特許 6593598 抵抗膜式タッチパネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6593598

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】抵抗膜式タッチパネル

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20191010BHJP

   G06F 3/045 20060101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 450

   G06F3/045 C

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-74824(P2016-74824)

(22)【出願日】2016年4月4日

(65)【公開番号】特開2017-187875(P2017-187875A)

(43)【公開日】2017年10月12日

【審査請求日】2018年12月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102500

【氏名又は名称】ＳＭＫ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】前原 利行

【審査官】 佐伯 憲太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２８２４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１９９３６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−０８２７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００７４６７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０２７７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１７１６４５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面上に、第１透明導電層が形成された第１透明電極基材と、
一方の面上に、第２透明導電層が形成された第２透明電極基材と、
を有し、枠状貼合層によって、前記第１透明導電層と前記第２透明導電層とを対向させて、前記第１透明電極基材と前記第２透明電極基材とを貼り合わせてなる抵抗膜式タッチパネルであって、
前記第１透明電極基材は、
前記第１透明導電層の上に枠状に形成された遮光性導電層と、
前記遮光性導電層の上に、前記遮光性導電層の一辺に平行な方向に沿って配置された一対の第１電極と、
前記遮光性導電層の上に、前記第１電極の少なくとも一部を露出させて、枠状に形成された絶縁層と、
を有し、
第２透明電極基材は、
前記第１電極における前記絶縁層から露出している部分と対向するように配置された一対の第２電極と、
電気信号を入出力するための接続端子と、
前記接続端子と、前記第２電極との間を接続するための配線パターンと、
を有し、
前記第１電極における前記絶縁層から露出している部分と、前記第２電極とが接触して導通していることを特徴とする抵抗膜式タッチパネル。

【請求項2】

前記絶縁層は、前記遮光性導電層を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗膜式タッチパネル。

【請求項3】

前記絶縁層は、透明であって、前記遮光性導電層の内側に延在して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の抵抗膜式タッチパネル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抵抗膜式タッチパネルに関するものであり、さらに詳しくは、操作面側から見た際の装飾性を与えるための意匠印刷を有するものに関する。

【背景技術】

【0002】

タッチパネルを用いた電子機器において、タッチパネルの操作面側から見た外観の意匠性を高めることへの要求が高まっている。その一方で、従来からコストダウンへの要求も高い。このような二つの要求を満たす手段として、透明なタッチパネルの上側透明電極基板に意匠性印刷を施す構成が提案されている。

【0003】

例えば、引用文献１には、抵抗膜式タッチパネル１００において、上部透明電極基板２００の面上に、導電性インクによる印刷電極部２３０ａ，２３０ｂと、擬似電極部２４０とを含む意匠性印刷部２１０を形成することで、それまでの意匠印刷等が形成されたカバーフィルムを廃しながら、カバーフィルムを積層させて構成した場合と同等な意匠性を持たせる例が開示されている（本願の図６を参照）。

【0004】

引用文献１に係る発明によれば、同文献において主張されている効果、すなわち、それまでのカバーフィルムを廃することで、部品点数を削減しつつ意匠性を確保することができるという効果を奏すると思料される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２２１００６（段落００２５，図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

引用文献１の構成は、導電性インクによる印刷電極部２３０ａ，２３０ｂと、この印刷電極部２３０ａ，２３０ｂと組み合わせて形成された意匠性印刷部２１０とを要件とするものであって、上部透明電極基板２００の操作面側から見た際に、印刷電極部２３０ａ，２３０ｂが視認されることを前提としている。この点に関連して、引用文献１には、意匠性を確保するために、印刷電極部２３０ａ，２３０ｂの色調と合わせた擬似電極部２４０を配設することが開示されている。

【0007】

しかしながら、このような構成において、擬似電極２４０の色調を、銀やカーボンを含む導電性インクの色調に対して判別できない程度に合致させることは、実際には極めて難しい。理由は、合致する色調を出すためのインクの溶剤や顔料の調合比率を決定することの困難性、および、決定した調合比率に基づいてインクを調合する際の精度管理の困難性にある。印刷電極部２３０ａ，２３０ｂの色調と擬似電極２４０の色調が僅かにでも相違すると、意匠性が大きく損なわれることになる。

