CN110998499A - 层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
触摸面板(1)以在层叠方向(从Z1朝向Z2)上俯视观察时,塑料盖板(11)的树脂的流动方向MD1与膜传感器(12)的树脂的流动方向MD2不平行的方式层叠塑料盖板(11)和膜传感器(12)。该触摸面板(1)抑制由翘曲的产生引起的设计性的降低、灵敏度的不均匀化,从而能够在高温环境下良好地维持外观以及功能。
Description
技术领域
本发明涉及输入装置以及层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法。
背景技术
作为在便携终端、各种电子设备等中使用的输入装置,使用检测静电电容的静电电容式的触摸面板。
在专利文献1中记载有一种触摸面板,该触摸面板在使用膜基材的情况下,能够减少触摸面板制造工序中的热变形。该触摸面板具备将两片具有相同的材质、厚度的带有透明导电膜层的膜基材以膜制膜方向成为90度的方式层叠而成的结构。
在专利文献2中记载有一种触摸面板,该触摸面板为了抵消传感器膜的双折射,由纵向(MD:Machine Direction)正交的两片传感器膜层叠而成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-41446号公报
专利文献2:US2012/0268914号公报
发明内容
发明所要解决的课题
对于专利文献1以及2所记载的触摸面板,为了缓和膜基材的各向异性,具备以膜基材的制膜方向(纵向)正交的方式层叠而成的结构。但是,在这些触摸面板中,虽确定了多个具有相同的材质以及厚度的膜基材的制膜方向的关系,但对于与其他构件的关系中的膜基材的配置方向则并未进行研究。
另外,在专利文献1以及2中,并未记载在高温环境下使用时的问题。例如,在作为汽车导航的触摸面板使用的情况下,存在触摸面板由于暴露在高温中而产生外观上、功能上的问题的可能性,但在该高温环境下会产生的问题并未被记载。
本发明的目的在于提供一种输入装置,其能够在高温环境下良好地维持外观以及功能,并抑制设计性的降低、灵敏度的不均匀化。另外,本发明的目的在于提供层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法。
用于解决课题的方案
发明人等发现,对于层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置,当塑料盖板的树脂的流动方向与膜传感器的树脂的流动方向平行时,高温环境下的翘曲变大。本发明基于该见解,具备以下的结构。
本发明的输入装置的特征在于,所述输入装置层叠有塑料盖板和膜传感器,在层叠方向上俯视观察的情况下,所述塑料盖板的树脂的流动方向MD1与所述膜传感器的树脂的流动方向MD2不平行。
由此,能够抑制高温环境下的翘曲。
从有效地抑制翘曲的观点出发,优选所述树脂的流动方向MD1与树脂的流动方向MD2正交。
本发明的输入装置可以具备与所述塑料盖板接合的框体。在该情况下,优选的是,所述框体的在层叠方向上俯视观察时的形状为边框状,所述框体与所述塑料盖板的周缘接合。
通过高温环境下的翘曲的抑制,能够维持塑料盖板与框体的接合。
本发明的层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法的特征在于,所述输入装置的制造方法具有以塑料盖板的树脂的流动方向MD1与膜传感器的树脂的流动方向MD2不平行的方式进行层叠的工序。
由此,能够稳定地制造良好地维持高温环境下的外观以及功能的输入装置。
本发明的层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法中的所述塑料盖板的树脂的流动方向MD1例如是该塑料盖板的塑料基材制造时的挤出方向,所述膜传感器的树脂的流动方向MD2例如是该膜传感器的膜基材制造时的辊拉伸方向。
发明效果
根据本发明,能够提供层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置,其在高温环境下抑制外观上以及功能上的问题。另外,根据本发明,提供层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法。
附图说明
图1的(a)是示意性地示出本发明的实施方式的触摸面板中的、塑料盖板的树脂的流动方向MD1与膜传感器的树脂的流动方向MD2的关系的立体图,图1的(b)是示出在层叠方向上俯视观察(a)的触摸面板时的、MD1与MD2的关系的示意图。
