JP4055378B2 - タッチパネルスイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の入力操作部に用いられ、指や専用ペンなどで押圧操作することにより信号入力が行えるタッチパネルスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の入力操作部に、指や専用ペンなどで軽い力で押圧することにより入力操作が行える平面状のタッチパネルスイッチが多く用いられている。
【０００３】
特に、多岐に亘る機能を有する携帯用小型情報機器の急増に伴って、液晶表示装置（以下、ＬＣＤという）の上に重ねられ、ＬＣＤの表示内容に従って入力操作する透明タイプのタッチパネルスイッチの需要が高まっている。
【０００４】
そのような従来のタッチパネルスイッチについて、図面を用いて説明する。
【０００５】
なお、各図面は構造を容易に理解できるよう、厚み方向の寸法を拡大して表している。
【０００６】
図６は、従来の透明タイプのタッチパネルスイッチの断面図であり、同図において、１は透明で可撓性の上絶縁シートであり、その下面に透明な薄膜面状の可動電極２が錫を含有した酸化インジューム（以下、ＩＴＯと言う）などで形成して設けられている。
【０００７】
また、３は前記上絶縁シート１の下方に配設されたガラスなどの透明な下絶縁基板であり、その上面にＩＴＯなどで形成された固定電極４が前記可動電極２と所定間隔を有して対向するように配設されている。
【０００８】
そして、可動電極２および固定電極４、すなわち上絶縁シート１および下絶縁基板３を所定間隔で対向させて保持させるために、上絶縁シート１の可動電極２側の外周部分に粘着剤５を塗工し、下絶縁基板３の固定電極４側の外周部分に絶縁層６を固着させて、これらの粘着剤５および絶縁層６を重ねて所定厚みとなるようにして貼り合わせることによって、粘着剤５および絶縁層６の貼付け部分より内側の可動電極２および固定電極４でスイッチ接点を構成して、透明タイプのタッチパネルスイッチとするものである。
【０００９】
つぎに、このように構成されるタッチパネルスイッチの動作について説明する。
【００１０】
このような透明タイプのタッチパネルスイッチは、通常、電子機器に設けられたＬＣＤなどの表示画面上に重ねて配置される。
【００１１】
つまり、電子機器の操作者は、表示画面に表示された操作指示や選択情報をタッチパネルスイッチを透過させて視認でき、その操作指示や選択情報に応じて操作者がタッチパネルスイッチの上絶縁シート１の上面を指や専用ペンなどで押圧することによって、電子機器に所望の動作をさせる為の入力操作ができるようになっている。
【００１２】
このときのタッチパネルスイッチの動作としては、指や専用ペンで押圧された可撓性の上絶縁シート１が下方へ撓み、上絶縁シート１の下面の可動電極２が下絶縁基板３上の固定電極４と接触してスイッチオンとなり、これによって可動電極２と固定電極４に接続された電子機器の回路に信号を入力できることになる。
【００１３】
また、このようなタッチパネルスイッチを用いた電子機器は、通常、その用途に応じた表示画面の面積、およびそれと同程度の面積で入力操作が可能なタッチパネルスイッチを有しているものであり、電子機器内の制御回路によって表示画面に同時に複数の操作指示や選択情報を表示させると共に、タッチパネルスイッチからは、それぞれの操作指示や選択情報の表示される位置に対応して異なる信号が出力されて、電子機器に操作者の所望する動作を行わせるようになっているものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のタッチパネルスイッチにおいては、上絶縁シート１を押圧して入力するとき、粘着剤５および絶縁層６を合わせた厚み分まで押し下げるために、図７の部分拡大断面図に示すように、タッチパネルスイッチの外周部分、すなわち粘着剤５および絶縁層６の貼付け部分の近傍を押圧する場合は、上絶縁シート１およびその下面に形成されたＩＴＯの可動電極２に多大な変形応力がかかる。
【００１５】
このために、粘着剤５および絶縁層６の貼付け部分の近傍での入力を繰り返すと、薄膜状の可動電極２の電極としての機能が押圧位置を含む近傍で劣化しやすく、所定の入力信号の発生が妨げられることがある。
【００１６】
すなわち、上述したような従来のタッチパネルスイッチは、面状の電極を所定間隔で対向させるために、それらの電極を備えた上絶縁シートと下絶縁基板を所定個所で絶縁層を介在させて粘着固定し、粘着個所を除く部分をスイッチとして機能させるものであるが、粘着個所の近傍での押圧操作を繰り返すことによって、面状の電極の機能を劣化させることがあり、実使用においてスイッチ接点として使用可能な領域を粘着個所の近傍を除く領域に制限する必要があり、有効使用面積が狭くなるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、タッチパネルスイッチの有効使用面積を大きくできるタッチパネルスイッチを提供することを目的とする。
【００１８】
【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、以下の構成を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、下面に面状の可動電極を有した可撓性の上絶縁シートと、前記可動電極と所定間隔を有して対向する固定電極を上面に備えた下絶縁基板と、前記上絶縁シートの所定個所を前記下絶縁基板に貼付する粘着剤からなり、この粘着剤と前記上絶縁シートとの間、あるいは、前記粘着剤と前記下絶縁基板との間の少なくとも一方に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートと前記下絶縁基板の貼付け部分の近傍で前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の前記可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたことを特徴とするタッチパネルスイッチとしたものであり、絶縁層が弾性を有しているため、上絶縁シートと下絶縁基板との貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧しても、上絶縁シートの撓みに応じて絶縁層がその厚みを減少させる方向に弾性変形して、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力を減少させるので、可動電極の機能劣化を抑えて、スイッチ接点として使用可能な領域を広げ、有効使用面積を大きくすることができるという作用を有する。