【0008】

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであって、意匠印刷の色調の統一性に優れた意匠性の高い抵抗膜式タッチパネルを提供することを目的とする。また、もう一つの観点として、比較的強い力で押圧操作された場合や、意匠性印刷部の範囲を押圧された場合であっても誤動作の生じない抵抗膜式タッチパネルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述の課題を解決するために、本発明による抵抗膜式タッチパネルは、一方の面上に第１透明導電層が形成された第１透明電極基材と、一方の面上に第２透明導電層が形成された第２透明電極基材とを有し、枠状貼合層によって前記第１透明導電層と前記第２透明導電層とを対向させて、前記第１透明電極基材と前記第２透明電極基材とを貼り合わせてなる抵抗膜式タッチパネルであって、前記第１透明電極基材は、前記第１透明導電層の上に、枠状に形成された遮光性導電層と、前記遮光性導電層の上に、前記遮光性導電層の一辺に平行な方向に沿って配置された一対の第１電極と、前記遮光性導電層の上に、前記第１電極の少なくとも一部を露出させて、枠状に形成された絶縁層とを有し、第２透明電極基材は、前記第１電極における前記絶縁層から露出している部分と対向するように配置された一対の第２電極と、電気信号を入出力するための接続端子と、前記接続端子と、前記第２電極との間を接続するための配線パターンとを有し、前記第１電極における前記絶縁層から露出している部分と、前記第２電極とが接触して導通していることを特徴とする。

【0010】

第１透明電極基材において、第１透明導電層の上に、枠状に遮光性導電層を形成したので、操作面側から見た場合、枠状の遮光性導電層のみが視認される。また、遮光性導電層の枠内は透明であり、この枠内の部分を介して、抵抗膜式タッチパネル１と積層されて配設される表示装置による表示を視認することができる。枠状の遮光性導電層は、全体にわたって単一の導電性インクなどによって形成される層なので、色調の相違等が発生しない。したがって、タッチパネルの操作面側から見た外観において、高い意匠性を得ることができる。

【0011】

また、本発明による抵抗膜式タッチパネルにおいて、前記絶縁層は、前記遮光性導電層を覆うように形成されてよい。

【0012】

抵抗膜式タッチパネルは、押圧操作されたことに伴って操作面側に位置する電極基材が撓み、押圧操作された部分において、第１透明導電層と第２透明導電層とが接触することに基づいて押圧操作位置を特定するものである。本願発明に係る抵抗膜式タッチパネル１が比較的強い力で押圧操作されて、第１透明電極基材が大きく撓んだ場合において、第１透明導電層と導通している遮光性導電層と第２透明導電層とが接触することが想定される。この場合、実際には押圧操作していない部分で遮光性導電層（第１透明導電層）と第２透明導電層とが接触することで、本来の押圧操作位置が特定できない事態が生じ得る。絶縁層で遮光性導電層を覆うことで、遮光性導電層（第１透明導電層）と第２透明導電層との接触を防ぐことができるので、このような事態を回避することができる。また、遮光性導電層の範囲における透明部の周縁部分が不意に押圧された場合に、遮光性導電層と第２透明導電層とが接触することによって、意図に反した入力操作として検出されてしまうこと回避することができる。

【0013】

また、本発明による抵抗膜式タッチパネルにおいて、前記絶縁層は、透明であって、前記遮光性導電層の内側に延在して形成されてよい。

【0014】

上述した、絶縁層で遮光性導電層を覆う構成において、絶縁層を透明とした上で、遮光性導電層の内側に延在して形成することで、視認性への影響を来たすことなく、遮光性導電層（第１透明導電層）と第２透明導電層とが接触することを確実に防ぐことができる点で好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、意匠印刷の色調の統一性に優れた意匠性の高い抵抗膜式タッチパネル１を提供することができる。また、比較的強い力で押圧操作された場合や、意匠性印刷部としての遮光性導電層の範囲を押圧された場合であっても誤動作の生じない抵抗膜式タッチパネルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施例に係る抵抗膜式タッチパネルの構成を示した図である。

【図2】図１に示す抵抗膜式タッチパネルの第１透明電極基材を示した図である。

【図3】図１に示す抵抗膜式タッチパネルの要部断面図である。

【図4】本発明の第２実施例に係る抵抗膜式タッチパネルの要部断面図である。

【図5】本発明の第３実施例に係る抵抗膜式タッチパネルの要部断面図である。

【図6】従来の抵抗膜式タッチパネルを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施例に係る抵抗膜式タッチパネル１について、図１から図３を用いて説明する。

【0018】

図１は、本発明の第１実施例に係る抵抗膜式タッチパネル１の構成を示した図である。図２は、第１実施例における第１透明電極基材２を示した図である。図１と図２は、いずれも、理解を促進するために、各層を分解した状態で示している。また、図３は、第１実施例の要部断面を示した図である。なお、図３における図示の都合上、各層の厚さについては、実際とは異なる場合がある。

