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WO2015056690A1 - タッチパネル及び表示装置付タッチパネル - Google Patents

タッチパネル及び表示装置付タッチパネル Download PDF

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WO2015056690A1
WO2015056690A1 PCT/JP2014/077384 JP2014077384W WO2015056690A1 WO 2015056690 A1 WO2015056690 A1 WO 2015056690A1 JP 2014077384 W JP2014077384 W JP 2014077384W WO 2015056690 A1 WO2015056690 A1 WO 2015056690A1
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WO
WIPO (PCT)
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touch panel
glass
cover glass
electrode
glass substrate
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2014/077384
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏之 内田
田中 宏明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F3/0445Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
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    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel used for a mobile phone, a smartphone, a tablet-type or notebook-type PC, a bank ATM, a ticket machine, and the like.
  • touch panels have been used in bank ATMs, game center game machines, and ticket machines such as trains and buses.
  • By attaching the touch panel to the display device it is possible to intuitively operate the device through information from the information displayed on the display device. Therefore, the device with the touch panel is easy to operate. Have.
  • touch panel makes it possible to mount an input device in the display device, it is not necessary to provide a separate input device, and the entire device can be downsized. Accordingly, in recent years, touch panels have been suitably used for mobile phones, smartphones, portable game devices, tablet PCs, and notebook PCs that require miniaturization.
  • a transparent conductive layer consisting of a vertical electrode array is provided on one side of a transparent dielectric, and a transparent conductive layer consisting of a horizontal electrode array is provided on the other side, and the operator uses a contact object such as a finger.
  • a contact object such as a finger.
  • the change in the capacitance of the electrode at the contact position can be known from the two vertical and horizontal electrode rows, and the contact position can be accurately determined. Therefore, in the capacitive touch panel, a transparent conductive film is formed on the entire surface of a transparent dielectric such as a glass substrate in a precise linear shape (lattice in the vertical and horizontal directions) (pattern) to accurately determine the contact position. Ning) is necessary.
  • Patent Document 1 proposes to provide a touch signal detection circuit that reduces signal noise input to the touch panel. Thereby, the sensitivity of the capacitive touch panel is improved to some extent.
  • Patent Document 1 when the method described in Patent Document 1 is adopted, there is a problem that the noise of the signal input to the touch panel has a large variation factor depending on the surrounding usage environment and the sensitivity of the touch panel tends to depend on the surrounding environment. It was happening.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and even if the input contact object to the touch panel is made small, a high input signal can be inherently obtained.
  • An object is to produce a touch panel with sensitivity.
  • the present invention created to solve the above problems is a touch panel that senses a contact object, and is disposed between a glass substrate, a cover glass that contacts the contact object, and the glass substrate and the cover glass. And a sensing pattern for sensing that the contact object is in contact with the cover glass, wherein the glass substrate is made of tempered glass, and the cover glass is made of a glass film.
  • the tempered glass is preferably composed of chemically tempered glass.
  • the glass film preferably has a thickness of 300 ⁇ m or less.
  • the sensing pattern includes an insulating layer, a first electrode extending in a first direction formed on one surface of the insulating layer, and the first electrode formed on the other surface of the insulating layer. And a second electrode extending in a second direction perpendicular to the first direction.
  • the sensing pattern may be formed on the glass substrate, and the cover glass may be adhered to the sensing pattern side via an adhesive layer.
  • the sensing pattern may be formed on the cover glass, and the glass substrate may be bonded to the sensing pattern side via an adhesive layer.
  • the first electrode is formed on the glass substrate
  • the second electrode is formed on the cover glass
  • an adhesive layer is used as the insulating layer, whereby the glass substrate and the cover Glass may be adhered.
  • a light shielding layer may be formed in a frame shape on the sensing pattern, and a decoration layer may be provided on the light shielding layer.
  • a display device may be mounted on the glass substrate side of a touch panel having the above-described configuration as appropriate, thereby forming a touch panel with a display device.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a touch panel 1 with a display device.
  • the touch panel 10 according to the first exemplary embodiment of the present invention covers the contact object 30 between the glass substrate 11 attached to the display device 20 and the cover glass 12 in contact with the contact object 30.
  • a sensing pattern 13 for sensing that the glass 12 has been touched is formed.
  • the display device 20 is mounted on the glass substrate 11 side of the touch panel 10, the touch panel with display device 1 is obtained.
  • the glass substrate 11 requires a predetermined strength, physically tempered glass, chemically tempered glass or the like is used, and preferably chemically tempered glass is used.
  • the chemically strengthened glass used in the present invention has, as a glass composition, 50% by mass of SiO 2 50-80%, Al 2 O 3 5-25%, B 2 O 3 0-15%, Na 2 O 1-20%. It is preferable to use a tempered glass plate containing 0 to 10% of K 2 O. If the glass composition range is regulated as described above, it becomes easy to achieve both ion exchange performance and devitrification resistance at a high level.
  • the thickness of the glass substrate 11 is preferably 400 ⁇ m or more, more preferably 500 ⁇ m or more, and even more preferably 600 ⁇ m or more from the viewpoint of securing the strength of the touch panel 10 itself.
  • the plate thickness of the glass substrate 11 is preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 700 ⁇ m or less, and further preferably 600 ⁇ m or less.