【００２０】
また、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき、絶縁層が厚みを減少させる方向に変形するので、押圧に必要な荷重を小さくすることができて、より軽い押圧力で入力操作のできる操作性に優れたタッチパネルスイッチを実現することができるという作用を有する。
【００２１】
そして、その絶縁層は、せん断弾性率が１０5ｄｙｎｅ／ｃｍ2未満の場合は弾性率が低すぎてゲル状で固着力が弱いものとなり、上絶縁シートと下絶縁基板が剥がれやすくなるという欠点がある。
【００２２】
また、その絶縁層のせん断弾性率が１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2を超える場合は弾性率が高すぎて、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき適度な変形が得られないので、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力の減少効果が小さく、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑え難い。
【００２３】
したがって、前記絶縁層としては、そのせん断弾性率が１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2であるものとすれば、適度な固着力を有すると共に、可動電極への変形応力を減少させて、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑えることができるものにできる。
【００２４】
さらに、電子機器の通常の使用温度範囲である−１０〜６０℃の範囲内の異なる環境温度での絶縁層のせん断弾性率の比を１０倍以下のものとすることによって、環境温度が低温の時と高温の時との間で、上絶縁シートを押圧する時の押圧力の差を小さく抑えることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、絶縁層が粘着性を有し、粘着剤を除いたものであり、上絶縁シートと下絶縁基板を絶縁層のみで貼り付けることができるため、粘着剤を塗工する工程を省くことができて、安価なタッチパネルスイッチを提供できるという作用を有する。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、下面に面状の可動電極を有した可撓性の上絶縁シートと、前記可動電極と所定間隔を有して対向する固定電極を上面に備えた下絶縁シートと、この下絶縁シートを下面側から支持する基板と、前記上絶縁シートの所定個所を前記下絶縁シートに貼付する粘着剤からなり、この粘着剤と前記上絶縁シートとの間、あるいは、前記粘着剤と前記下絶縁シートとの間の少なくとも一方に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートと前記下絶縁シートの貼付け部分の近傍で前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の前記可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたことを特徴とするタッチパネルスイッチとしたものであり、絶縁層が弾性を有しているため、上絶縁シートと下絶縁シートとの貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧しても、上絶縁シートの撓みに応じて絶縁層がその厚みを減少させる方向に弾性変形して、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力を減少させるので、可動電極の機能劣化を抑えて、スイッチ接点として使用可能な領域を広げ、有効使用面積を大きくすることができるという作用を有する。
【００２７】
また、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき、絶縁層が厚みを減少させる方向に変形するので、押圧に必要な荷重を小さくすることができて、より軽い押圧力で入力操作のできる操作性に優れたタッチパネルスイッチを実現することができるという作用を有する。
【００２８】
さらに、薄膜面状の固定電極を、可動電極と同様に、可撓性の絶縁シート上に形成できるので、上絶縁シートと下絶縁シートを共通の材料で作製して、タッチパネルスイッチを安価なものとすることができるという作用を有する。
【００２９】
そして、その絶縁層は、せん断弾性率が１０5ｄｙｎｅ／ｃｍ2未満の場合は弾性率が低すぎてゲル状で固着力が弱いものとなり、上絶縁シートと下絶縁シートが剥がれやすくなるという欠点がある。
【００３０】
また、その絶縁層のせん断弾性率が１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2を超える場合は弾性率が高すぎて、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき適度な変形が得られないので、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力の減少効果が小さく、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑え難い。
