JP4357389B2 - タッチパネル装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、物体の接触による表面弾性波の減衰位置を検知して物体の接触位置を検出するタッチパネル装置に関し、例えばパーソナルコンピュータや携帯情報端末などの入力装置として使用される。

パーソナルコンピュータやモバイルコンピュータまたは携帯情報端末装置（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの入力装置として、表示装置の表示面上に指やペンを接触することにより情報の入力を行うタッチパネル装置がしばしば用いられる。

そのようなタッチパネル装置として、抵抗膜を用いたものと表面弾性波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を利用したものとがある。抵抗膜方式のものは、タッチ領域に複数の層の抵抗膜が形成されるため、これにより光が錯乱して透過率が低い。表面弾性波方式のタッチパネル装置は、表面弾性波を励振しまたは受信するトランスデューサをタッチ領域の左右上下に配置し、タッチ領域に指等が接触したときにその接触位置を表面弾性波の減衰位置に基づいて検出する。表面弾性波方式のものは、抵抗膜のような層がタッチ領域に存在しないので透過率が高く、表示面の視認性が優れ、傷に対して強いという利点がある。

表面弾性波方式のタッチパネル装置として、圧電薄膜を櫛形電極と平板電極とで挟み込むことによって１つの面に１つの電極のみを配置する電極構造のトランスデューサ（ＳＰＴ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を用い、且つ、くの字形の櫛形電極を連続して配置するシェブロン形電極構成としたタッチパネル装置を、本出願人は先に提案した（特許文献１）。

そのタッチパネル装置は、矩形状の透明な基板の上縁部および下縁部に励振用のトランスデューサが、左縁部および右縁部に受信用のトランスデューサが、それぞれ合計４つ配置されて構成される。４つのトランスデューサで囲まれた部分がタッチ領域である。各トランスデューサは、上に述べたＳＰＴ構造であり、シェブロン形電極構成となっている。

それぞれのトランスデューサは、長さ方向の一端部において、配線電極と櫛形電極および平板電極との接続部分が近接して設けられている。この接続部分に対して配線電極から供給される励振電圧が印加され、これによって信号給電が行われ、また接続部分から配線電極に受信信号が取り出され、これによって信号取出しが行われる。各配線電極の他端は基板の一箇所に結線部として引き出されており、結線部に取り付けられるフレキシブルケーブルなどによって信号処理回路に接続される。

上下に配置されたトランスデューサに励振電圧を印加して表面弾性波を発生させ、発生した表面弾性波を基板によって対角線の方向に沿って伝播させ、左右に配置されたトランスデューサで受信する。タッチ領域の１ヵ所に指やペンなどを接触させると、接触した部分の表面弾性波が減衰する。したがって、受信信号のレベルが減衰した位置に基づいて信号処理を行うことにより、その接触位置を検出することができる。
特開２００４−１７１２１３

さて、上に述べたタッチパネル装置において、可能な限りタッチ領域ＴＥを広くし、トランスデューサの領域を小さくすることが望まれる。特に、ＰＤＡなどに使用される小型のタッチパネル装置では、ＰＤＡの小型化のために、タッチパネル装置におけるトランスデューサおよび配線電極の部分からなる額縁の幅をできる限り狭くする必要がある。

上に述べたＳＰＴ構造のトランスデューサでは、圧電薄膜の各表面にはそれぞれ１つの電極のみが配置されるので、１つの面に２つの電極が配置される対向電極構造のものよりも幅を狭くすることができ、それだけ額縁の幅を狭くすることができる。

しかし、トランスデューサに給電するための配線電極がトランスデューサの外周に沿って引き回されており、その配線電極の部分についても幅をできるだけ狭くする必要がある。ところが、配線電極の幅を狭くするためには、それによって抵抗値が高くならないように配線電極の高さを高くして断面積が小さくならないようにする必要がある。配線電極の高さを高くした場合には、それによってタッチパネル装置の厚さが厚くなって好ましくない。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、タッチパネル装置の額縁の幅をできるだけ狭くすることが可能で、しかもタッチパネル装置の厚さが大きくならないようにすることを目的とする。

本発明に係るタッチパネル装置は、透明な基板の中央部にタッチ領域が設けられ、表面弾性波を励振しまたは受信するトランスデューサが前記タッチ領域の周辺部に配置されているタッチパネル装置であって、前記各トランスデューサは、圧電薄膜と、前記圧電薄膜の一方の表面に配置された平板電極と、前記圧電薄膜の他方の表面に配置された複数の櫛電極指および前記複数の櫛電極指のそれぞれの一端側に接続される直線状のバス電極を有する櫛形電極とからなり、いずれかの前記トランスデューサの外側であって当該トランスデューサの前記バス電極と平行状に、いずれかのトランスデューサの前記平板電極および前記バス電極に接続された複数本の配線電極が設けられており、前記各配線電極は、前記基板の表面に微細粒径の銀ペーストの印刷によって形成された電極基部と、前記電極基部の上に大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって形成された電極本体とからなる。

