JP2002278701A

JP2002278701A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2002278701A
Application number: JP2001081065A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nishikawa; 和宏西川; Takao Hashimoto; 孝夫橋本; Takayuki Takagi; 孝之高木
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】文字・画像が正しく視認出来、かつタッチパ
ネル又はその部晶の交換・清掃が容易であるタッチパネ
ルを提供する【解決手段】透明樹脂フィルムの上面に透明電極を形
成した下側電極材と、透明樹脂フィルムの下面に透明電
極を形成した上側電極材とをスペーサーを介して対向配
置させたタッチパネルにおいて、下側電極材の下側全面
に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板を貼り合わせ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、コードレス電話
機、携帯電話機、電卓、サブノートパソコン、ＰＤＡ
（パーソナル・デジタル・アシスタント）、デジタルカ
メラ、ビデオカメラなどの液晶デイスプレイを備えた携
帯型電子機器やパソコンのモニタ等に搭載され、透視し
た画面の指示にしたがって指やペンなどで上から押圧す
ることにより位置入力が行われるタッチパネルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のタッチパネルの構成としては、透
明樹脂フィルム２の上面に透明電極３を形成した下側電
極材と、透明樹脂フィルム２の下面に透明電極３を形成
した上側電極材とをスペーサーを介して対向配置し、下
側電極材の下側全面に透明樹脂板１１を支持板として貼
り合わせてなるものがある（図６参照）。また、支持板
を用いず、透明樹脂板１１（図７参照）又は透明ガラス
板１２（図８参照）の上面に透明電極３を直接形成した
ものを下側電極材とした構成もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、下側電極材と
して透明電極３付きの透明ガラス板１２を使用した構成
の場合（図８参照）、入力により透明ガラス板１２の表
面に異常に大きな負荷がかかったときに、面強度が不十
分で透明ガラス板１２が割れてしまうことがあった。ま
た、誤ってタッチパネル１を搭載した機器を落とした
り、ぶつけたりして透明ガラス板１２の端面やコーナー
部に衝撃が受けたときに、エッジ強度が不十分で透明ガ
ラス板１２が割れてしまうことがあった。そして透明ガ
ラス板１２が割れた結果として、タッチパネル１の下側
の画像を表示する液品パネルやこの画像表示のための照
明をするフロントライトを著しく傷つけて文字・画像が
正しく視認出来なくなったり、ガラスの破片が製品内に
散乱し、タッチパネル又はその部品の交換・清掃に非常
に手間がかかったりした。

【０００４】また、下側電極材として透明電極３付きの
透明樹脂板１１を使用した構成の場合や、下側電極材と
して透明電極３付きの透明樹脂フィルム２を使用しこれ
を透明樹脂板１１に全面にて貼り合わせた構成の場合
は、入力により透明樹脂板１１に負荷がかかったとき
に、透明樹脂板１１が大きく撓んで液晶パネルまたはフ
ロントライトの表面に接触してしまうことがあった。液
晶パネルは表示面に透明樹脂板１１が接触することによ
り滲みが発生し、フロントライトにいたっては透明樹脂
板１１が接触することにより表面が傷つけられ点灯時に
異常発光が発生し、いずれも文字・画像が正しく視認出
来ない。

【０００５】したがって、本発明の目的は、上記の問題
点を解決することにあって、文字・画像が正しく視認出
来、かつタッチパネル又はその部品の交換・清掃が容易
であるタッチパネルを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、透明樹脂フィルムの上面に透明電極を形
成した下側電極材と、透明樹脂フィルムの下面に透明電
極を形成した上側電極材とをスペーサーを介して対向配
置させたタッチパネルにおいて、下側電極材の下側全面
に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板を貼り合わせ
るように構成した。

【０００７】また、本発明は、厚み０．４〜３．０ｍｍ
の透明ガラス板の上面に透明電極を形成した下側電極材
と、透明樹脂フィルムの下面に透明電極を形成した上側
電極材とをスペーサーを介して対向配置させたタッチパ
ネルにおいて、下側電極材の下側全面に透明樹脂フィル
ムを貼り合わせるように構成した。