【００３１】
したがって、前記絶縁層としては、そのせん断弾性率が１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2であるものとすれば、適度な固着力を有すると共に、可動電極への変形応力を減少させて、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑えることができるものにできる。
【００３２】
さらに、電子機器の通常の使用温度範囲である−１０〜６０℃の範囲内の異なる環境温度での絶縁層のせん断弾性率の比を１０倍以下のものとすることによって、環境温度が低温の時と高温の時との間で、上絶縁シートを押圧する時の押圧力の差を小さく抑えることができるという作用を有する。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、絶縁層が粘着性を有し、粘着剤を除いたものであり、上絶縁シートと下絶縁シートを絶縁層のみで貼り付けることができるため、粘着剤を塗工する工程を省くことができて、安価なタッチパネルスイッチを提供できるという作用を有する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００３５】
なお、各図面は構造を容易に理解できるよう、厚み方向の寸法を拡大して表す。
【００３６】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１および２記載の発明について説明する。
【００３７】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図であり、同図において、１は可撓性の上絶縁シートであり、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ノルボルネン等の樹脂を延伸法やキャスティング法にて透明なシート状に形成されたものである。
【００３８】
そして、２は、上述の上絶縁シート１の下面にスパッタリング法などによって形成されたＩＴＯの薄膜面状の可動電極であり、光透過性を有する。
【００３９】
また、３は下絶縁基板であり、ガラス、ポリカーボネート、アクリル等の透明な材質からなる剛体の基板を用い、４は、この下絶縁基板３の上面に、可動電極２と同様にスパッタリング法などによって形成されたＩＴＯの薄膜面状で光透過性の固定電極である。
【００４０】
５は、可動電極２の下面側の両端部に所定幅と所定厚みを有して塗工された、アクリル、ポリエステル、シリコン等を主成分とする粘着剤であり、図では表していないが、平面状の上絶縁シートの下面の全周に亘って施されているものである。
【００４１】
７は、固定電極４の上面側の両端部に所定幅と所定厚みを有して印刷固着などの方法で形成された、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂を用いた絶縁層であり、この絶縁層７は、上絶縁シート１と下絶縁基板３を可動電極２と固定電極４が向かい合うように貼り付けた時に、上述した粘着剤５と重なり合う位置に配設されている。
【００４２】
つぎに、このように構成されたタッチパネルスイッチの動作について説明する。
【００４３】
図２は、図１のように構成されたタッチパネルスイッチの部分拡大断面図であり、上絶縁シート１と下絶縁基板３の貼付け部分の近傍で上絶縁シート１の上面を押圧した状態を示している。
【００４４】
同図で判るように、貼付け部分の近傍で押圧した時には、ゴム状弾性を有する絶縁層７が、上絶縁シート１の押下された側でその厚みを減少させるように変形しており、加えて粘着剤５もその弾性により少し変形している。
【００４５】
つまり、上絶縁シート１が押下されたとき、その撓みに沿うように絶縁層７と粘着剤５が変形し、押下された側の厚みを減少させるので、前述した従来のタッチパネルスイッチの場合と比較して、上絶縁シート１およびその下面の可動電極２の撓み量を少なくしている。
【００４６】
このことによって、タッチパネルスイッチの上絶縁シート１および下絶縁基板３の貼付け部分の近傍で押圧操作が繰り返されても、可動電極２への変形応力を少なくして電極の機能劣化を抑えることができるものとなっている。
【００４７】
このように、本実施の形態によれば、絶縁層７の弾性によって、貼付け部分の近傍での押圧操作の繰り返しによる可動電極２の機能劣化を抑えることができるため、貼付け部分の近傍での押圧操作を制限する必要がなく、スイッチ接点として使用可能な領域を広げ、有効使用面積の大きなタッチパネルスイッチを実現することができ、小型の電子機器にできるだけ大きな面積の表示装置を搭載する際に、この表示装置の表示領域に無駄なく対応できる、利便性の高いものとすることができる。
【００４８】
なお、絶縁層７のせん断弾性率が１０5ｄｙｎｅ／ｃｍ2以下では、絶縁層７がゲル状で固着力が弱いものとなり、上絶縁シート１と下絶縁基板３が剥がれやすくなるという欠点がある。
【００４９】
また、絶縁層７のせん断弾性率が１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2を超える場合は弾性率が高すぎて、貼付け部分の近傍で上絶縁シート１を押圧したとき適度な変形が得られないので、上絶縁シートおよびその下面の可動電極２への変形応力の減少効果が小さく、上絶縁シート１への押圧の繰り返しによる可動電極２の機能劣化を抑え難い。
【００５０】
したがって、絶縁層７のせん断弾性率が１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2であると、適度な固着力を有すると共に、可動電極２への変形応力を減少させて、上絶縁シート１への押圧の繰り返しによる可動電極２の機能劣化を抑えることができる。
