JP2013218648A - タッチパネル構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型のタッチパネルであっても、額縁部の幅を大幅に狭くすることが可能である、美観と実用性に優れたタッチパネル構造体を提供すること。
【解決手段】 ディスプレイ基板上に透明フィルムを電極基板として使用したタッチパネルを設け、そのタッチパネルのセンサー部における周辺端部の配線部の領域をディスプレイの側面乃至裏面に沿って折り曲げ、ディスプレイの側面または裏面における配線部の端部から端子を介して外部のコントローラーに接続するようにした構造を有するタッチパネル構造体。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネル構造体に関する。さらに詳しくは、静電容量式であって、狭額縁化したタッチパネル構造体に関する。

タッチパネルは構造が比較的簡単であり且つ安価であり、指入力が可能であって、その利便性の良さから市場が拡大しつつある。そのタッチパネルは抵抗膜式、静電容量式及び光学式など種々の方式が提案されているが、これらのうち抵抗膜式及び静電容量式が主流を占めている。
特に静電容量式は、マルチ入力が比較的容易であることから携帯電話を中心にその市場が急速に増大している。しかし現在市販されている静電容量式タッチパネルはその表示面のサイズが小型であり、大きい画面のものは未だ普及してはいない。その理由の１つは、静電容量式に適した構造材料の電気特性が大きい画面に対応できる程充分でないことにある。
最近、透明フィルムの表面に、導電性金属の微細線を多数配列して形成させた電極基板が提案され、一部実用化されている。この電極基板が実用化されると、静電容量式のタッチパネルの構造材料として、殊に大型画面用に適した構造材料として有利に利用されることが期待できる。

タッチパネル画面が大型化すると、タッチパネルの周辺端部に形成される配線部の本数が多くなり、その配線部の領域の幅が拡がり、額縁部の幅も大きくなることになる。
携帯用の小型タッチパネルの場合、額縁部の幅は狭くすることが容易である。しかし、前述したように、画面が大型化した場合、タッチパネル画面の周辺端部における配線部領域の拡大は不可避であり、そのため額縁部の幅も大きくなることが予想される。
タッチパネル画面が大型化されても、額縁部の幅は出来る限り狭いことが望ましく、無額縁化できれば、その価値は甚大である。

本発明者は、大型画面化に伴って、タッチパネルの画面周辺端部に形成される配線部の幅が拡大したとしても、額縁部の幅を拡げない手段および構造について研究を進めた。
その結果、タッチパネルをディスプレイ基板上に設け、タッチパネルの周辺端部の配線部の領域を、ディスプレイの側面乃至裏面に沿って折り曲げ、ディスプレイの側面乃至裏面における配線部の端部から端子を介して外部のコントローラーに接続すると、タッチパネルの表示画面から額縁部を可及的に僅小化することができ、結果として額縁部の幅の拡大を阻止することが可能となり、最も好ましい態様では無額縁化することも可能であることが判明した。
前記した本発明者の知見は、タッチパネルの電極基板として、透明フィルムの表面に金属酸化膜（例えばＩＴＯ膜）が形成された複合膜を使用したタッチパネルにも適用できるが、導電性金属（例えばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒなど）の微細線を多数配列して形成させた電極基板を使用したタッチパネルに対して一層有利であることが判明した。

かくして本発明によれば下記（１）〜（４）のタッチパネル用構造体が提供される。
（１）ディスプレイ基板上に、透明フィルムを電極基板として使用したタッチパネルを設け、そのタッチパネルのセンサー部における周辺端部の配線部の領域を、ディスプレイの側面乃至裏面に沿って折り曲げ、ディスプレイの側面または裏面における配線部の端部から端子を介して外部のコントローラーに接続するようにした構造を有するタッチパネル構造体。
（２）タッチパネルは静電容量式のセンサー部を有する前記（１）記載のタッチパネル構造体。
（３）タッチパネルは、透明フィルムの表面に導電性金属の微細線が多数平行に配列して形成された電極基盤をセンサー部として有する前記（１）記載のタッチパネル構造体。
（４）タッチパネルは、透明フィルムの表面に、（ｉ）導電性金属の微細線が多数平行して形成され、（ｉｉ）各微細線は、隣接する２〜６本が一組の導電ラインとなって多数の導電ラインを形成し、（ｉｉｉ）各組の導電ラインは、各組において導電性金属の微細線が互いに電気的に接続するように導電性金属の微細線により網状化したパターンを形成したセンサー部を有する前記（１）記載のタッチパネル構造体。

