JP2016051255A

JP2016051255A - タッチパネル及びそれを用いたタッチ式情報入力画像表示装置

Info

Publication number: JP2016051255A
Application number: JP2014175022A
Authority: JP
Inventors: 高橋　政之; Masayuki Takahashi; 政之高橋
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-04-11

Abstract

【課題】透明樹脂基材からなるタッチパネルであっても、環境下の温湿度の変化により生じた反りを抑制し、その下側に配置される液晶表示体への影響を防ぐ、より誤動作のないタッチパネルを提供する。
【解決手段】透明樹脂基材２ａの一方の面に複数の信号検出電極線２ｂが形成されたセンサー基材２の表裏に透明樹脂層１を施す。また透明樹脂層１が同一材料または熱膨張係数の差が１０％以内の材料からなり、さらに透明樹脂層１の厚みが０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明樹脂基板からなる静電容量式のタッチパネル及びそれを用いたタッチ式情報入力画像表示装置に関する。

近年、入力デバイスの一つである静電容量方式のタッチパネルを液晶パネルや有機ＥＬパネル等の表示パネルに貼り合せた表示装置（タッチ式情報入力画像表示装置）が、２次元の座標入力手段として、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及している。

このタッチ式情報入力画像表示装置は、電極が配設された平面状をなすタッチパネル本体の表面側に、操作者の指などの指示物によるタッチ操作が行われるタッチ面が平面状に形成された２次元の座標入力手段である。

静電容量方式のタッチパネルを構成する主要な要素は、駆動信号電極線と信号検出電極線であり、一般的には透明な導電性材料であるＩＴＯや、あるいは不透明な導電性材料である銅などの金属材料で形成されている。後者のような不透明な導電材料も用いた場合の透明性を向上させる方法としては、例えば銅または銅合金を網目状に形成する配線方法が開示されている（特許文献１）。このようにしてタッチパネルの透明性（透過性）を向上させることで、その下側に具備される表示部の画像を認識できるようにしている。

また、静電容量方式のタッチパネルは、表面型と投影型に大別されるが、後者のタッチ式情報入力画像表示装置は、Ｘ方向およびＹ方向にグリッド上に配列された複数の電極を備え、マルチタッチが可能であり、現在急速に普及しつつある。

前記静電容量方式のタッチパネルには、ガラスタイプとフィルムタイプがある。ガラスタイプは、ガラスの透過率がフィルムに比べて高いことや、ガラス上に形成された配線パターンの位置精度がフィルムに比べて優れるため、配線を覆う額縁部を小さくできる。また、表面の平滑性に優れるので、フィルムタイプより見栄えが良いという利点がある。このような利点から、ガラスタイプは高精細で低消費電力が要求されるスマートフォン等、携帯端末等の小型品に多く採用されている。

一方、フィルムタイプは軽量で生産性が高く、柔軟性があるので表示パネルへの貼り合せが容易である等から生産性に優れ製造コストを低減できるという利点があり、タブレットコンピュータやテレビ等の中型、大型品に使用されている。

一般に、ガラスタイプやフィルムタイプに係らず、タッチパネルの多くは電極配線などを保護する目的で、タッチ面側にカバーガラスが積層されている。しかしながら、最近では特に軽量化の要求が強く、例えばカバーガラスを用いないタッチパネルが求められている。

このような要求に対して、例えばフィルム基材を主体としたタッチパネルが開示されている（特許文献２）。具体的には、フィルム基材の一方の面に電極パターンを形成し、その上に保護層として樹脂基材を積層したタッチパネルで、軽量化や表示パネルへの貼り合せが容易であるという利点がある（図４参照）。

しかしながら、上記のタッチパネルは図４に示すように、透明樹脂基材からなるセンサー基材２の一方の面に形成された信号検出電極線２ａの上に透明樹脂層１が積層され、前記センサー基材の他方の面とのバランスに問題がある。すなわち、前記センサー基材を中心にして表裏の構成が異なるため、高温湿度下でタッチパネル表裏の樹脂基材の熱膨張率の差により反りが生じ、これにより誤動作が生じるという問題がある。

特開２００６−３４４１６３号公報特開２０１２−１３８０１６号公報

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、透明樹脂基材からなるタッチパネルであっても、従来、環境下の温湿度の変化により生じた反りを抑制でき、特にその下側に配置される液晶表示体への影響を防ぐことができ、より誤動作のないタッチパネル及びそれを用いたタッチ式情報入力画像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、透明樹脂基材の一方の面に複数の信号検出電極線が形成されたセンサー基材の表裏に、透明樹脂層を施したことを特徴とするタッチパネルである。

請求項２に係る発明は、透明樹脂基材の一方の面に複数の信号検出電極線が形成され、他方の面に駆動信号電極線が形成されたセンサー基材の表裏に、透明樹脂層を施したことを特徴とするタッチパネルである。

