タッチパネル
【課題】 タッチ面での誤接触を防止すると共に、指などに大きな負担をかけず、均一な押圧力でタッチ操作を行えるようにすること、また、部品点数の増加に伴うコストアップを抑え、且つ、タッチ面でのニュートンリングの発生を防止することのできるタッチパネルを提供することである。
【解決手段】 Ｘ軸電極対４９ａ，４９ｂ及び引き回し電極４９ｃ，４９ｄからなるＸ軸電極パターン、Ｙ軸電極対４８ａ，４８ｂ及び引き回し電極４８ｃ，４８ｄからなるＹ軸電極パターンがそれぞれ形成された上透明基板４６及び下透明基板４４と、これら上下の透明基板を所定の隙間を持たせて保持する一対のＸ軸方向封止部５０ａ，５０ｂ及び一対のＹ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄからなる外周封止部５０とを備えたタッチパネル４１において、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、前記外周封止部５０から内側近傍に等距離で、且つ、厚みを持たせて形成した。
【解決手段】 Ｘ軸電極対４９ａ，４９ｂ及び引き回し電極４９ｃ，４９ｄからなるＸ軸電極パターン、Ｙ軸電極対４８ａ，４８ｂ及び引き回し電極４８ｃ，４８ｄからなるＹ軸電極パターンがそれぞれ形成された上透明基板４６及び下透明基板４４と、これら上下の透明基板を所定の隙間を持たせて保持する一対のＸ軸方向封止部５０ａ，５０ｂ及び一対のＹ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄからなる外周封止部５０とを備えたタッチパネル４１において、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、前記外周封止部５０から内側近傍に等距離で、且つ、厚みを持たせて形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、透過された表示画面の指示に従って使用者が表示画面を指やペンなどで直接押すことによって、データの入力操作を行うタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の抵抗膜式タッチパネルは、可撓性及び絶縁性を有する透明基板の下側に上透明電極層及びこの上透明電極層に形成される電極部を有する上基板と、上側に下透明電極層及びこの下透明電極層に形成される電極部を有し、前記下透明電極層の上面にドットスペーサを一定間隔ごとに配置した下基板とを備え、前記上透明電極層と下透明電極層とが所定の間隔を有して対向させた構造となっている。このような構造のタッチパネルは、液晶表示装置等の表示画面の上面に載置される。入力操作は、前記タッチパネル上の任意のポイントを指またはペンで押圧することによって行われる。この押圧によって、上透明電極層が下透明電極層に接触し、その位置座標の電気抵抗が検知される。このようにして、前記表示画面上に現れる情報に対して入力操作を行うようになっている。
【０００３】
上記従来の一般的なタッチパネルの構造を図６〜図９に示す。このタッチパネル１は、図６及び図７に示すように、四角形状の下基板２と、この下基板２と同じように四角形状で可撓性を有する上基板３とによって構成されている。前記下基板２は、図８に示すように、板厚が約１．１ｍｍの透明なガラスからなる下透明基板４と、この下透明基板４の上面に形成される下透明電極層５と、この下透明電極層５の上辺及び下辺に対向して設けられる一対のＹ軸電極対８ａ，８ｂと、このＹ軸電極対８ａ，８ｂから延びる引き回し電極８ｃ，８ｄと、前記下透明基板４の端部に設けられ、前記引き回し電極８ｃ，８ｄと導通する端子電極８ｅ，８ｆと、前記下透明電極層５上にマトリックス状に配設される複数のドットスペーサ１１とによって構成される。
【０００４】
上基板３は、図９に示すように、板厚が約０．２ｍｍの可撓性を有した透明な方形状のマイクロガラスからなる上透明基板６と、この上透明基板６の下方に形成される上透明電極層７と、この上透明電極層７の左辺と右辺に対向して設けられるＸ軸電極対９ａ，９ｂと、このＸ軸電極対９ａ，９ｂから延びる引き回し電極９ｃ，９ｄとを有し、この引き回し電極９ｃ，９ｄが前記下透明基板４の端部に設けられている端子電極９ｅ，９ｆと導通接続される。
【０００５】
また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板３の上面には偏光板１５、下基板２の下面には位相差板１６が設けられる。なお、前記端子電極８ｅ，８ｆ，９ｅ，９ｆが集合した下基板２の端部には、ＦＰＣ１４の一端が接続される。
【０００６】
前記下基板２と上基板３は、下透明電極層５と上透明電極層７とが１０μｍ前後の隙間を持たせて対向させた状態で外周部２０が封止樹脂材１２によって封止される。
【０００７】
上記構成からなるタッチパネル１において、下基板２を構成する下透明基板４は、ソーダガラス、石英ガラス、アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等の透明なガラスが用いられ、反りや撓みが起きない程度の厚さ、例えば、０．７〜１．１ｍｍのものが選択される。上基板３を構成する上透明基板６は、可撓性を必要とするところであるので、薄い透明な板ガラスや柔軟性のある透明なプラスチックフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）等が用いられる。特に、耐熱性が求められる機器（例えば、カーナビゲーション等）には、ガラス材が使用される。
【０００８】
前記下透明電極層５及び上透明電極層７は、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）であり、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等によって形成されている。この下透明電極層５及び上透明電極層７は、電圧勾配が高いことと、高抵抗値であることが求められるため、２５０〜５００Åの範囲で薄く形成する。このＩＴＯによる層は、下透明基板４及び上透明基板６の全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分をパターンとして残して形成する。
【０００９】
