JP4136586B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタッチパネルに係り、特に、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、携帯電話、電子手帳等において、液晶パネルの表示面上に配置されて入力用に用いられるタッチパネルに関する。
【０００２】
液晶パネルの表示面がクリアに見えるようにするために、タッチパネルは光透過率が高いことが求められている。
【０００３】
【従来の技術】
一般のタッチパネルは、ガラス基板の上側にフィルムが配置されている構成である。よって、液晶パネルから出てタッチパネルを透過してタッチパネルの前面に届く光は、ガラス基板と空気層との界面及びフィルムと空気層との界面で少しずつ反射され、タッチパネルの光透過率が抑えられ、液晶パネルの表示の明るさが抑えられる傾向にある。そこで、タッチパネルの光透過率を向上させる改良がなされている。
【０００４】
例えば、ガラス基板とフィルムとの間の空間にシリコンオイルが注入してある構成のものがある。シリコンオイルの屈折率がガラス基板及びフィルムの屈折率に近いため、ガラス基板とシリコンオイル層との界面での光反射率及びフィルムとシリコンオイル層との界面での光反射率が共に抑えられ、タッチパネルの光透過率の向上が図られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２９６１１号公報（第５頁、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この特開２０００−２９６１１号公報にはシリコンオイルの注入口の構造及びこの注入口を封止した構造についての記載はない。
【０００７】
注入されているものがシリコンオイルである場合には、タッチパネルの封止構造は信頼性の高いものとする必要がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記の課題を解決したタッチパネル及びタッチパネル装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、貼り合わせてある基板とフィルムとの間の空間に液体が封入してあり、前記液体を上記空間内に注入するための注入口の内部を硬化した第１の樹脂部で栓をするように塞ぐと共に、該注入口の入口部を硬化した第２の樹脂部で覆ってなるタッチパネルであって、前記硬化した第１の樹脂部は、前記液体に対して溶解性を有しない樹脂であり、前記硬化した第２の樹脂部は、前記液体による溶解性がある樹脂である構成としたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例になるタッチパネル１０を示す。図２は図１中、円IIで囲んだ部分を拡大して示す図、図３は図１中III-III線に沿う断面図である。
【００２２】
タッチパネル１０は、基本的には、基板である四角形状のガラス板１１と、枠状の両面接着テープ１２によってガラス板１１上に接着されたフィルム１３とを有する構成である。フィルム１３が入力操作される面側である。ガラス板１１の上面には透明導電膜１４が形成してあり、且つ、多数のドットスペーサ１５が分散して形成してある。フィルム１３の下面にも透明導電膜１６が形成してある。ガラス板１１の端からフレキシブルケーブル１７が延びている。ガラス板１１とフィルム１３との間の空間１８にはシリコンオイル１９が封入してあり、シリコンオイル層１９ａが形成されている。シリコンオイル１９は絶縁性を有し、透明であり、且つ、ガラス板１１及びフィルム１３の屈折率に近い屈折率を有する。
【００２３】
２０はシリコンオイル注入口であり、図４に拡大して示すように、タッチパネル１０の一つのコーナ２１の個所に形成してある。シリコンオイル注入口２０は、枠状の両面接着テープ１２の一つのコーナの部分を切除した切除部２２によって形成してあり、トンネル形状をなしており、入口部２３とトンネル状の内部２４とを有する。入口部２３は幅ｗ１で、高さｈ１である。トンネル状内部２４の奥行きはａ１である。高さｈ１は両面接着テープ１２の厚さｔに対応し、奥行きａ１は両面接着テープ１２の幅ｗに略対応する。