好ましくは、前記複数の櫛電極指および前記バス電極は、ともに、前記圧電薄膜の他方の表面に配置されており、且つ、微細粒径の銀ペーストの印刷によって前記電極基部と同じ工程で形成される。

さらに好ましくは、前記複数の配線電極の相互間に、配線電極の印刷時のにじみ防止のために酸化亜鉛によるガードル壁が形成される。

他の形態では、前記バス電極は、前記基板の表面に微細粒径の銀ペーストの印刷によって形成されたバス電極基部と、前記バス電極基部の上に大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって形成されたバス電極本体とからなる。

その場合に、好ましくは、前記複数の配線電極の相互間、および前記配線電極と前記バス電極との間に、酸化亜鉛によるガードル壁がそれぞれ形成される。

また、好ましくは、前記複数の配線電極および前記バス電極を覆って、前記基板の周囲の全域にわたって吸音防湿層が形成される。

そして、前記平板電極は、前記圧電薄膜と前記基板との間に設けられており、前記平板電極と前記配線電極との接続のための接触部分は、前記平板電極が前記圧電薄膜の下から前記基板上にはみ出した部分のみであり、前記接触部分が前記吸音防湿層によって覆われる。

本発明に係る製造方法によると、前記基板の表面に前記平板電極を形成するステップと、前記平板電極の上に前記圧電薄膜を形成するステップと、微細粒径の銀ペーストの印刷によって、前記複数の櫛電極指および前記バス電極を前記圧電薄膜の表面に形成することと前記平板電極および前記バス電極に接続される配線電極の電極基部を前記基板の表面に形成することとを同時に行うステップと、大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって前記配線電極の電極本体を前記電極基部の上に形成するステップとを有する。

他の製造方法によると、前記基板の表面に前記平板電極を形成するステップと、前記平板電極の上に前記圧電薄膜を形成するステップと、微細粒径の銀ペーストの印刷によって、前記複数の櫛電極指を前記圧電薄膜の表面に形成することと前記バス電極並びに前記平板電極および前記バス電極に接続される配線電極のそれぞれの電極基部を前記基板の表面に形成することとを同時に行うステップと、大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって前記バス電極および配線電極の電極本体を前記各電極基部の上に形成するステップとを有する。

必要に応じて、前記圧電薄膜を形成するステップにおいて、当該圧電薄膜を酸化亜鉛によって形成するとともに、それと同時に、前記基板の表面上であって前記複数の配線電極の相互間に、配線電極の印刷時のにじみ防止のためのガードル壁を酸化亜鉛によって形成する。

本発明によると、タッチパネル装置の額縁の幅をできるだけ狭くすることが可能で、しかもタッチパネル装置の厚さが大きくならないようにすることができる。

請求項３および５の発明によると、配線電極の印刷時のにじみが防止されるので、配線電極の間隔を小さくすることができ、それだけタッチパネル装置の額縁の幅を狭くすることが可能である。

請求項６および７の発明によると、平板電極と配線電極との接触部分への水分の侵入が阻止され、電池効果による腐食の発生が防止される。

〔第１の実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態のタッチパネル装置１の正面図、図２はタッチパネル装置１の一部を拡大して示す図、図３はタッチパネル装置１のトランスデューサ２０および配線電極３０、３１の部分を拡大して示す断面図、図４は接続部分ＳＢの位置を説明する図、図５はトランスデューサ２０の電圧分布の例を示す図、図６は励振信号と受信信号の波形の例を示す図、図７はトランスデューサ２０の製造工程の概略を説明する図、図８は配線電極３０、３１の基部にアンカー３５を設けた例を示す断面図である。

図１において、タッチパネル装置１は、矩形状の透明なガラス基板１１の周辺部に４つのトランスデューサ２０ａ〜ｄが設けられ、さらにその外周に沿って配線電極３０ａ〜ｄ、３１ａ〜ｄが設けられることによって構成されている。タッチパネル装置１の中央部、つまりトランスデューサ２０ａ〜ｄで囲まれた矩形状の部分は、タッチ領域ＴＥとなっている。

上辺部および下辺部に設けられた２つのトランスデューサ２０ａ，ｂは励振用であり、左辺部および右辺部に設けられた２つのトランスデューサ２０ｃ，ｄは受信用である。励振用のトランスデューサ２０ａ，ｂに励振電圧（励振信号、図６参照）を印加して表面弾性波を発生させ、発生した表面弾性波をガラス基板１１によって対角線の方向に沿って伝播させ、受信用のトランスデューサ２０ｃ，ｄで受信する。