前記Ｙ軸電極対８ａ，８ｂ、引き回し電極８ｃ，８ｄ、Ｘ軸電極対９ａ，９ｂ、引き回し電極９ｃ，９ｄ及び端子電極８ｅ，８ｆ，９ｅ，９ｆは、前記下透明電極層５、上透明電極層７に電圧を印加するために形成されたもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粒子を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷し、熱または紫外線を照射して硬化させて形成される。このＹ軸電極対８ａ，８ｂ、引き回し電極８ｃ，８ｄ、Ｘ軸電極対９ａ，９ｂ、引き回し電極９ｃ，９ｄ及び端子電極８ｅ，８ｆ，９ｅ，９ｆは、前記下透明電極層５及び上透明電極層７の抵抗値に比べて１００分の１以下の低い値に設計する必要があり、そのために、前記Ｙ軸電極対８ａ，８ｂやＸ軸電極対９ａ，９ｂの印刷幅や厚みを大きくするなどして抵抗値を小さく抑えている。
【００１０】
ドットスペーサ１１は、下透明電極層５と上透明電極層７とが通常の状態において、接触しないように一定間隔の隙間を保持すると共に、所定のポイントをタッチした際には、他の部分が接触しないようにして誤動作を防ぐために設けられる。このドットスペーサ１１は、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷によってドットマトリックス状に所定間隔ごとに配列形成し、その後、熱または紫外線を照射して硬化させる。このドットスペーサ１１は、タッチパネル面から目立たないように、直径が３０〜６０μｍ、厚みが２〜５μｍで、隣接するドットスペーサ１１の間隔が１〜８ｍｍの範囲で形成される。
【００１１】
封止樹脂材１２は、図７に示すように、下基板２及び上基板３の対向間隔を確保する目的で、一定厚みの粒状のスペーサ部材１３を分散させたエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷形成する。この印刷は、厚みが３０μｍ、幅が０．５ｍｍ位にすると、下基板２及び上基板３を１０μｍ前後の隙間に仕上げたときに１．５ｍｍ前後位の幅になる。ここで使用されるスペーサ部材１３は、所定の大きさ及び厚みの絶縁性を有した粒状のプラスチックボールやガラスファイバ等が利用される。このスペーサ部材１３のサイズは、上透明基板６の材質や厚みによって異なるが、０．２ｍｍのマイクロガラスを使用した場合は、概ね１０μｍ前後の粒径のものが選択される。このスペーサ部材１３を含有させた封止樹脂材１２は、下基板２または上基板３とを位置合わせして、一定の圧力をかけて貼り合わせ、加熱処理を施して硬化させる。このように封止樹脂材１２によって封止することで、下基板２と上基板３を固定すると共に、下透明電極層５及び上透明電極層７の内部に水分やゴミ等の侵入を防止する効果を有している。
【００１２】
上記構造からなるタッチパネル１は、指または入力ペン等の入力手段によって、上基板３を押圧し、この上基板３の下面に形成されている上透明電極層７のいずれか一点が下基板２に形成されている下透明電極層５に接触することによって導通する。これにより、図示しない制御装置がその位置の抵抗値によって変化された電圧値を読み取り、電位差の変化に応じて位置座標を読み込む構成になっている。このため、タッチパネルの入力側の上基板は、常に下基板に押し付けられる力が働くので、長期間の使用では、前記上基板が下基板に接触する方向に変形し、絶縁性が徐々に低下し、誤動作の原因となって耐久性を低下させることが問題となっていた。また、これに伴って、上基板の撓んだ部分を中心にして同心円状の干渉縞、いわゆるニュートンリングが発生する。このニュートンリングが現れると、見栄えが悪くなると共に、入力面の情報が見にくくなり、誤入力を生じさせる場合がある。
【００１３】
前記偏光板１５は、ポリビニールアルコールフィルムを圧延して厚みが約２０μｍの偏光フィルムを作成した後、このフィルムの両面に厚みが８０μｍのセルロース系フィルムを貼り合わせ、全体の厚みを約１８０μｍにしたものが使用される。また、位相差板１６は、ポリカーボネイトを素材として形成され、厚みが約８０μｍに形成される。
【００１４】
上記示した抵抗膜式のタッチパネル１においては、前述したように、タッチ面の視認性を妨げるニュートンリングが発生する場合があるが、これは上基板３の表面に同心円状の干渉縞がでる現象であって、機能的には問題はない。しかしながら、利用者にとっては感覚的に非常に不快な思いをさせる。このような現象は、上基板３を構成する上透明基板６に薄板ガラスを使用しても同じ現象が現れる。このニュートンリング現象を無くすために、過去において様々な技術が開発されてきている。その一つとして、特許文献１に示されるような構造を備えたタッチパネルが開示されている。
【００１５】
この特許文献１に示されているタッチパネル２１は、図１０及び図１１に示すように、透明なガラスなどからなる硬直な透明基体上に透明抵抗膜２３、この透明抵抗膜２３に接して横両端に沿ったリード電極線２４、前記透明抵抗膜２３上の透明絶縁スペーサ２５とからなるディスプレイ側透明電極板２２と、ＰＥＴフィルムなどの透明フィルム上に透明抵抗膜２６、この透明抵抗膜２６に接して縦両端に沿ったリード電極２７とからなるタッチパネル側透明電極フィルム２８との貼り合わせにおいて、周縁接着層２９と面一の状態になるように、線状凸起３０を設け、両面テープ３１を介在させて貼り合わせた構造となっている。
【００１６】
また、前記ディスプレイ側透明電極板２２とタッチパネル側透明電極フィルム２８とを貼り合わせたときに、タッチパネル側透明電極フィルム２８が凸状に湾曲するように線状凸起３０の高さを１０〜５０μｍ、幅を０．５〜２ｍｍに設定している。このような構造において、例えば、タッチパネル２１の大きさが１５０×２００ｍｍである場合、湾曲した部分の高さは１０〜４００μｍに設定される。これによって、ニュートンリングの発生を防ぐことができるというものである。
【特許文献１】実用新案登録第３０４８３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、自動車に搭載されるカーナビゲーション用のタッチパネルには、耐熱性上の問題から、透明フィルムを使わずに透明な薄板ガラスの使用が求められる。透明フィルムより剛性のある薄板ガラスを使用した場合に、湾曲部の高さが４００μｍ近くあると相当な押圧力を必要とし、指など大きな負担がかかる。一方、湾曲部の高さが１０μｍ近くに低下すると、前述したような二一トンリング現象が発生してしまう。
