JP2010055347A - タッチパネル及びそれを用いた入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各種入力装置に用いられるタッチパネルに関し、スペーサを低弾性材料とするなど特殊な材料を使用すること無く、使用時の電気的接触が安定したタッチパネルを提供することを目的とする。
【解決手段】上基板の上面で外縁より内側に、少なくとも一部が透明で、かつ断面は底辺が上辺より長い形状となる保護シートを貼り付けてタッチパネルを構成したものであり、タッチパネルが取付けられた際の入力装置の上面で段差が生じないため、低弾性材料のスペーサなど特殊な部品を使用すること無く、使用時の電気的接触が安定したタッチパネルを提供することが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に各種入力装置の操作に用いられるタッチパネル及びそれを用いた入力装置に関するものである。

近年、携帯電話やカーナビ等の各種入力装置の高機能化や多様化が進むに伴い、液晶等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着し、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を視認しながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、入力装置の各機能の切換えを行うものが増えている。

このような従来のタッチパネル及び入力装置について、図４を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表している。

図４は従来の入力装置の断面図であり、同図において、１は光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ５が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極６Ａと６Ｂが、下導電層４の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、８は上基板１と下基板２間の外周に形成された略額縁状のスペーサで、このスペーサ８の上下面または片面に塗布形成された接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネル９が構成されている。

そして、タッチパネル９が、筐体１０の窓枠部１０Ａの下面にタッチパネルの上面端部が接するように装着され入力装置が構成されている。

また、銅箔等による配線を絶縁性フィルムで覆い形成されたフレキシブルプリント配線板（図示せず）等を介して、一対の上電極と下電極が入力装置の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示を視認しながら、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、入力装置の様々な機能の切換えが行われるように構成されている。

なお、この時、上基板１上面の中間部を押圧した場合には、上基板１が前後左右にほぼ均等に撓んで、上導電層３と下導電層４の接触が行われるが、矢印Ａに示すように、右端部を押圧操作した場合には、上基板１の左端のスペーサ８内縁部近傍に大きな折曲が加わる。

例えば、タッチパネルを拭く場合において、窓枠部１０Ａ端部に埃が溜まり易くなるため、窓枠部１０Ａ端部に沿って、なぞるように強く拭くことが考えられ、このような作業が繰返されると、この箇所の上基板１や上導電層３に大きな力が加わり、上基板１下面の上導電層３に亀裂や破損が生じ、上導電層３と下導電層４の電気的接触が不安定なものとなってしまうことがある。

このため、例えば、スペーサ８をアクリル等の絶縁樹脂内に気泡を分散させた、低弾性で撓み易いもので形成し、スペーサ８の内縁部近傍が押圧され強い力が加わった場合には、この箇所のスペーサ８が撓んで、上基板１が弾性変形することによって、下面の上導電層３の亀裂や破損を防ぐこと等が考えられている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００３−２８０８００号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、スペーサ８をアクリル等の絶縁樹脂内に気泡を分散させた、低弾性で撓み易いもので形成することにより、上基板１の左端のスペーサ８内縁部近傍を押した場合においても、スペーサ８が撓んで、下面の上導電層３の亀裂や破損を防ぐものとしていたが、スペーサ８として選定し得る材料が限定され、タッチパネルを製造するための材料費、加工費が高額となるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、タッチパネル前面に保護シートを貼付け、入力装置上面の段差を無くすことでタッチパネルの端部が押圧されることが避けられ、これによりスペーサを低弾性材料とするなど特殊な材料を使用すること無く、使用時の電気的接触が安定したタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、上基板の上面で上記上基板の外縁より内側に、少なくとも一部が透明で、かつ断面は底辺が上辺より長い形状となる保護シートが貼り付けされたタッチパネルを構成したものであり、入力装置の上面に取付けた際の、操作面上面の段差を殆ど無くすことができ、これにより特殊な部品が不要で、タッチパネルの端部の押圧を避け、使用時の電気的接触が安定したタッチパネルを提供することが出来るという作用を有すると共に、タッチパネルの上基板押圧時に、筐体の張り出し部の端面で上基板の押圧時の撓みが阻害されること無く、タッチパネルの上基板の押圧操作が可能なタッチパネルを提供することが出来るという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、上面開口の筐体の上面に保護シートの厚みと同等の略額縁状のカバー部を備え、上記段差の内側に、請求項１記載のタッチパネルの保護シートが貼り付けられ構成されているものであり、入力装置上面を平面にすることでタッチパネルの端部が押圧されることが避けられ、使用時の電気的接触が安定した入力装置を提供することが出来るという作用を有する。