具体的には、上辺部のトランスデューサ２０ａからの表面弾性波は右下斜め方向（チャンネル１）および左下斜め方向（チャンネル２）に伝播されて右辺部および左辺部のトランスデューサ２０ｃ，ｄでそれぞれ受信され、下辺部のトランスデューサ２０ｂからの表面弾性波は右上斜め方向（チャンネル３）および左上斜め方向（チャンネル４）に伝播されて右辺部および左辺部のトランスデューサ２０ｃ，ｄでそれぞれ受信される。なお、励振用の２つのトランスデューサ２０ａ，ｂへの励振電圧の印加は、互いに時間をずらせて行われる。

表面弾性波の伝播に要する時間はその距離に比例するので、表面弾性波が受信用のトランスデューサ２０ｃ，ｄに到達するのに、送信用のトランスデューサ２０ａ，ｂからそれぞれ遠い方の端部にいく程遅延する。したがって、受信用の各トランスデューサ２０ｃ，ｄでの受信信号は、表面弾性波が最初に到達したときから最後に到達するまでの間において若干減衰しながら持続する台形状の信号となる（図６参照）。タッチ領域ＴＥの１ヵ所に指やペンなどを接触させると、接触した部分の表面弾性波が減衰する。受信信号のレベルが減衰した位置に基づいて、接触位置を検出する。

トランスデューサ２０ａ〜ｄは、いずれも同じ構造である。したがって、トランスデューサの構造については、１つのトランスデューサ２０ａについてのみ説明する。本明細書および図面において、全てのトランスデューサ２０ａ〜ｄまたはその一部を「トランスデューサ２０」と記載することがある。

なお、図１においては、タッチ領域ＴＥに対してトランスデューサ２０および配線電極が拡大されて描かれている。実際の寸法は、例えば、ガラス基板１１の一辺の長さが数ｃｍ〜数十ｃｍ、厚さが１０分の数ｍｍ〜数ｍｍ、各トランスデューサ２０の幅が数ｍｍ程度である。つまり、ガラス基板１１の表面は、その周縁の僅かな部分を除いてほとんどがタッチ領域ＴＥである。また、図３においては、横方向よりも縦方向が大きく拡大されている。

図２および図３によく示されるように、トランスデューサ２０ａは、圧電薄膜２１を平板電極２２と櫛形電極２３で挟み込んだ構造（ＳＰＴ構造）となっている。櫛形電極２３は、平面視がくの字状の複数の櫛電極指２４，２４，２４…と、複数の櫛電極指２４のそれぞれの一端側に接続される直線状のバス電極２５とからなる。なお、平板電極２２は、櫛形電極２３の櫛電極指２４と圧電薄膜２１を介して対向する。

圧電薄膜２１は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなり、厚さが例えば２μｍ程度、幅が例えば２ｍｍ強程度である。平板電極２２は、例えばアルミニウムからなり、厚さが例えば０．４μｍ程度、幅が例えば２ｍｍ程度である。櫛形電極２３は、例えばナノ銀ペースト（微細粒径の銀ペースト）を印刷して焼成することにより形成される。櫛電極指２４は、厚さが例えば１〜１．５μｍ、幅が例えば６０μｍ程度、間隔が例えば９０μｍ程度、したがってピッチが例えば１５０μｍ程度である。バス電極２５は、厚さが例えば２．５μｍ程度、幅が例えば１５０μｍ程度である。

なお、圧電薄膜２１、平板電極２２、および櫛形電極２３の寸法は、上に述べた以外の値としてもよい。例えば、圧電薄膜２１の幅は例えば１〜３ｍｍ程度の範囲から、平板電極２２の厚さは例えば０．３〜０．４μｍ程度の範囲から、幅は例えば１〜２ｍｍ程度の範囲から、櫛電極指２４の厚さは例えば１〜２μｍ程度の範囲から、幅は例えば５０〜７５μｍ程度の範囲から、間隔は例えば７５〜１００μｍ程度の範囲から、バス電極２５の厚さは例えば２〜３μｍ程度の範囲から、幅は例えば１００〜２５０μｍ程度の範囲から、それぞれ選択してもよい。

各トランスデューサ２０ａ〜ｄの櫛形電極２３および平板電極２２は、それぞれ、接続部分ＳＢにおいて配線電極３０ａ〜ｄ、３１ａ〜ｄと接続されている。各配線電極３０ａ〜ｄ、３１ａ〜ｄは、トランスデューサ２０の外側の周囲に沿ってガラス基板１１上を引き回され、ガラス基板１１の図１における右下方の一箇所に結線部ＫＳとして引き出されている。結線部ＫＳには、図示しないフレキシブルケーブルなどが取り付けられ、信号処理回路と接続される。なお、配線電極３０ａ〜ｄまたは３１ａ〜ｄの全てまたはその一部をそれぞれ「配線電極３０」「配線電極３１」と記載することがある。