图2的(a)是示意性地示出将触摸面板安装于框体前的状态的立体图,图2的(b)是示意性地示出将触摸面板安装于框体后的状态的立体图。
图3是示出在A-A’方向上观察图2的(b)的安装于框体后的状态的触摸面板时的剖视图。
图4是示出在图3中,触摸面板由于翘曲而从框体脱离的状态的剖视图。
图5是示出高温(95℃)环境试验的结果的曲线图。
图6是示出高温-高湿(85℃-85%)的环境试验的结果的曲线图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的输入装置进行说明。对具备与已说明的构件相同的功能的构件标注相同的附图标记,并适当省略说明。
以下,对将本发明的输入装置作为静电电容式的触摸面板进行实施的方式进行说明。
图1的(a)是示意性地示出本实施方式的触摸面板1中的、塑料盖板11的树脂的流动方向MD1(以下,适当称为MD1或MD1方向)与膜传感器12的树脂的流动方向MD2(以下,适当称为MD2或MD2方向)的关系的立体图。图1的(b)是示出从层叠方向俯视观察时的、MD1方向与MD2方向的关系的示意图。
如上述的图所示,在层叠方向(Z1-Z2方向)上俯视观察时,构成触摸面板1的塑料盖板11和膜传感器12以表示塑料盖板11的MD1方向的直线与表示膜传感器12的MD2方向的直线正交的方式进行层叠,即以上述两个方向所成的角度X成为90度的方式进行层叠。
塑料盖板11例如是对聚碳酸酯树脂(PC)、丙烯酸树脂(PMMA)等塑料基材进行挤出成形而制造的构件。在该情况下,塑料盖板11的树脂的流动方向MD1是挤出方向。另外,树脂的流动方向能够通过测定塑料盖板11的双折射分布来确认。如图1的(a)所示,在通过挤出成形而制造的塑料盖板11中,存在沿挤出方向(MD1方向)产生翘曲的倾向。例如,在暴露在高温环境下的情况下,以沿着MD1方向描绘弧的方式产生翘曲。在该图1的(a)中,示出了塑料盖板11沿着MD1方向且以描绘向Z2方向突出的弧的方式产生翘曲的情况。
塑料盖板11能够使用由一种塑料基材构成的单层的构件、层叠有两种塑料基材的双层的构件等。需要说明的是,在塑料盖板11由PMMA层和PC层这两层构成的情况下,存在在PMMA侧的面突出的方向上产生翘曲的倾向。塑料盖板11的厚度并没有限定,但通常为1.0mm左右至3.0mm左右,有时优选为1.5mm左右至2.0mm左右。
膜传感器12是具有检测静电电容的功能的膜。例如,构成为在使用拉伸法对具有透光性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等进行制膜而制造的膜基材层上配置电极层(未图示)等。在该情况下,膜传感器12(膜基材层)的树脂的流动方向MD2是拉伸方向。另外,树脂的流动方向能够通过测定膜基材层的双折射分布来确认。当暴露在高温环境下时,膜传感器12有在制造时被拉伸的方向(辊方向、纵向、MD2方向)上收缩的倾向。膜传感器12的MD2方向的线膨胀系数虽然也取决于构成膜传感器12的树脂的种类、制造条件等,但例如,PET膜的线膨胀系数通常为1.2×10-5左右。膜传感器12的厚度并没有限定,但通常为200μm以下,有时优选为100μm以下。
如图1的(a)以及图1的(b)所示,触摸面板1以膜传感器12的MD2与塑料盖板11的MD1正交的方式进行层叠。因此,塑料盖板11的MD1与膜传感器12的TD(TransverseDirection,相对于树脂的流动的横切方向)2平行,膜传感器12的MD2与塑料盖板11的TD1平行。通过该结构,在高温环境下,能够在膜传感器12抑制塑料盖板11的MD1方向的翘曲的同时,通过塑料盖板11来抑制膜传感器12的MD2方向的收缩。
在触摸面板1中,MD1方向与MD2方向的角度X为90度。因此,能够有效地抑制塑料盖板11的MD1方向的翘曲、以及膜传感器12的MD2方向的收缩。但是,只要以MD1方向与MD2方向交叉的方式或MD1方向与MD2方向不平行的方式进行层叠,就能够得到抑制塑料盖板11的翘曲以及膜传感器12的收缩的效果。因此,角度X(参照图1的(b))不是90度也能够得到上述的效果。从有效地抑制翘曲以及收缩的观点出发,角度X优选为45度~135度,进一步优选为80度~100度。
如图2的(a)以及图2的(b)所示,在触摸面板1接合(粘接)有将触摸面板1的周边部包围的边框状的框体2。
图3是在图2的(b)的A-A’方向上观察到的剖视图。如该图3所示,触摸面板1的膜传感器12的一个面经由粘合层3而与框体2接合,另一个面经由光学透明粘合层13(OCA:Optical Clear Adhesive)而与塑料盖板11接合。光学透明粘合层13例如由丙烯酸系粘合剂构成,其厚度为25μm左右至200μm左右。在塑料盖板11与膜传感器12之间设置有装饰层14。