以上のように本発明によれば、入力装置の上面に取付けた際の、操作面上面の段差を殆ど無くすことができ、これによりスペーサを低弾性材料とするなど特殊な材料を使用すること無く、使用時の電気的接触が安定したタッチパネルを提供することが出来るという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。

なお、これらの図面のうち断面図は、構成を判り易くするために厚さ方向の寸法を拡大して表している。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１はポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ガラス等の光透過性の上基板、２はガラスまたはアクリル、ポリカーボネート等の光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が、スパッタ法等によって各々形成されている。

そして、下導電層４の上面にはエポキシやシリコン等の絶縁樹脂によって複数のドットスペーサ５が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には銀やカーボン等の一対の上電極６Ａと６Ｂが、下導電層４両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極７Ａと７Ｂが各々形成されている。

また、８は上基板１と下基板２間の外周に形成された略額縁状のポリエステルやエポキシ等のスペーサで、このスペーサ８の上下面または片面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。

そして、１１Ａは例えば０．５〜１．０ｍｍの厚みのポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等を材料とした透明フィルムで、プレス加工等で方形のフィルムを形成した上で、フィルムの外縁の端面を斜めに研磨等したものであり、その断面の形状は底面が長辺の略台形となる。

また、この透明フィルム１１Ａの裏面にアクリル等の粘着層１１Ｂが形成され、透明フィルム１１Ａと粘着層１１Ｂから保護シート１１が構成される。

そして、この保護シート１１を上基板１の上面の略中央位置に、治具等を用いて位置決めし、貼り付けてタッチパネル９が構成される。

なお、保護シート１１を上基板１の上面に貼り付ける際に、上基板１の上面に加熱により透明になる特殊インク等を用いてマーカーを描き、これに合わせて保護シート１１を貼り付けてタッチパネル９を構成するものとしても良い。

そして、このように構成されたタッチパネルが、液晶等の表示素子の上面に、配置され、例えば図１で示すように、タッチパネルを入力装置の筐体１７に下方から保護シート１１の斜めに切断された端部１１Ｃが、筐体１７の上基板１の上面に張り出したカバー部１７Ｂに設けられた斜部１７Ｃに接するように組み合わせて、入力装置が構成される。

ここで、保護シート１１の透明フィルム１１Ａの断面は底辺が上辺より長い形状を有しているので、上基板１が撓んだ際に、透明フィルム１１Ａの端部が筐体１７の斜部１７Ｃと摺れることなく、押圧が阻害されないという効果を有し、また、透明フィルム１１Ａの端面は、上方から見ると斜部１７Ｃに隠れて見えなくなるため、筐体１７と保護シート１１との間に隙間が生じたとしても、外観上、隙間が生じていることを気づきにくいものとし得る効果を有する。

また、筐体１７のタッチパネル上面のカバー部１７Ｂは、上面視でスペーサ８より内側となるように構成されており、スペーサ８が上面視で見えないようにしており、また、入力装置の筐体１７の上面部１７Ａと保護シート１１の上面が同じ高さになるように、筐体１７のカバー部１７Ｂの厚みｈ１に合わせて、例えば０．５〜１ｍｍ程度に保護シート１１の厚みが決められている。

このように、カバー部１７Ｂと保護シート１１の厚みをほぼ同じ厚みに揃えることにより、入力装置の筐体１７の上面で段差が無くなり、入力装置上面を拭いた場合においても保護シート１１の外縁周辺を押圧することなく清掃し得るものである。

なお、タッチパネルの上電極及び下電極は、その端部上に絶縁性の樹脂内に導電性の粒子を拡散させた異方性導電ペーストが塗布され、銅箔等による配線を絶縁性フィルムで覆い形成されたフレキシブルプリント配線板（図示せず）が異方性導電ペーストを介して上電極及び下電極と接続されており、このフレキシブルプリント配線板を介して、一対の上電極と下電極が共に、入力装置内部に配置された電子回路（図示せず）に接続されるものである。

以上の構成において、タッチパネル背面の表示素子の表示に応じて、上基板１上面を指或いはペン等で押圧操作すると、上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から上電極６Ａ、６Ｂと下電極７Ａ、７Ｂへ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、入力装置の様々な機能の切換えが行われるものである。