  • the cover glass 12 silicate glass and silica glass are used, preferably borosilicate glass, soda lime glass, and aluminosilicate glass, and most preferably non-alkali glass. Glass generally has excellent weather resistance. However, when the cover glass 12 contains an alkali component, cations may drop off on the surface, so-called soda blowing may occur, and the structure may become rough. There exists a possibility that the translucency of the cover glass 12 may deteriorate.
  • the alkali-free glass is a glass that does not substantially contain an alkali component (alkali metal oxide), and specifically, a glass having an alkali component weight ratio of 3000 ppm or less. It is.
  • the weight ratio of the alkali component in the present invention is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and most preferably 300 ppm or less.
  • the cover glass 12 is a glass film of 300 ⁇ m or less, preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less, and still more preferably 50 ⁇ m or less. Thereby, the thickness of the cover glass 12 can be further reduced, the weight of the touch panel 10 can be reduced, and the sensitivity of the touch panel 10 can be improved. Conventionally, when 700 ⁇ m of tempered glass is used as the cover glass of the touch panel, the sensitivity of the touch panel 10 can be increased by four times or more by setting the thickness of the cover glass 12 to 200 ⁇ m, and the thickness of the cover glass 12 is 100 ⁇ m.
  • the sensitivity of the touch panel 10 can be increased to 7 times or more, and the sensitivity of the touch panel 10 can be increased to 10 times or more by setting the thickness of the cover glass 12 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the cover glass 12 is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, and further preferably 40 ⁇ m or more.
  • the distance between the contact object 30 and a sensing pattern 13 to be described later can be shortened, and the sensitivity of the touch panel 10 is improved even if the contact object 30 is downsized. Can be made.
  • tempered glass as the glass substrate 11, even if a glass film is used for the cover glass 12, the strength of the entire touch panel 10 can be secured, and the cover glass 12 can be easily damaged. Can be prevented.
  • the glass substrate 11 and the cover glass 12 can be manufactured by using a known float method, roll-out method, slot down draw method, redraw method, etc., but as shown in FIG. It is preferable that The glass substrate 11 and the cover glass 12 manufactured by the overflow down draw method do not need to be adjusted in thickness by polishing, grinding, chemical etching, or the like.
  • the overflow down draw method is a molding method in which both sides of the glass plate do not come into contact with the molded member at the time of molding, and both sides (translucent surface) of the obtained glass plate are fire-making surfaces and do not polish. Even high surface quality (surface smoothness) can be obtained. Thereby, the contact
  • a method for manufacturing the cover glass 12 will be described. Inside the forming furnace 41 of the manufacturing apparatus 40, a formed body 42 having an outer surface shape with a wedge-shaped cross section is disposed, and glass (molten glass) melted in a melting furnace (not shown) is supplied to the formed body 42. Thus, the molten glass overflows from the top of the molded body 42. And the molten glass which overflowed passes along the both sides
  • the glass ribbon G just after joining at the lower end of the formed body 42 is drawn downward while being contracted in the width direction by the cooling roller (edge roller) 43 and is thinned to a predetermined thickness.
  • the glass ribbon G having reached the predetermined thickness is sent out by a roller 44 to be gradually cooled in a slow cooling furnace (annealer), the thermal distortion of the glass ribbon G is removed, and the slowly cooled glass ribbon G is heated to about room temperature. It is designed to cool sufficiently to the temperature.
  • unnecessary portions (cooling roller 43, roller 44, etc.) present at both ends in the width direction of the glass ribbon G are used.
  • the contacted part) is cut by the longitudinal cutting device 46.
  • the cover glass 12 used by this invention can be obtained by cut
  • the cover glass 12 may be produced by cutting and removing unnecessary portions of the glass ribbon G with the longitudinal direction cutting device 46 after cutting in the width direction with the width direction cutting device 47. Further, in the manufacturing apparatus 40 described above, the method for producing the cover glass 12 by the single-wafer method has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the longitudinal cutting device 46 cuts unnecessary portions and then cuts in the width direction. Alternatively, a glass roll may be produced by winding the glass ribbon G into a roll shape through a slip sheet, and the sensing pattern 13 described later may be produced by a so-called roll-to-roll method.
  • the method of manufacturing the cover glass 12 that is a flexible glass film has been described.
  • the bending auxiliary roller 45 is not provided.
  • the glass substrate 11 can also be manufactured in a single-wafer type by cutting it by a predetermined width with the width direction cutting device 47 while maintaining the vertical posture.
  • An antireflection film for reducing the reflectance may be provided on the cover glass 12.
  • the antireflection film is formed on the side of the cover glass 12 that contacts the contact object 30.
  • As the antireflection film for example, a low refractive index film having a refractive index lower than that of the cover glass 12, a low refractive index layer having a relatively low refractive index, and a high refractive index layer having a relatively high refractive index are alternately laminated.
  • a dielectric multilayer film is used.
  • the antireflection film can be formed by, for example, a sputtering method or a CVD method.
  • an anti-glare film for improving the writing quality with a stylus pen or the like may be provided on the cover glass 12.
  • the antiglare film is formed on the side of the cover glass 12 that contacts the contact object 30.
  • the antiglare film has an uneven structure.
  • the uneven structure may be an island structure that covers a part of the cover glass 12.
  • the concavo-convex structure preferably has no regularity. In this case, the antiglare function of the antiglare film is likely to be improved.
  • the antiglare film can be formed, for example, by applying a light-transmitting material such as SiO 2 by a spray method and drying it.
