものではない。
が凹凸面３ａとなっているが、入射光が散乱するだけで
あり、光の透過率に影響を与えるものではない。
【００４８】可動導電体層４と固定導電体層５間の間隙
ｄは、５μｍ以上２０μｍと狭いので、密封された絶縁
性液体１１には、表面張力が発生するが、タッチパネル
入力装置１を傾斜させると、前述したように、絶縁性液
体１１の自重が勝って下方に沈降し、その結果、上部が
真空に近い状態まで減圧して、図２に示すように、上方
の一部で、可動側透明板２と固定側透明板３の対向面が
接近する。
ｄは、５μｍ以上２０μｍと狭いので、密封された絶縁
性液体１１には、表面張力が発生するが、タッチパネル
入力装置１を傾斜させると、前述したように、絶縁性液
体１１の自重が勝って下方に沈降し、その結果、上部が
真空に近い状態まで減圧して、図２に示すように、上方
の一部で、可動側透明板２と固定側透明板３の対向面が
接近する。
【００４９】固定側透明板３の対向面は、凹凸面３ａと
なっているので、その上に０．０１乃至０．０３μｍの
厚さで被着された固定導電体層５の表面も、同様に凹凸
面となっている。従って、接近した部分においては、図
３に示すように、固定導電体層５の凸部のみが可動導電
体層４に接触するものであり、固定導電体層５と可動導
電体層４全体の接触抵抗は、大きく低下するものとはな
らず、接触したものと誤認識して、押圧操作が行われた
ものと誤って判定することがない。
なっているので、その上に０．０１乃至０．０３μｍの
厚さで被着された固定導電体層５の表面も、同様に凹凸
面となっている。従って、接近した部分においては、図
３に示すように、固定導電体層５の凸部のみが可動導電
体層４に接触するものであり、固定導電体層５と可動導
電体層４全体の接触抵抗は、大きく低下するものとはな
らず、接触したものと誤認識して、押圧操作が行われた
ものと誤って判定することがない。
【００５０】一方、押圧操作の際には、ほぼ平面の導電
体層１０３、１０４間を接触させる従来と比較し、凸部
のみが接触するため、接触面積は減少するが、その分、
単位面積当たりの接触圧が大きくなり、全体の接触抵抗
に大きな相違は生じない。
体層１０３、１０４間を接触させる従来と比較し、凸部
のみが接触するため、接触面積は減少するが、その分、
単位面積当たりの接触圧が大きくなり、全体の接触抵抗
に大きな相違は生じない。
【００５１】のみならず、本実施の形態に係るタッチパ
ネル入力装置１では、絶縁性液体１１が、固定導電体層
５の凹部に逃げるので、固定導電体層５と可動導電体層
４間に介在することがなく、従来に比べて低い押圧力で
良好な接触を得ることができる。従って、専用ペンに比
較して大きい押圧面となる指などによって、押圧面２ａ
を押圧操作しても、押圧位置を入力することが可能とな
る。
ネル入力装置１では、絶縁性液体１１が、固定導電体層
５の凹部に逃げるので、固定導電体層５と可動導電体層
４間に介在することがなく、従来に比べて低い押圧力で
良好な接触を得ることができる。従って、専用ペンに比
較して大きい押圧面となる指などによって、押圧面２ａ
を押圧操作しても、押圧位置を入力することが可能とな
る。
【００５２】このように構成されたタッチパネル入力装
置１は、図示しない液晶表示画面上に取り付けられ、ペ
ン、指等で押圧された押圧操作面２ａの押圧位置を、押
圧位置検出回路部２０で検出することによって、押圧位
置下方に表示された指示内容を表す指示入力データを、
図示しないパーソナルコンピュータへ出力するものであ
る。以下、押圧位置検出回路２０における押圧位置の検
出を、図４で説明する。
置１は、図示しない液晶表示画面上に取り付けられ、ペ
ン、指等で押圧された押圧操作面２ａの押圧位置を、押
圧位置検出回路部２０で検出することによって、押圧位
置下方に表示された指示内容を表す指示入力データを、
図示しないパーソナルコンピュータへ出力するものであ
る。以下、押圧位置検出回路２０における押圧位置の検
出を、図４で説明する。
【００５３】可動導電体層４と固定導電体層抵抗層５
は、それぞれ均一な抵抗体で形成されているので、導電
体層４、５の印加側リード部７ａ、８ａに座標検出用電
圧を印加し、他側の接地側リード部７ｂ、８ｂを接地す
ると等しい傾きの電位勾配が形成され、導電体層４、５
の各位置でリード部からの距離に比例した電位が生じ
る。
は、それぞれ均一な抵抗体で形成されているので、導電
体層４、５の印加側リード部７ａ、８ａに座標検出用電
圧を印加し、他側の接地側リード部７ｂ、８ｂを接地す
ると等しい傾きの電位勾配が形成され、導電体層４、５
の各位置でリード部からの距離に比例した電位が生じ
る。
【００５４】押圧位置検出を行う場合には、まずＸ座標