なお、この時、上基板１上面の中間部を押圧した場合には、上基板１が前後左右にほぼ均等に撓んで、上導電層３と下導電層４の接触が行われるため上導電層３と下導電層４に破損や亀裂が生じることはなく、また、矢印Ｂに示すように、右端部を押圧操作したとしても、保護シート１１があるため、上基板１が撓む際に、上導電層３に大きな折曲が加わることなく、上導電層３と下導電層４に破損や亀裂が生じることが無いものと出来る。

これにより、上基板１や上導電層３の外縁部に大きな力が加わることが無いため、上導電層３と下導電層４の電気的接触が安定なタッチパネルを構成したものとなっている。

なお、保護シート１１は上基板１を保護することが出来、これにより上基板１が傷つくことを防ぐことが出来、耐久性を向上し得る。

さらに、保護シート１１上に、微細な凹凸等を表面に施した防眩加工や無反射加工のフィルムを貼り付けることにより、外部光の反射を防ぎ、タッチパネルの下方に配置された液晶等の表示素子を更に見やすいものとすることが出来る。

また、上述の説明では、保護シート１１は全体が透明の透明フィルム１１Ａの裏面に、粘着層１１Ｂを備えて構成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるもので無く、図３（ａ）の断面図で示すように、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等のフィルムの一部を有色のインクを分散させ不透明とした上面視略額縁状の不透明部１２Ｂとし、上面視略方形で透明とした透明部１２Ａでフィルムが構成されるものとし、フィルム裏面には粘着層１２Ｃを有するものとして保護シート１２を構成しても本発明の実施は可能である。

これによれば、保護シート１２上で操作を行う透明部１２Ａは、スペーサ８の内側にあるため、タッチパネル９の上面から見た場合においても、スペーサ８を見えないものとすることが出来ると共に、スペーサ８の上部まで保護シート１２が延伸しているため、清掃した際にも、スペーサ８の内側が強く押圧されて、電気的接触が不安定になることを避けることが出来る。

また、図３（ｂ）の断面図で示すように、不透明部１２Ｂを設ける代わりに、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート等を材料とする透明フィルム１３Ａの下面もしくは上面の一部にインクを塗布してインク層１３Ｂを設け、さらに、この下面に粘着層１３Ｃを設け、透明フィルム１３Ａとインク層１３Ｂと粘着層１３Ｃから保護シート１３を構成するものとしても本発明の実施は可能である。

このように本実施の形態によれば、上基板の上面に保護シートを設けてタッチパネルを構成したものであり、タッチパネルが取付けられた際の入力装置の上面の段差を殆ど無くすことが出来るため、これによりスペーサを低弾性材料とするなど特殊な材料を使用すること無く、使用時の電気的接触が安定したタッチパネルを提供することが出来る。

本発明によるタッチパネル及びそれを用いた入力装置は、使用時の電気的接触が安定するという有利な効果を有し、有用である。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図 同分解斜視図 同他の実施の形態による断面図 従来のタッチパネルの断面図

符号の説明

１ 上基板
２ 下基板
３ 上導電層
４ 下導電層
５ ドットスペーサ
６Ａ、６Ｂ 上電極
７Ａ、７Ｂ 下電極
８ スペーサ
９ タッチパネル
１１、１２、１３ 保護シート
１１Ａ 透明フィルム
１１Ｂ 粘着層
１１Ｃ 端部
１２Ａ 透明部
１２Ｂ 不透明部
１２Ｃ 粘着層
１３Ａ 透明フィルム
１３Ｂ インク層
１３Ｃ 粘着層
１７ 筐体
１７Ａ 上面部
１７Ｂ カバー部
１７Ｃ 斜部

Claims (2)

1. 下面に上導電層が形成された上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された下基板と、上記上基板と下基板間の外周に形成された略額縁状のスペーサを有するものであって、上記上基板の上面で上記上基板の外縁より内側に、少なくとも一部が透明で、かつ断面は底辺が上辺より長い形状となる保護シートが貼り付けされたタッチパネル。
2. 請求項１記載のタッチパネルを、上面開口の筐体の上面に備え、上記上面には保護シートの厚みと同等の略額縁状のカバー部を備え、上記段差の内側に保護シートが貼り付けられた入力装置。

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