【００２４】
このシリコンオイル注入口２０は図２（Ｃ）に示すように二重に封止してある。即ち、トンネル状内部２４は硬化した紫外線（ＵＶ）硬化樹脂部２５によって栓をされており、入口部２３は硬化したシリコン樹脂部２６によって覆われている構成である。硬化した紫外線硬化樹脂部２５は硬質であり、硬化したシリコン樹脂部２６は軟質である。
【００２５】
硬化した紫外線硬化樹脂部２５はシリコンオイルによって溶解されることはない。即ち、硬化した紫外線硬化樹脂部２５はシリコンオイルによる溶解性のない樹脂部である。樹脂部２５はシリコンオイルによる溶解性がなく、且つ、速硬性の樹脂であれば、紫外線硬化樹脂以外の樹脂でもよい。硬化したシリコン樹脂部２６はシリコンオイルによって溶解される。即ち、シリコンオイルによる溶解性がある樹脂部である。シリコンオイルが硬化したシリコン樹脂部２６に溶け込むと、その部分では硬化したシリコン樹脂部２６が膨張する。樹脂部２６はシリコンオイルによる溶解性がある樹脂であればシリコン樹脂以外の樹脂でもよい。
【００２６】
このシリコンオイル注入口二重封止構造は、図５に示す注入設備４０を使用して以下に示すようにして形成される。
【００２７】
注入設備４０は、真空ポンプ及びガスボンベが接続してある密閉室４１の内部に、シリコンオイル注入前のタッチパネル１０Ｋを支持する支持装置４２と、シリコンオイル１９を溜めている容器４３と、液体状の紫外線硬化樹脂４４を溜めている容器４５と、紫外線放射装置４６を有する。
【００２８】
まず、図５に示すように、タッチパネル１０Ｋをシリコンオイル注入口２０が下を向く姿勢として支持装置４２にセットし、真空ポンプを駆動させて密閉室４１内を略真空に減圧し、容器４３を上昇させて、図６（Ａ）に示すように、シリコンオイル１９がタッチパネル１０Ｋのシリコンオイル注入口２０に触れるようにする。その後に弁４７を少し開いて密閉室４１内の圧力を回復させる。図６（Ｂ）に示すように、圧力Ｐがシリコンオイル１９の表面に作用して、シリコンオイル１９が空間１８内に真空吸引される。
【００２９】
続いて、図６（Ｃ）に示すように、容器４３を下降させてシリコンオイル１９をシリコンオイル注入口２０から離す。図７（Ａ），（Ｂ）はこのときのシリコンオイル注入口２０の部分の状態を示す。更には、容器４３、４５を横に移動させ、紫外線硬化樹脂４４の容器４５がタッチパネル１０Ｋと対向するようにする。
【００３０】
次いで、図６（Ｄ）に示すように、容器４５を上昇させて、紫外線硬化樹脂４４がタッチパネル１０Ｋのシリコンオイル注入口２０に触れるようにし、更には、ねじ部材４７を少し弛める。これによって、液体状の紫外線硬化樹脂４４が吸引されてシリコンオイル注入口２０のトンネル状内部２４を埋めた状態となる。図８（Ａ），（Ｂ）はこのときのシリコンオイル注入口２０の部分の状態を示す。
【００３１】
続いて、図６（Ｅ）に示すように、容器４５を下降させ、紫外線放射装置４６を駆動させて、紫外線ＵＶをシリコンオイル注入口２０に照射する。これによってシリコンオイル注入口２０のトンネル状内部２４を埋めている液体状の紫外線硬化樹脂４４が急速に硬化されて、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、紫外線硬化樹脂部２５となって、シリコンオイル注入口２０のトンネル状内部２４を栓をする状態となって、シリコンオイル注入口２０が仮封止される。
【００３２】
その後に、タッチパネル１０Ｋを密閉室４１から取り出して、タッチパネル１０のシリコンオイル注入口２０の入口部２３を覆うように、シリコン樹脂を塗布し、このシリコン樹脂を硬化させて、硬化シリコン樹脂部２６を形成する。硬化シリコン樹脂部２６は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、シリコンオイル注入口２０の入口部２３を覆う。即ち、硬化シリコン樹脂部２６は、紫外線硬化樹脂部２５とガラス板１１の上面との境界５１、紫外線硬化樹脂部２５と両面接着テープ１２の切除部２２の端面との境界５２、５３、及び紫外線硬化樹脂部２５とフィルム１３の下面との境界５４を全て覆う。