本発明のタッチパネル構造体は、タッチパネルのセンサー部における周辺端部の配線部の領域を、ディスプレイの側面乃至裏面に沿って折り曲げている構造を有している。従って配線部の領域は、タッチパネルの表示面の周辺端部には存在しないか或いは殆ど存在しないから、その表示面の周辺には額縁部を可及的に縮小化することが可能となる。タッチパネルが大型化するに伴って、配線部の幅も大きくなり、額縁部の幅も大きくなるが、本発明によればタッチパネルが大型化しても額縁部の幅は、縮小化することができ、実用性に優れ且つ美観にも優れたタッチパネル構造体を提供することが可能となった。

本発明のタッチパネル構造体の周辺端部であって、その構造体の表示面から直角方向の断面図を示すものである。 本発明のタッチパネル構造体に使用するのに適したタッチパネルの電極基板の平面図を模式的に示したものである。

次に本発明のタッチパネル構造体を図面により説明する。
図１は、本発明のタッチパネル構造体の周辺端部であって、その構造体の表示面から直角方向の断面図を示すものである。
図１において、ディスプレイ基板１の表面１−６上にタッチパネル２が設けられ、そのタッチパネル２のセンサー部３の周辺端部の配線部４の領域は、ディスプレイ基板１の側面１−ａに沿って折り曲げられている。その配線部４の領域は、図１に示すように、ディスプレイの側面から裏面１−Ｃまで折り曲げられていてもよい。この配線部４５の端部には端子５を介して外部のコントローラーに電気的に接続するようになっているが、図１には端子５までしか図示されていない。
図１のタッチパネル２の上面が表示面であり、タッチパネル２の表示面の端部は、ディスプレイ基板１の端部とほぼ重なるようになっている。そのためタッチパネル表示面において、その周辺端部には、配線部４の領域は存在しないか、存在しても極くわずかしか存在しない。

本発明のタッチパネル構造体においては、それに使用されるタッチパネル２はその周辺端部においてディスプレイの側面で折り曲げられる。すなわち、図１の場合、その側面の上部と下部の２個所でほぼ９０°の角度で折り曲げられるのでタッチパネル２は透明フィルムを電極基板として使用したものである。その透明フィルムとしては、ポリエステルフィルムが好ましく、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムまたはポリエチレン−２．６−ナフタレート（ＰＥＮ）フィルムが、透明性、屈曲性、剛性、入手容易性などの点から優れており、殊にＰＥＴフィルムが有利に利用される。透明フィルムの厚さは、５０〜３００μｍ、好ましくは８０〜２５０μｍであるのが望ましい。

次にタッチパネル２について説明する。本発明は静電容量式のタッチパネルであるのが望ましく、そのためタッチパネル２は、透明フィルムの表面に、導電性金属の多数の平行した細線が形成された電極基板をセンサー部として有しているものが有利に利用される。殊に一方の透明フィルムの片面に多数の導電性金属の細線が１〜３ｍｍの間隔で平行に形成された電極基板［Ａ］および他方の透明フィルムの片面に多数の導電性金属の細線が１〜３ｍｍの間隔で平行して形成された電極基基板［Ｂ］を基板［Ａ］および［Ｂ］が、それぞれ電極基板における導電性金属の細線が形成された面が向い合い且つそれぞれの導電性金属の平行する方向が直行するように、絶縁性の透明接着剤を介して貼り合せた構造のものが好ましい。前記電極基板［Ａ］および［Ｂ］の片面それぞれ形成されている導電性金属線は、線の幅が１〜１０μｍ、好ましくは２〜８μｍであり、また厚みが０．１〜５μｍであるのが有利である。使用される導電性金属としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒこれら金属の２種以上よりなる合金またはこれら２種以上の金属の複層で積層された構造のものが利用され、殊にＣｕが好ましい。
もちろん、上記構造に限定されるものではなく、例えばＰＥＴフィルムの両面（裏と表）に導電性金属細線が形成され、ディスプレイと一体化した時、その最表面から見ると、上記例の貼り合わせた場合と同じ効果を持つ細線パターンが得られる構造も有効である。この場合は配線部もＰＥＴの両面に設けられるので、配線を保護するために可とう性のある絶縁フィルムを貼合する事が好ましい。

