説明

タッチパネル及びタッチパネルの製造方法

【課題】容易な方法で表面全体の平坦化を図ることができ、しかも接続信頼性の高いタッチパネル及びタッチパネルの製造方法を提供する。
【解決手段】上下に対向して配置され、対向面に導電性を有するITO膜12,13がそれぞれ被着されている上下一対の基板2,3を備え、上下一対の基板の対向面10,11の額縁部に互いに直交する各一対の平行電極が形成され、下基板の対向面に形成されている各一対の平行電極から延出する引き回し回路のランド15が、下基板の対向面とは反対側で前記下基板の裏面側に配置されているFPC5と電気的に接続しているタッチパネルにおいて、下基板と引き回し回路のランドとを貫通する貫通孔8aが設けられ、貫通孔8aに充填されている導電粒子を含む導電性接着剤を17,18及び銅めっき層9を介して引き回し回路のランドとFPCとが電気的に接続している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、表面が平滑なモバイル端末のパネルに適用され、上下に対向して配置された一対の基板の入力エリア内で任意の接触点を2次元座標として検出することができるタッチパネル及びタッチパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
対向して配置された一対の基板を備え、基板間の入力エリア内で任意の接触点を2次元座標として検出するタッチパネルは、例えば、LCDやCRT等と共に一体的に組み立てられ、入力デバイスとして用いられるコンポーネントである。一方の基板と他方の基板は、互いに直交する方向でそれぞれ一対の額縁電極を有し、各一対の額縁電極にFPC(Flexible Print Circuit)を介して電気が供給されることにより、指やペンなどで押された任意の点のX座標及びY座標が検出されるようになっている。
【0003】
導電膜方式タッチパネルの構造としては、図4及び図5に示すように、樹脂フィルムの対向面に透明導電膜であるITO膜32が被着された基板を下基板31とし、下基板31の上側に位置し対向面にITO膜34が被着された基板を上基板33とし、この下基板31と上基板33の周囲を貼り合わせる(接着する)構造が一般的に広く用いられている。下基板31の縁部には、電極から延出する引き回し回路の端部であるランド37にFPC36を接続するFPC圧着部が設けられている。FPC36は、LCD38の裏面側に設けられている回路体39に接続している。下基板31とLCD38は、両者の対向面間にギャップを有するように、スぺーサ40を挟んで接着されている。
【0004】
また、従来の他の一例として、特許文献1で開示されているものが知られている。特許文献1の段落番号[0004]には、「上記タッチ側基板101に対向配置される非タッチ側基板102は、無機ガラス等からなり、その上面にはタッチ側基板101の抵抗膜101aと同様な矩形の抵抗膜102aが形成される。抵抗膜101aのY方向の対辺および、抵抗膜102aのX方向の対辺には、銀ペーストからなる帯状の電極101b,101c、および電極102b,102cがそれぞれ設けられる。各電極101b,101c,102b,102cは、タッチパネル100の接続部103に対応する位置まで延設されて各端部が1箇所にまとめられ、リード線104の接続に便利なようになっている」と記載されている。
【0005】
また、段落番号[0005]には、「導線104bは導電ペースト105により電極101bに接続された後、タッチ側基板101と非タッチ側基板102との間に挟持して固定するようになっている」と記載されている。すなわち、特許文献1の図9に示されるように、リード線104としてのFPCが、タッチ側基板101と非タッチ側基板102との間で挟まれている。
【0006】
【特許文献1】特開平9−50731号公報(段落番号0004,0005、図9)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上基板と下基板との間に挟まれているFPCは、導電性接着剤を介して、熱圧着(熱+圧力)により接続されるため、FPC圧着部に膨らみが生じ、上基板の表面に段差が生じるという問題がある。タッチパネルの周囲の非入力エリアが、筐体の内側に隠れる場合には、上基板の表面に生じる段差が問題となることはないものの、タッチパネルの周囲を筐体で覆わない場合、例えば、スマートフォンなどのように、タッチパネルの表面全体が露出しているデザインの場合は、上基板の表面に生じる段差が見えてしまい、携帯情報端末の意匠が損なわれ、商品の競争力が低下するという心配がある。
