JP4900206B2

JP4900206B2 - タッチパネル

Info

Publication number: JP4900206B2
Application number: JP2007304066A
Authority: JP
Inventors: 修凡山上; 謙二井上
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-11-26
Also published as: CN101446881A; US8049127B2; CN101446881B; JP2009129225A; US20090134001A1

Description

本発明は、主に各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、液晶表示素子等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を視認しながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の各機能の切換えを行うものが増えており、視認性が良好で、操作の確実なものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図４〜図６を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、各図面は部分的に寸法を拡大して表している。

図４は従来のタッチパネルの断面図、図５は同上基板の平面図、図６は同下基板の平面図であり、同図において、１はフィルム状または薄板状で光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

また、上導電層３の上下端には銀等の一対の上電極５と６が、下導電層４の上導電層３とは直交方向の左右端には、一対の下電極７と８が各々形成されると共に、この上電極５と６や下電極７と８が上導電層３や下導電層４外周を延出し、端部には複数の導出部５Ａや６Ａ、７Ａや８Ａが設けられている。

そして、上基板１下端には、上基板１と下基板２の平行を保つためのダミーパターン９Ａや、複数のダミーパターン９Ｂが、右端にはダミーパターン９Ｃが各々形成されると共に、下基板２上端には同じくダミーパターン９Ｄが、下端には複数のダミーパターン９Ｅが各々設けられている。

さらに、上基板１の上電極５の右内方や上電極５と６の間、導出部５Ａと６Ａの間や、ダミーパターン９Ｃの左内方、上電極６とダミーパターン９Ａの間等には、レーザカット加工等によって上導電層３が取除かれたスリット１０Ａや１０Ｂ、１０Ｃが、下基板２の下電極７と８の上内方と導出部７Ａと８Ａの間、ダミーパターン９Ｄの下内方等には、同じくスリット１０Ｄや１０Ｅが各々形成され、これらのスリットによって各電極やダミーパターン間の短絡を防ぎ、絶縁が保たれるようになっている。

また、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、下基板２上面の外周内縁には略額縁状のスペーサ１１が設けられ、このスペーサ１１の上面に塗布形成された接着層１２によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の空隙を空けて対向している。

さらに、１３はフィルム状の配線基板で、上端が上基板１と下基板２下端の間に挟持されると共に、合成樹脂内に導電粒子を分散した異方導電接着剤（図示せず）等によって、上下面に形成された複数の配線パターン１４と１５の上端が、導出部５Ａと６Ａ、７Ａと８Ａに各々接着接続されて、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、配線基板１３の複数の配線パターン１４と１５の下端が、接続用コネクタや半田付け等によって機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から配線基板１３の複数の配線パターン１４や１５を介して、上電極５と６及び下電極７と８から上導電層３両端及びこれと直交方向の下導電層４両端へ順次電圧が印加され、これらの電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニューが表示された状態で、所望のメニュー上の上基板１上面を押圧操作すると、配線基板１３の複数の配線パターン１４や１５を介して、この操作した箇所を電子回路が検出することによって、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。

なお、このようなタッチパネルにおいては、上電極５や６、下電極７や８に加え、上基板１と下基板２の平行を保つため複数のダミーパターンが形成されているが、これらの間には各電極やダミーパターン間の短絡を防ぎ絶縁を保つために、例えば、上基板１の上電極５上右端とダミーパターン９Ｃ上端の間には隙間部１７Ａが、ダミーパターン９Ｃ下端とダミーパターン９Ａ右端の間には隙間部１７Ｂ等が各々形成されている。

また、同様に、下基板２の下電極７上端とダミーパターン９Ｄ左端の間には隙間部１７Ｃが、ダミーパターン９Ｄ右端と下電極８上端の間には隙間部１７Ｄが各々設けられているため、下基板２上面に略額縁状のスペーサ１１と接着層１２を印刷等によって形成し、上基板１と下基板２外周を貼り合わせた際、これら隙間部のある箇所の上基板１や下基板２端部には、上導電層３と下導電層４間の空隙と外気をつなぐ複数の開口部が形成されてしまう。

このため、上基板１上面を押圧操作した際、これらの隙間部や開口部から空気が出入りすることによって、塵埃や水分等が上導電層３や下導電層４に付着し、電気的接離が不安定なものになってしまう場合や、タッチパネルが使用される外気の気圧によっては、上基板１に膨らみや窪みが生じ、外部光の反射による干渉縞、所謂ニュートンリングが発生して、タッチパネル背面の表示素子の表示が見づらくなる場合がある。