【００５１】
さらに、電子機器の通常の使用温度範囲である−１０〜６０℃の範囲内の異なる環境温度での絶縁層７のせん断弾性率の比を１０倍以下にすることによって、環境温度が低温の時と高温の時との間で、上絶縁シートを押圧する時の押圧力の差を小さく抑えることができる。
【００５２】
また、図３の部分拡大図で示すものは、絶縁層８の端部の厚みを漸減させたものであり、貼付け部分の近傍で上絶縁シート１を押圧したとき、上絶縁シート１の撓みに応じて絶縁層８がその厚みを減少させる方向に変形することに加えて、絶縁層８の端部がなだらかになっているので、上絶縁シート１が絶縁層８のなだらかな端部に沿って撓み、上絶縁シート１およびその下面の可動電極２への変形応力をさらに減少させることができて、貼付け部分の近傍での押圧操作の繰り返しに対する可動電極２の耐久性を向上することができる。
【００５３】
そして、図４の部分拡大図で示すものは、絶縁層９が粘着性を有し、この絶縁層９で上絶縁シート１と下絶縁基板３を貼り付けたものであり、これによって粘着剤を除くことができ、粘着剤を塗工する工程を省いて、タッチパネルスイッチを安価なものにできるものである。
【００５４】
（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３および４記載の発明について説明する。
【００５５】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、説明を簡略化する。
【００５６】
図５は、本発明の第２の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図であり、同図において、１０は可撓性の下絶縁シートであり、上述の実施の形態１で説明した上絶縁シート１と同様に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ノルボルネン等の樹脂を延伸法やキャスティング法にて透明なシート状に形成されたものである。
【００５７】
そして、ＩＴＯによる固定電極４は前記下絶縁シート１０の上面に形成されている。
【００５８】
また、１１はガラス、ポリカーボネート、アクリル等の透明な材質からなる剛体の基板であり、この基板１１の上面に塗工された粘着剤１２によって前記下絶縁シート１０が基板１１の上に貼り付けられている。
【００５９】
そして、ゴム状弾性を有する絶縁層７を含むその他の部分は実施の形態１によるものと同一のものを用いてタッチパネルスイッチが構成されている。
【００６０】
また、この実施の形態の場合の動作も実施の形態１のものと同様であるので、説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態によれば、実施の形態１によるものと同様に有効使用面積の大きなタッチパネルスイッチを実現することができることに加えて、固定電極４を上面に有した下絶縁シート１０を可動電極２を有した上絶縁シート１と同一のもので形成できるので、基板１１を貼り付ける工程が増えるものの、コスト比率の高い電極形成を同一材料のみで行えるので、安価なタッチパネルスイッチを提供できるものである。
【００６２】
なお、実施の形態１の場合で説明したものと同様に、絶縁層７のせん断弾性率を１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2の範囲とし、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比を１０倍以下とすることや、端部の厚みを漸減させた絶縁層８を用いること、および粘着性を持たせた絶縁層９を用いることは、本実施の形態のものの場合も同様に行うことができ、同様の効果を奏するものである。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によるタッチパネルスイッチは、上絶縁シートと所定間隔を有して対向する下絶縁基板との間、または上絶縁シートと所定間隔を有して対向する下絶縁シートとの間に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたものとしたため、スイッチ接点として使用可能な領域が広がり、有効使用面積の大きなタッチパネルスイッチを提供することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図
【図２】 同部分拡大断面図
【図３】 同部分拡大断面図
【図４】 同部分拡大断面図
【図５】 本発明の第２の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図
【図６】 従来のタッチパネルスイッチの断面図
【図７】 同部分拡大断面図
【符号の説明】
１ 上絶縁シート
２ 可動電極
３ 下絶縁基板
４ 固定電極
５，１２ 粘着剤
７，８，９ 絶縁層
１０ 下絶縁シート
１１ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の入力操作部に用いられ、指や専用ペンなどで押圧操作することにより信号入力が行えるタッチパネルスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の入力操作部に、指や専用ペンなどで軽い力で押圧することにより入力操作が行える平面状のタッチパネルスイッチが多く用いられている。
【０００３】
特に、多岐に亘る機能を有する携帯用小型情報機器の急増に伴って、液晶表示装置（以下、ＬＣＤという）の上に重ねられ、ＬＣＤの表示内容に従って入力操作する透明タイプのタッチパネルスイッチの需要が高まっている。
【０００４】
そのような従来のタッチパネルスイッチについて、図面を用いて説明する。
【０００５】