図３において、配線電極３０、３１は、それぞれ、ガラス基板１１の表面にナノ銀ペーストの印刷によって形成された電極基部３０１、３１１と、電極基部３１１の上にハイブリッドナノ銀ペースト（大粒微細粒径混合の銀ペースト）の印刷によって形成された電極本体３０２、３１２とからなる。バス電極２５および平板電極２２は、それぞれの接続部分ＳＢから電極基部３０１、３１１に繋がっている。

電極基部３０１、３１１は、厚さが例えば２〜３μｍ程度、幅が例えば２００μｍ程度である。電極本体３０２、３１２は、厚さが例えば２０μｍ程度、幅が例えば２００μｍ程度である。配線電極３０と配線電極３１との間隔は２００μｍ程度、配線電極３０とバス電極２５（圧電薄膜２１）との間隔は１５０μｍ程度である。

なお、電極基部３０１、３１１の寸法や間隔は上に述べた以外の値としてもよい。例えば、電極基部３０１、３１１および電極本体３０２、３１２の幅は１００〜２５０μｍ程度の範囲から、配線電極３０と配線電極３１との間隔は数十〜２５０μｍ程度の範囲から、配線電極３０とバス電極２５（圧電薄膜２１）との間隔は数十〜１５０μｍ程度の範囲から、それぞれ選択してもよい。

ところで、ナノ銀ペーストには、直径が数ｎｍ程度の微細粒径の銀粒子が用いられている。ハイブリッドナノ銀ペーストには、直径が数ｎｍ程度の微細粒径の銀粒子と直径が１〜２μｍ程度の大粒粒径の銀粒子とが混合されている。抵抗率を下げるためにバインダ成分を排除しておいてもよい。ナノ銀ペーストを用いた場合には、従来用いられている普通の銀ペースト（直径が１〜２μｍ程度の大粒粒径の銀粒子が用いられている）を用いた場合と比べて、抵抗率を１０分の１程度に低減することができ、且つ、膜厚が１μｍ程度の薄いものでも形成することができる。ハイブリッドナノ銀ペーストを用いた場合には、従来の普通の銀ペーストを用いた場合と比べて、抵抗率を同じく１０分の１程度に低減することができる。これら、ナノ銀ペーストおよびハイブリッドナノ銀ペーストのいずれも、多重印刷が可能であるから、厚膜化することが可能である。その場合に、ハイブリッドナノ銀ペーストであれば、少ない印刷回数で容易に厚膜化することが可能である。例えば、上に述べた２０μｍ程度の厚さであればハイブリッドナノ銀ペーストを１回印刷することによって形成することが可能である。なお、ナノ銀ペーストおよびハイブリッドナノ銀ペーストは、いずれも市販されておりそれ自体は公知である。

厚膜の電極本体３０２、３１２が存在することによって、配線電極３０、３１の全体の抵抗値が小さくなる。電極基部３０１、３１１が存在することによって、印刷時にガラス基板１１ににじんで拡がってしまうことがなく、電極本体３０２、３１２との電気的および機械的な結合も良好である。これらの結果、少ない断面積で充分に低い抵抗値の配線電極３０、３１を形成することができる。

したがって、配線電極３０、３１の領域の幅を狭くし且つ厚さを薄くすることができる。その結果、タッチパネル装置１の額縁の幅を狭くすることができ、しかも、タッチパネル装置１の厚さは大きくならない。

因みに、配線電極３０、３１の全体に従来の普通の銀ペーストを用いた場合には、抵抗率が高いため厚さを１０倍の２００μｍ程度にしなければならず、そのためトランスデューサ２０の厚さが厚くなってしまい、印刷回数も多くなる。しかも、印刷時にガラス基板１１ににじんで拡がってしまう傾向があるので、配線電極３０、３１の間隔および配線電極３０とバス電極２５との間隔を広くあけておく必要があり、額縁の幅寸法が大きくなってしまう。さらに、ＳＰＴ構造のトランスデューサ２０では、励振される表面弾性波の効率は圧電薄膜２１の上に載った櫛形電極２３の膜厚が表面弾性波の波長（ピッチ）λの１００分の１を越えると急激に低下するため、従来の普通の銀ペーストを用いた場合には膜厚が厚くなって効率を上げることが困難である。

なお、櫛形電極２３は、基本的には、櫛電極指２４の幅および長さ、並びに圧電薄膜２１の厚さによって静電容量が決まるため、櫛電極指２４の幅を精度よく作ることが重要である。一方において、表面弾性波の励振のための櫛電極指２４のファインパターンには薄膜化が必要である。櫛電極指２４とバス電極２５とを同時形成することも可能であるが、櫛電極指２４とバス電極２５とのパターン幅が数倍程度異なるため、最適な印刷条件が異なる場合がある。これを回避するため、櫛電極指２４とバス電極２５とを分離したパターンを用いて歩留まりよく形成することもできる。