請求項３に係る発明は、第１の透明樹脂基材の一方の面に複数の信号検出電極線が形成された他方の面と、粘着層を介して、第２の透明樹脂基板の一方の面に駆動信号電極線が形成された他方の面とを積層してなる積層体（センサー基材）の表裏に、透明樹脂層を施したことを特徴とするタッチパネルである。

請求項４に係る発明は、前記透明樹脂層が同一材料または熱膨張係数の差が１０％以内の材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネルである。

請求項５に係る発明は、前記透明樹脂層の厚みが０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタッチパネルである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネルを用いたことを特徴とするタッチ式情報入力画像表示装置である。

本発明の請求項１〜３の発明によれば、少なくとも信号検出電極線が形成されたセンサー基材の表裏に透明樹脂層を施したことにより、フィルムタイプのタッチパネルであっても、従来生じていた高温湿度による反りを抑制することができる。すなわち、従来のフィルムタイプのタッチパネルでは、タッチ面側のみに保護層を施した構成に対して、本発明では表裏に透明樹脂層を施しているため、タッチパネル全体のバランスがよく、高温湿度による反りの発生を抑制することができる。これにより使用環境下での反りによる液晶表示体の影響による誤動作のより少ないタッチパネルを提供することができる。

また、請求項４の発明によれば、前記透明樹脂層を同一材料とすることで熱膨張係数に差がなく、タッチパネルの表裏が均等に温湿度の影響を受けることになり、反りの発生を
抑制することができる。また、前記透明樹脂層を表裏で異なる材料を用いても、両者の熱膨張係数の差が１０％以内の材料を選定することで、反りの発生を同レベルに抑制することができる。これにより使用環境下での反りによる液晶表示体の影響による誤動作のより少ないタッチパネルを提供することができる。

また、請求項５の発明によれば、前記透明樹脂層の厚みを０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とすることにより、電極配線を保護することもできるし、またセンサー感度の低下を防ぐことができる。

上記で説明したように、本発明によれば、前記透明樹脂基材からなるセンサー基材の表裏に前記透明樹脂層を施したことにより、従来、環境下の温湿度の変化により生じた反りを抑制でき、特にその下側に配置される液晶表示体への影響を防ぐことができ、より誤動作のないタッチパネル及びタッチ式情報入力画像表示装置を提供することができる。

（ａ）本発明の請求項１に記載のタッチパネルの一実施形態を示す断面概略図。（ｂ）上記タッチパネルを具備したタッチ式情報入力画像表示装置の断面概略図。（ａ）本発明の請求項２に記載のタッチパネルの一実施形態を示す断面概略図。（ｂ）上記タッチパネルを具備したタッチ式情報入力画像表示装置の断面概略図。（ａ）本発明の請求項３に記載のタッチパネルの一実施形態を示す断面概略図。（ｂ）上記タッチパネルを具備したタッチ式情報入力画像表示装置の断面概略図。（ａ）従来のタッチパネルの一実施形態を示す断面概略図。（ｂ）上記タッチパネルを具備したタッチ式情報入力画像表示装置の断面概略図。

以下、図に基づいて本発明を具体的に説明する。

本発明は図１（ａ）に示すように、透明樹脂基材２ａの一方の面に複数の信号検出電極線２ｂが形成されたセンサー基材２の表裏に、透明樹脂層１を施したことを特徴とするタッチパネル１０である。

また、本発明は図２（ａ）に示すように、透明樹脂基材２ａの一方の面に複数の信号検出電極線２ｂが形成され、他方の面に駆動信号電極線２ｃが形成されたセンサー基材２の表裏に、透明樹脂層１を施した構造からなるタッチパネル１０とすることもできる。

またさらに、本発明は図３（ａ）に示すように、第１の透明樹脂基材２ａの一方の面に複数の信号検出電極線２ｂが形成された他方の面と、透明粘着層３を介して、第２の透明樹脂基板２ａの一方の面に駆動信号電極線２ｃが形成された他方の面とを積層してなる積層体（センサー基材）の表裏に、透明樹脂層１を施した構造からなるタッチパネル１０とすることもできる。

上記で説明した本発明に係る図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）に示すタッチパネル１０は、それぞれ図１（ｂ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、タッチ式情報入力画像表示装置に組み込まれる。

本発明に係るタッチパネルは、図１（ａ）、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、透明樹脂基材２ａからなるセンサー基材２の表裏に、透明樹脂層１を施すことで、従来、環境下の温湿度の変化により生じた反りを抑制でき、特にその下側に配置される液晶表示体への影響を防ぐことができ、より誤動作のないタッチ式情報入力画像表示装置を提供することができる。

本発明に使用できる前記透明樹脂基材２ａとしては、透明で耐熱性や適度な物理的および化学的強度が不可欠である。例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）などを挙げることができる。