图4示出触摸面板1由于翘曲而从框体2剥离的状态。当在高温环境下使用时,产生触摸面板1翘曲的方向的力,即产生触摸面板1与框体2剥离的方向的力。当该力变大,无法维持通过粘合层3接合的状态时,发生触摸面板1与框体2的剥离,从而翘曲加剧。该剥离容易从触摸面板1的角部C(参照图2的(b))的附近发生。
发生剥离本身是外观上的问题,但若触摸面板1的翘曲由于剥离而加剧,则存在触摸面板1的外观(设计性)进一步恶化的情况。例如,若由于翘曲而对设置于触摸面板1的周缘部的装饰层14施加有应力,则存在装饰层14的外观变得不均匀的情况。
另外,也存在由于触摸面板1的翘曲而产生功能上的问题的情况。例如,若施加于膜传感器12的力由于翘曲而变得不均匀,则存在灵敏度分布变得不均匀的情况。并且,存在在塑料盖板11与膜传感器12之间局部地产生气泡的情况。在该情况下,膜传感器12的介电常数由于气泡的有无而不同,因此触摸面板1的灵敏度分布变得更不均匀。
因此,如图1所示,对于触摸面板1,将从层叠方向俯视观察时的、塑料盖板11的树脂的流动方向MD1与膜传感器12的树脂的流动方向MD2设为交叉或不平行。由此,在高温环境下,膜传感器12能够起到抑制塑料盖板11的翘曲的作用,从而维持触摸面板1与框体2接合的状态。
本发明也能够作为具有以塑料盖板11的树脂的流动方向MD1与膜传感器12的树脂的流动方向MD2交叉或不平行的方式进行层叠的工序的制造方法而实施。通过以MD1与MD2交叉或不平行的方式进行层叠,能够通过膜传感器12来抑制高温环境下的塑料盖板11的翘曲。
例如,塑料盖板的树脂的流动方向MD1是塑料盖板的塑料基材制造时的挤出方向。另外,例如,所述膜传感器的树脂的流动方向MD2是该膜传感器的膜基材制造时的辊拉伸方向。在该情况下,通过以MD1与MD2交叉或不平行的方式进行层叠,能够通过膜传感器12来抑制高温环境下的塑料盖板11的翘曲。
因此,根据具有上述的层叠的工序的制造方法,在将边框状的框体2与塑料盖板11的周缘接合的情况下,能够稳定地制造在高温环境下维持接合状态而不会发生剥离的触摸面板1。
【实施例】
以下,示出对塑料盖板11、膜传感器12、以及将两者层叠的触摸面板1在高温(95℃)以及高温-高湿(85℃-相对湿度85%)环境下进行环境试验的结果。
(实施例)
(测定方法)
环境条件(气氛):高温(95℃)、高温-高湿(85℃-相对湿度85%)
保存时间:120小时、240小时
测定:在规定的环境下保存规定时间后,在室温下放置2小时,在冷却后进行测定。将试样载置于水平面H,将从侧方观察时隆起最高的部分的距水平面H的距离设为翘曲的大小W(参照图1的(a))。
(测定试样)
正交层叠触摸面板:将上述塑料盖板与上述膜传感器以在从层叠方向俯视观察时,MD1方向与MD2方向正交的方式进行层叠(角度X=90度、参照图1的(b))。
塑料盖板:2种2层(PMMA/PC)、9英寸(200×125mm、厚度t2mm)
膜传感器:PET、9英寸(200×125mm、厚度t50μm)
边框状的框体:PC、9英寸(200×125mm、厚度t2mm、框宽5~30mm)
粘合层:丙烯酸系
(比较例)
(测定方法)
环境条件(气氛):高温(95℃)、高温-高湿(85℃-相对湿度85%)
保存时间:120小时、240小时
测定:在规定的环境下保存规定时间后,在室温下放置2小时,在冷却后进行测定。将试样载置于水平面H,将从侧方观察时隆起最高的部分的距水平面H的距离设为翘曲的大小W(参照图1的(a))。
(测定试样)
塑料盖板:2种2层(PMMA/PC)、9英寸(200×125mm、厚度t2mm)
膜传感器:PET、9英寸(200×125mm、厚度t50μm)
平行层叠触摸面板:将上述塑料盖板与上述膜传感器以在从层叠方向俯视观察时,MD1方向与MD2方向平行的方式进行层叠(角度X=0度、参照图1的(b))。
在表1以及图5~图6中示出在高温以及高温-高湿的环境(气氛)下进行环境试验后,对各试样的翘曲的大小进行测定的结果。
<高温(95℃)环境>
【表1】
如表1以及图5所示,以塑料盖板的MD1方向与膜传感器的MD2方向平行的方式进行层叠的比较例的触摸面板由于高温环境下的保存而产生翘曲。触摸面板的翘曲量比分别单独地对塑料盖板以及膜传感器进行评价而得到的翘曲量的合计大。这样,若将塑料盖板的MD1方向与膜传感器的MD2方向平行地进行层叠,则触摸面板的翘曲量由于协同作用而变大。