前記した静電容量式のタッチパネルとして電極基板［Ａ］および［Ｂ］が貼り合わされた構造体は、本発明者が特願２０１１−２０２３５９号（平成２３年８月３１日出願）として先に提案した発明のものを使用することが好ましい。すなわちこの発明は、導電性金属の細線の一部が破損や断線したとしても、機能や性能が維持できる安全性の高い効果を有するものであり、本発明のタッチパネル構造体におけるタッチパネル材料として有利に適用される。前記した本発明者が先に提案したタッチパネル用構造材料［以下“タッチパネル用構造材料−Ｉ”という］は下記の特徴を有している。
＜タッチパネル用構造材料−Ｉ＞

（１）透明フィルム（Ａ）の片面に、（ａ−１）多数の導電性金属線が１．０〜３ｍｍの間隔で平行して形成され、（ａ−２）各導電性金属線は、幅が１〜１０μｍであり、（ａ−３）各導電性金属線は、隣接する２〜６本が一組の導電ラインとなって、多数の導電ラインを形成し、（ａ−４）各組の導電ラインは、各組において導電性金属線が互いに電気的に接続するように導電性金属線により網状化したパターンを形成している電極基板［Ａ］及び透明フィルム（Ｂ）の片面に、（ｂ−１）多数の導電性金属線が１．０〜３ｍｍの間隔で平行して形成され、（ｂ−２）各導電性金属線は幅が１〜１０μｍであり、（ｂ−３）各導電性金属線は隣接する２〜６本が一組の導電ラインとなって、多数の導電ラインを形成し、（ｂ−４）各組の導電ラインは各組において導電性金属線が互いに電気的に接続するように導電性金属線により網状化したパターンを形成している電極基板［Ｂ］より構成され、
（２）前記電極基板［Ａ］及び電極基板［Ｂ］とは、それぞれの導電性金属線が形成されている面が向い合い且つそれぞれの導電性金属線の平行する方向が直交するように、絶縁性の透明接着剤を介して貼り合され、且つ
（３）前記電極基板［Ａ］及び電極基板［Ｂ］における各組における導電ラインは、それぞれの組の端末から電気的に端子に接続されている、
ことを特徴とするタッチパネル用構造材料。

以下、前記タッチパネル用構造材料−Ｉを図２により説明する。
図２は、本発明のタッチパネル用構造材料−Ｉを構成する電極基板の平面図を模式的に示したものである。図２において［Ａ］は電極基板［Ａ］を、［Ｂ］は電極基板［Ｂ］を示す、後述するように、電極基板［Ａ］と［Ｂ］はそれぞれ透明フィルムの片面にほぼ同じパターンの導電性金属線が配置されたものであるが、両基板は全く同じ形態のパターンである必要はない。
図２において、電極基板［Ａ］について説明すると、透明フィルム（Ａ）の片面の表面には、多数の導電性金属線が平行に形成されている。すなわち図２において、多数の導電性金属線が図面上横方向に平行して形成されている。多数の導電性金属線は、隣接する２〜６本、好ましくは３〜５本が一緒になって１つの組となり、１つの導電ラインを形成している。図２では３本の導電性金属線が一緒になって１つの導電ラインとなっている。導電ラインである組は、Ｘ−１、Ｘ−２、Ｘ−３、Ｘ−４・・・Ｘ−ｎで示されている。

各組の導電ラインは、それぞれの組において導電性金属線が互いに電気的に接続するように導電性金属線により網状化したパターンを形成している。すなわち、図２では網状化している導電性金属線は、説明上点線で示されている。以下この点線で示されている導電性金属線を“網状化線”と略称することがある。この網状化線は、図２では平行な多数の金属線に対して、梯子状となるように直角方向に形成されている。しかしこの網状化線は、平行で直線状の金属線に対して直角方向であることは好ましいことではあるが、必ずしもその必要はない。
或る程度の角度をもって網状化されていてもよい、必要なことは、網状化線は、各々の組（導電性ライン）の中で、その組を形成している金属線が互いに電気的に接続して、１つの導電性ラインとなっていればよく、１つの組と他の組とが電気的に接続していないことが肝要である。つまり、組と組との間には網状化線は存在しない。