前記透明樹脂基材２ａに信号検出電極線２ｂもしくは駆動信号電極線２ｃを形成する方法としては、例えば、前記透明樹脂基材２ａと金属箔との積層体を用いて、フォトリソ法により電極配線を形成することができる。また、前記透明樹脂基材２ａに金属蒸着を施し、同様にフォトリソ法により形成することもできる。またさらに、前記透明樹脂基材に金属酸化物などの透明導電膜を形成して、同様にしてフォトリソ法により形成することもできる。なお、導電材として不透明な金属箔を用いる場合には、透過性を向上させる上で配線の線幅を極力細く形成することが重要である。

センサー基材の表裏に施す前記透明樹脂層１としては、透明性に優れたアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを用いることができる。

前記アクリル系樹脂としては、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体や共重合体などが挙げられ、中でも透明性や強度面からポリメチルメタクリル酸エステル（ＰＭＭＡ）が好ましい。

また、前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート樹脂などが挙げられ、中でも透明性や物理的、化学的強度や耐熱性などからＰＥＴが好ましい。

前記透明樹脂層１としては、上記樹脂からなるフィルムやシート状の基材を、透明粘着剤を介して、前記透明樹脂基材２ａに積層してもよい。前記透明粘着剤３として、後述するＯＣＡを用いることができる。また、上記樹脂からなる電離放射線硬化型樹脂組成物を前記透明樹脂基材２ａに塗布、乾燥、硬化して形成することもできる。

上記の電離放射線硬化型樹脂組成物は、例えば、アクリロイル基やエポキシ基などの反応性官能基を有する前記樹脂（またはオリゴマー）、希釈モノマー、光開始剤、溶剤などを含む。なお、前記電離放射線硬化型樹脂組成物の塗布方法や塗布後の硬化条件については特に限定するものではない。

センサー基材の表裏に施す前記透明樹脂層１としては、反りを抑制する上で表裏同一材料が好ましい。しかしながら、発明者らの鋭意研究の結果、表裏で異なる材料を用いても、両者における熱膨張係数の差が１０％以内であれば、同様の反り抑制効果が得られることが判明した。

また、前記透明樹脂層１の膜厚は０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲が好ましい。この範囲であれば、センサーの感度に影響を与えることなく物理的及び化学的強度を供することができる。膜厚が０．１ｍｍ未満であると、センサーの感度には影響しないが物理的及び化学的強度の不足が不足し、長期耐久性に問題がある。一方、膜厚が５ｍｍを越えると前記強度は問題がないが、センサーの感度への影響が問題となる。

また、前記タッチパネル１０の表示領域の外周部、いわゆる額縁部は引き出し配線などが形成されるため、前記透明樹脂層１に隠蔽性の高い材料で覆うことやロゴマークなどの
意匠性を付与することもできる。

また、前記透明粘着層３は光学用透明粘着剤（ＯＣＡ：ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｌｅａｒＡｄｈｅｓｉｖｅ）が好ましく、例えばアクリル系重合体、ポリエステル、ポリウレタン、シリコーン系重合体などを主成分とする粘着剤を用いることができる。中でも、アクリル系重合体からなる粘着剤は、透明性、粘着性、耐熱性、耐候性等に優れていることからより好ましい。また、前記透明粘着層３の膜厚は、貼り合わせる界面での粘着保持力、透明性、コスト等から２５〜１７５μｍが好ましい。

本発明に係るタッチパネルは、スマートフォンや、タブレット等の携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な形態の入力装置として利用することができる。

１・・・透明樹脂層
２・・・センサー基材
２ａ・・透明樹脂基材
２ｂ・・信号検出電極線
２ｃ・・駆動信号電極線
３・・・透明粘着層
１０・・タッチパネル
２０・・液晶パネル
３０・・偏光板
４０・・液晶パネル用筐体
５０・・バックライト
６０・・外部筐体

Claims

透明樹脂基材の一方の面に複数の信号検出電極線が形成されたセンサー基材の表裏に、透明樹脂層を施したことを特徴とするタッチパネル。
透明樹脂基材の一方の面に複数の信号検出電極線が形成され、他方の面に駆動信号電極線が形成されたセンサー基材の表裏に、透明樹脂層を施したことを特徴とするタッチパネル。
第１の透明樹脂基材の一方の面に複数の信号検出電極線が形成された他方の面と、粘着層を介して、第２の透明樹脂基板の一方の面に駆動信号電極線が形成された他方の面とを積層してなる積層体の表裏に、透明樹脂層を施したことを特徴とするタッチパネル。
前記透明樹脂層が同一材料または熱膨張係数の差が１０％以内の材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタッチパネル。
前記透明樹脂層の厚みが０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタッチパネル。
請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネルを用いたことを特徴とするタッチ式情報入力画像表示装置。