【００３３】
なお、トンネル状内部２４の内壁面２４ａには、符号５０で示すようにシリコンオイルの膜が付いている。シリコンオイルの膜５０はトンネル状内部２４の全周に亘ってトンネル状内部２４の内壁面２４ａと紫外線硬化樹脂部２５の外周面との間に介在している。
【００３４】
３０はシール用フィルムであり、タッチパネル１０の略全周に亘って、フィルム１３の上面の周囲の部分からタッチパネル１０の周側面３１を経てガラス板１１の下面の周囲の部分に亘ってタッチパネル１０の周縁部を包むように形成してある。このシール用フィルム３０はタッチパネル１０の気密性を上げると共に、ガラス板１１の周側面が露出しなくなって、作業者はタッチパネル１０をより安全に取り扱うことが出来る。
【００３５】
上記のタッチパネル１０は、ガラス板１１とフィルム１３との間にシリコンオイル１８が封入してあることによって、ガラス板１１とフィルム１３との間が空気である場合に比べて、ガラス基板１１とシリコンオイル１８との界面での光反射率及びフィルム１３とシリコンオイル１８との界面での光反射率が共に抑えられ、光透過率は高い。シリコンオイルに代えて、フロン系のオイルを使用してもよい。
【００３６】
ここで、シリコンオイル１８の気密封止について説明する。
【００３７】
（１）シリコンオイル注入口２０の封止
ここで、本願の発明者は、以下の２つの構造を試してその評価を行った。
【００３８】
第1の構造は、ＵＶ硬化樹脂をシリコンオイル注入口２０内に吸い込ませて、ここで硬化させ、硬化したＵＶ硬化樹脂でもってシリコンオイル注入口２０に栓をした構造である。
【００３９】
通常の環境下ではシリコンオイルが漏れ出すことはなかった。しかし、タッチパネルに熱サイクルをかけた場合に、シリコンオイルが漏れ出すことがあった。シリコンオイルがシリコンオイル注入口２０の内壁面と硬化したＵＶ硬化樹脂部との間に僅かな隙間ができて、シリコンオイルがこの隙間を通ってしみだすと考えられる。
【００４０】
第２の構造は、シリコン樹脂をシリコンオイル注入口２０内に吸い込ませ、そこで硬化させ、硬化したシリコン樹脂でもってシリコンオイル注入口を塞いだ構造である。
【００４１】
初期の段階ではシール性は良好であり、シリコンオイルが漏れ出すことはなかった。しかし、時間が経過するにつれて、シリコンオイルが漏れ出すことがあった。シリコンオイルが硬化したシリコン樹脂中に溶け込むにつれて、硬化したシリコン樹脂の体積が増え、シリコンオイル注入口２０が押し開かれ、フィルム１３のうちシリコンオイル注入口２０に臨む部分が両面接着テープ１２から剥離されて隙間ができてしまうためと考えられる。
【００４２】
本実施例では、図２（Ａ）乃至（Ｃ）及び図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、硬化した紫外線硬化樹脂部２５がトンネル状内部２４に栓をし、更に、硬化したシリコン樹脂部２６が入口部２３を覆って、シリコンオイル注入口２０は二重に封止してある。
【００４３】
この構造によれば、シリコンオイル注入口２０に栓をしている硬化したＵＶ硬化樹脂部によって、シリコンオイルの漏れ出しが制限されている。この硬化したＵＶ硬化樹脂部２５はシリコンオイルに溶解しないため、長時間経過した後でもＵＶ硬化樹脂部２５は膨張せず、よって、シリコンオイル注入口２０に臨む部分において、フィルム１３と両面接着テープ１２との接着部分或いは両面接着テープ１２とガラス基板１１とのと接着部分が剥離することが起きない。
【００４４】
例えば熱ストレスが繰り返し作用して、シリコンオイル注入口２０の内壁面２４ａと硬化したＵＶ硬化樹脂部との間に隙間が出来て、シリコンオイル膜５０のシリコンオイルが境界５１〜５４から外にしみ出そうとすると、しみ出しは硬化したシリコン樹脂部２６によって阻まれる。
【００４５】
硬化シリコン樹脂部２６が境界５１〜５４からしみ出そうとするシリコンオイルのしみ出しを阻む動作は以下のようにしてなされる。硬化シリコン樹脂部２６のうちシリコンオイルが触れた部分には、シリコンオイルが溶け込む。シリコンオイルが溶け込んだ部分は、樹脂の体積が膨張し、境界５１〜５４をきつく押え、更には、境界５１〜５４に隙間がある場合にはこの隙間内に入り込む。これによって、シリコンオイルのしみ出しが阻まれる。