【００１８】
また、上記の構造をとる場合は、新たに線状凸起３０を構成する部材と両面テープ３１などの構成部品が必要となり、製造コスト及び製品コストがアップするといった問題がある。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、タッチ面での誤接触を防止すると共に、指などに大きな負担をかけず、均一な押圧力でタッチ操作を行えるようにすること、また、部品点数の増加に伴うコストアップを抑え、且つ、タッチ面でのニュートンリングの発生を防止することのできるタッチパネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明に係るタッチパネルは、Ｘ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＸ軸電極パターン、Ｙ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＹ軸電極パターンがそれぞれ形成された一対の透明基板と、これら一対の透明基板の間に所定の隙間を保持し、且つ、前記透明基板のＸ軸方向に対向した一対のＸ軸方向封止部及びＹ軸方向に対向した一対のＹ軸方向封止部からなる外周封止部とを備えたタッチパネルにおいて、前記外周封止部の内側に位置する前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、該パターンに対応するそれぞれの前記外周封止部に沿って等距離で、且つ、前記外周封止部よりも厚みを持たせて形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のタッチパネルによれば、Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが形成された一対の透明基板を、外周封止部によって所定の隙間を保持して封止する際、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが前記外周封止部の内側に沿って等距離、且つ、前記外周封止部よりも厚みを有して形成されているので、タッチ入力側の透明基板をその外周封止部から中央部に向けて僅かに湾曲させた状態で保持させることができる。このため、前記タッチ入力側の透明基板の表面にニュートンリング現象が生ずることがないので、良好な視認性及び操作性を維持することができる。また、前記透明基板の外周部において、外周封止部の厚みと、電圧の印加に必要なＸ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの厚みのみを利用しているので、別途専用の支持部材を設ける必要なない。これによって、タッチ面となる透明基板の透過有効領域を狭めず、また、タッチパネルを構成する部品点数の削減効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のタッチパネルの実施形態を図１乃至図５に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は本発明のタッチパネルのタッチ入力側から見た平面図、図２は前記タッチパネルの断面図、図３は前記タッチパネルを構成する下基板の平面図、図４は前記タッチパネルを構成する上基板の平面図、図５は前記タッチパネルにおける上基板の形成例を示す断面図である。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、本発明の実施形態に係るタッチパネル４１は、長方形状をなす下基板４２と可撓性を有する上基板４３とを対向配置させ、封止樹脂材５２を介して前記下基板４２及び上基板４３の外周部を周回して貼り合わせた構造となっている。下基板４２は、板厚が約１．１ｍｍの透明な長方形状のガラスからなる下透明基板４４と、この下透明基板４４の上面に薄く形成した下透明電極層４５と、この下透明電極層４５の対向する上辺及び下辺に沿って形成されたＹ軸電極対４８ａ，４８ｂ、このＹ軸電極対４８ａ，４８ｂから下基板４２の一端に設けられるＦＰＣ取付部Ｓにかけて延設される引き回し電極４８ｃ，４８ｄからなるＹ軸電極パターンと、前記ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成され、前記Ｙ軸電極パターンと導通する端子電極４８ｅ，４８ｆと、前記下透明電極層４５上にマトリックス状に配置されるドットスペーサ５１とで構成されている。なお、前記ＦＰＣ取付部Ｓには、外部から電圧を印加させるための電極パターンが形成されたフレキシブル基板（ＦＰＣ）５４の一端が接続される。
【００２４】
上基板４３は、図４に示すように、前記下基板４２と略同じ長方形状で約０．２ｍｍ厚のマイクロガラス(マイクロシートガラス)からなる上透明基板４６と、この上透明基板４６の下面に薄く形成される上透明電極層４７と、この上透明電極層４７の対向する左辺及び右辺に沿って形成されたＸ軸電極対４９ａ，４９ｂ、このＸ軸電極対４９ａ，４９ｂから前記下基板４２のＦＰＣ取付部Ｓにかけて延設される引き回し電極４９ｃ，４９ｄからなるＸ軸電極パターンとで構成されている。このＸ軸電極パターンは、下基板４２と上基板４３とを封止した際、前記ＦＰＣ取付部Ｓに形成されている端子電極４９ｅ，４９ｆと導通接続される。
【００２５】
前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンは、従来例で説明したように、銀粉などの高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤に混ぜ合わせてインク化させたものをスクリーン印刷して形成される。これら電極パターンは、前記封止樹脂材５２の厚みより僅かに厚くして形成する。
【００２６】
上記構成からなる下基板４２と上基板４３は、それぞれの外周部を一周する外周封止部５０に沿って塗布される封止樹脂材５２を介して、下透明電極層４５と上透明電極層４７とが対向する向きで重ね合わされ、加圧及び加熱処理によって封止される。前記外周封止部５０は、Ｘ軸方向に対向した一対のＸ軸方向封止部５０ａ，５０ｂと、Ｙ軸方向に対向した一対のＹ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄとで連続形成されたものである。