各組内の網状化線は、導電性金属線が、部分的にまたは局所的に傷付いたり或いは破断した場合に、各組の導電ラインが電気的な接続を維持するために機能している。網状化線は、導電性金属線の長さ方向１０ｍｍに対して１組当たり、１本〜５本、好ましくは２〜５本であるのが望ましい。
導電性金属線は、幅が１〜１０μｍ、好ましくは２〜８μｍであるのが望ましく、その厚みは０．１〜５μｍ、好ましくは、０．１〜４μｍであるのが有利である。また網状化線の幅および厚みは、前記した導電性金属線と同じ範囲から選択される。
導電性金属線および網状化線は、導電性金属材料が使用され、具体的にはＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、これら金属の２種以上よりなる合金またはこれら金属の複層で積層された構造で形成されたものが挙げられる。これらのうち、好ましくはＣｕ、Ａｇであり、特にＣｕが加工性及び価格の点で有利である。

電気基板［Ａ］は、２〜６本の導電性金属線が１組となって、１つの導電ライン（Ｘ−１、Ｘ−２、Ｘ−３、Ｘ−４、・・・Ｘ−ｎ）を形成している。各組の導電性金属線の数は同じ本数であることが望ましい。図２では３本の導電性金属線が１組となっている。各組内における導電性金属線の間隔（中心線と中心線の距離）は、１．０〜３ｍｍ好ましくは、１．５〜２．５ｍｍであって平行に直線状に配置されている。この導電性金属線の間隔は、前記範囲内において等間隔であるのが好ましい。各組における導電性金属線の数は、同じ本数であることが望ましく、また各組における導電性金属線の間隔も、同じ値であることが望ましい。しかし、組と組との間隔は１．５〜１０ｍｍ、好ましくは２〜８ｍｍであることが望ましく、組と組との間隔は等間隔であるのが有利である。

導電性金属線および網状化線は、透明フィルムの片面にフォトレジスト加工、フォトエッジング加工により形成させることができる。透明フィルムの表面に形成されている導電性金属線は、組内における金属線の間隔および組と組との間隔は、同じ値であること（等間隔であること）が加工の点および利用しコントロールする点において有利である。
以上電極基板［Ａ］について図２により説明したが、電極基板［Ｂ］も、図２の［Ｂ］に示されているように、導電性金属線の材料、線の幅と厚み、一組における導電性金属線の数と間隔、網状化線の形態と数は電極基板［Ａ］で説明した内容の範囲から選択される。

図２では電極基板［Ｂ］は、多数の導電性金属線が縦方向に平行に且つ、直線状に形成され、各組の導電ラインが３本の導電性金属線よりなり、各組がＹ−１、Ｙ−２、Ｙ−３、Ｙ−４およびＹ−ｎとして示されているが、これは後述するように電極基板［Ａ］及び電極基板［Ｂ］を貼り合せた場合の状態の理解のためである。電極基板［Ｂ］は、電極基板［Ａ］と同様に独立して導電性金属線および網状化線を透明フィルム面上に配置し形成せしめればよい。
タッチパネル用構造材料−Ｉは、前記した電極基板［Ａ］および電極基板［Ｂ］がそれぞれの導電性金属線が形成されている面が互いに向か合い且つそれぞれの導電性金属線の平行する方向が直交するように貼り合わされたものであって、両基板は両方の導電性金属線が直接電気的に接触しないように絶縁性の透明接着剤層を介して貼り合わされている。
もちろん上記構造に限定されるものではなく、電極基板［Ａ］と電極基板［Ｂ］を積層して貼り合せる場合もある。

