JP4346437B2 - パネル型入力装置及び接着構造 - Google Patents

Description

本発明は、一対の板状検出部材同士を離間対向配置で接着手段により固定してなるパネル型入力装置に関する。さらに本発明は、一対の接着対象物とそれら接着対象物を相互に固定する接着手段とを備えた接着構造に関する。

パネル型入力装置は、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、現金自動預払機（ＡＴＭ）等の、ディスプレイを備えたデータ処理装置において、パネル表面の所望位置をオペレータがペンや指で押圧することにより、ディスプレイにおける二次元座標データを指示する入力装置として知られている。特に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマパネル）、ＣＲＴ（ブラウン管）等のディスプレイの画面に重ねて設置可能な、それ自体透明な構造を有するパネル型入力装置は、タッチパネルの呼称で広く利用されている。

パネル型入力装置は一般に、絶縁基板と絶縁基板表面に設けられる導電膜とを各々に有する一対の板状の検出部材を備えて構成される。それら検出部材は、隙間を介して導電膜同士を導通接触可能に対向させた状態で、両検出部材の外周縁（いわゆる額縁領域）に沿って帯状に延設される接着手段を介して、互いに重ね合わせて固定される。通常、オペレータが押圧操作する上側の検出部材の絶縁基板は、可撓性が要求されるので薄層のガラス板や樹脂フィルムから形成される。他方、下側の検出部材の絶縁基板は、基材として剛性が要求される用途では比較的厚みの大きなガラス板や樹脂パネルから形成され、また剛性が要求されない用途では樹脂フィルム等から形成される。

検出部材同士を固定する接着手段は、検出部材の表面に印刷技術等により接着剤を塗布したり、予め枠状に成形された両面粘着テープを検出部材表面に貼付したりすることにより形成される。接着剤の塗布により形成される接着手段は、コスト削減の観点では両面粘着テープを用いる構成よりも有利であるが、種々の要因により硬化後の接着強さが両面粘着テープに比べて劣る傾向がある。例えば特許文献１は、初期流動性を有する接着剤の塗布時の不均一厚みに起因して、接着領域内で接着強さのばらつきが生じることに言及し、この課題を解決すべく、接着剤をドット状や棒状の輪郭を有する多数の部分に分離した形態で検出部材の額縁領域に塗布した構成を開示する。

特開２００２−３５１６１６号公報

パネル型入力装置の一対の検出部材同士を固定する接着手段を、上記したように接着剤の塗布により形成する構成では、パネル型入力装置が例えば高温高湿等の劣悪な環境下に置かれたときに、接着手段の経時での接着強さの劣化が、両面粘着テープよりも顕著に生じる傾向がある。この問題は、前述した特許文献１に記載されるような多数分離形態に塗布した接着剤からなる接着手段によっても、解決困難であることが予測される。

また、接着手段は、相互固定された両検出部材の導電膜の間に所定寸法の隙間を保持するスペーサとしても機能するものである。しかし、接着剤の塗布により形成される接着手段は、初期流動性を有する材料を塗布後に硬化させて厚みを得るものであるから、接着手段の全体に渡って一様な所定厚みを確保するためには、接着剤の塗布量や硬化条件（圧力、温度等）を精密に制御する必要が有り、製造コストを却って増加させる懸念があった。

本発明の目的は、一対の板状検出部材同士を離間対向配置で接着手段により固定してなるパネル型入力装置において、両面粘着テープを用いることなく、劣悪な環境下でも接着手段の接着強さを確保でき、しかも安価に製造できるパネル型入力装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、一対の接着対象物とそれら接着対象物を相互に固定する接着手段とを備えた接着構造において、両面粘着テープを用いることなく、劣悪な環境下でも接着手段の接着強さを確保できる接着構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、絶縁基板と絶縁基板の一表面に設けられる導電膜とをそれぞれに有する一対の検出部材を備え、それら検出部材が、それぞれの導電膜を互いに導通接触可能に離間対向配置した状態で、接着手段を介して相互に固定されてなるパネル型入力装置において、接着手段は、一対の検出部材のそれぞれに固着される一対の粘着剤層と、それら粘着剤層とは異なる材料からなり、一対の粘着剤層の間に配置されてそれら粘着剤層を相互に固定的に連結する塗膜とを具備し、一対の粘着剤層と塗膜とが、互いに異なる方法で硬化する材料からなること、を特徴とするパネル型入力装置を提供する。