なお、各図面は構造を容易に理解できるよう、厚み方向の寸法を拡大して表している。
【０００６】
図６は、従来の透明タイプのタッチパネルスイッチの断面図であり、同図において、１は透明で可撓性の上絶縁シートであり、その下面に透明な薄膜面状の可動電極２が錫を含有した酸化インジューム（以下、ＩＴＯと言う）などで形成して設けられている。
【０００７】
また、３は前記上絶縁シート１の下方に配設されたガラスなどの透明な下絶縁基板であり、その上面にＩＴＯなどで形成された固定電極４が前記可動電極２と所定間隔を有して対向するように配設されている。
【０００８】
そして、可動電極２および固定電極４、すなわち上絶縁シート１および下絶縁基板３を所定間隔で対向させて保持させるために、上絶縁シート１の可動電極２側の外周部分に粘着剤５を塗工し、下絶縁基板３の固定電極４側の外周部分に絶縁層６を固着させて、これらの粘着剤５および絶縁層６を重ねて所定厚みとなるようにして貼り合わせることによって、粘着剤５および絶縁層６の貼付け部分より内側の可動電極２および固定電極４でスイッチ接点を構成して、透明タイプのタッチパネルスイッチとするものである。
【０００９】
つぎに、このように構成されるタッチパネルスイッチの動作について説明する。
【００１０】
このような透明タイプのタッチパネルスイッチは、通常、電子機器に設けられたＬＣＤなどの表示画面上に重ねて配置される。
【００１１】
つまり、電子機器の操作者は、表示画面に表示された操作指示や選択情報をタッチパネルスイッチを透過させて視認でき、その操作指示や選択情報に応じて操作者がタッチパネルスイッチの上絶縁シート１の上面を指や専用ペンなどで押圧することによって、電子機器に所望の動作をさせる為の入力操作ができるようになっている。
【００１２】
このときのタッチパネルスイッチの動作としては、指や専用ペンで押圧された可撓性の上絶縁シート１が下方へ撓み、上絶縁シート１の下面の可動電極２が下絶縁基板３上の固定電極４と接触してスイッチオンとなり、これによって可動電極２と固定電極４に接続された電子機器の回路に信号を入力できることになる。
【００１３】
また、このようなタッチパネルスイッチを用いた電子機器は、通常、その用途に応じた表示画面の面積、およびそれと同程度の面積で入力操作が可能なタッチパネルスイッチを有しているものであり、電子機器内の制御回路によって表示画面に同時に複数の操作指示や選択情報を表示させると共に、タッチパネルスイッチからは、それぞれの操作指示や選択情報の表示される位置に対応して異なる信号が出力されて、電子機器に操作者の所望する動作を行わせるようになっているものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のタッチパネルスイッチにおいては、上絶縁シート１を押圧して入力するとき、粘着剤５および絶縁層６を合わせた厚み分まで押し下げるために、図７の部分拡大断面図に示すように、タッチパネルスイッチの外周部分、すなわち粘着剤５および絶縁層６の貼付け部分の近傍を押圧する場合は、上絶縁シート１およびその下面に形成されたＩＴＯの可動電極２に多大な変形応力がかかる。
【００１５】
このために、粘着剤５および絶縁層６の貼付け部分の近傍での入力を繰り返すと、薄膜状の可動電極２の電極としての機能が押圧位置を含む近傍で劣化しやすく、所定の入力信号の発生が妨げられることがある。
【００１６】
すなわち、上述したような従来のタッチパネルスイッチは、面状の電極を所定間隔で対向させるために、それらの電極を備えた上絶縁シートと下絶縁基板を所定個所で絶縁層を介在させて粘着固定し、粘着個所を除く部分をスイッチとして機能させるものであるが、粘着個所の近傍での押圧操作を繰り返すことによって、面状の電極の機能を劣化させることがあり、実使用においてスイッチ接点として使用可能な領域を粘着個所の近傍を除く領域に制限する必要があり、有効使用面積が狭くなるという課題があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、タッチパネルスイッチの有効使用面積を大きくできるタッチパネルスイッチを提供することを目的とする。
【００１８】
【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、以下の構成を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項１に記載の発明は、下面に面状の可動電極を有した可撓性の上絶縁シートと、前記可動電極と所定間隔を有して対向する固定電極を上面に備えた下絶縁基板と、前記上絶縁シートの所定個所を前記下絶縁基板に貼付する粘着剤からなり、この粘着剤と前記上絶縁シートとの間、あるいは、前記粘着剤と前記下絶縁基板との間の少なくとも一方に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートと前記下絶縁基板の貼付け部分の近傍で前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の前記可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたことを特徴とするタッチパネルスイッチとしたものであり、絶縁層が弾性を有しているため、上絶縁シートと下絶縁基板との貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧しても、上絶縁シートの撓みに応じて絶縁層がその厚みを減少させる方向に弾性変形して、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力を減少させるので、可動電極の機能劣化を抑えて、スイッチ接点として使用可能な領域を広げ、有効使用面積を大きくすることができるという作用を有する。
【００２０】