図２により説明すると、電極基板［Ａ］と電極基板［Ｂ］とはＺ−Ｚ’で示す一点鎖線を中心に内側に折り曲げて重ねたような状態で貼り合せると、両基板の導電性金属線の平行配列が直交するようになる。
タッチパネル用構造材料−Ｉは、前記したように電極基板［Ａ］および［Ｂ］が接着剤層を介して貼り合わされた３層構造を有している。そして両基板における各組における導電ラインの端末から電気的に端子に接続されるが図２では各組からでた配線用導電ラインが端末に至る例を４として示した。Ｆ−Ｆ’、Ｇ−Ｇ’で９０度曲げられて導電ラインはディスプレイ裏面へと導かれる。裏面で端子を介してコントローラへ接続される。
この図２の配線用導電ラインは実施例の一つでこれに限定されるものではなく、例えば、電極基板の途中で折り曲げられて、ディスプレイ側面から裏面に導かれる場合もある。

透明接着剤としては、絶縁性であって、透明フィルムを接着しうる接着剤を使用することができる。例えば酢酸ビニル樹脂接着剤、エチレン・酢酸ビニル樹脂接着剤、アクリル樹脂接着剤、合成ゴム接着剤、シリコーン樹脂接着剤などが挙げられる。これらのうちアクリル樹脂接着剤が好ましく、一般にＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）と称されている接着剤が有利に使用される。
本発明の前記構造材料は、開口率が８５％以上、好ましくは８７〜９８％、特に好ましくは８８〜９６％であることが有利である。開口率が８５％未満になると光線透過率が低くなり望ましくない。ここで開口率とは構造材料の表面の平面図における導電性金属線が形成された領域の実質面積を１００とした時、導電性金属線（網状化線も含めて）が占める合計の面積を除く面積の割合を云う。

前記したように、構造体材料−Ｉは電極基板［Ａ］／透明接着剤層／電極基板［Ｂ］の順序で積層した構造を有しているが、実際に利用するに当っては、この構造体の面をさらにガラス板或いは透明樹脂シートで表面保護した構造体であることが好ましい。このガラス板としては厚みが０．５〜４ｍｍのものが望ましく、透明樹脂シートとしては厚みが０．５〜２ｍｍのものが適当である。かかる透明樹脂としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリオレフィンまたはポリシクロオレフィンが挙げられるが、ポリカーボネートが優れている。
タッチパネル用構造材料−Ｉは、本発明の静電容量式タッチパネルの部材として適している。特に電極基板［Ａ］と［Ｂ］に形成されている導電性金属線は導電性に優れ、微細であっても一部が破損または断線しても網状化されているため一組の導電ラインとして機能が維持されているので大型画像のタッチパネル材料として有利である。

１ ディスプレイ基板
１−ａ ディスプレイ基板の側面
１−ｂ ディスプレイ基板の表面
１−ｃ ディスプレイ基板の裏面
２ タッチパネル
３ タッチパネルのセンサ一部
４ 配線部
５ 端子
［Ａ］ 電極基板［Ａ］
［Ｂ］ 電極基板［Ｂ］
（Ａ） 透明フィルム（Ａ）
（Ｂ） 透明フィルム（Ｂ）

Claims (4)

1. ディスプレイ基板上に、透明フィルムを電極基板として使用したタッチパネルを設け、そのタッチパネルのセンサー部における周辺端部の配線部の領域を、ディスプレイの側面乃至裏面に沿って折り曲げ、ディスプレイの側面または裏面における配線部の端部から端子を介して外部のコントローラーに接続するようにした構造を有するタッチパネル構造体。
2. タッチパネルは静電容量式のセンサー部を有する請求項１記載のタッチパネル構造体。
3. タッチパネルは、透明フィルムの表面に導電性金属の微細線が多数平行に配列して形成された電極基板をセンサー部として有する請求項１記載のタッチパネル構造体。
4. タッチパネルは、透明フィルムの表面に、（ｉ）導電性金属の微細線が多数平行して形成され、（ｉｉ）各微細線は、隣接する２〜６本が一組の導電ラインとなって多数の導電ラインを形成し、（ｉｉｉ）各組の導電ラインは各組において導電性金属の微細線が互いに電気的に接続するように導電性金属の微細線により網状化したパターンを形成したセンサー部を有する請求項１記載のタッチパネル構造体。

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