【０００８】また、上記各構成において、透明ガラス板
を、強化ガラスとした。

【０００９】また、上記各構成において、透明ガラス板
の周囲を面取りし、四隅にコーナーカットを施した。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、図を参照しながら本発明
に係るタッチパネルを詳細に説明する。図１及び図３は
本発明に係るタッチパネルを備えた液晶表示装置の一実
施例を示す断面図、図２は本発明における面取り及びコ
ーナーカットを説明する図である。図中、図１はタッチ
パネル、２は透明樹脂フィルム、３は透明電極、４はス
ペーサー、５はドットスペーサー、６は強化ガラス板、
７は粘着材、８はフロントライト、９は液晶パネル、１
０は面取り部、１１はコーナーカット部をそれぞれ示
す。

【００１１】図１は本発明に係るタッチパネルを備えた
液晶表示装置の一実施例を示すものであり、フロントラ
イト７および液晶パネル８の上方に配置されたタッチパ
ネル１は、透明樹脂フィルム２の上面に透明電極３を形
成した下側電極材と、透明樹脂フィルム２の下面に透明
電極３を形成した上側電極材とを周縁部でスペーサー４
を介して対向配置し、下側電極材の下側全面に強化ガラ
ス板６を粘着材４で貼り合わせたものである。

【００１２】上記上側電極材の透明樹脂フィルム２とし
ては、入力のために可撓性を有する必要があり、一般に
厚み７５〜２５０μｍのポリカーボネート系、ポリアミ
ド系、ポリエーテルケトン系等のエンジニアリングプラ
スチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート
系、ポリブチレンテレフタレート系などの樹脂フィル
ム、それらの積層体などが用いられる。なお、上側電極
材の上面にはハードコート層が形成されていてもよい。
ハードコート層としては、シロキサン系樹脂などの無機
材料、あるいはアクリルエポキシ系、ウレタン系の熱硬
化型樹脂やアクリレート系の光硬化型樹脂などの有機材
料がある。ハードコート層の厚みは、１〜７μｍ程度が
適当である。また、上側電極材は、上面に光反射防止の
ためにノングレア処理を施してもよい。たとえば、透明
樹脂フィルムやハードコート層を凹凸加工したり、ハー
ドコート層中に体質顔料やシリカ、アルミナなどの微粒
子を混ぜたりする。

【００１３】上記下側電極材の透明樹脂フィルム２とし
ては、厚み２５〜２５０μｍのポリカーボネート系、ポ
リアミド系、ポリエーテルケトン系等のエンジニアリン
グプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレ
ート系、ポリブチレンテレフタレート系などの樹脂フィ
ルム、それらの積層体などが用いられる。

【００１４】上記各透明樹脂フィルム２に形成される透
明電極３としては、透明性および導電性を有する金属膜
や金属酸化物膜を真空蒸着、スパッタリング、イオンプ
レーティングなどの方法にて形成する。たとえば、ＩＴ
Ｏ、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜
鉛、酸化カドミウムなどの金属酸化物膜、これらの金属
酸化物を主体とする複合膜、金、銀、銅、錫、ニッケ
ル、アルミニウム、パラジウムなどの金属膜がある。透
明電極の厚さは、一般に０．０１〜０．１μｍである。

【００１５】スペーサ４は、下側電極材と上側電極材と
の透明電極３間で絶縁しうる形態、たとえば枠形態など
に形成される。スペーサ４の材料としては、下側電極材
および上側電極材の基材と同様の樹脂フィルム等のほ
か、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹
脂の如き適宜な樹脂を印刷または塗布することによって
スペーサ４を形成することができるが、一般に下側電極
材と上側電極材とを固定する枠形態の両面テープ、接着
剤または粘着剤からなる接着層と兼ねさせることが多
い。接着剤または粘着剤からなる接着層を形成する場合
にはスクリーン印刷等が用いられる。スペーサ４の厚み
は、一般には１０μｍ〜２００μｍとされる。

【００１６】また、図１に示すタッチパネル１の場合、
上記枠形態のスペーサ４の他に、下側電極材の透明電極
３の表面にはさらにドット状スペーサ５が形成されてい
る。上記ドットスペーサ５は、大判のタッチパネルを形
成する場合などに、下側電極材と上側電極材の透明電極
３間の空隙を確保したり、入力荷重を制御したり、入力
後の下側電極材と上側電極材の離れを良くしたりするた
めに形成される。ドットスペーサ５としては、たとえば
メラミンアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹
脂、エポキシアクリレート樹脂、メタアクリルアクリレ
ート樹脂、アクリルアクリレート樹脂などのアクリレー
ト樹脂、ポリビニールアルコール樹脂などの透明な光硬
化型樹脂をフォトプロセスで微細なドット状に形成して
得ることができる。また、ウレタン系透明樹脂などを用
い印刷法により微細なドットを多数形成してスペーサと
することもできる。また、無機物や有機物からなる粒子
の分散液を噴霧、または塗布して乾燥することによって
も得ることができる。ドットスペーサー５は、一般に直
径３０〜１００μｍ、高さ１〜１５μｍのドット状に形
成され、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの一定の間隔で配列され
る。