検出モードとして、ＣＰＵ１３からの制御によってＸ側
のスイッチ１４、１５を閉じ可動導電体層４に電位勾配
をかけるとともに、Ｙ側のスイッチ１６、１７を開放す
る。このとき、Ａ／Ｄコンバータ１８の入力端子と接続
するスイッチ１９は、固定導電体層５のＹ接地側リード
部８ｂ側と接続している。
検出モードとして、ＣＰＵ１３からの制御によってＸ側
のスイッチ１４、１５を閉じ可動導電体層４に電位勾配
をかけるとともに、Ｙ側のスイッチ１６、１７を開放す
る。このとき、Ａ／Ｄコンバータ１８の入力端子と接続
するスイッチ１９は、固定導電体層５のＹ接地側リード
部８ｂ側と接続している。
【００５５】ここで、押圧操作面２ａのＰ点（ｘＰ，ｙ
Ｐ）が、スタイラスペンなどで押圧されると、可動導電
体層４が固定導電体層５で接触する。可動導電体層４上
のＰ点での電位ＶｘＰは、図のようにＸ印加側リード部
７ａからの距離の抵抗をｘ２、Ｘ接地側リード部７ｂか
らの距離の抵抗をｘ１とすれば、ＶＣＣ×ｘ１／（ｘ１
＋ｘ２）となり、この電位ＶｘＰをＡ／Ｄコンバータ１
８で読み取ることによって、ｘ座標（ｘＰ）を検出す
る。
Ｐ）が、スタイラスペンなどで押圧されると、可動導電
体層４が固定導電体層５で接触する。可動導電体層４上
のＰ点での電位ＶｘＰは、図のようにＸ印加側リード部
７ａからの距離の抵抗をｘ２、Ｘ接地側リード部７ｂか
らの距離の抵抗をｘ１とすれば、ＶＣＣ×ｘ１／（ｘ１
＋ｘ２）となり、この電位ＶｘＰをＡ／Ｄコンバータ１
８で読み取ることによって、ｘ座標（ｘＰ）を検出す
る。
【００５６】次いで、Ｙ座標検出モードとして、Ｘ側の
スイッチ１４、１５を開放するとともに、Ｙ側のスイッ
チ１６、１７を閉じ、Ａ／Ｄコンバータ１８の入力端子
と接続するスイッチ１９を、可動導電体層４のＸ接地側
リード部７ｂ側へ接続する。
スイッチ１４、１５を開放するとともに、Ｙ側のスイッ
チ１６、１７を閉じ、Ａ／Ｄコンバータ１８の入力端子
と接続するスイッチ１９を、可動導電体層４のＸ接地側
リード部７ｂ側へ接続する。
【００５７】固定導電体層５上のＰ点での電位Ｖ
ｙＰは、同様にＹ印加側リード部８ａからの距離の抵抗
をｙ２、Ｙ接地側リード部８ａからの距離の抵抗をｙ１
とすれば、ＶＣＣ×ｙ１÷（ｙ１＋ｙ２）となり、この
電位ＶｙＰをＡ／Ｄコンバータ１８で読み取ることによ
って、ｙ座標（ｙＰ）を検出する。
ｙＰは、同様にＹ印加側リード部８ａからの距離の抵抗
をｙ２、Ｙ接地側リード部８ａからの距離の抵抗をｙ１
とすれば、ＶＣＣ×ｙ１÷（ｙ１＋ｙ２）となり、この
電位ＶｙＰをＡ／Ｄコンバータ１８で読み取ることによ
って、ｙ座標（ｙＰ）を検出する。
【００５８】このようにＸ、Ｙ座標検出モードを繰り返
し、押圧操作面２ａの押圧操作による押圧位置を、Ｘ方
向とＹ方向で検出する。
し、押圧操作面２ａの押圧操作による押圧位置を、Ｘ方
向とＹ方向で検出する。
【００５９】上述の実施の形態は、可動導電体層４と固
定導電体層５を、上下の透明板２、３の対向面に一様に
貼り付けたいわゆるアナログタイプのタッチパネル入力
装置１で説明したが、可動導電体層４と固定導電体層５
を、それぞれ多数の短冊状の可動接触片と固定接触片に
分割し、可動側透明板２と固定側透明板３の対向面に、
互いに直交するように貼り付けマトリックス状の接触位
置を設定した、いわゆるデジタルタイプのタッチパネル
入力装置としてもよい。このデジタルタイプのタッチパ
ネル入力装置では、いずれかの接触した可動接触片と固
定接触片から接触位置、すなわち、可動側透明板２に対
する押圧位置を検出するものである。
定導電体層５を、上下の透明板２、３の対向面に一様に
貼り付けたいわゆるアナログタイプのタッチパネル入力
装置１で説明したが、可動導電体層４と固定導電体層５
を、それぞれ多数の短冊状の可動接触片と固定接触片に
分割し、可動側透明板２と固定側透明板３の対向面に、
互いに直交するように貼り付けマトリックス状の接触位
置を設定した、いわゆるデジタルタイプのタッチパネル
入力装置としてもよい。このデジタルタイプのタッチパ
ネル入力装置では、いずれかの接触した可動接触片と固
定接触片から接触位置、すなわち、可動側透明板２に対
する押圧位置を検出するものである。
【００６０】また、上述の実施の形態では、固定側透明
板３の対向面を凹凸面３ａとしたが、可動側透明板４の
固定側透明板３との対向面も、凹凸面としてもよい。
板３の対向面を凹凸面３ａとしたが、可動側透明板４の
固定側透明板３との対向面も、凹凸面としてもよい。
【００６１】また、凹凸面の高低差、間隔は、導電体層
４、５の間隔ｄ、固定側透明板３と可動側透明板４の弾
性、厚み等を考慮して決定されるものであり、必ずしも