したがって、これらの不具合を防ぎ、確実な電気的接離と良好な視認性を確保するため、製作に手間はかかるが、上基板１と下基板２を貼り合わせた後、これらの隙間部や開口部に接着剤等を塗布して、上導電層３と下導電層４間の空隙を密閉することが、一般に行われているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−５８３１９号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、各電極やダミーパターン間の絶縁を保つための複数の隙間部や開口部を、接着剤等で封止する必要があるため、製作に手間がかかり、高価なものとなってしまうという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で、確実な電気的接離と良好な視認性が得られるタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、上基板下面の上導電層の両端から延出し、一端に導出部が形成された複数の上電極と、下基板上面の下導電層の上導電層とは直交方向の両端から延出し、一端に導出部が形成された複数の下電極の一方を、上基板と下基板の外周内縁に延出させ、導出部を除く全周を囲むように略コの字状に形成してタッチパネルを構成したものであり、全周を囲むように上基板と下基板の外周内縁に延出した上電極と下電極によって、上基板と下基板の平行を保つことができると共に、配線基板が接着接続される導出部以外には隙間部や開口部が形成されないため、簡易な構成で上導電層と下導電層間の空隙を密閉することができ、確実な電気的接離と良好な視認性が可能なタッチパネルを得ることができるという作用を有するものである。

以上のように本発明によれば、簡易な構成で、確実な電気的接離と良好な視認性が可能なタッチパネルを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図、図２は同上基板の平面図、図３は同下基板の平面図であり、同図において、１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルム状またはガラス等の薄板状で光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が、スパッタ法等によって各々形成されている。

そして、２５は上導電層３の上端に銀やカーボン等によって形成された上電極、２６は上導電層３の下端に形成された上電極２５と一対の上電極で、端部には導出部２５Ａと２６Ａが各々設けられると共に、上電極２５は右端が上基板１右端から右下端の外周内縁に延出し、左端が上基板１左端から左下端の外周内縁に延出して、導出部２５Ａや２６Ａを除く全周を囲むように略コの字状に形成されている。

また、２７と２８は下導電層４の上導電層３とは直交方向の左右端に各々形成された一対の下電極で、端部には導出部２７Ａと２８Ａが各々設けられ、下電極２７は略Ｌ字状に形成されると共に、下電極２８は下基板２上端から左端、さらに左下端の外周内縁に延出して、導出部２７Ａや２８Ａを除く全周を囲むように略コの字状に形成されている。

さらに、下基板２の導出部２７Ａと２８Ａ上方の上基板１下端には複数のダミーパターン２９Ａが、上基板１の導出部２５Ａと２６Ａ下方の下基板２には複数のダミーパターン２９Ｂが各々設けられている。

そして、３０Ａと３０Ｂはレーザカット加工等によって上導電層３が取除かれたスリットで、スリット３０Ａが上電極２５左内方から、左下端の上電極２５と上電極２６左端の間、導出部２５Ａと２６Ａの間に延出して、略Ｌ字状に形成されると共に、スリット３０Ｂが上電極２５右内方から、右下端の上電極２５と上電極２６右端の間に延出して、略逆Ｌ字状に形成されている。

また、３０Ｃと３０Ｄも同じく下導電層４が取除かれたスリットで、スリット３０Ｃが下電極２７と下電極２８上内方から、導出部２７Ａと２８Ａの間に延出して、略Ｔ字状に形成されると共に、スリット３０Ｄが下電極２８上端内方から、下電極２７左端及び下端の間に延出して略コの字状に形成され、これらのスリットによって各電極間やダミーパターンとの間の短絡を防ぎ、絶縁が保たれるようになっている。

さらに、下導電層４上面にはエポキシやシリコン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、下基板２上面の外周内縁には略額縁状でポリエステルやエポキシ等のスペーサ１１が設けられ、このスペーサ１１の上面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層１２によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の空隙を空けて対向している。

また、１３はポリイミドやポリエチレンテレフタレート等のフィルム状の配線基板で、上端が上基板１と下基板２下端の間に挟持されると共に、エポキシやアクリル、ポリエステル等の合成樹脂内に、ニッケルや樹脂等に金メッキを施した複数の導電粒子を分散した異方導電接着剤（図示せず）等によって、上下面に形成された銅箔や銀、カーボン等の複数の配線パターン１４と１５の上端が、導出部２５Ａと２６Ａ、２７Ａと２８Ａに各々接着接続されて、タッチパネルが構成されている。

