JP4075558B2

JP4075558B2 - タッチパネル及びその製造方法

Info

Publication number: JP4075558B2
Application number: JP2002290912A
Authority: JP
Inventors: 賢一松本; 功二田邉; 俊晴福井; 謙一高畠; 賢二仁保
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP2003202954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器の操作に用いられるタッチパネル及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、ＬＣＤ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表示素子に表示された文字や記号、絵柄等の視認、選択を行い、タッチパネルの操作によって機器の各機能の切換えを行うものが増えている。
【０００３】
このような従来のタッチパネルについて、図４を用いて説明する。
【０００４】
図４は従来のタッチパネルの断面図であり、同図において、１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートフィルム等の光透過性の上基板で、この下面には、酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層２が真空スパッタ等によって形成されている。
【０００５】
そして、７は銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された一対の上電極で、上導電層２の両端に設けられている。
【０００６】
また、３はガラスまたはアクリルやポリカーボネート樹脂等の光透過性の下基板で、この上面には、上導電層２と同様に光透過性の下導電層４が形成されている。
【０００７】
そして、この下導電層４上面には、上電極７と同様に一対の下電極８が上電極７とは直交方向の両端に設けられると共に、上導電層２と所定の間隔を保つための複数のドットスペーサ５がエポキシやシリコン等の絶縁材料によって所定の間隔で形成されている。
【０００８】
また、６はスペーサで、不織布やポリエステルフィルム等の額縁状の基材６Ａの上下面に、熱可塑性樹脂からなる接着層６Ｂが塗布形成されている。
【０００９】
そして、これら上基板１と下基板３が、上導電層２と下導電層４が所定の間隔を空けて対向するように、スペーサ６によって外周が貼り合わされて、タッチパネルが構成されている。
【００１０】
以上の構成において、上電極７と下電極８が電子機器の検出回路に接続され、上基板１上面のスペーサ６の部分を除く箇所、つまり、押圧操作及びその位置検出が可能な動作有効エリア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２が下導電層４に接触し、上電極７間及び下電極８間の抵抗比によって、この押圧された位置を検出するように構成されている。
【００１１】
なお、スペーサ６の幅は基材６Ａの上下面に接着層６Ｂを塗布したスペーサ６の場合、ある程度細くても所定の接着力が得られるが、あまり細くなると裁断や貼付けなどの加工が困難となるため、通常２．５ｍｍ前後となっている。
【００１２】
また、この基材６Ａの上下面に接着層６Ｂを塗布したスペーサ６に代えて、上基板１又は下基板３のいずれかに接着層６Ｂを印刷形成した場合には、より細い幅での形成が可能となるが、所定の接着力を得るためには２．５ｍｍ程度の幅が必要となる。
【００１３】
そして、いずれの場合でも、接着層６Ｂに常温でも粘着性を有する熱可塑性樹脂を用いているため、所定の幅で常温での所定の接着力は得られるが、タッチパネルが高温で使用された場合には、常温での接着力に比べてこの強度が低下する、所謂、保持力の低下が生じるため、実際には２．５ｍｍを超える幅で形成されているものであった。
【００１４】
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。
【００１５】
【特許文献１】
特開平４−１２３７２８号公報
【００１６】
【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においては、接着層６Ｂの幅が２．５ｍｍ前後必要となり、この分だけ押圧操作及びその位置検出が可能な動作有効エリアが減じるため、外形寸法が所定の動作有効エリアにスペーサ６の幅を加えたものとなり、全体が大きなものと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、所定の動作有効エリアを確保しつつ全体の小型化が図れるタッチパネル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、上記上基板と上記下基板の所定箇所を貼付する接着層からなり、上記接着層は、アクリル系樹脂とポリエステル系樹脂とからなる平均分子量２×１０ ⁵ 〜２×１０ ⁶ の熱可塑性樹脂と、イソシアネート系の硬化剤で構成されると共に、その接着層が０．５〜２．５ｍｍの幅、５〜５０μｍの厚さで形成され、加圧加熱されることによって接着性が生じ、弾性率が１０ ⁴ 〜１０ ⁹ Ｐａで接着されていることを特徴とするタッチパネルとしたものであり、接着層を、アクリル系樹脂とポリエステル系樹脂とからなる熱可塑性樹脂と、イソシアネート系の硬化剤で構成されるものとしているため、加圧加熱により樹脂内の架橋密度が高められ、その結果０．５〜２．５ｍｍの幅での接着層による接着を可能としたものである。