また、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき、絶縁層が厚みを減少させる方向に変形するので、押圧に必要な荷重を小さくすることができて、より軽い押圧力で入力操作のできる操作性に優れたタッチパネルスイッチを実現することができるという作用を有する。
【００２１】
そして、その絶縁層は、せん断弾性率が１０5ｄｙｎｅ／ｃｍ2未満の場合は弾性率が低すぎてゲル状で固着力が弱いものとなり、上絶縁シートと下絶縁基板が剥がれやすくなるという欠点がある。
【００２２】
また、その絶縁層のせん断弾性率が１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2を超える場合は弾性率が高すぎて、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき適度な変形が得られないので、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力の減少効果が小さく、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑え難い。
【００２３】
したがって、前記絶縁層としては、そのせん断弾性率が１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2であるものとすれば、適度な固着力を有すると共に、可動電極への変形応力を減少させて、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑えることができるものにできる。
【００２４】
さらに、電子機器の通常の使用温度範囲である−１０〜６０℃の範囲内の異なる環境温度での絶縁層のせん断弾性率の比を１０倍以下のものとすることによって、環境温度が低温の時と高温の時との間で、上絶縁シートを押圧する時の押圧力の差を小さく抑えることができるという作用を有する。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、絶縁層が粘着性を有し、粘着剤を除いたものであり、上絶縁シートと下絶縁基板を絶縁層のみで貼り付けることができるため、粘着剤を塗工する工程を省くことができて、安価なタッチパネルスイッチを提供できるという作用を有する。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、下面に面状の可動電極を有した可撓性の上絶縁シートと、前記可動電極と所定間隔を有して対向する固定電極を上面に備えた下絶縁シートと、この下絶縁シートを下面側から支持する基板と、前記上絶縁シートの所定個所を前記下絶縁シートに貼付する粘着剤からなり、この粘着剤と前記上絶縁シートとの間、あるいは、前記粘着剤と前記下絶縁シートとの間の少なくとも一方に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートと前記下絶縁シートの貼付け部分の近傍で前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の前記可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたことを特徴とするタッチパネルスイッチとしたものであり、絶縁層が弾性を有しているため、上絶縁シートと下絶縁シートとの貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧しても、上絶縁シートの撓みに応じて絶縁層がその厚みを減少させる方向に弾性変形して、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力を減少させるので、可動電極の機能劣化を抑えて、スイッチ接点として使用可能な領域を広げ、有効使用面積を大きくすることができるという作用を有する。
【００２７】
また、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき、絶縁層が厚みを減少させる方向に変形するので、押圧に必要な荷重を小さくすることができて、より軽い押圧力で入力操作のできる操作性に優れたタッチパネルスイッチを実現することができるという作用を有する。
【００２８】
さらに、薄膜面状の固定電極を、可動電極と同様に、可撓性の絶縁シート上に形成できるので、上絶縁シートと下絶縁シートを共通の材料で作製して、タッチパネルスイッチを安価なものとすることができるという作用を有する。
【００２９】
そして、その絶縁層は、せん断弾性率が１０5ｄｙｎｅ／ｃｍ2未満の場合は弾性率が低すぎてゲル状で固着力が弱いものとなり、上絶縁シートと下絶縁シートが剥がれやすくなるという欠点がある。
【００３０】
また、その絶縁層のせん断弾性率が１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2を超える場合は弾性率が高すぎて、貼付け部分の近傍で上絶縁シートを押圧したとき適度な変形が得られないので、上絶縁シートおよびその下面の可動電極への変形応力の減少効果が小さく、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑え難い。
【００３１】
したがって、前記絶縁層としては、そのせん断弾性率が１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2であるものとすれば、適度な固着力を有すると共に、可動電極への変形応力を減少させて、上絶縁シートへの押圧の繰り返しによる可動電極の機能劣化を抑えることができるものにできる。
【００３２】
さらに、電子機器の通常の使用温度範囲である−１０〜６０℃の範囲内の異なる環境温度での絶縁層のせん断弾性率の比を１０倍以下のものとすることによって、環境温度が低温の時と高温の時との間で、上絶縁シートを押圧する時の押圧力の差を小さく抑えることができるという作用を有する。