【００２７】
前記外周封止部５０に塗布される封止樹脂材５２は、従来例で説明したように、ボール状のスペーサ部材５３を分散した熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤であり、これを所定厚みになるようにして印刷される。前記スペーサ部材５３の粒径は、下基板４２と上基板４３の隙間量に略等しい大きさのものを使用する。本実施形態では略１０μｍの粒径のものを使用している。この封止樹脂材５２の印刷は、幅は約０．５ｍｍ、厚みが約３０μｍで印刷する。前記下基板４２と上基板４３を封止する際は、加圧されるので、最終的には、幅は１．５ｍｍ程度延び、厚みは使用したスペーサ部材５３の粒径と同じ略１０μｍとなる。
【００２８】
なお、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、必要に応じて上基板４３の上面には偏光板５５、下基板４２の下面には位相差板５６が設けられる。
【００２９】
図５に示すように、下基板４２に形成したＹ軸電極対４８ａ，４８ｂ及びこの引き回し電極４８ｃ，４８ｄからなるＹ軸電極パターンと、上基板４３に形成したＸ軸電極対４９ａ，４９ｂ及びこの引き回し電極４９ｃ，４９ｄからなるＸ軸電極パターンは、前記封止樹脂材５２の厚みより僅かに厚みを持たせて形成される。このため、下基板４２と上基板４３とを貼り合わせたときに、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンによって上基板４３の外周部が傾斜することになり、それぞれの外周封止部５０から中央部に向かってドーム状に湾曲した状態で固定される。
【００３０】
図１に示したように、本実施形態の電極パターン構成では、上基板４３を傾斜させて支持する箇所は、Ｙ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄ側では、このＹ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄに沿って平行に延びるＹ軸電極４８ａとこのＹ軸電極４８ａから延びる引き回し電極４８ｃ，Ｘ軸電極４９ａから延びる引き回し電極４９ｃとなる。また、Ｘ軸方向封止部５０ａ，５０ｂ側では、このＸ軸方向封止部５０ａ，５０ｂに沿って平行に延びるＸ軸電極４９ａと前記Ｙ軸電極４８ａから延びる引き回し電極４８ｃとなる。
【００３１】
本実施形態では、上基板４３の外周封止部５０からの傾斜角を均一にするため、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの幅及び厚みを均一にして形成した。また、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの外周封止部５０からの平面離間距離は、全周に亘って均一にするのが望ましいが、少なくとも、Ｘ軸方向封止部５０ａ，５０ｂにおいては、Ｘ１とＸ２を等しく、Ｙ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄにおいては、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３を等しくするのがよい。
【００３２】
なお、前記上基板４３が支持されるＸ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの厚み及び外周封止部５０からの離間距離は、タッチパネル４１のサイズや上基板４３の材質や厚みによって異なるが、例えば、前記上基板４３に０．２ｍｍ厚の透明なマイクロガラス板からなる透明基板を使用した場合、図５に示したように、上基板４３の中央部における高低差Ｈが外周部に比べて１０〜３０μｍ程度高く設定すると、ニュートンリングの発生が抑えられ、タッチ感覚にも支障をきたすことがない。また、タッチ面での誤接触も防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るタッチパネルのタッチ入力側からみた平面図である。
【図２】上記タッチパネルのＸ−Ｘ断面図である。
【図３】上記タッチパネルの下基板の構成を示す平面図である。
【図４】上記タッチパネルの上基板の構成を示す平面図である。
【図５】上記タッチパネルにおける上基板の形成例を示す断面図である。
【図６】従来のタッチパネルの平面図である。
【図７】上記図６に示すタッチパネルのＣ−Ｃ断面図である。
【図８】上記図６に示すタッチパネルの下基板の構成を示す平面図である。
【図９】上記図６に示すタッチパネルの上基板の構成を示す平面図である。
【図１０】従来の他の形態によるタッチパネルの平面図である。
【図１１】上記図１０に示すタッチパネルのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
４１ タッチパネル
４２ 下基板
４３ 上基板
４４ 下透明基板
４５ 下透明電極層
４６ 上透明基板
４７ 上透明電極層
４８ａ，４８ｂ Ｙ軸電極対
４８ｃ，４８ｄ 引き回し電極
４８ｅ，４８ｆ 端子電極
４９ａ，４９ｂ Ｘ軸電極対
４９ｃ，４９ｄ 引き回し電極
４９ｅ，４９ｆ 端子電極
５０ 外周封止部
５０ａ，５０ｂ Ｘ軸方向封止部
５０ｃ，５０ｄ Ｙ軸方向封止部
５１ ドットスペーサ
５２ 封止樹脂材
５３ スペーサ部材
５４ ＦＰＣ
５５ 偏光板
５６ 位相差板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＭ、カーナビゲーション、自動販売機、複写機、各種端末機等の機器において、液晶ディスプレイ等の表示画面上に配置し、透過された表示画面の指示に従って使用者が表示画面を指やペンなどで直接押すことによって、データの入力操作を行うタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の抵抗膜式タッチパネルは、可撓性及び絶縁性を有する透明基板の下側に上透明電極層及びこの上透明電極層に形成される電極部を有する上基板と、上側に下透明電極層及びこの下透明電極層に形成される電極部を有し、前記下透明電極層の上面にドットスペーサを一定間隔ごとに配置した下基板とを備え、前記上透明電極層と下透明電極層とが所定の間隔を有して対向させた構造となっている。このような構造のタッチパネルは、液晶表示装置等の表示画面の上面に載置される。入力操作は、前記タッチパネル上の任意のポイントを指またはペンで押圧することによって行われる。この押圧によって、上透明電極層が下透明電極層に接触し、その位置座標の電気抵抗が検知される。このようにして、前記表示画面上に現れる情報に対して入力操作を行うようになっている。