また、当該接着層は常温での接着力に加え、高温での保持力も向上するため、所定の動作有効エリアを確保しつつ全体の小型化が図られたタッチパネルを得ることができるという作用を有する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、接着層の熱可塑性樹脂として、エポキシ等の熱硬化性樹脂をアクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂で変性させたものであり、アクリル系樹脂とポリエステル系樹脂からなる熱可塑性樹脂のみならず、選択の幅を広げることができるという作用を有する。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、接着層を額縁形状とし、その角部分を他の部分より細くしたものであり、形成時や加工時の接着層のだれやはみ出しによる動作有効エリアの減少を防止できるという作用を有する。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、上基板または下基板の少なくとも一方に接着層をスクリーン印刷で形成した後、これに他方を上下導電層を対向させて重ねて載置し、加圧加熱して上下基板を接着する請求項１記載のタッチパネルの製造方法であり、所定の動作有効エリアを確保しつつ全体の小型化が図れるタッチパネルを実現することができるという作用を有する。
【００２８】
【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３を用いて説明する。
【００２９】
なお、従来の技術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。
【００３０】
（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であり、同図において、１はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートフィルム等の光透過性の上基板で、この下面には、酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層２が真空スパッタ等によって形成されている。
【００３１】
そして、７は銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された一対の上電極で、上導電層２の両端に設けられている。
【００３２】
また、３はガラスまたはアクリルやポリカーボネート樹脂等の光透過性の下基板で、この上面には、上導電層２と同様に光透過性の下導電層４が形成されている。
【００３３】
そして、この下導電層４上面には、上電極７と同様に一対の下電極８が上電極７とは直交方向の両端に設けられると共に、上導電層２と所定の間隔を保つための複数のドットスぺーサ５がエポキシやシリコン等の絶縁材料によって所定の間隔で形成されている。
【００３４】
また、１６は加熱または加圧によって接着性が生じる接着層で、アクリル系樹脂やポリエステル系樹脂等の平均分子量が２×１０⁵〜２×１０⁶の熱可塑性樹脂１００重量％に対して、イソシアネート系等の硬化剤が５重量％添加されて形成されている。
【００３５】
なお、平均分子量が２×１０⁵〜２×１０⁶のものでも、グリコールエステル等の溶解性の高い溶剤を用いて、樹脂の溶剤成分以外の成分、所謂、樹脂の固形分比率が１０〜５０％のペーストとすることによって、スクリーン印刷に適した粘度とこの印刷回数に伴う粘度変化の小さい、所謂、耐刷性の優れたものとなり、スクリーン印刷によって容易に形成することが可能となる。
【００３６】
そして、接着層１６は上基板１下面または下基板３上面に外周に沿って額縁状に形成されると共に、厚さが５〜５０μｍ、弾性率が１０⁴〜１０⁹Ｐａに形成されている。
【００３７】
さらに、これら上基板１と下基板３が、上導電層２と下導電層４が所定の間隔を空けて対向するように、接着層１６によって外周が貼り合わされて、タッチパネルが構成されている。
【００３８】
そして、以上のような構成のタッチパネルは、図２の平面図に示すように、下導電層４を形成した下基板３の所定箇所に、スクリーン印刷等によって、アクリル系樹脂とポリエステル系樹脂とからなる平均分子量２×１０ ⁵ 〜２×１０ ⁶ の熱可塑性樹脂と、イソシアネート系の硬化剤で構成された接着層１６を、額縁状に０．５〜２．５ｍｍの幅で形成した後、上導電層２を形成した上基板１を所定間隔を空けて載置し、その後、接着層１６を加圧加熱させることによって、上基板１と下基板３を接着して作製される。
【００３９】
なお、この時、接着層１６にアクリル系樹脂やポリエステル系樹脂を用いているため、加熱または加圧によって、イソシアネート系硬化剤と脱水反応により擬集エネルギーの大きなウレタン結合が形成され、高温高湿環境下においても上基板１と下基板３が剥がれ難くなって接着される。
【００４０】
また、このように作製されたタッチパネルは、上電極７と下電極８が電子機器の検出回路に接続され、上基板１上面の接着層１６の部分を除く箇所、つまり、押圧操作及びその位置検出が可能な動作有効エリア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２が下導電層４に接触し、上電極７間及び下電極８間の抵抗比によって、この押圧された位置を検出するように構成されている。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、下面に上導電層２が形成された上基板１と、上面にこの上導電層２と所定の間隙を空けて対向する下導電層４が形成された下基板３を、熱可塑性樹脂と硬化剤から形成され、加熱または加圧によって接着性が生じる接着層１６で接着してタッチパネルを構成することによって、加熱または加圧することにより硬化剤を介して接着層１６の樹脂内の架橋密度が高まり、常温での接着力に加え、高温での保持力も向上するため、接着層の幅を０．５〜２．５ｍｍ前後の細いものとすることができ、所定の動作有効エリアを確保しつつ全体の小型化が図れるタッチパネル及びその製造方法を得ることができるものである。