【００３３】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、絶縁層が粘着性を有し、粘着剤を除いたものであり、上絶縁シートと下絶縁シートを絶縁層のみで貼り付けることができるため、粘着剤を塗工する工程を省くことができて、安価なタッチパネルスイッチを提供できるという作用を有する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００３５】
なお、各図面は構造を容易に理解できるよう、厚み方向の寸法を拡大して表す。
【００３６】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１および２記載の発明について説明する。
【００３７】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図であり、同図において、１は可撓性の上絶縁シートであり、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ノルボルネン等の樹脂を延伸法やキャスティング法にて透明なシート状に形成されたものである。
【００３８】
そして、２は、上述の上絶縁シート１の下面にスパッタリング法などによって形成されたＩＴＯの薄膜面状の可動電極であり、光透過性を有する。
【００３９】
また、３は下絶縁基板であり、ガラス、ポリカーボネート、アクリル等の透明な材質からなる剛体の基板を用い、４は、この下絶縁基板３の上面に、可動電極２と同様にスパッタリング法などによって形成されたＩＴＯの薄膜面状で光透過性の固定電極である。
【００４０】
５は、可動電極２の下面側の両端部に所定幅と所定厚みを有して塗工された、アクリル、ポリエステル、シリコン等を主成分とする粘着剤であり、図では表していないが、平面状の上絶縁シートの下面の全周に亘って施されているものである。
【００４１】
７は、固定電極４の上面側の両端部に所定幅と所定厚みを有して印刷固着などの方法で形成された、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂を用いた絶縁層であり、この絶縁層７は、上絶縁シート１と下絶縁基板３を可動電極２と固定電極４が向かい合うように貼り付けた時に、上述した粘着剤５と重なり合う位置に配設されている。
【００４２】
つぎに、このように構成されたタッチパネルスイッチの動作について説明する。
【００４３】
図２は、図１のように構成されたタッチパネルスイッチの部分拡大断面図であり、上絶縁シート１と下絶縁基板３の貼付け部分の近傍で上絶縁シート１の上面を押圧した状態を示している。
【００４４】
同図で判るように、貼付け部分の近傍で押圧した時には、ゴム状弾性を有する絶縁層７が、上絶縁シート１の押下された側でその厚みを減少させるように変形しており、加えて粘着剤５もその弾性により少し変形している。
【００４５】
つまり、上絶縁シート１が押下されたとき、その撓みに沿うように絶縁層７と粘着剤５が変形し、押下された側の厚みを減少させるので、前述した従来のタッチパネルスイッチの場合と比較して、上絶縁シート１およびその下面の可動電極２の撓み量を少なくしている。
【００４６】
このことによって、タッチパネルスイッチの上絶縁シート１および下絶縁基板３の貼付け部分の近傍で押圧操作が繰り返されても、可動電極２への変形応力を少なくして電極の機能劣化を抑えることができるものとなっている。
【００４７】
このように、本実施の形態によれば、絶縁層７の弾性によって、貼付け部分の近傍での押圧操作の繰り返しによる可動電極２の機能劣化を抑えることができるため、貼付け部分の近傍での押圧操作を制限する必要がなく、スイッチ接点として使用可能な領域を広げ、有効使用面積の大きなタッチパネルスイッチを実現することができ、小型の電子機器にできるだけ大きな面積の表示装置を搭載する際に、この表示装置の表示領域に無駄なく対応できる、利便性の高いものとすることができる。
【００４８】
なお、絶縁層７のせん断弾性率が１０5ｄｙｎｅ／ｃｍ2以下では、絶縁層７がゲル状で固着力が弱いものとなり、上絶縁シート１と下絶縁基板３が剥がれやすくなるという欠点がある。
【００４９】
また、絶縁層７のせん断弾性率が１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2を超える場合は弾性率が高すぎて、貼付け部分の近傍で上絶縁シート１を押圧したとき適度な変形が得られないので、上絶縁シートおよびその下面の可動電極２への変形応力の減少効果が小さく、上絶縁シート１への押圧の繰り返しによる可動電極２の機能劣化を抑え難い。
【００５０】
したがって、絶縁層７のせん断弾性率が１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2であると、適度な固着力を有すると共に、可動電極２への変形応力を減少させて、上絶縁シート１への押圧の繰り返しによる可動電極２の機能劣化を抑えることができる。
【００５１】
さらに、電子機器の通常の使用温度範囲である−１０〜６０℃の範囲内の異なる環境温度での絶縁層７のせん断弾性率の比を１０倍以下にすることによって、環境温度が低温の時と高温の時との間で、上絶縁シートを押圧する時の押圧力の差を小さく抑えることができる。
【００５２】
また、図３の部分拡大図で示すものは、絶縁層８の端部の厚みを漸減させたものであり、貼付け部分の近傍で上絶縁シート１を押圧したとき、上絶縁シート１の撓みに応じて絶縁層８がその厚みを減少させる方向に変形することに加えて、絶縁層８の端部がなだらかになっているので、上絶縁シート１が絶縁層８のなだらかな端部に沿って撓み、上絶縁シート１およびその下面の可動電極２への変形応力をさらに減少させることができて、貼付け部分の近傍での押圧操作の繰り返しに対する可動電極２の耐久性を向上することができる。
【００５３】