【０００３】
上記従来の一般的なタッチパネルの構造を図６〜図９に示す。このタッチパネル１は、図６及び図７に示すように、四角形状の下基板２と、この下基板２と同じように四角形状で可撓性を有する上基板３とによって構成されている。前記下基板２は、図８に示すように、板厚が約１．１ｍｍの透明なガラスからなる下透明基板４と、この下透明基板４の上面に形成される下透明電極層５と、この下透明電極層５の上辺及び下辺に対向して設けられる一対のＹ軸電極対８ａ，８ｂと、このＹ軸電極対８ａ，８ｂから延びる引き回し電極８ｃ，８ｄと、前記下透明基板４の端部に設けられ、前記引き回し電極８ｃ，８ｄと導通する端子電極８ｅ，８ｆと、前記下透明電極層５上にマトリックス状に配設される複数のドットスペーサ１１とによって構成される。
【０００４】
上基板３は、図９に示すように、板厚が約０．２ｍｍの可撓性を有した透明な方形状のマイクロガラスからなる上透明基板６と、この上透明基板６の下方に形成される上透明電極層７と、この上透明電極層７の左辺と右辺に対向して設けられるＸ軸電極対９ａ，９ｂと、このＸ軸電極対９ａ，９ｂから延びる引き回し電極９ｃ，９ｄとを有し、この引き回し電極９ｃ，９ｄが前記下透明基板４の端部に設けられている端子電極９ｅ，９ｆと導通接続される。
【０００５】
また、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、上基板３の上面には偏光板１５、下基板２の下面には位相差板１６が設けられる。なお、前記端子電極８ｅ，８ｆ，９ｅ，９ｆが集合した下基板２の端部には、ＦＰＣ１４の一端が接続される。
【０００６】
前記下基板２と上基板３は、下透明電極層５と上透明電極層７とが１０μｍ前後の隙間を持たせて対向させた状態で外周部２０が封止樹脂材１２によって封止される。
【０００７】
上記構成からなるタッチパネル１において、下基板２を構成する下透明基板４は、ソーダガラス、石英ガラス、アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、普通板ガラス等の透明なガラスが用いられ、反りや撓みが起きない程度の厚さ、例えば、０．７〜１．１ｍｍのものが選択される。上基板３を構成する上透明基板６は、可撓性を必要とするところであるので、薄い透明な板ガラスや柔軟性のある透明なプラスチックフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）等が用いられる。特に、耐熱性が求められる機器（例えば、カーナビゲーション等）には、ガラス材が使用される。
【０００８】
前記下透明電極層５及び上透明電極層７は、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）であり、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等によって形成されている。この下透明電極層５及び上透明電極層７は、電圧勾配が高いことと、高抵抗値であることが求められるため、２５０〜５００Åの範囲で薄く形成する。このＩＴＯによる層は、下透明基板４及び上透明基板６の全面に形成したものをフォトリソグラフィにより不要部分を除去し、必要な部分をパターンとして残して形成する。
【０００９】
前記Ｙ軸電極対８ａ，８ｂ、引き回し電極８ｃ，８ｄ、Ｘ軸電極対９ａ，９ｂ、引き回し電極９ｃ，９ｄ及び端子電極８ｅ，８ｆ，９ｅ，９ｆは、前記下透明電極層５、上透明電極層７に電圧を印加するために形成されたもので、銀粉や銅粉等の高導電性金属粒子を熱硬化性のエポキシ樹脂等に混ぜ合わせてインク化したものをスクリーン印刷し、熱または紫外線を照射して硬化させて形成される。このＹ軸電極対８ａ，８ｂ、引き回し電極８ｃ，８ｄ、Ｘ軸電極対９ａ，９ｂ、引き回し電極９ｃ，９ｄ及び端子電極８ｅ，８ｆ，９ｅ，９ｆは、前記下透明電極層５及び上透明電極層７の抵抗値に比べて１００分の１以下の低い値に設計する必要があり、そのために、前記Ｙ軸電極対８ａ，８ｂやＸ軸電極対９ａ，９ｂの印刷幅や厚みを大きくするなどして抵抗値を小さく抑えている。
【００１０】
ドットスペーサ１１は、下透明電極層５と上透明電極層７とが通常の状態において、接触しないように一定間隔の隙間を保持すると共に、所定のポイントをタッチした際には、他の部分が接触しないようにして誤動作を防ぐために設けられる。このドットスペーサ１１は、透明なアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な樹脂材料をスクリーン印刷によってドットマトリックス状に所定間隔ごとに配列形成し、その後、熱または紫外線を照射して硬化させる。このドットスペーサ１１は、タッチパネル面から目立たないように、直径が３０〜６０μｍ、厚みが２〜５μｍで、隣接するドットスペーサ１１の間隔が１〜８ｍｍの範囲で形成される。
【００１１】
封止樹脂材１２は、図７に示すように、下基板２及び上基板３の対向間隔を確保する目的で、一定厚みの粒状のスペーサ部材１３を分散させたエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷形成する。この印刷は、厚みが３０μｍ、幅が０．５ｍｍ位にすると、下基板２及び上基板３を１０μｍ前後の隙間に仕上げたときに１．５ｍｍ前後位の幅になる。ここで使用されるスペーサ部材１３は、所定の大きさ及び厚みの絶縁性を有した粒状のプラスチックボールやガラスファイバ等が利用される。このスペーサ部材１３のサイズは、上透明基板６の材質や厚みによって異なるが、０．２ｍｍのマイクロガラスを使用した場合は、概ね１０μｍ前後の粒径のものが選択される。このスペーサ部材１３を含有させた封止樹脂材１２は、下基板２または上基板３とを位置合わせして、一定の圧力をかけて貼り合わせ、加熱処理を施して硬化させる。このように封止樹脂材１２によって封止することで、下基板２と上基板３を固定すると共に、下透明電極層５及び上透明電極層７の内部に水分やゴミ等の侵入を防止する効果を有している。