【００１７】上記透明ガラス板は、入力負荷がかけられ
ても撓まないため、液晶パネル８またはフロントライト
７の表面を傷つけることから防ぐことができる。透明ガ
ラス板としては、厚み０．４〜３．０ｍｍのソーダーガ
ラス、ホウケイ酸ガラス、強化ガラスなどを用いること
ができる。透明ガラス板の厚みが０．４ｍｍ未満では剛
性が不十分であり、３．０ｍｍを超えると視差が生じ画
面が見難くなる。

【００１８】また、とくに透明ガラス板が、図１に示す
ような強化ガラスである場合には、入力により透明ガラ
ス板の表面に異常に大きな負荷がかかっても、面強度が
十分にあり割れることが少ない。なお、本発明における
強化ガラスとは、自然拡散型のイオン交換法による化学
強化が施されたもののことである。この化学強化法は、
イオン半径の小さなイオンをイオン半径の大きなイオン
に置き換えることにより、表層に圧縮応力を形成させる
ものであり、ガラス板を化学強化させる場合、ガラス板
中のＮａ^＋をＫＮＯ_３中のＫ^＋で置換することが多い。
また、上記透明ガラス板が、周囲を面取りし、四隅にコ
ーナーカットを施したものであるのが好ましい。図２に
示すように面取り部９やコーナーカット部１０を施すこ
とによりエッジ部にガラスカット時のマイクロクラック
が無いため、誤ってタッチパネル１を搭載した機器を落
としたり、ぶつけたりして透明ガラス板の端面やコーナ
ー部に衝撃を受けても、エッジ強度が十分あり割れるこ
とが少ない。面取りとしては、たとえば糸面取りやＲ面
取り等がある。また、コーナーカットには、たとえばＲ
形状や角形状等のカットがある。

【００１９】下側電極材と透明ガラス板とは粘着材４等
により全面的に接着されている。そのため、タッチパネ
ル１に著しく大きな入力負荷がかけられて仮に透明ガラ
ス板が割れたとしても、ガラスの飛散を防ぐ事が出来
る。また、タッチパネル１を誤って落としたり、ぶつけ
たりして仮に透明ガラス板が割れたとしても、ガラスの
飛散を抑える事が出来る。したがって、タッチパネルや
その部品の交換・清掃に手間が掛かりにくい。また、液
晶パネルまたはフロントライトの表面が飛散したガラス
によって傷つけられるのを防ぐことが出来、文字・画像
が正しく視認出来る。粘着材４には、アクリル系粘着
剤、シリコン系粘着剤等を用いることができるが、とく
に透明ガラス板および下側電極材の透明樹脂フィルム２
と屈折率の近似したものを用いるのがより好ましい。な
お、粘着材４は透明ガラス板または下側電極材に直接塗
布してもよいし、あらかじめ粘着材４を薄い透明支持フ
ィルムの両面に塗布してなる両面接着フィルムをつくり
透明ガラス板または下側電極材に貼りあわせてもよい。

【００２０】また、本発明のタッチパネルは、上記透明
ガラス板と下側電極材の透明樹脂フィルム２との配置を
入れ換えてもよい。すなわち、透明ガラス板の上面に透
明電極３を形成した下側電極材と、透明樹脂フィルム２
の下面に透明電極３を形成した上側電極材とをスペーサ
ー４を介して対向配置させたタッチパネル１において、
下側電極材の下側全面に透明樹脂フィルム２を貼り合わ
せた構成とすることができる。図３はこのような構成の
タッチパネルを備えた液晶表示装置の一実施例を示すも
のであり、上記透明ガラス板として強化ガラス板６を使
用している。

【００２１】また、下側電極材の下側全面に貼り合わせ
られる前記部材の下面には、低反射処理が施されていて
もよい。低反射処理にはフッ素樹脂やシリコン樹脂など
の低屈折率樹脂を用いた低反射材料を塗布したり、金属
の多層膜を形成したりするなどの処理がある。