さて、本実施形態において、配線電極３０、３１と櫛形電極２３および平板電極２２との接続部分ＳＢは、次に説明する位置に設けられている。すなわち、図４によく示されるように、トランスデューサ２０をバス電極２５の長さ方向Ｍ１において２等分した場合の２つの領域ＥＡ，ＥＢのうちの一方の領域ＥＡに、バス電極２５と配線電極３０との接続部分ＳＢが設けられ、他方の領域ＥＢに、平板電極２２と配線電極３１との接続部分ＳＢが設けられている。

しかも、本実施形態においては、これら２つの接続部分ＳＢが、トランスデューサ２０の長さ、つまり２つの領域ＥＡ，ＥＢを合わせた領域の長さをほぼ３等分する位置にある。

励振用のトランスデューサ２０は、このような２つの接続部分ＳＢから励振電圧の給電を受ける。つまり、接続部分ＳＢは給電点である。トランスデューサ２０に給電した場合の電圧分布は次のとおりである。

図５において、トランスデューサ２０の励振領域の長さを約１２０ｍｍとして横軸にとり、上に述べた２つの接続部分ＳＢ（給電点１，２）から給電を行ったときの電圧強度を縦軸にとったときの電圧分布が曲線ＪＲ１で示されている。これによると、給電点１，２において電圧強度が最も低く、給電点１，２から離れるにしたがって高くなっている。しかし、全体的に大きなばらつきはなく、励振領域の全体にわたってほぼ一様な電圧分布となっている。

なお、図５には、給電を従来のように一方の端部（励振端１）から行った場合の電圧分布の例が曲線ＪＲｊで示されている。曲線ＪＲ１と曲線ＪＲｊとを比較すると、曲線ＪＲ１の方が曲線ＪＲｊよりも電圧強度のばらつき（振幅の変化）が小さく、電圧分布が一様になっていることが分かる。

次に、トランスデューサ２０の製造工程の概略について図７を参照して説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、ガラス基板１１を準備し、表面を洗浄する。次に、ガラス基板１１の一方の表面に、スパッタや蒸着などによってアルミニウムの薄膜２２ｘを成膜し、薄膜２２ｘの上にレジスト６１を形成する〔図７（ｂ）〕。薄膜２２ｘをエッチングすることによって平板電極２２を形成する〔図７（ｃ）〕。レジスト６１を取り除き、酸化亜鉛の薄膜２１ｘを成膜し、薄膜２１ｘの上にレジスト６２を形成する〔図７（ｄ）〕。薄膜２１ｘをエッチングすることによって圧電薄膜２１を形成する〔図７（ｅ）〕。レジスト６２を取り除き、櫛形電極２３および配線電極３０、３１を印刷し焼成することにより形成する〔図７（ｆ）〕。

さらに、図３に２点鎖線で示すように、配線電極３０、３１、接続部分ＳＢ、およびバス電極２５を覆うように、ガラス基板１１の周囲の全域にわたって吸音防湿層４１を形成する。吸音防湿層４１は、櫛電極指２４による励振領域にはかからないようにする。吸音防湿層４１は、ＳｉＯ2 などを厚く蒸着した防湿層に吸音性の高い樹脂を重ねて形成することにより、また、吸音材を兼ねた防湿樹脂からなる有機絶縁膜を塗布することによって実現可能である。例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などのように透水性が低く絶縁性の高い材料を用いればよい。感光性または紫外線硬化性の樹脂を用いた場合には、所望の領域のみを成膜することが容易である。

吸音防湿層４１の厚さは、表面弾性波の波長の４分の１程度以上とする必要がある。吸音防湿層４１が薄い場合には、表面弾性波がガラス基板１１の端面で反射し、これによってＳＮ比が低下してしまうおそれがあるからである。例えば、波長λが１５０μｍの場合には、吸音防湿層４１の厚さを、例えば４０μｍ程度とする。そして、吸音防湿層４１を、励振を妨げない領域からガラス基板１１の端面までの領域を一括してカバーして印刷成形することにより、電極部分に水分が浸入することを防止できる。

また、トランスデューサ２０の部分には指などが直接に接触しないように構成することが望ましい。しかし、タッチパネル装置の性質上、画面洗浄剤や汗などのように酸やアルカリ成分を含んだ水分が浸入することが考えられる。その場合を考慮して、櫛形電極２３および圧電薄膜２１の表面および端面に保護膜を設ける。例えば、薄膜で耐薬品性のある材料、例えばサイトップ等のフッ素樹脂や、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂などの芳香族の構造をもつ材料によって有機薄膜を形成しておく。特に、ＢＣＢ樹脂は、感光性を持つものがあり、所望の領域のみに薄膜を形成しパターニングすることが容易である。

このように、配線電極３０、３１およびバス電極２５の領域を覆うように吸音防湿層４１を形成した後、櫛電極指２４および圧電薄膜２１を含めた領域に保護膜を形成する。そして、さらに、ガラス基板１１のタッチ領域ＴＥの表面に撥水撥油コートを施す。これによって、タッチパネル装置１の信頼性が向上する。