【0019】

抵抗膜式タッチパネル１は、上側に位置する第１透明電極基材２と、下側に位置する第２透明電極基材３とを、枠状貼合層４によって貼り合わせることで形成されている。

【0020】

第１透明電極基材２は、図３の上側（操作面側）から見て、下記のとおり、各層を順に有してなるものである。なお、図３においては、第１板状基材２１と第１透明導電層２２とを一体に示している。
ａ）第１板状基材２１
ｂ）第１透明導電層２２
ｃ）遮光性導電層２３
ｄ）第１電極２４
ｅ）第１絶縁層２５

【0021】

第１板状基材２１は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの透明な絶縁性樹脂からなるシート状の基材である。第１板状基材２１の材料は、例示したＰＥＴ製のシート状基材には限定されず、ガラス板材などの透明な絶縁性の板材も好適に用いることができる。第１板状基材２１の材料は、抵抗膜式タッチパネル１に求められる性能や機能に応じて、適宜、選択されてよい。

【0022】

第１透明導電層２２は、第１板状基材２１の一方の面上に、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜をスパッタリング法によって形成したものである。第１透明導電層２２は、第１板状基材２１の全面に形成されている。なお、第１透明導電層２２はＩＴＯ膜に限定されず、他に、有機導電ポリマー、あるいは、カーボンナノチューブを含有してなる透明な導電性インクなど、公知な方法によって得られる、適当な抵抗値を持つ透明導電層を好適に用いることができる。

【0023】

遮光性導電層２３は、例えば導電性のカーボンブラックを含有する黒色の導電性インクで形成した、遮光性を有する導電層である。遮光性導電層２３は枠状をなし、上述した第１透明導電層２２の上に、印刷によって形成されている。遮光性導電層２３の厚さは４〜１０μｍ程度が好ましい。また、抵抗膜式タッチパネル１としての良好な性能や特性を得るためには、遮光性導電層２３の電気的特性が、表面抵抗値が３００〜４００Ω／ｃｍ^２、体積抵抗値が４０〜６０Ωｃｍ程度であることが好ましい。このような電気的特性を得るために、あるいは、遮光性を高めるために、必要に応じて、複数回にわたって印刷を施すことで、遮光性導電層２３を複数の層からなるように形成してもよい。

【0024】

第１電極２４は、例えば銀を含有する比較的導電性の高いインクを印刷することで、細長い矩形に形成されている。図２に示すとおり、遮光性導電層２３の短い方の辺に平行な方向に沿って、第１透明電極基材２の左右方向（遮光性導電層２３の長い方の辺に平行な方向）において、互いに対向した状態で１対の第１電極２４が配設されている。それぞれの第１電極２４に異なる電圧を印加すると、その電圧が、遮光性導電層２３を介して、第１透明導電層２２における第１電極２４と接している範囲にも印加されるので、第１透明導電層２２の左右方向に沿って線形に推移する電位差を生じさせることができる。また、第１透明導電層２２に現れる電位を後述する接続端子３６へ伝達可能に構成されている。抵抗膜式タッチパネル１は、この電位の情報に基づいて操作位置を特定できるものであって、このような方式自体については、既に十分に公知である。

【0025】

第１絶縁層２５は、後述する第２透明電極基材３上の、第２電極３３、第３電極３４、配線パターン３５、接続端子３６と、遮光性導電層２３とが接触して短絡することを防ぐために形成されるものである。第１絶縁層２５は、任意の色調の絶縁性インクによって、遮光性導電層２３と概ね同じ枠状に形成されている。ただし、第１電極２４を露出させるように開口している点と、遮光性導電層２３の透明部２６の周縁部において、遮光性導電層２３がやや露出する程度に第１絶縁層２５の端面を退避させている点で、遮光性導電層２３の形状と異なる。第１絶縁層２５の端面を退避させているのは、第１絶縁層２５の遮光性導電層２３に対する印刷ズレや、第１絶縁層２５を形成するインクの滲みなどが生じた場合であっても、透明部２６に第１絶縁層２５が入り込むことを防ぐためのマージンを得るためである。

【0026】

なお、第１絶縁層２５において、第１電極２４を露出させるようにして開口させた部分に関して、必ずしも第１電極２４の全体が露出するように開口させる必要はない。後述する第２電極３３との接触と導通が可能でさえあれば、第１電極２４の一部のみを露出させるように開口させてもよい。