  • An antifouling film may be provided on the cover glass 12 to prevent adhesion of fingerprints and to impart water repellency and oil repellency.
  • the antifouling film is formed on the side of the cover glass 12 that contacts the contact object 30.
  • the antifouling film preferably contains a fluoropolymer containing silicon in the main chain.
  • the fluorine-containing polymer include a polymer having —O—Si—O— units in the main chain and having a water-repellent functional group containing fluorine in the side chain.
  • the fluorine-containing polymer can be synthesized, for example, by dehydrating condensation of silanol.
  • the antifouling film is formed on the antireflection film.
  • an antiglare film is used, an antiglare film is formed on the surface of the cover glass 12, and an antireflection film and / or an antifouling film is formed thereon.
  • the sensing pattern 13 is disposed between the glass substrate 11 and the cover glass 12 as shown in FIG.
  • the sensing pattern 13 includes an insulating layer 13a, a first electrode 13b formed on one surface of the insulating layer 13a so as to extend in the first direction, and a second surface orthogonal to the first direction on the other surface of the insulating layer 13a. And a second electrode 13c formed so as to extend in the second direction.
  • the first electrode 13b and the second electrode 13c mean that electrodes are formed so as to be orthogonal to each other, and can be read as appropriate.
  • the touch panel 10 is a parallelogram or a rhombus
  • the first direction and the second direction do not have to be orthogonal to each other. That is, the first direction and the second direction described above may be directions that are not parallel to each other but cross each other.
  • the first electrode 13b and the second electrode 13c may be jumper pins that cross each other.
  • the first electrode 13b is formed on the glass substrate 11, the insulating layer 13a is formed after the first electrode 13b is formed, and the second electrode is formed after the insulating layer 13a is formed.
  • An electrode 13c is formed.
  • the first electrode 13b functions as an electrode for a touch sensor and is formed on the surface of the glass substrate 11 on the cover glass 12 side.
  • tin-doped indium oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), antimony-doped tin oxide (ATO), or the like is used as the first electrode 13b.
  • ITO is preferable because of its low electric resistance.
  • ITO can be formed by, for example, a sputtering method.
  • FTO and ATO can be formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • a transparent conductive layer made of the above-described ITO, FTO, or ATO is formed on the glass substrate 11.
  • a resist layer (not shown) is formed.
  • an etching process for patterning the transparent conductive layer is performed on the patterned resist film using an etching solution such as hydrochloric acid.
  • a stripping process for stripping the resist layer from the transparent conductive layer is performed using a stripping solution such as KOH to form the first electrode 13b patterned so as to extend in the first direction.
  • the insulating layer 13a is formed by applying a thermosetting resin, a photocurable resin, an ultraviolet curable resin, or the like on the first electrode 13b (the first electrode 13b is formed by photolithography, coating, screen printing, spin coating, or the like). The part not formed is formed on the glass substrate 11). Further, as the insulating layer 13a, a thermoplastic resin film such as a PET film or a glass film can be used. Thereby, since an electrode is not formed on a cover glass, even if the cover glass 12 is damaged, operation as a touch panel becomes possible.
  • the insulating layer 13a In the case of using a glass film as the insulating layer 13a, it is preferable to use an alkali-free glass having a thickness of 300 ⁇ m or less, and further a thickness of 200 ⁇ m.
  • alkali-free glass By employing alkali-free glass as the glass film of the insulating layer 13a, elution of alkali components from the insulating layer 13a can be prevented, and the first electrode 13b and the second electrode 13c described later are deteriorated. Can be prevented.
  • the first electrode 13b and a second electrode 13c described later may be formed on the insulating layer 13a first.
  • photoacryl is preferably used as the insulating layer 13a.
  • the film thickness of the insulating layer 13a is appropriately selected depending on the insulating properties of the material, but is preferably 0.5 to 300 ⁇ m and more preferably 1 to 5 ⁇ m from the viewpoint of insulation and workability.
  • the insulating layer 13a May be provided only at the intersection of the first electrode 13b and the second electrode 13c.
  • the second electrode 13c is formed by the same material and the same method as those of the first electrode 13b, except that the direction in which the second electrode 13c is formed is different from that of the first electrode 13b.
  • the cover glass 12 is bonded via the adhesive layer 14 after the second electrode 13c is formed.
  • the material of the adhesive layer 14 is not particularly limited, and a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet, a thermoplastic adhesive sheet, a heat-crosslinkable adhesive sheet, an energy curable liquid adhesive, and the like can be used. , EVA, TPU, PVB, ionoplast resin, acrylic thermoplastic adhesive sheet, ultraviolet curable adhesive, thermosetting adhesive, room temperature curable adhesive, and the like may be used.
  • an adhesive it is preferable to use an adhesive that exhibits a transparent state after bonding.
  • the touch panel 10 As shown in FIG. 1, the touch panel 10 according to the first embodiment is provided with a fixing layer 21 on the glass substrate 11 side, and the display device 20 is fixed and attached to the display device 20. It becomes.
  • the fixing layer 21 can be made of the same material as the adhesive layer 14 described above.
  • FIG. 3 is a diagram of the touch panel 1 with a display device to which the touch panel 10 according to the second embodiment of the present invention is attached.
  • a sensing pattern 13 is formed on a cover glass 12, and then an adhesive layer 14 is laminated and a glass substrate 11 is bonded thereto.