請求項２に記載の発明は、一対の接着対象物と、それら接着対象物を相互に固定する接着手段とを備えた接着構造であって、接着手段は、一対の接着対象物のそれぞれに固着される一対の粘着剤層と、それら粘着剤層とは異なる材料からなり、一対の粘着剤層の間に配置されてそれら粘着剤層を相互に固定的に連結する塗膜とを具備し、一対の粘着剤層と塗膜とが、互いに異なる方法で硬化する材料からなること、を特徴とする接着構造を提供する。

請求項１に記載の発明によれば、接着手段の塗膜が、両面粘着テープにおける基材と同様に作用して、その両側に配置される粘着剤層を支持するので、接着剤単独で形成した接着手段を使用する構成に比べて、大きな接着強さを接着手段に確保することができる。特に、接着手段の粘着剤層及び塗膜の材料を、パネル型入力装置の使用条件に適応したものに最適化できるので、パネル型入力装置を劣悪な環境下で使用する場合にも、両面粘着テープと同等の接着強さを接着手段に維持することが可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、接着手段の塗膜が、両面粘着テープにおける基材と同様に作用して、その両側に配置される粘着剤層を支持するので、接着剤単独で形成した接着手段を使用する構成に比べて、大きな接着強さを接着手段に確保することができる。特に、接着構造の用途に応じて、接着手段の粘着剤層及び塗膜の材料として最適なものを選択して使用できるので、接着構造を劣悪な環境下で使用する場合にも、両面粘着テープと同等の接着強さを接着手段に維持することが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による接着構造１０を模式図的に示す断面図、図２は、本発明の一実施形態によるパネル型入力装置１２の主要部の断面図である。

接着構造１０は、一対の接着対象物１４と、それら接着対象物１４を相互に固定する接着手段１６とを備える。接着手段１６は、互いに離間対向配置される一対の接着対象物１４のそれぞれの表面１４ａに固着される一対の粘着剤層１８と、それら粘着剤層１８の間に配置されて両粘着剤層１８を相互に固定的に連結する塗膜２０とを備える。塗膜２０は、各粘着剤層１８とは異なる材料からなり、塗工又は印刷により粘着剤層１８に塗着されて、硬化後に所望厚みの基層を形成する。接着手段１６は、一対の粘着剤層１８とそれらの間の塗膜２０との協働により、一対の接着対象物１４を相互に固定する。なお、本明細書で塗布とは、塗工及び印刷の双方を含み、塗膜とは、塗工又は印刷で得られた硬化後の塗布材料層を意味する。また、本明細書で粘着剤とは、タック性及び粘弾性を有する感圧接着剤を意味する。

一対の粘着剤層１８は、塗工又は印刷によってそれぞれ接着対象物１４の表面１４ａに所望厚みに形成できる。塗膜２０は、絶縁インク、接着剤及び金属ペーストのうち、いずれか１つの材料を適宜選択して、塗工又は印刷により一方の粘着剤層１８の表面に所望厚みに形成できる。なお、塗膜２０に絶縁インクや接着剤を使用する場合は、熱硬化型の粘着剤層１８に対し、紫外線硬化型等の異なる方法で硬化する塗膜２０を使用することが、接着手段１６の形成作業性の点で有利である。

接着手段１６の形成手順としては、両接着対象物１４に粘着剤層１８を塗布し、次いでいずれか一方の接着対象物１４上の粘着剤層１８に塗膜２０を塗布し、他方の接着対象物１４上の粘着剤層１８を塗膜２０に位置合せして貼着した後、両粘着剤層１８及び塗膜２０を硬化させるようにすればよい。ここで、粘着剤層１８と塗膜２０とが互いに異なる方法で硬化する材料からなる場合には、先に塗膜２０を硬化させた後、粘着剤層１８を硬化させるようにすれば、一対の粘着剤層１８を塗膜２０上に確実に支持した状態で硬化させることができる。

上記構成を有する接着構造１０は、接着手段１６の塗膜２０が、両面粘着テープにおける基材と同様に作用して、その両面に固着された粘着剤層１８を支持するので、接着剤単独で形成した接着手段を使用する構成に比べて、大きな接着強さを接着手段１６に確保することができる。特に、接着構造１０の用途に応じて、接着手段１６の粘着剤層１８及び塗膜２０の材料として最適なものを選択して使用できるので、接着構造１０を劣悪な環境下で使用する場合にも、両面粘着テープと同等の接着強さを接着手段１６に維持することが可能になる。