【００２２】

【実施例】＜実施例１＞厚さ１７５μｍのロール状のポ
リエチレンテレフタレート樹脂フィルムの片面にスパッ
タリング法によって厚さ２０ｎｍのＩＴＯ等からなる透
明電極を設けた後、縦８７．３ｍｍ、横６４．０ｍｍの
長方形に切り取って上側電極材を作製した。また、厚さ
７５μｍのロール状のポリエチレンテレフタレート樹脂
フィルムの片面にスパッタリング法によって厚さ２０ｎ
ｍのＩＴＯ等からなる透明電極を設けた後、縦８７．３
ｍｍ、横６４．０ｍｍの長方形に切り取って下側電極材
を作製した。また、下側電極材の透明電極上にポリエス
テル系樹脂をドット状に印刷して、直径５０μｍ、高さ
８μｍのスペーサーを１ｍｍの間隔で配列させた。この
上側電極材と下側電極材とを、電極面を対向させ、表示
面の領域外において厚さ３０μｍ、幅３ｍｍのアクリル
系接着剤で接着した。最後に、縦８７．３ｍｍ、横６
４．０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのソーダガラス板の片面に
アクリル系粘着剤を塗布形成し、下側電極材の下面に貼
りあわせてタッチパネルを得た。

【００２３】＜実施例２＞また、縦８７．３ｍｍ、横６
４．０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのソーダガラス板の片面に
スパッタリング法によって厚さ２０ｎｍのＩＴＯ等から
なる透明電極を設けて下側電極材を作製した。また、下
側電極材の透明電極上にポリエステル系樹脂をドット状
に印刷して、直径５０μｍ、高さ８μｍのスペーサーを
１ｍｍの間隔で配列させた。この下側電極材と実施例１
の上側電極材とを、電極面を対向させ、表示面の領域外
において３０μｍ、幅３ｍｍのアクリル系接着剤で接着
した。最後に、縦８７．３ｍｍ、横６４．０ｍｍ、厚さ
７５μｍのロール状のポリエチレンテレフタレート樹脂
フィルムの片面にアクリル系粘着剤を塗布形成し、下側
電極材の下面に貼りあわせてタッチパネルを得た。

【００２４】＜実施例３＞透明ガラス板として強化ガラ
ス板（Ｎａ^＋→Ｋ↑のイオン交換法による化学強化処理
を施したもの）を使用した他は実施例１と同様にしてタ
ッチパネルを得た。

【００２５】＜実施例４＞透明ガラス板として強化ガラ
ス板（Ｎａ^＋→Ｋ↑のイオン交換法による化学強化処理
を施したもの）を使用した他は実施例２と同様にしてタ
ッチパネルを得た。

【００２６】＜実施例５＞強化ガラス板について糸面取
りおよびＲ形状のコーナーカットを施した他は実施例３
と同様にしてタッチパネルを得た。

【００２７】＜実施例６＞強化ガラス板について糸面取
りおよびＲ形状のコーナーカットを施した他は実施例４
と同様にしてタッチパネルを得た。

【００２８】＜評価１＞（ｉ）実施例１〜６のタッチパネルについて、耐荷重
性を評価する方法として、サンプルのタッチパネルの入
力面に対してその中央部に垂直方向より荷重を与え、こ
のときの荷重量とタッチパネルの撓み量を確認した。荷
重は、φ１７ｍｍの鋼球を透明タッチパネルに対し垂直
方向に毎分１０ｍｍの等速で透明タッチパネル側へ運動
させて加えた。サンプルを支える支持台として厚さ１０
０ｍｍの平滑な鉄板を用い、各辺の最外部５ｍｍを支持
した。また、透明ガラス板の代わりにポリカーボネート
からなる透明樹脂板を使用する他は実施例１と同様にし
て得たタッチパネルを比較例１、下側電極材の下面に透
明樹脂フィルムを貼り合わせないことの他は実施例２と
同様にして得たタッチパネルを比較例２とした。試験の
結果、実施例１〜６（フィルム＋ガラス）および比較例
２（ガラスのみ）は図４のグラフが示すように、比較例
１（フィルム＋樹脂板）と比べて５倍近く撓みにくいこ
とが確認された。また、実施例１および実施例２のソー
ダガラスが１４００ｇｆで割れたのに対し、実施例３〜
６の強化ガラスは２０００ｇｆまで割れず、強化ガラス
を使用した方が、面強度があるためより割れにくいこと
もわかった。