  • Specific configurations of the glass substrate 11, the cover glass 12, the sensing pattern 13, and the adhesive layer 14 are the same as those in the first embodiment.
  • the sensing pattern 13 can be formed in a roll-to-roll manner, and the manufacturing efficiency of the touch panel 10 is improved. Will improve.
  • the sensing pattern 13 by forming the sensing pattern 13 on the cover glass 12 side, the distance from the contact object 30 to the sensing pattern 13 can be shortened, and the sensitivity of the touch panel 10 can be improved.
  • FIG. 4 is a diagram of the touch panel 1 with a display device to which the touch panel 10 according to the third embodiment of the present invention is attached.
  • the first electrode 13 b is formed on the glass substrate 11
  • the second electrode is formed on the cover glass 12
  • the glass substrate 11 is interposed through the adhesive layer 14.
  • the cover glass 12 are adhered to each other, whereby the touch panel 10 is manufactured.
  • the adhesive layer 14 also serves as the insulating layer 13a. Thereby, the expense and time which form the insulating layer 13a can be shortened.
  • Specific configurations of the glass substrate 11, the cover glass 12, the first electrode 13b, the second electrode 13c, and the adhesive layer 14 are the same as those in the first embodiment described above.
  • FIG. 5 is a diagram of the touch panel 1 with a display device to which the touch panel 10 according to the fourth embodiment of the present invention is attached.
  • a light shielding layer 15 is formed in a frame shape on the sensing pattern 13, and a decoration layer 16 is formed on the light shielding layer 15.
  • an electrode not shown
  • the decoration layer 16 By providing the decoration layer 16 on the light shielding layer 15, the portion where the light shielding layer 15 is provided can have a color other than black.
  • the sensing pattern 13 can be easily formed.
  • the sensing pattern 13 is formed on the cover glass 12 side as in the second embodiment shown in FIG. 3, the light shielding layer 15 and the decoration layer 16 need to be provided on the cover glass 12 side than the sensing pattern 13.
  • the frame portion may become a step, making it difficult to form the sensing pattern 13.
  • the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the light shielding layer 15 and the decoration layer 16 are provided.
  • the light shielding layer 15 is preferably a black resin.
  • the thickness of the light shielding layer 15 is preferably 1 to 10 ⁇ m, and more preferably 1 to 5 ⁇ m.
  • the decorative layer 16 is provided by performing decorative printing or the like on various color layers such as a pearl tone in addition to the black matrix and the white matrix.
  • the layer thickness of the decorative layer 16 is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 70 to 150 ⁇ m.
  • the present invention can be suitably used for a touch panel used in a mobile phone, a smartphone, a tablet type, or a notebook type PC.