上に述べた実施形態において、配線電極３０および３１の間隔、並びに配線電極３１とバス電極２５との間隔を狭くするためには、それらの間を分離するために絶縁性を有するガードル（壁）を設ければよい。そのようなガードルは、例えば酸化亜鉛で構成し、圧電薄膜２１を形成するときにバターニングを行って同時にガードルを形成するようにすればよい。

また、配線電極３０、３１のガラス基板１１との機械的な接合をより強固にするために、図８に示すように、ガラス基板１１の表面に密着性の良好な材料による複数のアンカー３５，３５，３５…を形成しておけばよい。そのようなアンカー３５によって多数条の溝が形成されるので、電極基部３０１、３１１がその溝に入り込み、ガラス基板１１との機械的な結合力が増大する。この場合に、アンカー３５は、配線電極３０および３１の間を分離するガードルの機能をも果たす。そのようなアンカー３５は、例えば酸化亜鉛で構成し、圧電薄膜２１を形成するときにバターニングを行って圧電薄膜２１と同時にアンカー３５を形成するようにすればよい。

このように、ガードルまたはアンカー３５を設けることによって、配線電極３０、３１、およびバス電極２５の間隔を狭くすることができ、タッチパネル装置１の額縁の幅をより狭くすることが可能となる。
〔第２の実施形態〕
ここでは、第１の実施形態と相違する部分のみについて説明する。

図９は本発明の第２の実施形態のタッチパネル装置１Ｂのトランスデューサ２０Ｂおよび配線電極３０Ｂ、３１Ｂの部分を拡大して示す断面図、図１０は図９に対応する平面図である。

図９および図１０において、バス電極２５Ｂは、圧電薄膜２１Ｂの表面上にではなく、ガラス基板１１の表面上に形成されている。すなわち、バス電極２５Ｂは、ガラス基板１１の表面にナノ銀ペーストの印刷によって形成された電極基部２５１と、電極基部２５１の上にハイブリッドナノ銀ペーストの印刷によって形成された電極本体２５２とからなる。電極基部２５１は、厚さが例えば２〜３μｍ程度、幅が例えば１００〜１５０μｍ程度、電極本体２５２は、厚さが例えば２０μｍ程度、幅が例えば１００〜１５０μｍ程度である。これによって、バス電極２５Ｂの抵抗値を十分に低くすることができ、しかも厚さを十分に小さくできる。

配線電極３０Ｂ、３１Ｂの構成および寸法は、第１実施形態の配線電極３０、３１とほぼ同じである。配線電極３０Ｂと配線電極３１Ｂとの間隔は３０〜２００μｍ程度、配線電極３１Ｂとバス電極２５Ｂとの間隔は３０〜１５０μｍ程度である。配線電極３０Ｂと３１Ｂとの間、および配線電極３１Ｂとバス電極２５Ｂとの間に、ガードル３６，３６が設けられている。ガードル３６は、酸化亜鉛によって、圧電薄膜２１Ｂの形成と同時に形成される。なお、櫛電極指２４Ｂは、ナノ銀ペーストの印刷によって、圧電薄膜２１Ｂの表面からバス電極２５Ｂまで延びて形成される。吸音防湿層４１Ｂは、配線電極３０Ｂ、３１Ｂ、およびバス電極２５Ｂを覆って、ガラス基板１１の周囲の全域にわたって形成される。

ガードル３６によって、配線電極３０Ｂ、３１Ｂ、およびバス電極２５Ｂの印刷時のにじみが防止され、これらの間隔を狭めることができる。ガードル３６に代えて、図８に示すようなアンカー３５を設けてもよい。また、ガードル３６を省略してもよい。

第２実施形態のタッチパネル装置１Ｂにおいても、額縁の幅を狭くすることができる。
〔第３の実施形態〕
ここでは、第１の実施形態と相違する部分のみについて説明する。

図１１は本発明の第３の実施形態のタッチパネル装置１Ｃのトランスデューサ２０Ｃおよび配線電極３０Ｃ、３１Ｃの部分を拡大して示す断面図である。図１１では、平板電極２２Ｃと配線電極３１Ｃとの接続部分ＳＢを含んで断面した状態が示されている。

図１１において、ガラス基板１１の表面に、平板電極２２Ｃ、圧電薄膜２１Ｃ、および櫛形電極２３Ｃが形成されている。平板電極２２Ｃは、厚さが例えば０．３μｍ程度のアルミニウムの薄膜であり、圧電薄膜２１Ｃの下から若干はみ出して設けられる。圧電薄膜２１Ｃは、厚さが例えば２μｍ程度の酸化亜鉛の薄膜である。櫛電極指２４Ｃは、厚さが例えば１〜１．５μｍ程度のナノ銀ペーストによる薄膜である。