【００１２】
上記構造からなるタッチパネル１は、指または入力ペン等の入力手段によって、上基板３を押圧し、この上基板３の下面に形成されている上透明電極層７のいずれか一点が下基板２に形成されている下透明電極層５に接触することによって導通する。これにより、図示しない制御装置がその位置の抵抗値によって変化された電圧値を読み取り、電位差の変化に応じて位置座標を読み込む構成になっている。このため、タッチパネルの入力側の上基板は、常に下基板に押し付けられる力が働くので、長期間の使用では、前記上基板が下基板に接触する方向に変形し、絶縁性が徐々に低下し、誤動作の原因となって耐久性を低下させることが問題となっていた。また、これに伴って、上基板の撓んだ部分を中心にして同心円状の干渉縞、いわゆるニュートンリングが発生する。このニュートンリングが現れると、見栄えが悪くなると共に、入力面の情報が見にくくなり、誤入力を生じさせる場合がある。
【００１３】
前記偏光板１５は、ポリビニールアルコールフィルムを圧延して厚みが約２０μｍの偏光フィルムを作成した後、このフィルムの両面に厚みが８０μｍのセルロース系フィルムを貼り合わせ、全体の厚みを約１８０μｍにしたものが使用される。また、位相差板１６は、ポリカーボネイトを素材として形成され、厚みが約８０μｍに形成される。
【００１４】
上記示した抵抗膜式のタッチパネル１においては、前述したように、タッチ面の視認性を妨げるニュートンリングが発生する場合があるが、これは上基板３の表面に同心円状の干渉縞がでる現象であって、機能的には問題はない。しかしながら、利用者にとっては感覚的に非常に不快な思いをさせる。このような現象は、上基板３を構成する上透明基板６に薄板ガラスを使用しても同じ現象が現れる。このニュートンリング現象を無くすために、過去において様々な技術が開発されてきている。その一つとして、特許文献１に示されるような構造を備えたタッチパネルが開示されている。
【００１５】
この特許文献１に示されているタッチパネル２１は、図１０及び図１１に示すように、透明なガラスなどからなる硬直な透明基体上に透明抵抗膜２３、この透明抵抗膜２３に接して横両端に沿ったリード電極線２４、前記透明抵抗膜２３上の透明絶縁スペーサ２５とからなるディスプレイ側透明電極板２２と、ＰＥＴフィルムなどの透明フィルム上に透明抵抗膜２６、この透明抵抗膜２６に接して縦両端に沿ったリード電極２７とからなるタッチパネル側透明電極フィルム２８との貼り合わせにおいて、周縁接着層２９と面一の状態になるように、線状凸起３０を設け、両面テープ３１を介在させて貼り合わせた構造となっている。
【００１６】
また、前記ディスプレイ側透明電極板２２とタッチパネル側透明電極フィルム２８とを貼り合わせたときに、タッチパネル側透明電極フィルム２８が凸状に湾曲するように線状凸起３０の高さを１０〜５０μｍ、幅を０．５〜２ｍｍに設定している。このような構造において、例えば、タッチパネル２１の大きさが１５０×２００ｍｍである場合、湾曲した部分の高さは１０〜４００μｍに設定される。これによって、ニュートンリングの発生を防ぐことができるというものである。
【特許文献１】実用新案登録第３０４８３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、自動車に搭載されるカーナビゲーション用のタッチパネルには、耐熱性上の問題から、透明フィルムを使わずに透明な薄板ガラスの使用が求められる。透明フィルムより剛性のある薄板ガラスを使用した場合に、湾曲部の高さが４００μｍ近くあると相当な押圧力を必要とし、指など大きな負担がかかる。一方、湾曲部の高さが１０μｍ近くに低下すると、前述したような二一トンリング現象が発生してしまう。
【００１８】
また、上記の構造をとる場合は、新たに線状凸起３０を構成する部材と両面テープ３１などの構成部品が必要となり、製造コスト及び製品コストがアップするといった問題がある。
【００１９】
そこで、本発明の目的は、タッチ面での誤接触を防止すると共に、指などに大きな負担をかけず、均一な押圧力でタッチ操作を行えるようにすること、また、部品点数の増加に伴うコストアップを抑え、且つ、タッチ面でのニュートンリングの発生を防止することのできるタッチパネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明に係るタッチパネルは、Ｘ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＸ軸電極パターン、Ｙ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＹ軸電極パターンがそれぞれ形成された一対の透明基板と、これら一対の透明基板の間に所定の隙間を保持し、且つ、前記透明基板のＸ軸方向に対向した一対のＸ軸方向封止部及びＹ軸方向に対向した一対のＹ軸方向封止部からなる外周封止部とを備えたタッチパネルにおいて、前記外周封止部の内側に位置する前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、該パターンに対応するそれぞれの前記外周封止部に沿って等距離で、且つ、前記外周封止部よりも厚みを持たせて形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のタッチパネルによれば、Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが形成された一対の透明基板を、外周封止部によって所定の隙間を保持して封止する際、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが前記外周封止部の内側に沿って等距離、且つ、前記外周封止部よりも厚みを有して形成されているので、タッチ入力側の透明基板をその外周封止部から中央部に向けて僅かに湾曲させた状態で保持させることができる。このため、前記タッチ入力側の透明基板の表面にニュートンリング現象が生ずることがないので、良好な視認性及び操作性を維持することができる。