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Abstract

 接触物体30を感知するタッチパネル10であって、ガラス基板11と、接触物体30と接触するカバーガラス12と、ガラス基板11とカバーガラス12の間に配置され、接触物体30がカバーガラス12に接触したことを感知する感知パターン13と、を有し、ガラス基板11は強化ガラスで構成され、カバーガラス12はガラスフィルムで構成されていることを特徴とするタッチパネル10とする。タッチパネル10のガラス基板11側に表示装置20を装着することで、表示装置付タッチパネル1となる。

Description

タッチパネル及び表示装置付タッチパネル
 本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型やノート型のPC、銀行のATMや券売機等に用いられるタッチパネルに関する。
 銀行のATMやゲームセンターのゲーム機、鉄道やバス等の券売機に、従来からタッチパネルが使用されている。表示装置にタッチパネルを装着することで、表示装置に表示された情報から視覚を通じて直感的に機器の操作を行うことが可能となるため、タッチパネルが装着された装置では操作が容易となるという利点を有する。
 また、タッチパネルは、表示装置内に入力装置を搭載することを可能とするため、別途入力装置を設ける必要がなく、装置全体の小型化を可能にする。従って、小型化が要求される携帯電話やスマートフォン、携帯型ゲーム機器、タブレット型PCやノート型PCに、近年、タッチパネルが好適に使用されている。
 タッチパネルは、使用用途に合わせて、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等、種々の方式が採用されるが、複数点の同時の位置検出を可能とするため、近年、静電容量方式のタッチパネルが、スマートフォンやタブレット型PC等に採用されている。
 静電容量方式のタッチパネルでは、透明誘電体の一面に縦の電極列からなる透明導電層を、他面に横の電極列からなる透明導電層を設け、操作者が指等の接触物体を使用してタッチパネルに接触することで、接触位置の電極の静電容量の変化を縦横2つの電極列から知ることができ、接触位置を精密に判別できるようになっている。従って、静電容量方式のタッチパネルでは、その接触位置を正確に判別するために、ガラス基板等の透明誘電体の全面に、精密な線状(縦横では格子状)に透明導電膜を形成(パターンニング)する必要がある。
 近年、表示装置については、高精細で高解像度を有するものが色々提案されており、このことに伴い、表示装置に装着されるタッチパネルについても細線できめ細やかな描画を行うことが求められている。
 細線でのきめ細やかな描画を行うためには、従来の操作者の指に代えて、スタイラスペン等を使用することで、タッチパネルに接触させる入力用接触物体の大きさを、小さくする必要がある。
 しかしながら、タッチパネルへの入力用接触物体を小さくすると、静電容量の変化が小さなものとなり、タッチパネルへの入力信号が小さくなり、使用者の入力動作によるタッチパネルの感度が悪化するという問題がある。
 この問題を解決するために、特許文献1には、タッチパネルに入力される信号ノイズを低減するタッチ信号検出回路を設けることが提案されている。これにより、静電容量式タッチパネルの感度が、ある程度向上されている。
特開2013-65212号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の方法を採用した場合には、タッチパネルに入力される信号のノイズは、周囲の使用環境等により変動要素が大きく、タッチパネルの感度が周囲環境に依存し易いという問題が生じていた。
 本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、タッチパネルへの入力用接触物体を小さくしたとしても、本来的に大きな入力信号を得ることができる高感度のタッチパネルを作製することを課題とする。
 上記課題を解決するために創案された本発明は、接触物体を感知するタッチパネルであって、ガラス基板と、前記接触物体と接触するカバーガラスと、前記ガラス基板と前記カバーガラスの間に配置され、前記接触物体が前記カバーガラスに接触したことを感知する感知パターンと、を有し、前記ガラス基板は強化ガラスで構成され、前記カバーガラスはガラスフィルムで構成されていることを特徴とする。
 上記の構成において、前記強化ガラスは、化学強化ガラスで構成されていることが好ましい。
 上記の構成において、前記ガラスフィルムは、厚み300μm以下であることが好ましい。
 上記の構成において、前記感知パターンは、絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に形成された第1の方向に延びる第1の電極と、前記絶縁層の他方の面に形成された前記第1の方向と直行する第2の方向に延びる第2の電極と、を有していてもよい。
 上記の構成において、前記感知パターンは前記ガラス基板上に形成され、前記カバーガラスが前記感知パターン側に接着層を介して接着されていてもよい。
 上記の構成において、前記感知パターンは前記カバーガラス上に形成され、前記ガラス基板が前記感知パターン側に接着層を介して接着されていてもよい。
 上記の構成において、前記ガラス基板上に前記第1の電極が形成され、前記カバーガラス上に前記第2の電極が形成され、前記絶縁層として接着層を用いることで、前記ガラス基板と前記カバーガラスとが接着されていてもよい。
 上記の構成において、前記感知パターン上に額縁状に遮光層が形成され、前記遮光層上に装飾層を有していてもよい。
 上記の構成を適宜備えたタッチパネルの前記ガラス基板側に表示装置を装着し、表示装置付タッチパネルとしてもよい。
 本発明によれば、タッチパネルへの入力用接触物体を小さくしたとしても、本来的に大きな入力信号を得ることができる高感度のタッチパネルとすることができる。
本発明の第1の実施形態に係るタッチパネルが装着された表示装置付タッチパネルの断面模式図である。 本発明に使用されるガラス基板とカバーガラスの製造方法の一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係るタッチパネルが装着された表示装置付タッチパネルの断面模式図である。 本発明の第3の実施形態に係るタッチパネルが装着された表示装置付タッチパネルの断面模式図である。 本発明の第4の実施形態に係るタッチパネルが装着された表示装置付タッチパネルの断面模式図である。