【0027】

第２透明電極基材３は、下記の各層を有してなるものである。なお、これらの層が形成される範囲や配設される位置については、後に詳述する。
ａ）第２板状基材３１
ｂ）第２電極３３、配線パターン３５、接続端子３６
ｃ）第２透明導電層３２
ｄ）第３電極３４
ｅ）第２絶縁層３７

【0028】

第２板状基材３１は、例えば透明なガラス板材からなる絶縁性の透明基材である。第２板状基材３１の材料は、例示したガラス板材には限定されず、透明なアクリルやポリカーボネートなどの樹脂を薄板状に形成した板材など、公知な絶縁性の透明板材を好適に用いることができる。第２板状基材３１の材料は、抵抗膜式タッチパネル１に求められる性能や機能に応じて、適宜、選択されてよい。

【0029】

第２透明導電層３２は、第２板状基材３１の一方の面上に、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜を形成したものである。第２透明導電層３２は、図１に示す一点鎖線の範囲内のみに形成されている。このように所定の範囲のみに第２透明導電層３２を形成する方法として、一旦、スパッタリング法によって全面に透明導電層を形成した後、不要な部分の透明導電層をエッチングによって除去するとよい。

【0030】

第２電極３３は、第１電極２４と同様に、例えば銀を含有する比較的導電性の高いインクを、所定の形状に印刷することで形成されている。第２電極３３は、第１電極２４の形状に対応した細長い矩形を呈しており、第１電極２４と対向するように配設されている。なお、第２電極３３は、少なくとも、上述した第１電極２４が第１絶縁層２５から露出している部分に対向するように配設されていればよい。

【0031】

第３電極３４は、第１電極２４と同様に、例えば銀を含有する比較的導電性の高いインクを印刷することで、細長い矩形に形成されている。図１に示すとおり、第２透明電極基材３の短い方の辺に平行な方向に沿って、互いに対向した状態で１対の第３電極３４が配設されている。第３電極３４は、第２透明導電層３２の上に位置しており、第１電極２４の場合と同様に、第３電極３４を介して、第２透明導電層３２に電位差を生じさせることができるとともに、第２透明導電層３２に現れる電位を後述する接続端子３６へ伝達可能に構成されている。

【0032】

接続端子３６は、外部処理装置から、抵抗膜式タッチパネル１へ電気信号を入力したり、抵抗膜式タッチパネル１から電気信号を出力したりするための端子である。接続端子３６は、第１電極２４と同様に、例えば銀を含有する比較的導電性の高いインクを、所定の形状に印刷することで形成されている。接続端子３６には、図示しない可撓性の薄板状接続ケーブル（コネクタテールとも称される）の先端を熱圧着などの方法によって接続する。これによって、薄板状接続ケーブルを介して、抵抗膜式タッチパネル１と外部処理装置との間を接続することができる。本実施例では、１対の第２電極３３（上述の通り第１電極２４と導通している）、および、１対の第３電極３４のそれぞれに対応して、４つの接続端子３６が配設されているが、接続端子３６の個数は、抵抗膜式タッチパネル１の方式に依存して変動し得る。

【0033】

配線パターン３５は、第１電極２４と同様に、例えば銀を含有する比較的導電性の高いインクを、所定の形状に印刷することで形成されている。配線パターン３５は、第２電極３３および第３電極３４のそれぞれと、それに対応する接続端子３６との間を接続する配線であって、第２板状基材３１の周縁にそって配置されている。

【0034】

第２電極３３、第３電極３４、配線パターン３５、および、接続端子３６のうち、第３電極３４のみが第２透明導電層３２の上に位置している。その一方で、第２電極３３、配線パターン３５、および、接続端子３６は、第２透明導電層３２が形成されていない部分の上に位置して形成されている。したがって、第２透明電極基材３上において、第２電極３３もしくは第３電極３４から、配線パターン３５を介して、それぞれに対応する接続端子３６まで至る各々の回路の間は絶縁されている。

【0035】

なお、第２電極３３、第３電極３４、配線パターン３５、および、接続端子３６は、製造コストの抑制の観点から言えば、これらを１つの工程で同時に形成することが好ましい。

【0036】

第２絶縁層３７は、上述した第１絶縁層２５と概ね同じ形状の枠状であって、任意の色調の絶縁性インクによって、第２電極３３における第１電極２４と接触する部分を露出させるように開口して形成されている（図１においては、第２絶縁層３７を省略している）。第２絶縁層３７は、第２電極３３、第３電極３４、配線パターン３５の上に位置する。なお、第２絶縁層３７は、第１絶縁層２５と枠状貼合層４とによって必要な絶縁性が得られるのであれば、必ずしも必要ではない。