つまり、上基板１外周下面には、導出部２５Ａや２６Ａを除く全周を囲むように略コの字状の上電極２５が形成されると共に、下基板２外周上面には、導出部２７Ａや２８Ａを除く全周を囲むように略コの字状の下電極２８が形成され、接着層１２によって上基板１と下基板２の外周が貼り合わされた状態では、この外周内縁のほぼ全周に延出した上電極２５と下電極２８によって、上基板１と下基板２の平行が保たれると共に、導出部以外には隙間部や開口部が形成されないようになっている。

さらに、上基板１と下基板２下端の、導出部２５Ａや２６Ａ、２７Ａや２８Ａが形成された箇所には、配線基板１３上端が挟持され、異方導電接着剤等によって接着接続されるため、完成したタッチパネルの状態では、上基板１と下基板２の外周全周にわたって封止された状態となり、上導電層３と下導電層４間の空隙が密閉されるように構成されている。

なお、この上基板１と下基板２下端と配線基板１３上端が挟持された箇所に、アクリルやシリコーン等の接着剤を塗布すれば、配線基板１３の保持をより強固に行うことができると共に、上導電層３と下導電層４間の空隙の封止をさらに確実なものとすることができる。

そして、電子回路から配線基板１３の複数の配線パターン１４や１５を介して、上電極２５と２６及び下電極２７と２８から上導電層３両端及びこれと直交方向の下導電層４両端へ順次電圧が印加され、これらの電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

そして、このようなタッチパネルは、上述したように、上基板１下面と下基板２上面の外周内縁に延出し、全周を囲むように形成された略コの字状の上電極２５と下電極２８によって、外周が封止され隙間部や開口部のないように構成されているため、押圧操作した際に、上導電層３と下導電層４間の空隙に外気が入り込むことはなく、上導電層３や下導電層４への塵埃や水分等の付着を防ぎ、安定した電気的接離が行えるようになっている。

また、タッチパネルが使用される外気の気圧等が多少変化した場合にも、上導電層３と下導電層４間の空隙が密閉されているため、空気の出入りによる上基板１の膨らみや窪みが発生することはなく、外部光の反射による干渉縞、所謂ニュートンリングの発生を防ぎ、タッチパネル背面の表示素子の良好な視認性が得られるように構成されている。

さらに、タッチパネル製作時に、上導電層３と下導電層４間の空隙を密閉するために、隙間部や開口部に接着剤を塗布する等の作業は不要となり、製作が容易に行え、安価にタッチパネルを製作することが可能なようになっている。

このように本実施の形態によれば、上基板１下面の上導電層３端部から延出した上電極２５と、下基板２上面の下導電層４の上導電層３とは直交方向の端部から延出した下電極２８を、上基板１と下基板２の外周内縁に延出させ、導出部を除く全周を囲むように略コの字状に形成することによって、上基板１と下基板２の平行を保つことができると共に、隙間部や開口部が形成されないため、簡易な構成で上導電層３と下導電層４間の空隙を密閉することができ、確実な電気的接離と良好な視認性の可能なタッチパネルを得ることができるものである。

なお、以上の説明では、上導電層３上端から延出した上電極２５と、下導電層４右端から延出した下電極２８を、上基板１と下基板２の外周内縁に延出させ、全周を囲むように略コの字状に形成した構成について説明したが、例えば下基板２側の場合、下導電層４左端から延出した下電極２７を下基板２の外周内縁に延出させ、全周を囲むように略コの字状に形成した構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明によるタッチパネルは、簡易な構成で、確実な電気的接離と良好な視認性の可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作用として有用である。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図同上基板の平面図同下基板の平面図従来のタッチパネルの断面図同上基板の平面図同下基板の平面図

符号の説明

１上基板
２下基板
３上導電層
４下導電層
１１スペーサ
１２接着層
１３配線基板
１４、１５配線パターン
２５、２６上電極
２５Ａ、２６Ａ、２７Ａ、２８Ａ導出部
２７、２８下電極
２９Ａ、２９Ｂダミーパターン
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄスリット

Claims

下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された光透過性の下基板と、上記上導電層の両端から延出し一端に導出部が形成された複数の上電極と、上記下導電層の上記上導電層とは直交方向の両端から延出し一端に導出部が形成された複数の下電極と、上記上導電層及び下導電層に所定形状で形成されたスリットからなり、上記複数の上電極と下電極の一方を上記上基板と下基板の外周内縁に延出させ、上記導出部を除く全周を囲むように略コの字状に形成したタッチパネル。