そして、図４の部分拡大図で示すものは、絶縁層９が粘着性を有し、この絶縁層９で上絶縁シート１と下絶縁基板３を貼り付けたものであり、これによって粘着剤を除くことができ、粘着剤を塗工する工程を省いて、タッチパネルスイッチを安価なものにできるものである。
【００５４】
（実施の形態２）
実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３および４記載の発明について説明する。
【００５５】
なお、実施の形態１の構成と同一構成の部分には同一符号を付して、説明を簡略化する。
【００５６】
図５は、本発明の第２の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図であり、同図において、１０は可撓性の下絶縁シートであり、上述の実施の形態１で説明した上絶縁シート１と同様に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ノルボルネン等の樹脂を延伸法やキャスティング法にて透明なシート状に形成されたものである。
【００５７】
そして、ＩＴＯによる固定電極４は前記下絶縁シート１０の上面に形成されている。
【００５８】
また、１１はガラス、ポリカーボネート、アクリル等の透明な材質からなる剛体の基板であり、この基板１１の上面に塗工された粘着剤１２によって前記下絶縁シート１０が基板１１の上に貼り付けられている。
【００５９】
そして、ゴム状弾性を有する絶縁層７を含むその他の部分は実施の形態１によるものと同一のものを用いてタッチパネルスイッチが構成されている。
【００６０】
また、この実施の形態の場合の動作も実施の形態１のものと同様であるので、説明を省略する。
【００６１】
本実施の形態によれば、実施の形態１によるものと同様に有効使用面積の大きなタッチパネルスイッチを実現することができることに加えて、固定電極４を上面に有した下絶縁シート１０を可動電極２を有した上絶縁シート１と同一のもので形成できるので、基板１１を貼り付ける工程が増えるものの、コスト比率の高い電極形成を同一材料のみで行えるので、安価なタッチパネルスイッチを提供できるものである。
【００６２】
なお、実施の形態１の場合で説明したものと同様に、絶縁層７のせん断弾性率を１０5〜１０7ｄｙｎｅ／ｃｍ2の範囲とし、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比を１０倍以下とすることや、端部の厚みを漸減させた絶縁層８を用いること、および粘着性を持たせた絶縁層９を用いることは、本実施の形態のものの場合も同様に行うことができ、同様の効果を奏するものである。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によるタッチパネルスイッチは、上絶縁シートと所定間隔を有して対向する下絶縁基板との間、または上絶縁シートと所定間隔を有して対向する下絶縁シートとの間に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたものとしたため、スイッチ接点として使用可能な領域が広がり、有効使用面積の大きなタッチパネルスイッチを提供することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図
【図２】 同部分拡大断面図
【図３】 同部分拡大断面図
【図４】 同部分拡大断面図
【図５】 本発明の第２の実施の形態によるタッチパネルスイッチの断面図
【図６】 従来のタッチパネルスイッチの断面図
【図７】 同部分拡大断面図
【符号の説明】
１ 上絶縁シート
２ 可動電極
３ 下絶縁基板
４ 固定電極
５，１２ 粘着剤
７，８，９ 絶縁層
１０ 下絶縁シート
１１ 基板
Claims (4)
- 下面に面状の可動電極を有した可撓性の上絶縁シートと、前記可動電極と所定間隔を有して対向する固定電極を上面に備えた下絶縁基板と、前記上絶縁シートの所定個所を前記下絶縁基板に貼付する粘着剤からなり、この粘着剤と前記上絶縁シートとの間、あるいは、前記粘着剤と前記下絶縁基板との間の少なくとも一方に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートと前記下絶縁基板の貼付け部分の近傍で前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の前記可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたことを特徴とするタッチパネルスイッチ。
- 絶縁層が粘着性を有し、粘着剤を除いた請求項１記載のタッチパネルスイッチ。
- 下面に面状の可動電極を有した可撓性の上絶縁シートと、前記可動電極と所定間隔を有して対向する固定電極を上面に備えた下絶縁シートと、この下絶縁シートを下面側から支持する基板と、前記上絶縁シートの所定個所を前記下絶縁シートに貼付する粘着剤からなり、この粘着剤と前記上絶縁シートとの間、あるいは、前記粘着剤と前記下絶縁シートとの間の少なくとも一方に、せん断弾性率が１０ 5 〜１０ 7 ｄｙｎｅ／ｃｍ 2 で、−１０〜６０℃の環境温度範囲内の異なる環境温度でのせん断弾性率の比が１０倍以下である弾性を有する絶縁層を、シリコン、ウレタン、ブタジエン、ビニル等のゴム状弾性を有する樹脂またはこれらの樹脂で変成されたエポキシ樹脂により設けて、前記上絶縁シートと前記下絶縁シートの貼付け部分の近傍で前記上絶縁シートの上面を押圧した際、前記絶縁層が、前記上絶縁シートの押下された側でその厚みを減少させるように弾性変形することにより、前記上絶縁シートおよびその下面の前記可動電極の撓み量を少なくして前記可動電極の機能劣化を抑えたことを特徴とするタッチパネルスイッチ。
- 絶縁層が粘着性を有し、粘着剤を除いた請求項３記載のタッチパネルスイッチ。
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