JP4075558B2 - タッチパネル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【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 (4)
- 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。
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