【0037】

上述した第１透明電極基材２と第２透明電極基材３とを、枠状貼合層４によって貼り合わせて抵抗膜式タッチパネル１を完成させた状態において、第１電極２４と第２電極３３とが互いに接触して導通した状態となる。したがって、抵抗膜式タッチパネル１は、接続端子３６を介して、必要な電圧を第１電極２４あるいは第２電極３３に印加し、かつ、それに同期して、第２電極３３あるいは第１電極２４に現れる電位を読み取ることで、押圧操作位置を特定することができる。

【0038】

以上のように構成された第１実施例に係る抵抗膜式タッチパネル１によれば、第１透明電極基材２において、第１透明導電層２２の上に、枠状に遮光性導電層２３を形成したので、操作面側から見た場合、枠状の遮光性導電層２３のみが視認される。その遮光性導電層２３は、全体にわたって単一の導電性インクなどによって形成される層なので、視認される範囲において、色調の相違等が発生しない。したがって、タッチパネルの操作面側から見た外観において、高い意匠性を得ることができる。

【0039】

図４は、本発明の第２実施例に係る抵抗膜式タッチパネル１の要部断面図であって、第１実施例において図３に示した部分に相当する部分を示した図である。第１実施例と同一な部位には、第１実施例と同じ符号を付して示している。

【0040】

第２実施例における第１実施例との相違点は、遮光性導電層２３の透明部２６の周縁部において、第１絶縁層２５によって遮光性導電層２３を完全に覆った点にある。このようにすることで、第１透明電極基材２の操作面に対して比較的強い力を加えて押圧操作されて、第１透明電極基材２が大きく撓んだ場合であっても、第１透明導電層２２と導通している遮光性導電層２３と第２透明導電層３２との間に第１絶縁層２５が介在するため、双方が接触して導通することによって生じる不都合を回避することができる。不都合とは、具体的に、実際には押圧操作していない部分で遮光性導電層２３（第１透明導電層２２）と第２透明導電層３２とが接触することで、本来の押圧操作位置が特定できない事態が生じることを指す。

【0041】

また、遮光性導電層２３の範囲における透明部の周縁部分が押圧された場合であっても、同様に、遮光性導電層２３と第２透明導電層３２とが接触して導通することによって生じる不都合を回避することができる。この場合の不都合とは、本来は入力操作ができない遮光性導電層２３の範囲が何らかの理由で不意に押圧された場合に、意図に反した入力操作として検出されてしまうことを指す。

【0042】

なお、第２実施例においては、第１絶縁層２５の遮光性導電層２３に対する印刷ズレや、第１絶縁層２５を形成するインクの滲みなどが生じたことによって、第１絶縁層２５が透明部２６に入り込んで形成される可能性が否定できない。第１絶縁層２５が不透明であると、透明部２６の周囲に第１絶縁層２５が視認され、意匠性を損なう虞があるため、第１絶縁層２５として透明なものを用いるのが好ましい。

【0043】

図５は、本発明の第３実施例に係る抵抗膜式タッチパネル１の要部断面図であって、第１実施例において図３に示した部分（第２実施例において図４に示した部分）に相当する部分を示した図である。第１実施例と同一な部位には、第１実施例と同じ符号を付して示している。

【0044】

第３実施例における第２実施例との相違点は、遮光性導電層２３の透明部２６の周縁部において、第１絶縁層２５が、遮光性導電層２３を覆った上で、さらに、遮光性導電層２３の内側に延在した状態、すなわち、第１絶縁層２５が透明部２６に入り込んだ状態で形成した点にある。この場合は、第１絶縁層２５が透明部２６に入り込むことが前提となるので、第１絶縁層２５を透明とする必要がある。このように構成することで、視認性への影響を来たすことなく、遮光性導電層２３（第１透明導電層２２）と第２透明導電層３２とが接触することを確実に防ぐことができる。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、電子機器などへの入力操作のために用いられる抵抗膜式タッチパネルにおいて好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0046】

１ 抵抗膜式タッチパネル
２ 第１透明電極基材
２１ 第１板状基材
２２ 第１透明導電層
２３ 遮光性導電層
２４ 第１電極
２５ 第１絶縁層
２６ 透明部
３ 第２透明電極基材
３１ 第２板状基材
３２ 第２透明導電層
３３ 第２電極
３４ 第３電極
３５ 配線パターン
３６ 接続端子
３７ 第２絶縁層
４ 枠状貼合層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】