平板電極２２Ｃは、接続部分ＳＢにおいて、配線電極３１Ｃと接続されている。ここでの接続部分ＳＢは、平板電極２２Ｃが圧電薄膜２１Ｃの下からはみ出した部分のみである。アルミニウムの平板電極２２Ｃと銀の配線電極３１Ｃとが接触する部分は、その間隙に水分が侵入すると電池効果による電位差が発生し、これによる電流によって腐食の原因となる。そのため、接触部分に水分が侵入しないように、水分を遮断する部材からなる吸音防湿層４１Ｃをその上部に形成する。つまり、吸音防湿層４１Ｃは、平板電極２２Ｃと配線電極３１Ｃとが接触する部分を覆っている。これによって、平板電極２２Ｃと銀の配線電極３１Ｃとの接触部分への水分の侵入が阻止され、電池効果による腐食の発生が防止される。吸音防湿層４１Ｃの材料および形成方法は、上に述べた吸音防湿層４１と同じである。

配線電極３１Ｃは、ガラス基板１１上を引き回され、その先端部である結線部ＫＳにおいて、金の微粒子を含有した接着剤（ＡＣＦ）５０によって、銅合金の電極５１を有するフレキシブルケーブル（フレキシブルパッド）５２が接続されている。

このように、第３の実施形態では、平板電極２２Ｃは圧電薄膜２１Ｃの下から若干はみ出した部分までであり、その部分において、配線電極３１Ｃと接続される。したがって、腐食の発生可能な部分が限られ、防湿または防水を要する部分はごく狭い領域となり、吸音防湿層４１Ｃによってほぼ完全な防湿効果が得られる。

因みに、下地電極である平板電極２２Ｃをそのまま結線部ＫＳまで伸ばし、その上部に配線電極３１Ｃを形成することも考えられるが、その場合にはアルミニウムと銀とが接触する部分が長くなり、吸音防湿層による防湿効果は低下するため長期にわたって腐食を防止することは困難である。

なお、図においては、配線電極３１Ｃの長さ方向においてその中間部分が省略されて描かれている。また、図には示されていないが、バス電極と配線電極との接続部分ＳＢ、およびその配線電極の先端部の結線部ＫＳについても、上に述べた配線電極３１Ｃの場合と同様な構成であり、同様な効果が得られる。

また、圧電薄膜２１Ｃ、櫛電極指２４Ｃ、および吸音防湿層４１Ｃの表面および端面の全域にわたって、保護膜４２が設けられる。保護膜４２は、上に述べたように、ＢＣＢ樹脂などによって形成される。保護膜４２は、厚さが例えば１μｍ程度である。タッチ領域ＴＥには、その表面に撥水撥油コートが施されている。これらによって、信頼性の高いタッチパネル装置１Ｃが得られる。

上に述べた各実施形態において、各トランスデューサ２０ａ〜ｄにおける接続部分ＳＢから結線部ＫＳまでの電気的な長さについては特に考慮が払われていないが、それらが互いに等しくなるよう、配線電極３０ａ〜ｄ、３１ａ〜ｄおよび結線部ＫＳを配置してもよい。

上に述べた各実施形態において、トランスデューサ２０、配線電極３０、３１、およびタッチパネル装置１，１Ｂ，１Ｃの全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質、形成方法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、または携帯情報端末装置などの入力装置として利用される。

本発明の第１の実施形態のタッチパネル装置の正面図である。 タッチパネル装置の一部を拡大して示す図である。 トランスデューサの部分を拡大して示す断面図である。 接続部分の位置を説明する図である。 トランスデューサの電圧分布の例を示す図である。 励振信号と受信信号の波形の例を示す図である。 トランスデューサの製造工程の概略を説明する図である。 配線電極の基部にアンカーを設けた例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態のタッチパネル装置のトランスデューサの部分を拡大して示す断面図である。 図９に対応する平面図である。 本発明の第３の実施形態のタッチパネル装置のトランスデューサの部分を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１，１Ｂ，１Ｃ タッチパネル装置
１１ ガラス基板（基板）
２０ トランスデューサ
２１，２１Ｂ，２１Ｃ 圧電薄膜（圧電体）
２２，２２Ｂ，２２Ｃ 平板電極（電極）
２３，２３Ｂ，２３Ｃ 櫛形電極（電極）
２４，２４Ｂ，２４Ｃ 櫛電極指
２５，２５Ｂ，２５Ｃ バス電極
２５１ 電極基部（バス電極基部）
２５２ 電極基部（バス電極本体）
３０，３０Ｂ，３０Ｃ 配線電極
３１，３１Ｂ，３１Ｃ 配線電極
３０１，３１１ 電極基部
３０２，３１２ 電極本体
３６ ガードル（ガードル壁）
ＴＥ タッチ領域
ＳＢ 接続部分
ＥＡ，ＥＢ 領域