【００２９】（ｉｉ）また同時に、実施例１〜６（フ
ィルム＋ガラス）および比較例２（ガラスのみ）につい
ては、上記荷重試験によってガラス板が割れたときの、
下方へのガラスの飛散状態を確認した。その結果、実施
例１〜６（フィルム＋ガラス）はそれそぞれガラス破片
がほとんどタッチパネルにくっついた状態であったのに
対し、比較例２（ガラスのみ）はガラス破片がタッチパ
ネル下方へ多量に飛散することが確認された。

【００３０】（ｉｉｉ）実施例１〜６（フィルム＋ガ
ラス）及びおよび比較例２（ガラス）のタッチパネルに
ついて、サンプルのタッチパネルを故意に落下させて、
その端面およびコーナー部が床にたたきつけられるよう
にして衝撃を与え、ガラス板が割れるまで試験し、その
割れたときの、下方へのガラスの飛散状態を確認した。
その結果、実施例１〜６（フィルム＋ガラス）のガラス
の飛散状態はそれぞれガラス破片がほとんどタッチパネ
ルにくっついた状態であったのに対し、比較例２（ガラ
スのみ）はガラス破片がタッチパネル下方へ多量に飛散
することが確認された。なお、上記衝撃試験により各高
さからの割れ頻度を求めた結果によれば、図５に示すよ
うに、実施例３〜６の強化ガラスを使用した方がより割
れにくく、とくに実施例５および実施例６の面取り等の
処理をした方がより割れにくいこともわかった。

【００３１】

【発明の効果】本発明のタッチパネルは、以上のような
構成および作用からなるので、次の効果が奏される。

【００３２】すなわち、本発明のタッチパネルは、タッ
チパネルに著しく大きな入力負荷がかけられて仮に透明
ガラス板が割れたとしても、透明電極側或いはその反対
側において透明樹脂フィルムと全面で貼り合わされてい
るため、ガラスの飛散を防ぐ事が出来る。また、タッチ
パネルを誤って落としたり、ぶつけたりしたたりして仮
に透明ガラス板が割れたとしても、透明電極側或いはそ
の反対側において透明樹脂フィルムと全面で貼り合わさ
れているため、ガラスの飛散を抑える事が出来る。

【００３３】したがって、タッチパネル又はその部品の
交換・清掃に手間が掛からない。また、液晶パネルまた
はフロントライトの表面を飛散したガラスによって傷つ
けることから防ぐことが出来、文字・画像が正しく視認
出来る。

【００３４】また、本発明のタッチパネルは、入力負荷
がかけられても透明ガラス板は撓まないため、液晶パネ
ルまたはフロントライトの表面を接触によって傷つける
ことから防ぐことが出来、文字・画像が正しく視認出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタッチパネルを備えた液晶表示装
置の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明における面取り及びコーナーカットを説
明する図である。

【図３】本発明に係るタッチパネルを備えた液晶表示装
置の一実施例を示す断面図である。

【図４】実施例及び比較例の耐荷重試験の結果を示すグ
ラフである。

【図５】実施例及び比較例の耐衝撃試験の結果を示す表
である。

【図６】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面
図である。

【図７】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面
図である。

【図８】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１タッチパネル２透明樹脂フィルム３透明電極４スペーサー５ドットスペーサー６強化ガラス板７粘着材８フロントライト９液晶パネル１０面取り部１１コーナーカット部１２透明樹脂板１３透明ガラス板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明樹脂フィルムの上面に透明電極を形
成した下側電極材と、透明樹脂フィルムの下面に透明電
極を形成した上側電極材とをスペーサーを介して対向配
置させたタッチパネルにおいて、下側電極材の下側全面
に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板を貼り合わせ
たことを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板
の上面に透明電極を形成した下側電極材と、透明樹脂フ
ィルムの下面に透明電極を形成した上側電極材とをスペ
ーサーを介して対向配置させたタッチパネルにおいて、
下側電極材の下側全面に透明樹脂フィルムを貼り合わせ
たことを特徴とするタッチパネル。
【請求項３】上記透明ガラス板が、強化ガラスである請
求項１又は請求項２のいずれかに記載のタッチパネル。
【請求項４】上記透明ガラス板が、周囲を面取りし、四
隅にコーナーカットを施したものである請求項１〜３の
いずれかに記載のタッチパネル。