 以下、本発明に係るタッチパネルの好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
 (第1の実施形態)
 図1は、表示装置付タッチパネル1の断面模式図である。本発明の第1の実施形態に係るタッチパネル10は、図1に示す通り、表示装置20に装着されるガラス基板11と、接触物体30が接触するカバーガラス12の間に、接触物体30がカバーガラス12に接触したことを感知する感知パターン13が形成されている。タッチパネル10のガラス基板11側に表示装置20が装着されることで、表示装置付タッチパネル1となる。
 ガラス基板11には所定の強度が要求されるため、物理強化ガラス、化学強化ガラス等が用いられ、好ましくは化学強化ガラスが用いられる。本発明に用いられる化学強化ガラスは、ガラス組成として、質量%で、SiO 50~80%、Al 5~25%、B 0~15%、NaO 1~20%、KO 0~10%を含有する強化ガラス板を用いることが好ましい。上記のようにガラス組成範囲を規制すれば、イオン交換性能と耐失透性を高いレベルで両立し易くなる。
 ガラス基板11の板厚は、タッチパネル10自体の強度を確保する観点から、400μm以上が好ましく、500μm以上がより好ましく、600μm以上が更に好ましい。一方、ガラス基板11の厚みが大きいと、タッチパネル10の重量が大きくなるため、重量の観点からガラス基板11の板厚は、1000μm以下が好ましく、700μm以下がより好ましく、600μm以下が更に好ましい。
 カバーガラス12としては、珪酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。ガラスは一般的に耐候性に優れるが、カバーガラス12にアルカリ成分が含有されている場合には、表面において陽イオンが脱落し、いわゆるソーダ吹きの現象が生じ、構造的に粗となるおそれがあり、カバーガラス12の透光性が悪化するおそれがある。尚、ここで無アルカリガラスとは、アルカリ成分(アルカリ金属酸化物)が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分の重量比が3000ppm以下のガラスのことである。本発明でのアルカリ成分の重量比は、好ましくは1000ppm以下であり、より好ましくは500ppm以下であり、最も好ましくは300ppm以下である。
 カバーガラス12は、300μm以下のガラスフィルムであり、200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。これによりカバーガラス12の厚みをより薄くして、タッチパネル10の軽量化を行うことができるとともに、タッチパネル10の感度を向上させることができる。従来、タッチパネルのカバーガラスとして700μmの強化ガラスが使用されているところ、カバーガラス12の厚みを200μmとすることでタッチパネル10の感度を4倍以上とすることができ、カバーガラス12の厚みを100μmとすることでタッチパネル10の感度を7倍以上とすることができ、カバーガラス12の厚みを50μmとすることでタッチパネル10の感度を10倍以上とすることができる。カバーガラス12の強度の観点から、カバーガラス12の厚みは、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、40μm以上であることが更に好ましい。
 本発明においては、カバーガラス12としてガラスフィルムを使用することで、接触物体30と後述する感知パターン13までの距離を短くすることができ、接触物体30を小型化してもタッチパネル10の感度を向上させることができる。加えて、ガラス基板11として強化ガラスを使用することで、カバーガラス12にガラスフィルムを使用したとしても、タッチパネル10全体での強度を確保することができ、カバーガラス12が容易に破損することを防止することができる。
 ガラス基板11、カバーガラス12は、公知のフロート法、ロールアウト法、スロットダウンドロー法、リドロー法等を使用することで製造することができるが、図2に示す通り、オーバーフローダウンドロー法によって成形されていることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法により作製されたガラス基板11やカバーガラス12は、研磨や研削、ケミカルエッチング等によって厚みの調整をする必要がない。また、オーバーフローダウンドロー法は、成形時にガラス板の両面が、成形部材と接触しない成形法であり、得られたガラス板の両面(透光面)は火づくり面となっており、研磨しなくても高い表面品位(表面平滑性)を得ることができる。これにより、後述する感知パターン13や接着層14との密着力を向上させることができる。
 次に、カバーガラス12を製造する方法について説明する。製造装置40の成形炉41内部には、断面楔状の外表面形状を有する成形体42が配設されており、図示しない溶融窯で溶融されたガラス(溶融ガラス)を成形体42に供給することで、当該溶融ガラスが成形体42の頂部から溢れ出るようになっている。そして、溢れ出た溶融ガラスは、成形体42の断面楔状を呈する両側面を伝って下端で合流することで、溶融ガラスからガラスリボンGの成形が開始されるようになっている。成形体42下端で合流した直後のガラスリボンGは、冷却ローラ(エッジローラ)43によって幅方向の収縮が規制されながら下方へ引き伸ばされて所定の厚みまで薄くなる。次に、前記所定厚みに達したガラスリボンGをローラ44で送りだすことにより、徐冷炉(アニーラ)で徐々に冷却し、ガラスリボンGの熱歪を除き、徐冷されたガラスリボンGを室温程度の温度にまで十分に冷却するようになっている。徐冷炉を通過したガラスリボンGは、湾曲補助ローラ45によって鉛直方向から水平方向へと進行方向を変えた後、ガラスリボンGの幅方向両端部に存在する不要部分(冷却ローラ43やローラ44等が接触した部分)を長手方向切断装置46で切断する。その後、幅方向切断装置47で所定幅毎に切断を行うことによって、本発明で使用されるカバーガラス12を得ることができる。
 尚、幅方向切断装置47で幅方向に切断した後、長手方向切断装置46でガラスリボンGの不要部分を切断除去することによって、カバーガラス12を作製してもよい。また、上述の製造装置40では、枚葉式でカバーガラス12を作製する方法について説明したが、これには限定されず、長手方向切断装置46によって不要部分を切断した後に幅方向に切断することなく、合紙を介してガラスリボンGをロール状に巻き取ることによってガラスロールを作製し、後述する感知パターン13の作製をいわゆるロール・ツー・ロール方式で行っても良い。
 上述の製造装置40では、可撓性のあるガラスフィルムであるカバーガラス12を製造する方法について説明したが、比較的厚みのあるガラス基板11を製造する場合には、湾曲補助ローラ45を設けずに縦姿勢のまま幅方向切断装置47で所定幅ずつ切断することで、枚葉式でガラス基板11を製造することもできる。