【0008】
上基板の表面に段差が生じないようにするために、上基板の縁部でFPC圧着部の直上部分に切欠部を設けるという方法もあるが、タッチパネルの表面全体が露出している携帯情報端末では、切欠部を何らかの方法で覆い隠すために、追加工が必要になるという問題がある。また、追加工の加工精度にもよるが、タッチパネルの表面全体の”フラット化”を図ることが容易ではないという問題がある。
【0009】
本発明は、上記した点に鑑み、容易な方法で表面全体の平坦化を図ることができ、しかも接続信頼性の高いタッチパネル及びタッチパネルの製造方法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】
【0010】
上記目的を達成するために、請求項1記載のタッチパネルは、上下に対向して配置され、対向面に導電性を有する導電膜がそれぞれ被着されている上下一対の基板を備え、該上下一対の基板の前記対向面の額縁部に互いに直交する各一対の平行電極がそれぞれ形成され、下基板の前記対向面に形成されている前記各一対の平行電極から延出する引き回し回路の端部が、前記下基板の前記対向面とは反対側で前記下基板の裏面側に配置されているFPCと電気的に接続しているタッチパネルであって、前記下基板と前記引き回し回路の端部とを貫通する貫通孔が設けられ、該貫通孔に充填されている導電粒子を含む導電性接着剤を介して前記引き回し回路の端部と前記FPCとが電気的に接続していることを特徴とする。
【0011】
また、請求項2記載のタッチパネルは、請求項1に記載のタッチパネルにおいて、前記貫通孔の内面に導電性を有するめっき層が形成されていることを特徴とする。
【0012】
また、請求項3記載のタッチパネルは、請求項2記載のタッチパネルにおいて、前記貫通孔の一方の開口端側で、前記引き回し回路の端部と前記めっき層とが熱硬化性を有する前記導電性接着剤で電気的に接続し、前記貫通孔の他方の開口端側で、前記FPCと前記めっき層とが異方性を有する前記導電性接着剤で電気的に接続していることを特徴とする。
【0013】
また、請求項4記載のタッチパネルは、請求項1〜3の何れか1項に記載のタッチパネルにおいて、前記上下一対の基板がそれぞれ軟質の樹脂フィルムであり、前記下基板の裏面に前記貫通孔に連通する該貫通孔の延長部分を有する硬質の樹脂プレートが接着されていることを特徴とする。
【0014】
また、請求項5記載のタッチパネルの製造方法は、上下に対向して配置され、対向面に導電性を有する導電膜がそれぞれ被着されている上下一対の基板と、下基板の裏面に接着されている樹脂プレートとを備えたタッチパネルの製造方法であって、前記樹脂プレートの裏面にFPCと接続する延長部分を形成するために、前記樹脂プレートの裏面に形成されている銅箔を所定の形状にエッチングすることと、前記樹脂プレートと前記銅箔とを貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔の内面に導電性を有するめっき層を形成することと、前記樹脂プレートの表面に平行電極を有する前記下基板を接着し、前記貫通孔に連通するように前記下基板に前記貫通孔の延長部分を形成することと、前記貫通孔の上側から導電性接着剤を充填し、該導電性接着剤を介して前記めっき層と前記平行電極から延出する引き回し回路の端部とを電気的に接続することと、前記樹脂プレートの裏面側で、前記貫通孔の下側から前記導電性接着剤を充填し、該導電性接着剤を介して前記銅箔とFPCとを電気的に接続すること、とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
以上の如く、本発明によれば、下基板の表面側で平行電極から延出する引き回し回路の端部が裏面側に配置されているFPCと電気的に接続するから、上基板と下基板との間にFPCが挟まれることによって発生する上基板表面の段差を防止することができる。このため、容易な方法で表面全体の平坦化を図ることができる。また、貫通孔に充填されている導電性接着剤を介して引き回し回路の端部とFPCとが電気的に接続するため、接触面積が広くなり、接続信頼性を向上することができる。