【００４６】
ここで、隙間内に入り込んだ樹脂の体積の膨張は僅かであり、フィルム１３と両面接着テープ１２との接着部分或いは両面接着テープ１２とガラス基板１１とのと接着部分を剥離させることは起きない。
【００４７】
（２）タッチパネル１０の周縁部の封止
図３示すように、タッチパネル１０の周縁部は、第１には両面接着テープ１２によって、第２にはシール用フィルム３０によって二重に封止されている。よって、両面接着テープ１２だけによって封止してある構造に比べて、信頼性が高い。
【００４８】
上記タッチパネル１０はシール用フィルム３０を有しない構成としてもよい。
［第２実施例］
図１１は本発明の第２実施例になるタッチパネル１０Ａを示す。タッチパネル１０Ａは、シール用フィルム３０を有しない構成である。これ以外は、図１に示すタッチパネル１０と同じ構成である。
［第３実施例］
図１２は本発明の第２実施例になるタッチパネル１０Ａを示す。図１３は、図１２中、XIII- XIII線に沿う断面図である。各図中、図１乃至図３に示す構成部分と対応する部分には同じ符号を付す。
【００４９】
タッチパネル１０Ｂは、ガラス板１１の上にフィルム１３Ｂが両面接着テープ１２によって接着してあり、略全周に亘ってシール用フィルム３０Ｂが接着してあり、ガラス板１１とフィルム１３Ｂとの間の空間６０に空気が密封されている構成である。フィルム１３Ｂは成形されており、フィルム１３Ｂのうち入力操作される入力操作エリヤ部分１３Ｂａの上面１３Ｂｂは、シール用フィルム３０Ｂの上面３０Ｂｂと同じ高さに位置している。入力操作エリヤ部分１３Ｂａとガラス板１１との間の寸法ｇは、両面接着テープ１２の厚さｔにシール用フィルム３０の厚さｔ１０を加算した寸法であり、通常のタッチパネルの場合よりも大きい。よって、入力操作のストロークが十分に確保されている。空気に代えて、所定のガスを密封することも可能である。
【００５０】
ここで、シール用フィルム３０Ｂはフィルム１３の上面の周囲の部分からタッチパネル１０Ｂの周側面３１を経てガラス板１１の下面の周囲の部分に亘ってタッチパネル１０Ｂの周縁部を包むように接着してあり、フィルム１３と両面接着テープ１２との接着部分或いは両面接着テープ１２とガラス基板１１とのと接着部分を補強する。このため、空間６０の気密性は両面接着テープ１２でフィルム１３をガラス基板１１に接着してなる構造に比べて向上しており、苛酷な条件の下で使用され続けた場合でも空気の漏れ出しが無く、シール用フィルム３０は平面を維持する。よって、空気の漏れ出しが原因でシール用フィルム３０が全体的に凹んで、干渉縞が現われたり、入力操作のストロークが短くなったりすることが起きない。また、外部から空間６０内に異物が侵入することも防止される。
【００５１】
上記のタッチパネル１０Ａは、図１４（Ａ）に示す治具９０を使用して組み立てられる。この治具９０は、平らな上面９１を有し、且つ、複数の吸引孔９２が形成してあり、且つ、内部にヒータ９３が組み込んである構成である。
【００５２】
図１２に示すように、略枠形状のシール用フィルム３０にフィルム１３を貼り付けてフィルム組立体８０を形成し、このフィルム組立体８０を、図１４（Ａ）に示すように、シール用フィルム３０を下面側にして治具９０の上面９１にセットする。フィルム１３Ｂはシール用フィルム３０Ｂの厚み分治具９０の上面９１から浮いている。
【００５３】
次いで、図１４（Ｂ）に示すように、ヒータ７３を加熱すると共に矢印１００で示すように吸引する。これによって、フィルム１３Ｂのうちシール用フィルム３０Ｂによって囲まれている長方形の部分１３Ｂｃが治具７０の上面７１に吸着されて変形され、且つ加熱されて、浅くて四角の形状に成形される。
【００５４】
次いで、図１４（Ｃ）に示すように、両面接着テープ１２が接着されたガラス基板１１を上方からフィルム１３Ｂ上に接着する
その後にシール用フィルム３０Ｂのうち周囲の部分に対する吸引を解除し、シール用フィルム３０Ｂの周囲の部分を上方に折り曲げて且つ折り返して接着する。これによって、タッチパネル１０Ｂが完成する。
【００５５】