上記した接着構造１０を採用した本発明に係るパネル型入力装置１２は、第１絶縁基板２２及び第１絶縁基板２２の一表面２２ａの略全体に設けられる第１導電膜２４を有する第１検出部材２６と、第２絶縁基板２８及び第２絶縁基板２８の一表面２８ａの略全体に設けられる第２導電膜３０を有する第２検出部材３２とを備える。第１検出部材２６の第１絶縁基板２２及び第１導電膜２４と第２検出部材３２の第２絶縁基板２８及び第２導電膜３０とは、それぞれ互いに略同一の矩形輪郭を有する。

第１検出部材２６の第１導電膜２４上には、その矩形輪郭の一対の対向辺に沿って、第１導電膜２４に電気的に接続される正負一対の短冊状の第１電極３４が、例えばスクリーン印刷法により直接に積層してパターン形成される。同様に、第２検出部材３２の第２導電膜３０上には、その矩形輪郭の、第１電極３４とは位置が異なる一対の対向辺に沿って、第２導電膜３０に電気的に接続される正負一対の短冊状の第２電極（図示せず）が、例えばスクリーン印刷法により直接に積層してパターン形成される。これら第１電極３４及び第２電極は、絶縁層３６によって覆われる。

第１及び第２検出部材２６、３２は、それぞれの導電膜２４、３０同士を互いの輪郭が実質的に整合する位置で相互に導通接触可能に離間対向配置するとともに、それぞれの導電膜２４、３０に接続される第１電極３２及び第２電極を互いに９０度異なる位置に配置した状態で、両絶縁基板２２、２８の外周縁（いわゆる額縁領域）に沿って帯状に延設される電気絶縁性の接着手段１６により、互いに重ね合わせて固定される。両検出部材２６、３２の間の隙間３８は、この接着手段１６の厚みにより確保される。さらに、第１検出部材２６の第１導電膜２４には、額縁領域の内側に位置する検出区画の略全表面に渡って適当な分散配置で、電気絶縁性の複数のドットスペーサ４０が突設される。

パネル型入力装置１２は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマパネル）、ＣＲＴ（ブラウン管）等のディスプレイの画面に重ねて設置可能な、それ自体透明な構造を有するタッチパネルとして構成できる。この場合、第１検出部材２６は、ディスプレイ画面に隣接配置される下側検出部材として機能し、その第１絶縁基板２２は、透明なガラス板や樹脂パネル又は樹脂フィルムから形成される。これに対し、第２検出部材３２は、オペレータによって押圧操作される上側検出部材として機能し、その第２絶縁基板２８は、可撓性に富む透明樹脂フィルムから形成される。第１及び第２絶縁基板２２、２８の好適な樹脂材料としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート等を挙げることができる。また、各検出部材２６、３２の導電膜２４、３０は、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）等の導電性皮膜からなり、例えば真空蒸着法やスパッタリング法によって各絶縁基板２２、２８の表面２２ａ、２８ａに固着される。こうした構成は、抵抗膜型タッチパネルにおいて従来知られたものである。

パネル型入力装置１２においては、接着手段１６に電気絶縁性が要求されるので、その塗膜２０は、絶縁インク又は絶縁性の接着剤から形成されることが好ましい。接着手段１６の形成手順としては、両検出部材２６、３２の額縁領域に形成した絶縁層３６の表面に、スクリーン印刷等によって所定輪郭に粘着剤層１８を塗布し、次いでいずれか一方の検出部材２６、３２上の粘着剤層１８に、スクリーン印刷等によって所定輪郭に塗膜２０を塗布し、他方の検出部材２６、３２上の粘着剤層１８を塗膜２０に位置合せして貼着した後、両粘着剤層１８及び塗膜２０を硬化させるようにすればよい。

上記構成を有するパネル型入力装置１２によれば、前述した接着手段１６を有する接着構造を採用したことにより、両面粘着テープを用いることなく、劣悪な環境下でも接着手段１６の接着強さを確保できる。特に、接着手段１６の粘着剤層１８及び塗膜２０の材料を、パネル型入力装置１２の使用条件に適応したものに最適化できるので、経時でも両面粘着テープと同等の接着強さを維持することが可能になる。したがってパネル型入力装置１２は、安価でかつ経時での動作安定性及び信頼性に優れたものとなる。