【００４２】
また、接着層１６を上基板１または下基板３の少なくとも一方に印刷形成することによって、上下面に接着層１６を形成塗布する基材等が不要となるため、構成部品数を減らし、安価なタッチパネルを提供することができる。
【００４３】
そして、接着層１６の厚さを５〜５０μｍとすることによって、上下導電層の充分な間隙が確保できると共に、接着層１６近傍部分を押圧操作した場合、接着層１６の厚いものに比べ、上導電層２への曲げストレスが小さくなるため、上導電層２の破損を防止することができる。
【００４４】
また、接着層１６の弾性率を１０⁴〜１０⁹Ｐａとすることによって、弾性率が低すぎて柔らかくなり充分な接着力が得られず、上基板と下基板が剥がれ易くなったり、高すぎて固くなり上基板と下基板が接着し難くなることを防ぐことができる。
【００４５】
さらに、接着層１６の硬化剤をイソシアネート系とし、接着層１６の熱可塑性樹脂１００重量％に対して、硬化剤を１〜１０重量％とすることによって、この硬化剤の重量％が低すぎて高温での保持力が低下し、高温で上基板１と下基板３が剥がれ易くなったり、高すぎて常温でも硬化反応が促進され、固くなって上基板と下基板が接着し難くなったりすることがなく、高温では上基板１と下基板３が剥がれ難く、常温での接着も行い易くすることができる。
【００４６】
そして、接着層１６の熱可塑性樹脂をアクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂の少なくとも一方からなるものとすることによって、イソシアネート系硬化剤と反応する水酸基を持ったポリオールの中でもアクリルポリオールとポリエステルポリオールは他のウレタンポリオールと比較して反応基の数が多く、架橋密度を高めることができるため、常温での接着力に加え、高温での保持力も向上させることができる。
【００４７】
また、この熱可塑性樹脂を平均分子量が２×１０⁵〜２×１０⁶のアクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂等にすることによって、凝集力を高めることができ、常温での接着力を向上させることができると共に、接着層近傍部分を押圧操作した場合、平均分子量の大きいものに比べ上導電層２への曲げストレスが小さくなるため、上導電層２の破損を防止することができる。
【００４８】
さらに、図３の平面図に示すように、額縁状の接着層１６の角部分に切欠き等を設けて他の部分より細くすることによって、形成時や加工時の接着層１６のだれやはみ出しによる動作有効エリアの減少を防止できる。
【００４９】
なお、以上の説明では、接着層１６の熱可塑性樹脂としてアクリル系樹脂やポリエステル系樹脂を用いて説明したが、これ以外の、例えば、エポキシ等の熱硬化性樹脂をアクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂等で変性させたものを使用しても本発明の実施は可能である。
【００５０】
また、上下基板間を基材のない接着層１６のみで構成したものとして説明したが、不織布やポリエステルフィルム等の基材の上下面に接着層１６を塗布形成したものを用いても良い。
【００５１】
さらに、タッチパネルの上下基板１、３や上下導電層２、４を光透過性ではないものとしたり、下基板３を上基板１と同様のフィルムで形成しても、本発明の実施は可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、接着層は、アクリル系樹脂とポリエステル系樹脂とからなる熱可塑性樹脂とイソシアネート系の硬化剤で構成されるものとしているため、加圧加熱により樹脂内の架橋密度が高められ、その結果０．５〜２．５ｍｍの幅での接着層で接着されたものに出来、また当該接着層であれば常温での接着力に加え、高温での保持力も向上するため、所定の動作有効エリアを確保しつつ全体の小型化が図られたタッチパネルを提供できるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】同平面図
【図３】同他の実施の形態による平面図
【図４】従来のタッチパネルの断面図
【符号の説明】
１上基板
２上導電層
３下基板
４下導電層
５ドットスペーサ
７上電極
８下電極
１６接着層

Claims

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、上記上基板と上記下基板の所定箇所を貼付する接着層からなり、上記接着層は、アクリル系樹脂とポリエステル系樹脂とからなる平均分子量２×１０ ⁵ 〜２×１０ ⁶ の熱可塑性樹脂と、イソシアネート系の硬化剤で構成されると共に、その接着層が０．５〜２．５ｍｍの幅、５〜５０μｍの厚さで形成され、加圧加熱されることによって接着性が生じ、弾性率が１０ ⁴ 〜１０ ⁹ Ｐａで接着されていることを特徴とするタッチパネル。
接着層の熱可塑性樹脂として、エポキシ等の熱硬化性樹脂をアクリル系樹脂またはポリエステル系樹脂で変性させたものを用いた請求項１記載のタッチパネル。
接着層を額縁形状とし、その角部分を他の部分より細くした請求項１記載のタッチパネル。
請求項１に記載のタッチパネルにおいて、上基板または下基板の少なくとも一方に接着層をスクリーン印刷で形成した後、これに上下導電層を対向させて重ねて載置し、加圧加熱して上下基板を接着するタッチパネルの製造方法。