【0016】
また、請求項2記載の発明によれば、貫通孔の内面に導電性を有するめっき層が形成されているから、めっき層と導電性接着剤が電気的に接続し、接続信頼性をより一層高めることができる。
【0017】
また、請求項3記載の発明によれば、引き回し回路の端部とめっき層とが熱硬化性を有する導電性接着剤で電気的に接続しているから、引き回し回路の端部を熱だけで接着することができる。このため、接続部が膨らんで上基板及び下基板が歪み、皺などが発生することが防止される。FPCとめっき層とが異方性を有する導電性接着剤で電気的に接続しているから、FPCを熱と圧力で接着することができる。このため、FPCの接着力を高めることができる。このように、導電性接着剤の性質が異なるものを使用することで、タッチパネルの品質及び接続信頼性を高めることができる。
【0018】
また、請求項4記載の発明によれば、積層されたフィルムーフィルムの基板の下側で、下基板の裏面に硬質の樹脂プレートが接着されているから、フィルムーフィルムの積層基板の変形を樹脂プレートにより矯正することができ、タッチパネルの表面全体の平滑化を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。図1〜図3は、本発明に係るタッチパネルの一実施形態を示すものである。
【0020】
図1及び図2にはタッチパネル1を組み立てた状態の断面図が示されている。本実施形態の抵抗膜式タッチパネル1は、例えば、スマートフォンや、PDAや、携帯電話などの表示及び操作パネルとして適用されるものであり、LCD20の表面にスぺーサ22を介して支持されている樹脂プレート4と、樹脂プレート4の表面に接着されている下基板2と、下基板2に対向配置されるタッチ操作側の上基板3と、樹脂プレート4の裏面に電気的に接続しているFPC(Flexible Print Circuit)5とを備えている。この抵抗膜式タッチパネル1は、携帯情報端末の筐体25の端面とタッチパネル1の表面全体とが面一になるように装着されるようになっている。
【0021】
下基板2及び上基板3には、光透過率が高いことに加え、表面硬度が高く、適度な軟質性を有する樹脂材料としてのポリエチレンテレフタレート(PET)が好適に用いられる。上基板3の表面には、擦傷性や光透過率を高めるために、ハードコート膜や反射防止膜がコーティングされている。下基板2及び上基板3の対向面10,11には、透明導電膜のITO膜12,13が均一な厚さに形成されている。
【0022】
ここで、ITO膜12,13は、透明導電膜としてのインジウム・錫酸化物であり、真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、印刷法等で形成されている。ITO膜12,13は、両基板2,3に形成されている各一対の平行電極に比べて高抵抗値であることが求められ、基板に100〜150Åの厚さに形成される。ITO膜12,13のシート抵抗値は、平行電極のシート抵抗値に比べて100倍以上であることが必要とされている。
【0023】
各種コート層を有する下基板2及び上基板3の厚みは、100〜200μmの厚みに形成することができる。ITO膜12,13は、下基板2及び上基板3の対向面10,11の各一対の平行電極が位置する部分と、一対の平行電極から延出する引き回し回路が位置する部分が、フォトリソグラフィにより除去されている。電極と引き回し回路は、ITO膜12,13が除去された後に、銀ペーストインキを印刷することにより形成されている。
【0024】
各基板2,3の一対の平行電極は、両基板2,3が上下に接着されたときに、互いに直交するように配置されている。一対の平行電極は、ITO膜12,13に電圧を印加して一対の平行電極の対向する方向に電位勾配を生じせしめるものであり、一方がアノード電極、他方がカソード電極である。個々の電極は、電極層の外側に絶縁層を有している。電極と引き回し回路の表面には、絶縁インキが印刷され、電極と引き回し回路が外部から絶縁保護されると共に、マイグレーションが防止されるようになっている。