 カバーガラス12上に、反射率を低下させるための反射防止膜を設けてもよい。反射防止膜は、カバーガラス12の接触物体30が接触する側に形成される。反射防止膜は、例えば、カバーガラス12よりも屈折率が低い低屈折率膜、相対的に屈折率が低い低屈折率層と相対的に屈折率が高い高屈折率層とが交互に積層された誘電体多層膜が用いられる。反射防止膜は、例えば、スパッタリング法やCVD法などにより形成することができる。
 カバーガラス12上には、スタイラスペン等での書き味を向上させたりするためのアンチグレア膜を設けても良い。アンチグレア膜は、カバーガラス12の接触物体30が接触する側に形成される。アンチグレア膜は、凹凸構造を有している。凹凸構造はカバーガラス12の一部分を覆う島状の構造であってもよい。凹凸構造は、規則性を有していないことが好ましい。この場合、アンチグレア膜のアンチグレア機能が向上しやすい。アンチグレア膜は、例えば、スプレー法によりSiO等の透光性材料を塗布し、乾燥させることにより形成することができる。
 カバーガラス12上に、指紋の付着を防止し、撥水性、撥油性を付与するための防汚膜を設けてもよい。防汚膜は、カバーガラス12の接触物体30が接触する側に形成される。防汚膜は、主鎖中にケイ素を含む含フッ素重合体を含むことが好ましい。含フッ素重合体としては、例えば、主鎖中に、-O-Si-O-ユニットを有し、かつ、フッ素を含む撥水性の官能基を側鎖に有する重合体が挙げられる。含フッ素重合体は、例えばシラノールを脱水縮合することにより合成することができる。
 カバーガラス12の表面側に、反射防止膜と防汚膜とを形成する場合には、反射防止膜の上に防汚膜が形成される。また、アンチグレア膜を使用する場合には、カバーガラス12の表面にアンチグレア膜が形成され、その上に、反射防止膜及び又は防汚膜が形成される。
 感知パターン13は、図1に示すように、ガラス基板11とカバーガラス12の間に配置される。感知パターン13は、絶縁層13aと、絶縁層13aの一方の面に第1の方向に延びるように形成される第1の電極13bと、絶縁層13aの他方の面に第1の方向と直交する第2の方向に延びるように形成される第2の電極13cとを有する。尚、本明細書中において、第1の電極13bと第2の電極13cは、互いに直交するように電極が形成されることを意味し、適宜相互に読み替えが可能なものとする。また、タッチパネル10が平行四辺形やひし形の場合については、上述の第1の方向と第2の方向は、直交していなくても良い。つまり、上述の第1の方向と第2の方向とは、互いに平行でなく交差する方向であれば良い。尚、第1の電極13bと第2の電極13cは、互いに交差するジャンパピンでも良い。
 図1に示す第1の実施形態においては、ガラス基板11上に第1の電極13bを形成し、第1の電極13bの形成後に絶縁層13aを形成し、絶縁層13aの形成後に第2の電極13cを形成している。
 第1の電極13bは、タッチセンサー用の電極として機能し、ガラス基板11のカバーガラス12側の面に形成される。第1の電極13bとしては、例えば、スズドープ酸化インジウム(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)などが用いられる。中でもITOは電気抵抗が低いため好ましい。ITOは、例えば、スパッタリング法により形成することができる。また、FTOやATOは、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成することができる。第1の電極13bを作製するためには、まず、ガラス基板11上に、上述のITOやFTO、ATOによる透明導電層を形成する。透明導電層の成膜後に、図示しないレジスト層を形成する。次に、塩酸等のエッチング液を用いて、パターニングされたレジスト膜の上から、透明導電層をパターニングするエッチング工程を行う。次に、KOH等の剥離液を用いて、透明導電層の上からレジスト層を剥離する剥離工程を行い、第1の方向に延びるようにパターニングされた第1の電極13bが形成される。
 絶縁層13aは、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を、フォトリソグラフィーや塗布、スクリーン印刷、スピンコート法等により、第1の電極13b上に(第1の電極13bが形成されていない部分はガラス基板11上に)形成される。また、絶縁層13aとして、PETフィルム等の熱可塑性の樹脂フィルムや、ガラスフィルムを使用することもできる。これにより、カバーガラス上に電極が形成されないため、仮にカバーガラス12が破損したとしても、タッチパネルとしての操作は可能となる。絶縁層13aとしてガラスフィルムを使用する場合については、厚み300μm以下、さらには厚み200μmの無アルカリガラスを使用することが好ましい。絶縁層13aのガラスフィルムとして無アルカリガラスを採用することで、絶縁層13aからのアルカリ成分の溶出を防止することができ、第1の電極13bや後述の第2の電極13cが劣化することを防止することができる。樹脂フィルムやガラスフィルムを使用する場合については、第1の電極13bと後述する第2の電極13cとを絶縁層13aに先に形成しても良い。本実施形態においては、絶縁層13aとしてフォトアクリルが好ましく用いられる。
 絶縁層13aの膜厚は、材質の絶縁性により適宜選択されるが、絶縁性と作業性の観点から、0.5~300μmが好ましく、1~5μmがより好ましい。尚、第1の電極13bと同時に、第2の電極13cの孤立した検知電極部を形成し、ジャンパ線パターンを使用して孤立した第2の電極13c同士を接続する場合については、絶縁層13aは、第1の電極13bと第2の電極13cとが交差する部分のみに設けられていても良い。
 第2の電極13cは、形成される方向が上述の第1の電極13bと異なる以外は、上述の第1の電極13bと同様の材質、同様の方法で形成される。
 図1に示すタッチパネル10の第1の実施形態では、第2の電極13cの形成後に、接着層14を介してカバーガラス12が接着されている。接着層14の材質については、特には限定されず、両面粘着シート、熱可塑性接着シート、熱架橋性接着シート、エネルギー硬化性の液体接着剤等を使用することができ、例えば、光学透明粘着シート、EVA、TPU、PVB、アイオノプラスト樹脂、アクリル系熱可塑性接着シート、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、常温硬化型接着剤等を使用して接着してもよい。接着剤を使用する場合は、接着後に透明状態を呈する接着剤を使用することが好ましい。