また、前記透明基板の外周部において、外周封止部の厚みと、電圧の印加に必要なＸ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの厚みのみを利用しているので、別途専用の支持部材を設ける必要なない。これによって、タッチ面となる透明基板の透過有効領域を狭めず、また、タッチパネルを構成する部品点数の削減効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のタッチパネルの実施形態を図１乃至図５に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は本発明のタッチパネルのタッチ入力側から見た平面図、図２は前記タッチパネルの断面図、図３は前記タッチパネルを構成する下基板の平面図、図４は前記タッチパネルを構成する上基板の平面図、図５は前記タッチパネルにおける上基板の形成例を示す断面図である。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、本発明の実施形態に係るタッチパネル４１は、長方形状をなす下基板４２と可撓性を有する上基板４３とを対向配置させ、封止樹脂材５２を介して前記下基板４２及び上基板４３の外周部を周回して貼り合わせた構造となっている。下基板４２は、板厚が約１．１ｍｍの透明な長方形状のガラスからなる下透明基板４４と、この下透明基板４４の上面に薄く形成した下透明電極層４５と、この下透明電極層４５の対向する上辺及び下辺に沿って形成されたＹ軸電極対４８ａ，４８ｂ、このＹ軸電極対４８ａ，４８ｂから下基板４２の一端に設けられるＦＰＣ取付部Ｓにかけて延設される引き回し電極４８ｃ，４８ｄからなるＹ軸電極パターンと、前記ＦＰＣ取付部Ｓ近辺に形成され、前記Ｙ軸電極パターンと導通する端子電極４８ｅ，４８ｆと、前記下透明電極層４５上にマトリックス状に配置されるドットスペーサ５１とで構成されている。なお、前記ＦＰＣ取付部Ｓには、外部から電圧を印加させるための電極パターンが形成されたフレキシブル基板（ＦＰＣ）５４の一端が接続される。
【００２４】
上基板４３は、図４に示すように、前記下基板４２と略同じ長方形状で約０．２ｍｍ厚のマイクロガラス(マイクロシートガラス)からなる上透明基板４６と、この上透明基板４６の下面に薄く形成される上透明電極層４７と、この上透明電極層４７の対向する左辺及び右辺に沿って形成されたＸ軸電極対４９ａ，４９ｂ、このＸ軸電極対４９ａ，４９ｂから前記下基板４２のＦＰＣ取付部Ｓにかけて延設される引き回し電極４９ｃ，４９ｄからなるＸ軸電極パターンとで構成されている。このＸ軸電極パターンは、下基板４２と上基板４３とを封止した際、前記ＦＰＣ取付部Ｓに形成されている端子電極４９ｅ，４９ｆと導通接続される。
【００２５】
前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンは、従来例で説明したように、銀粉などの高導電性金属粉を熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤に混ぜ合わせてインク化させたものをスクリーン印刷して形成される。これら電極パターンは、前記封止樹脂材５２の厚みより僅かに厚くして形成する。
【００２６】
上記構成からなる下基板４２と上基板４３は、それぞれの外周部を一周する外周封止部５０に沿って塗布される封止樹脂材５２を介して、下透明電極層４５と上透明電極層４７とが対向する向きで重ね合わされ、加圧及び加熱処理によって封止される。前記外周封止部５０は、Ｘ軸方向に対向した一対のＸ軸方向封止部５０ａ，５０ｂと、Ｙ軸方向に対向した一対のＹ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄとで連続形成されたものである。
【００２７】
前記外周封止部５０に塗布される封止樹脂材５２は、従来例で説明したように、ボール状のスペーサ部材５３を分散した熱硬化性のエポキシ樹脂接着剤であり、これを所定厚みになるようにして印刷される。前記スペーサ部材５３の粒径は、下基板４２と上基板４３の隙間量に略等しい大きさのものを使用する。本実施形態では略１０μｍの粒径のものを使用している。この封止樹脂材５２の印刷は、幅は約０．５ｍｍ、厚みが約３０μｍで印刷する。前記下基板４２と上基板４３を封止する際は、加圧されるので、最終的には、幅は１．５ｍｍ程度延び、厚みは使用したスペーサ部材５３の粒径と同じ略１０μｍとなる。
【００２８】
なお、防眩性を高めて透視性や品質表示を良くするために、必要に応じて上基板４３の上面には偏光板５５、下基板４２の下面には位相差板５６が設けられる。
【００２９】
図５に示すように、下基板４２に形成したＹ軸電極対４８ａ，４８ｂ及びこの引き回し電極４８ｃ，４８ｄからなるＹ軸電極パターンと、上基板４３に形成したＸ軸電極対４９ａ，４９ｂ及びこの引き回し電極４９ｃ，４９ｄからなるＸ軸電極パターンは、前記封止樹脂材５２の厚みより僅かに厚みを持たせて形成される。このため、下基板４２と上基板４３とを貼り合わせたときに、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンによって上基板４３の外周部が傾斜することになり、それぞれの外周封止部５０から中央部に向かってドーム状に湾曲した状態で固定される。
【００３０】
図１に示したように、本実施形態の電極パターン構成では、上基板４３を傾斜させて支持する箇所は、Ｙ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄ側では、このＹ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄに沿って平行に延びるＹ軸電極４８ａとこのＹ軸電極４８ａから延びる引き回し電極４８ｃ，Ｘ軸電極４９ａから延びる引き回し電極４９ｃとなる。また、Ｘ軸方向封止部５０ａ，５０ｂ側では、このＸ軸方向封止部５０ａ，５０ｂに沿って平行に延びるＸ軸電極４９ａと前記Ｙ軸電極４８ａから延びる引き回し電極４８ｃとなる。
【００３１】