【0025】
下基板2及び上基板3には、非入力エリアとしての絶縁性を有する額縁部分の内側で100μm程度のギャップを有するように、両面テープ23で貼り合わされている。額縁部分の内側の領域は、入力エリアとして機能している。なお、下基板1には、上下の基板2,3が不用意に接触して誤作動することを防止するために、高さ5〜10μm程度のドットスぺーサ14が所定の間隔を開けて多数設けられている。
【0026】
本実施形態のタッチパネル1は、従来のように、下基板2及び上基板3の間でFPC5が挟まれていないため、上基板3の表面に段差が形成されず、表面全体の平滑化が達成されている。すなわち、上下の基板2,3を重ねたときに、上基板3の表面に段差ができることが防止され、タッチパネル1の表面平滑性が保たれるようになっている。したがって、タッチパネル1の表面全体が露出するように組み込まれた携帯情報端末の意匠性が高められるようになっている。
【0027】
なお、本実施形態のタッチパネル1では、下基板2が樹脂プレート4に接着された構成であるが、下基板2をガラス基材とすることも可能である。ガラス基材には、例えば厚さ0.7mm〜1.8mmのソーダライムガラスを用いることができる。本実施形態のように下基板2をPETとした場合でも、PETの代わりに、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカーボネイト(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)等を適用することもできる。
【0028】
樹脂プレート4は、光透過率が高く、成形精度に優れ、硬質である樹脂材料、例えばポリカーボネイト(PC)などの樹脂材料が好適する。樹脂プレート4は、例えば、数100μmの厚みを有し、強度及び硬度が損なわれない厚みに成形されたものが用いられる。樹脂プレート4の裏面でFPC5が圧着される部分には所定形状にエッチングされた銅箔7が形成されている(図2)。樹脂プレート4の表面は、下基板2に対する接着面となっている。
【0029】
また、樹脂プレート4には、銅箔7が位置する部分で板厚方向に銅箔7と共に貫通する貫通孔8aが形成されている。貫通孔8aの孔サイズは数100μm程度に形成され、貫通孔8aの数は、少なくともFPC5の4本の回路導体6(図2では、説明の簡単化のため1本の回路導体のみが示されている)に対応する数だけ形成されている。貫通孔8aの内面には、銅めっき層9が均一に形成されている。銅めっき層9は、例えば、酸性を有するめっき浴(硫酸銅浴など)に所定の条件で浸漬することで、均一の厚さで形成されるようになっている。このように、貫通孔8aの内面に銅めっき層9を形成することで、樹脂プレート4の表裏両面側の導体、すなわち、FPC5と下基板2の引き回し回路の端部(以下、「ランド」という)15とが導通するようになっている。
【0030】
FPC5は、銅箔7の精密エッチングで形成された4本の回路導体6を絶縁特性や耐熱性に優れる樹脂フィルム(ポリイミドフィルムなど)16でサンドイッチした構造で、屈曲性を有する回路体であり、樹脂プレート5の裏面で銅箔7の上に圧着接続されるようになっている。FPC5の厚みは、制限されるものではないが、配線スペースの狭い筐体内に配線される場合には、数100μm程度の厚みのFPC5を用いることができる。4本の回路導体6のうちの2本の回路導体は、下基板2の一対の電極に引き回し回路のランド15を介して接続し、他の2本の回路導体は、ランド15を介して上基板3の一対の電極に接続している。
【0031】
FPC5の一端を下基板2の裏面でFPC圧着部の銅箔7上に圧着する際は、FPC5と銅箔7上との間に導電粒子を含む異方性の導電性接着剤18を介在させた状態で、接着剤18を所定温度に加熱しながらFPC5を銅箔7に押し付けることにより接続する。異方性の導電性接着剤18は、熱硬化性樹脂に導電粒子(ニッケル粒子、銀粒子など)を分散させたものであり、導電粒子同士の接触によって断面方向にのみ導通するようになっている。
【0032】