Claims (10)

1. 透明な基板の中央部にタッチ領域が設けられ、表面弾性波を励振しまたは受信するトランスデューサが前記タッチ領域の周辺部に配置されているタッチパネル装置であって、
   前記各トランスデューサは、圧電薄膜と、前記圧電薄膜の一方の表面に配置された平板電極と、前記圧電薄膜の他方の表面に配置された複数の櫛電極指および前記複数の櫛電極指のそれぞれの一端側に接続される直線状のバス電極を有する櫛形電極とからなり、
   いずれかの前記トランスデューサの外側であって当該トランスデューサの前記バス電極と平行状に、いずれかのトランスデューサの前記平板電極および前記バス電極に接続された複数本の配線電極が設けられており、
   前記各配線電極は、前記基板の表面に微細粒径の銀ペーストの印刷によって形成された電極基部と、前記電極基部の上に大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって形成された電極本体とからなる、
   ことを特徴とするタッチパネル装置。
2. 前記複数の櫛電極指および前記バス電極は、ともに、前記圧電薄膜の他方の表面に配置されており、且つ、微細粒径の銀ペーストの印刷によって前記電極基部と同じ工程で形成されている、
   請求項１記載のタッチパネル装置。
3. 前記複数の配線電極の相互間に、配線電極の印刷時のにじみ防止のために酸化亜鉛によるガードル壁が形成されている、
   請求項１または２記載のタッチパネル装置。
4. 前記バス電極は、前記基板の表面に微細粒径の銀ペーストの印刷によって形成されたバス電極基部と、前記バス電極基部の上に大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって形成されたバス電極本体とからなる、
   請求項１記載のタッチパネル装置。
5. 前記複数の配線電極の相互間、および前記配線電極と前記バス電極との間に、酸化亜鉛によるガードル壁がそれぞれ形成されている、
   請求項４記載のタッチパネル装置。
6. 前記複数の配線電極および前記バス電極を覆って、前記基板の周囲の全域にわたって吸音防湿層が形成されている、
   請求項４または５記載のタッチパネル装置。
7. 前記平板電極は、前記圧電薄膜と前記基板との間に設けられており、前記平板電極と前記配線電極との接続のための接触部分は、前記平板電極が前記圧電薄膜の下から前記基板上にはみ出した部分のみであり、前記接触部分が前記吸音防湿層によって覆われている、
   請求項６記載のタッチパネル装置。
8. 透明な基板の中央部にタッチ領域が設けられ、前記タッチ領域の周辺部に、圧電薄膜、前記圧電薄膜の一方の表面に配置される平板電極、並びに、前記圧電薄膜の他方の表面に配置される複数の櫛電極指および前記複数の櫛電極指のそれぞれの一端側に接続される直線状のバス電極を有する櫛形電極からなるトランスデューサが配置されてなるタッチパネル装置の製造方法であって、
   前記基板の表面に前記平板電極を形成するステップと、
   前記平板電極の上に前記圧電薄膜を形成するステップと、
   微細粒径の銀ペーストの印刷によって、前記複数の櫛電極指および前記バス電極を前記圧電薄膜の表面に形成することと前記平板電極および前記バス電極に接続される配線電極の電極基部を前記基板の表面に形成することとを同時に行うステップと、
   大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって前記配線電極の電極本体を前記電極基部の上に形成するステップと、
   を有することを特徴とするタッチパネル装置の製造方法。
9. 透明な基板の中央部にタッチ領域が設けられ、前記タッチ領域の周辺部に、圧電薄膜、前記圧電薄膜の一方の表面に配置される平板電極、並びに、前記圧電薄膜の他方の表面に配置される複数の櫛電極指および前記複数の櫛電極指のそれぞれの一端側に接続される直線状のバス電極を有する櫛形電極からなるトランスデューサが配置されてなるタッチパネル装置の製造方法であって、
   前記基板の表面に前記平板電極を形成するステップと、
   前記平板電極の上に前記圧電薄膜を形成するステップと、
   微細粒径の銀ペーストの印刷によって、前記複数の櫛電極指を前記圧電薄膜の表面に形成することと前記バス電極並びに前記平板電極および前記バス電極に接続される配線電極のそれぞれの電極基部を前記基板の表面に形成することとを同時に行うステップと、
   大粒微細粒径混合の銀ペーストの印刷によって前記バス電極および配線電極の電極本体を前記各電極基部の上に形成するステップと、
   を有することを特徴とするタッチパネル装置の製造方法。
10. 前記圧電薄膜を形成するステップにおいて、当該圧電薄膜を酸化亜鉛によって形成するとともに、それと同時に、前記基板の表面上であって前記複数の配線電極の相互間に、配線電極の印刷時のにじみ防止のためのガードル壁を酸化亜鉛によって形成する、
    請求項８または９記載のタッチパネル装置の製造方法。
    

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