本実施形態では、上基板４３の外周封止部５０からの傾斜角を均一にするため、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの幅及び厚みを均一にして形成した。また、前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの外周封止部５０からの平面離間距離は、全周に亘って均一にするのが望ましいが、少なくとも、Ｘ軸方向封止部５０ａ，５０ｂにおいては、Ｘ１とＸ２を等しく、Ｙ軸方向封止部５０ｃ，５０ｄにおいては、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３を等しくするのがよい。
【００３２】
なお、前記上基板４３が支持されるＸ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの厚み及び外周封止部５０からの離間距離は、タッチパネル４１のサイズや上基板４３の材質や厚みによって異なるが、例えば、前記上基板４３に０．２ｍｍ厚の透明なマイクロガラス板からなる透明基板を使用した場合、図５に示したように、上基板４３の中央部における高低差Ｈが外周部に比べて１０〜３０μｍ程度高く設定すると、ニュートンリングの発生が抑えられ、タッチ感覚にも支障をきたすことがない。また、タッチ面での誤接触も防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るタッチパネルのタッチ入力側からみた平面図である。
【図２】上記タッチパネルのＸ−Ｘ断面図である。
【図３】上記タッチパネルの下基板の構成を示す平面図である。
【図４】上記タッチパネルの上基板の構成を示す平面図である。
【図５】上記タッチパネルにおける上基板の形成例を示す断面図である。
【図６】従来のタッチパネルの平面図である。
【図７】上記図６に示すタッチパネルのＣ−Ｃ断面図である。
【図８】上記図６に示すタッチパネルの下基板の構成を示す平面図である。
【図９】上記図６に示すタッチパネルの上基板の構成を示す平面図である。
【図１０】従来の他の形態によるタッチパネルの平面図である。
【図１１】上記図１０に示すタッチパネルのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
４１ タッチパネル
４２ 下基板
４３ 上基板
４４ 下透明基板
４５ 下透明電極層
４６ 上透明基板
４７ 上透明電極層
４８ａ，４８ｂ Ｙ軸電極対
４８ｃ，４８ｄ 引き回し電極
４８ｅ，４８ｆ 端子電極
４９ａ，４９ｂ Ｘ軸電極対
４９ｃ，４９ｄ 引き回し電極
４９ｅ，４９ｆ 端子電極
５０ 外周封止部
５０ａ，５０ｂ Ｘ軸方向封止部
５０ｃ，５０ｄ Ｙ軸方向封止部
５１ ドットスペーサ
５２ 封止樹脂材
５３ スペーサ部材
５４ ＦＰＣ
５５ 偏光板
５６ 位相差板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＸ軸電極パターン、Ｙ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＹ軸電極パターンがそれぞれ形成された一対の透明基板と、
これら一対の透明基板の間に所定の隙間を保持し、且つ、前記透明基板のＸ軸方向に対向した一対のＸ軸方向封止部及びＹ軸方向に対向した一対のＹ軸方向封止部からなる外周封止部とを備えたタッチパネルにおいて、
前記外周封止部の内側に位置する前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、該パターンに対応するそれぞれの前記外周封止部に沿って等距離で、且つ、前記外周封止部よりも厚みを持たせて形成されたことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、前記Ｘ軸方向封止部及びＹ軸方向封止部から等距離に形成される請求項１記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記一方の透明基板が、可撓性を有して形成され、この透明基板が前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの厚みを介して、外周封止部から中央部に向かって湾曲させて封止固着される請求項１または２記載のタッチパネル。
【請求項１】
Ｘ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＸ軸電極パターン、Ｙ軸方向に対向する電極対及びこの電極対からそれぞれ延びる引き回し電極からなるＹ軸電極パターンがそれぞれ形成された一対の透明基板と、
これら一対の透明基板の間に所定の隙間を保持し、且つ、前記透明基板のＸ軸方向に対向した一対のＸ軸方向封止部及びＹ軸方向に対向した一対のＹ軸方向封止部からなる外周封止部とを備えたタッチパネルにおいて、
前記外周封止部の内側に位置する前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、該パターンに対応するそれぞれの前記外周封止部に沿って等距離で、且つ、前記外周封止部よりも厚みを持たせて形成されたことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンが、前記Ｘ軸方向封止部及びＹ軸方向封止部から等距離に形成される請求項１記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記一方の透明基板が、可撓性を有して形成され、この透明基板が前記Ｘ軸電極パターン及びＹ軸電極パターンの厚みを介して、外周封止部から中央部に向かって湾曲させて封止固着される請求項１または２記載のタッチパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１１３９２５（Ｐ２００６−１１３９２５Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０２３８５（Ｐ２００４−３０２３８５）
【出願日】平成１６年１０月１８日（２００４．１０．１８）
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１８日（２００４．１０．１８）
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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