ここで、フィルム１３Ａを浅くて四角の形状に成形する作業は、四角の浅い凹部が形成された治具を用意しないで、単に平面の治具でもって、シール用フィルム３０の厚さによって形成された段部を利用して行われる。平面の治具は四角の浅い凹部が形成された治具に比べて安価である。
【００５６】
なお、図１５に示すように、フィルム１３Ｂの代わりに、フィルム組立体８０と同じ形状のフィルム１３Ｃを使用してもよい。フィルム１３Ｃは、周囲に張り出した張り出し部１３Ｃａを有する。この張り出し部１３Ｃａが折り曲げられ、折り返されて、タッチパネルの周縁を覆ってシールする。この場合には、上記のシール用フィルム３０Ｂは不要である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、貼り合わせてある基板とフィルムとの間の空間に液体が封入してあり、前記液体を上記空間内に注入するための注入口の内部を硬化した第１の樹脂部で栓をするように塞ぐと共に、該注入口の入口部を硬化した第２の樹脂部で覆ってなるタッチパネルであって、前記硬化した第１の樹脂部は、前記液体に対して溶解性を有しない樹脂であり、前記硬化した第２の樹脂部は、前記液体による溶解性がある樹脂である構成であるため、注入口を単に塞いだ構造に比べて、注入口の封止の信頼性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例になるタッチパネルを示す図である。
【図２】図１中、円IIで囲んだ部分を拡大して示す図である。
【図３】図１中、III-IIIに沿う断面図である。
【図４】シリコンオイル注入口を拡大して示す図である。
【図５】シリコンオイルの注入及び紫外線硬化樹脂の注入を行う設備を示す図である。
【図６】シリコンオイルの注入及び紫外線硬化樹脂の注入を説明するための図である。
【図７】図６（Ｃ）に示すときの注入口の状態を示す図である。
【図８】図６（Ｄ）に示すときの注入口の状態を示す図である。
【図９】図６（Ｅ）に示すときの注入口の状態を示す図である。
【図１０】硬化したシリコン樹脂部が形成されたときの注入口の状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施例になるタッチパネルを示す図である。
【図１２】本発明の第３実施例になるタッチパネルを示す図である。
【図１３】図１２中、XIII-XIIIに沿う断面図である。
【図１４】図１２のタッチパネルの組み立てを説明するための図である。
【図１５】フィルムの変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ タッチパネル
１１ ガラス板
１２ 両面接着テープ
１３ フィルム
１４，１６ 透明導電膜
１５ ドットスペーサ
１９ａ シリコンオイル層
２０ シリコンオイル注入口
２２ 切除部
２３ 入口部
２４ トンネル状の内部
２５ 硬化した紫外線硬化樹脂部
２６ 硬化したシリコン樹脂部
３０ シール用フィルム
３１ 周側面
４０ 注入設備
４１ 密閉室
４２ 支持装置
４６ 紫外線放射装置
５０ シリコンオイル膜
５１〜５４ 境界

Claims (3)

1. 貼り合わせてある基板とフィルムとの間の空間に液体が封入してあり、前記液体を上記空間内に注入するための注入口の内部を硬化した第１の樹脂部で栓をするように塞ぐと共に、該注入口の入口部を硬化した第２の樹脂部で覆ってなるタッチパネルであって、
   前記硬化した第１の樹脂部は、前記液体に対して溶解性を有しない樹脂であり、
   前記硬化した第２の樹脂部は、前記液体による溶解性がある樹脂である、タッチパネル。
2. 前記液体は、シリコンオイルであり、
   前記硬化した第１の樹脂部は、紫外線硬化された樹脂部であり、
   前記硬化した第２の樹脂部は、硬化したシリコン樹脂部である、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記の貼り合わせてある基板及びフィルムの周縁を覆うようにフィルムを貼ってシールした構成とした、請求項１に記載のタッチパネル。

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