FPC5の他端は、LCD20の裏面側に設けられている回路体21に接続している。図2には、FPC5の1本の回路導体6が貫通孔8a内面の銅めっき層9を介して下基板2表面のランド15に導通している状態が示されているが、FPC5の4本の回路導体6のそれぞれは、隣接する回路導体6と短絡しないように、各銅箔7に電気的に接続し、各貫通孔8a内面の銅めっき層9を介して下基板2表面の各ランド15に導通するようになっている。
【0033】
下基板2の表面上のランド15と貫通孔8a内面の銅めっき層9は、導電粒子(ニッケル粒子、銀粒子など)を有する熱硬化性の導電性接着剤17を介して電気的に接続している。熱硬化性の導電性接着剤17を用いることで、接着剤17を加熱するだけで、ランド15と貫通孔8a内面の銅めっき層9を接続することができる。このため、接続部が膨らんで下基板2及び上基板3が歪むことが防止され、タッチパネル1の品質信頼性が高められるようになっている。
【0034】
次に、図3(a)〜(g)を参照しながら、タッチパネル1の製造方法について説明する。
(a)に示すように、裏面に銅箔7が形成された所定サイズの樹脂プレート4を用意する。次に、(b)に示すように、樹脂プレート4の裏面にFPC5を接続する銅箔7を形成するために、銅箔7を所定の形状にエッチングする。続いて、(c)に示すように、樹脂プレート4と銅箔7を貫通する貫通孔8aを形成した後、(d)に示すように、貫通孔8aの内面に導電性を有する銅めっき層9を形成する。
【0035】
図3(e)に示すように、樹脂プレート4の表面に下基板2を接着する。この場合、下基板2の表面上のランド(4つのランドのうちの1つが示されている)15が貫通孔8aの直上に位置するように、樹脂プレート4に下基板2を位置合わせした状態で接着する。続いて、(f)に示すように、貫通孔8aに連通するように下基板2にも貫通孔8aの延長部分8bを形成する。そして、貫通孔8aの下側開口から異方性の導電性接着剤18を充填して、FPC5の回路導体6と樹脂プレート4裏面の銅箔7を圧着接続する。最後に、図3(g)及び図2に示すように、貫通孔8aの延長部分8bの上側開口から導電性接着剤17を充填し、上下基板2,3間に所定のギャップが形成されるように、上下基板2,3を位置合わせした状態で、下基板2のランド15と貫通孔8a内面の銅めっき層9を接続すると共に、上基板3のランド19と下基板2のランド15とを導通させる。導電性接着剤17が硬化することにより、下基板2に上基板3が接着する。このようにして製造されたタッチパネル1は、スマートフォンなどの携帯情報端末の筐体25に組み込まれて利用される。
【0036】
以上のように、本実施形態のタッチパネル1によれば、上基板2と下基板3との間にFPC5が挟まれることによって発生する上基板2表面の段差を防止することができるため、タッチパネル1の表面全体の平坦化を図ることができ、商品の意匠性を高めることができる。また、銅箔7とFPC5との接続、及びランド15と貫通孔8内面の銅めっき層9の接続が、導電性接着剤17,18を介して行われるため、広い接触面積で電気的に接続することができ、接続信頼性を向上することができる。
【0037】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態では、下基板2と上基板3の対向面10,11にはITO膜12,13が被着されているが、ITO膜12,13に代えて導電性ポリマを被着することも可能である。また、図2に示すように、貫通孔8a,8bの両端開口から充填された導電性接着剤17,18の間に隙間を存しているが、隙間ができないように、貫通孔8a,8bの内部空間全部を導電性接着剤で塞ぐことも可能である。このようにした場合、貫通孔8a内面の銅めっき層9を不要とすることができる。また、本実施形態では、樹脂プレート4に下基板2が接着されているが、下基板2をLCD20に直接に貼り合わせる場合などには、樹脂プレート4を不要とすることもできる。また、本実施形態では、貫通孔8aの内面に銅めっき層9が形成されているが、銅めっき層9の代わりに導電性を有する筒部材を埋設することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明に係るタッチパネルの一実施形態を示す断面図である。
【図2】図1に示すタッチパネルのA−A線に沿って切断した断面図である。