上述の数値例に限らない。
４、５の間隔ｄ、固定側透明板３と可動側透明板４の弾
性、厚み等を考慮して決定されるものであり、必ずしも
上述の数値例に限らない。
【００６２】更に、誤接触防止のためドットスペーサ
は、いずれのタイプのタッチパネル入力装置において
も、必ずしも設ける必要はない。
は、いずれのタイプのタッチパネル入力装置において
も、必ずしも設ける必要はない。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、上方からの光の透過率が上昇し、下方に配置さ
れる表示画面が見やすくなり、しかも、タッチパネル入
力装置を傾斜させても、操作面が押圧されたものと誤認
識することがない。
よれば、上方からの光の透過率が上昇し、下方に配置さ
れる表示画面が見やすくなり、しかも、タッチパネル入
力装置を傾斜させても、操作面が押圧されたものと誤認
識することがない。
【００６４】更に、押圧操作の際には、凹凸面３ａによ
って形成される固定導電体層５の凹部へ絶縁性液体１１
を退避させることができるので、絶縁性液体１１を介在
させていない状態のＯＮ荷重と同等若しくはそれ以下と
することができ、単位面積当たりの押圧力が低下する指
などの押圧操作であっても、軽い押圧力で押圧位置を入
力できる。
って形成される固定導電体層５の凹部へ絶縁性液体１１
を退避させることができるので、絶縁性液体１１を介在
させていない状態のＯＮ荷重と同等若しくはそれ以下と
することができ、単位面積当たりの押圧力が低下する指
などの押圧操作であっても、軽い押圧力で押圧位置を入
力できる。
【００６５】更に、微小な高低差の凹凸を、透明板の対
向面に容易に形成することができ、また、多数の透明板
に対する加工を行っても、凹凸面の高低差にばらつきが
なく、安定した品質のタッチパネル入力装置を量産でき
る。
向面に容易に形成することができ、また、多数の透明板
に対する加工を行っても、凹凸面の高低差にばらつきが
なく、安定した品質のタッチパネル入力装置を量産でき
る。
【図１】透明な絶縁性液体１１を封入する本発明に係る
タッチパネル入力装置１の分解斜視図である。
タッチパネル入力装置１の分解斜視図である。
【図２】縦に傾斜させたタッチパネル入力装置１の縦断
面図である。
面図である。
【図３】図２の要部拡大断面図である。
【図４】押圧位置検出回路２０の回路図である。
【図５】従来のタッチパネル入力装置１００を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
【図６】タッチパネル入力装置１００の要部縦断面図で
ある。
ある。
１ タッチパネル入力装置 ２ 可動側透明板 ３ 固定側透明板 ３ａ 凹凸面 ４ 可動導電体層 ５ 固定導電体層 １０ シール部（接着剤層） １１ 透明な絶縁性液体（シリコンオイル） ｄ 間隙
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−286812（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−283220（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−338086（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−221198（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 3/033 360 H01H 13/14 H01H 13/70
Claims (1)
- 【請求項１】 互いの対向面が導電体層（４）（５）で
覆われた可動側透明板（２）及び固定側透明板（３）
と、 ２枚の透明板（２）（３）に、導電体層（４）（５）の
周囲で密着し、導電体層（４）（５）間をわずかな間隙
ｄを隔てて平行に支持するシール部（１０）と、 シール部（１０）により密封された２枚の透明板（２）
（３）間に注入される透明な絶縁性液体（１１）とを備
え、可動側透明板（２）を 押圧して接触する導電体層（４）
（５）間の接触位置から、押圧位置を検出するタッチパ
ネル入力装置において、固定側透明板（３）は、可動側透明板（２）との対向面
を、ケミカル腐蝕法を用いて凹凸面（３ａ）としたソー
ダライムガラスであり、 ソーダライムガラスの凹凸面（３ａ）と、インジウム・
スズ酸化物からなる導電体層（５）の間に、酸化シリカ
のアンダーコートが施されている ことを特徴とするタッ
チパネル入力装置。
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