 図1に示す通り、第1の実施形態に係るタッチパネル10は、ガラス基板11側に固着層21を設けて表示装置20を固着して表示装置20に装着されることで、表示装置付タッチパネル1となる。固着層21は、前述の接着層14と同様の材質を使用することができる。また、表示装置20としては、フラットパネルディスプレイが好ましく用いられ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、無機ELディスプレイ等が、より好ましく用いられる。タッチパネル10と表示装置20とが相対移動せずに図示しない筐体等に固定することができれば、固着層21を適宜省略しても良い。
 (第2の実施形態)
 図3は、本発明の第2の実施形態に係るタッチパネル10が装着された表示装置付タッチパネル1の図である。本発明の第2の実施形態に係るタッチパネル10は、カバーガラス12上に感知パターン13が形成され、その後に接着層14を積層してガラス基板11が貼り合わされている。ガラス基板11、カバーガラス12、感知パターン13、及び接着層14の具体的な構成については、上述の第1の実施形態と同様である。本実施形態によれば、第1の実施形態と異なり、カバーガラス12としてガラスロールを使用することで、感知パターン13をロール・ツー・ロール方式で成膜することができ、タッチパネル10の製造効率が向上する。加えて、カバーガラス12側に感知パターン13を形成することで、接触物体30から感知パターン13までの距離を短くすることができ、タッチパネル10の感度を向上させることができる。
 (第3の実施形態)
 図4は、本発明の第3の実施形態に係るタッチパネル10が装着された表示装置付タッチパネル1の図である。本発明の第3の実施形態に係るタッチパネル10は、ガラス基板11上に第1の電極13bが形成され、カバーガラス12上に第2の電極が形成され、接着層14を介してガラス基板11とカバーガラス12が接着されていることで、タッチパネル10が作製されている。本実施形態では、接着層14が絶縁層13aの役割も兼ねている。これにより、絶縁層13aを形成する費用と時間を短縮することができる。ガラス基板11、カバーガラス12、第1の電極13b、第2の電極13c、及び接着層14の具体的な構成については、上述の第1の実施形態と同様である。
 (第4の実施形態)
 図5は、本発明の第4の実施形態に係るタッチパネル10が装着された表示装置付タッチパネル1の図である。本発明の第4の実施形態に係るタッチパネル10は、感知パターン13上に額縁状に遮光層15が形成され、遮光層15の上に装飾層16が形成されている。遮光層15をタッチパネル10の周囲に額縁状に形成することで、感知パターン13に接続される図示しない電極を見え難くすることができると共に、表示装置20からの光漏れを防止することができる。遮光層15上に装飾層16を設けることで、遮光層15を設けた部分を黒色以外の色彩にもすることができる。また、ガラス基板11上に感知パターン13を設けた後に、遮光層15と装飾層16を設けることで、感知パターン13を形成し易くすることができる。一方、図3に示す第2の実施形態のようなカバーガラス12側に感知パターン13を作製する場合、遮光層15と装飾層16は、感知パターン13よりもカバーガラス12側に設ける必要があるところ、カバーガラス12上に先に遮光層15と装飾層16を形成すると、額縁部分が段差となり、感知パターン13を形成し難くなるおそれがある。第4の実施形態においては、遮光層15と装飾層16を設けたこと以外は、上述の第1の実施形態と同様である。
 遮光層15は、黒色樹脂が好ましく用いられる。遮光層15の層厚は、1~10μmが好ましく、1~5μmであることがより好ましい。装飾層16は、ブラックマトリックスやホワイトマトリックス以外にもパール調等様々な色彩の層を加飾印刷等することで設けられる。装飾層16の層厚は、10~200μmが好ましく、70~150μmがより好ましい。
 本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型やノート型のPCに用いられるタッチパネルに好適に使用することができる。
1   表示装置付タッチパネル
10  タッチパネル
11  ガラス基板
12  カバーガラス
13  感知パターン
13a 絶縁層
13b 第1の電極
13c 第2の電極
14  接着層
15  遮光層
16  装飾層
20  表示装置
21  固着層
30  接触物体
40  製造装置

Claims (9)

  1.  接触物体を感知するタッチパネルであって、
     ガラス基板と、
     前記接触物体と接触するカバーガラスと、
     前記ガラス基板と前記カバーガラスの間に配置され、前記接触物体が前記カバーガラスに接触したことを感知する感知パターンと、
    を有し、
     前記ガラス基板は強化ガラスで構成され、前記カバーガラスはガラスフィルムで構成されていることを特徴とするタッチパネル。
  2.  前記強化ガラスは、化学強化ガラスで構成されていることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。
  3.  前記ガラスフィルムは、厚み300μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のタッチパネル。
  4.  前記感知パターンは、絶縁層と、前記絶縁層の一方の面に形成された第1の方向に延びる第1の電極と、前記絶縁層の他方の面に形成された前記第1の方向と直交する第2の方向に延びる第2の電極と、を有することを特徴とする請求項1~3の何れかに記載のタッチパネル。
  5.  前記感知パターンは前記ガラス基板上に形成され、
     前記カバーガラスが前記感知パターン側に接着層を介して接着されていることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載のタッチパネル。
  6.  前記感知パターンは前記カバーガラス上に形成され、
     前記ガラス基板が前記感知パターン側に接着層を介して接着されていることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載のタッチパネル。
  7.  前記ガラス基板上に前記第1の電極が形成され、前記カバーガラス上に前記第2の電極が形成され、前記絶縁層として接着層を用いることで、前記ガラス基板と前記カバーガラスとが接着されていることを特徴とする請求項4に記載のタッチパネル。
  8.  前記感知パターン上に額縁状に遮光層が形成され、前記遮光層上に装飾層を有することを特徴とする請求項5に記載のタッチパネル。
  9.  請求項1~8の何れかに記載のタッチパネルの前記ガラス基板側に、表示装置が装着された表示装置付タッチパネル。
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