【図3】本発明に係るタッチパネルの製造工程(a)〜(g)を示す説明図であり、(a)は裏面全体に銅箔を有する樹脂プレートを示す断面図、(b)は銅箔が所定の形状にエッチングされた状態を示す断面図、(c)は樹脂プレートに貫通孔が形成された状態を示す断面図、(d)は貫通孔にめっき層が形成された状態を示す断面図、(e)は樹脂プレートの表面にITO膜と回路を有する下基板が接着された状態を示す断面図、(f)は下基板に樹脂プレートの貫通孔に連通する貫通孔が形成された状態を示す断面図、(g)は下基板の表面に接着される上基板を示す断面図である。
【図4】従来のタッチパネルの一例を示す断面図である。
【図5】図4に示すタッチパネルのB−B線に沿って切断した断面図である。
【符号の説明】
【0039】
1 タッチパネル
2 下基板
3 上基板
4 樹脂プレート
4 FPC
7 銅箔
8a 貫通孔
8b 貫通孔の延長部分
9 銅めっき層
17,18 導電性接着剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
上下に対向して配置され、対向面に導電性を有する導電膜がそれぞれ被着されている上下一対の基板を備え、該上下一対の基板の前記対向面の額縁部に互いに直交する各一対の平行電極がそれぞれ形成され、下基板の前記対向面に形成されている前記各一対の平行電極から延出する引き回し回路の端部が、前記下基板の前記対向面とは反対側で前記下基板の裏面側に配置されているFPCと電気的に接続しているタッチパネルであって、
前記下基板と前記引き回し回路の端部とを貫通する貫通孔が設けられ、該貫通孔に充填されている導電粒子を含む導電性接着剤を介して前記引き回し回路の端部と前記FPCとが電気的に接続していることを特徴とするタッチパネル。
【請求項2】
前記貫通孔の内面に導電性を有するめっき層が形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。
【請求項3】
前記貫通孔の一方の開口端側で、前記引き回し回路の端部と前記めっき層とが熱硬化性を有する前記導電性接着剤で電気的に接続し、前記貫通孔の他方の開口端側で、前記FPCと前記めっき層とが異方性を有する前記導電性接着剤で電気的に接続していることを特徴とする請求項2記載のタッチパネル。
【請求項4】
前記上下一対の基板がそれぞれ軟質の樹脂フィルムであり、前記下基板の裏面に前記貫通孔に連通する該貫通孔の延長部分を有する硬質の樹脂プレートが接着されている請求項1〜3の何れか1項に記載のタッチパネル。
【請求項5】
上下に対向して配置され、対向面に導電性を有する導電膜がそれぞれ被着されている上下一対の基板と、下基板の裏面に接着されている樹脂プレートとを備えたタッチパネルの製造方法であって、
前記樹脂プレートの裏面にFPCと接続する部分を形成するために、前記樹脂プレートの裏面に形成されている銅箔を所定の形状にエッチングすることと、
前記樹脂プレートと前記銅箔とを貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔の内面に導電性を有するめっき層を形成することと、
前記樹脂プレートの表面に平行電極を有する前記下基板を接着し、前記貫通孔に連通するように前記下基板に前記貫通孔の延長部分を形成することと、
前記貫通孔の上側から導電性接着剤を充填し、該導電性接着剤を介して前記めっき層と前記平行電極から延出する引き回し回路の端部とを電気的に接続することと、
前記樹脂プレートの裏面側で、前記貫通孔の下側から前記導電性接着剤を充填し、該導電性接着剤を介して前記銅箔とFPCとを電気的に接続すること、
とを備えていることを特徴とするタッチパネルの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−99498(P2009−99498A)
【公開日】平成21年5月7日(2009.5.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−272446(P2007−272446)
【出願日】平成19年10月19日(2007.10.19)
【出願人】(501398606)富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Fターム(参考)】