如表1以及图5所示,对于以塑料盖板的MD1方向与膜传感器的MD1方向正交的方式进行层叠的实施例的触摸面板(正交层叠触摸面板),即使进行高温环境下的保存也会维持初始的翘曲量而不发生变化。
另外,对于将实施例的正交层叠触摸面板的周缘接合于外廓形状在从层叠方向俯视观察时与触摸面板相同的边框状的框体而得到的输入装置也进行同样的评价。制作三个由该触摸面板和框体构成的输入装置,并在高温环境下进行环境试验。其结果是,三个输入装置均未发生剥离。
这样,在塑料盖板与膜传感器的层叠中,通过将MD1方向与MD2方向设为不平行,能够得到防止在高温环境下产生较大的翘曲,从而不会产生外观上、功能上的问题的输入装置。
<高温-高湿(85℃-85%)环境>
【表2】
如表2以及图6所示,由比较例的、高温-高湿环境下的结果也可知,与保存在高温环境下的情况相同,通过将塑料盖板的MD1方向与膜传感器的MD2方向平行地进行层叠,触摸面板的翘曲变大。
以往,在具有塑料盖板和膜传感器的触摸面板的制造中,并未考虑两者的层叠方向(MD1与MD2的角度X、参照图1的(b))。因此,在通过以往的制造方法制造的触摸面板中,包括层叠方向为平行(角度X=0度)的情况,认为这是成为该平行地层叠的触摸面板在高温环境下产生外观上、功能上的问题的原因。
如表2以及图6所示,对于以塑料盖板的MD1方向与膜传感器的MD1方向正交的方式进行层叠的实施例的触摸面板(正交层叠触摸面板),即使进行高温-高湿环境下的保存也会维持初始的翘曲量而不发生变化。
另外,对于将正交层叠触摸面板的周缘接合于外廓形状在从层叠方向俯视观察时与触摸面板相同的边框状的框体而成的输入装置也进行同样的评价。制作三个由该触摸面板和框体构成的输入装置,并在高温-高湿环境下进行环境试验。其结果是,三个输入装置均未发生剥离。
这样,在塑料盖板与膜传感器的层叠中,通过将MD1方向与MD2方向设为不平行,能够得到防止在高温-高湿环境下产生较大的翘曲,从而不会产生外观上、功能上的问题的输入装置。
因此,通过将塑料盖板的树脂的流动方向MD1与膜传感器的树脂的流动方向MD2的层叠方向设为不平行,能够稳定地制造触摸面板以及具备触摸面板的输入装置,该触摸面板在高温环境以及高温-高湿环境下抑制在触摸面板产生翘曲的情况,从而外观上以及功能上的可靠性较高。
本发明并不限定于上述的实施方式以及实施例,也包括技术思想上相同的方式。
产业上的可利用性
本发明的输入装置在高温环境下,不存在由于翘曲而设计性降低、以及输入灵敏度变得不均匀的情况,从而能够良好地维持外观以及功能,因此例如可用作汽车导航用的触摸面板那样的、设置于可能成为高温的环境中的输入装置。
附图标记说明
1:触摸面板
2:框体
3:粘合层
11:塑料盖板
12:膜传感器
13:光学透明粘合层
14:装饰层
C:角部
MD1:塑料盖板的树脂的流动方向
MD2:膜传感器的树脂的流动方向
TD1:塑料盖板的相对于树脂的流动方向的横切方向
TD2:膜传感器的相对于树脂的流动方向的横切方向
X:角度
H:水平面
W:翘曲的大小。
Claims (7)
1.一种输入装置,其特征在于,
所述输入装置层叠有塑料盖板和膜传感器,
在层叠方向上俯视观察的情况下,所述塑料盖板的树脂的流动方向MDl与所述膜传感器的树脂的流动方向MD2不平行。
2.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述树脂的流动方向MD1与所述树脂的流动方向MD2正交。
3.根据权利要求1或2所述的输入装置,其中,
所述输入装置具备与所述塑料盖板接合的框体。
4.根据权利要求3所述的输入装置,其中,
所述框体的在层叠方向上俯视观察时的形状为边框状,
所述框体与所述塑料盖板的周缘接合。
5.一种层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法,其特征在于,
所述输入装置的制造方法具有以塑料盖板的树脂的流动方向MD1与膜传感器的树脂的流动方向MD2不平行的方式进行层叠的工序。
6.根据权利要求5所述的层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法,其中,
所述塑料盖板的树脂的流动方向MD1是该塑料盖板的塑料基材制造时的挤出方向。
7.根据权利要求5或6所述的层叠有塑料盖板和膜传感器的输入装置的制造方法,其中,
所述膜传感器的树脂的流动方向MD2是该膜传感器的膜基材制造时的辊拉伸方向。
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