上記構成において、接着手段１６の粘着剤層１８及び塗膜２０は、必ずしも同一の輪郭を有さなくてもよい。例えば図３に示すように、一方の粘着剤層１８が塗膜２０を覆うように形成したり（図３（ａ））、塗膜２０が一方の粘着剤層１８を覆うように形成したり（図３（ｂ））、一対の粘着剤層１８の間に複数の塗膜２０を分散配置したり（図３（ｃ））することができる。また、図４に示すように、接着手段１６を４層以上の多層構造とすることもできる。この場合、それぞれが粘着剤層１８に挟まれる複数の塗膜２０は、互いに同種素材から形成されても良いし、異種素材（例えば絶縁インクと金属ペースト）から形成されても良い。以上のいずれの構成においても、塗膜２０の粘着剤支持作用により、接着手段１６の接着強さを、接着剤単体の構成に比べて効果的に向上させることができる。

図５は、本発明の関連技術による接着構造５０を模式図的に示す。接着構造５０は、一対の接着対象物５２と、それら接着対象物５２を相互に固定する接着手段５４とを備える。接着手段５４は、一方の接着対象物５２の表面５２ａに固着される粘着剤層５６と、粘着剤層５６に隣接して接着対象物表面５２ａに突設される突条５８とを備える。突条５８は、接着対象物５２の表面５２ａ上で予め定めた寸法に成形され、一対の接着対象物５２の相互間隔を規定する。粘着剤層５６は、予め成形された突条５８の一側面に沿わせるようにして、塗工又は印刷により接着対象物表面５２ａに塗着され、硬化後に、両接着対象物５２を相互に固定する。

粘着剤層５６は、接着対象物表面５２ａに所望厚みに塗布できる。突条５８は、塗工又は印刷により接着対象物表面５２ａに所望寸法に形成できる。或いは突条５８を、粘着剤層５６とは異なる接着剤から形成することもできる。接着手段５４の形成手順としては、いずれか一方の接着対象物５２に突条５８の材料を塗布して硬化させて、接着対象物表面５２ａに所望形状の突条５８を形成し、次いで突条５８に沿わせるように接着対象物表面５２ａに粘着剤層５６を塗布し、他方の接着対象物５２を位置合せして粘着剤層５６に貼着した後、粘着剤層５６を硬化させるようにすればよい。

接着構造５０は、図６に示すように、一方の接着対象物５２の表面５２ａに形成される一対の突条５８を有することもできる。粘着剤層５６は、それら突条５８の間で接着対象物表面５２ａに塗布される。この場合、一対の突条５８は、互いに平行でも非平行でも良く、また互いに同一又は異なる寸法及び形状を有することができる。なお、上記したいずれの構成においても、突条５８は、予め接着対象物５２と一体に成形された構成とすることもできる。

上記構成を有する接着構造５０では、粘着剤層５６が硬化する前に、所定寸法に成形された接着手段５４の突条５８が、一対の接着対象物５２の間に固定的に（すなわち実質的に変形せずに）介在して、それら接着対象物５２の間に予め定めた間隔を保持するように作用する。その状態で粘着剤層５６を硬化させれば、両面粘着テープを使用した場合と同様に、一対の接着対象物５２が両者間に所定寸法の隙間を保持した状態で相互に固定される。さらに、接着構造５０の用途に応じて、接着手段５４の粘着剤層５６の材料や塗布量を最適化できるので、接着構造５０を劣悪な環境下で使用する場合にも、接着対象物５２の間に所定間隔を保持しつつ、両面粘着テープと同等の接着強さを接着手段５０に維持することが可能になる。

図７は、上記した接着構造５０を採用した本発明の関連技術によるパネル型入力装置６０の第１検出部材２６を模式図的に示す図、図８は、パネル型入力装置６０の要部断面図である。この関連技術によるパネル型入力装置６０は、接着手段の構成以外は、前述したパネル型入力装置１２と同様の構成を有するものとし、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその説明を省略する。

パネル型入力装置６０では、第１検出部材２６と第２検出部材３２とが、額縁領域に沿って延設される接着手段５４を介して相互に固定される。接着手段５４は、第１検出部材２６の矩形輪郭の４辺に沿って配置される粘着剤層５６と、第１検出部材２６の所望の１辺に配置される一対の突条５８とを備える。すなわち粘着剤層５６は、第１検出部材２６の所望の１辺でのみ両突条５８の間に受容されて、第１導電膜２４の表面に塗布される。粘着剤層５６の塗布量は、硬化後に両検出部材２６、３２を相互に確実に固定できる量であれば良いが、特に一対の突条５８の間に配置される部分では、硬化中に両突条５８の外側に食み出さないように塗布量を制御することが有利である。

突条５８は、第１検出部材２６の４辺全体に沿って延設することもできるが、図示のように所望の１辺〜３辺に設置する構成は、両検出部材２６、３２の間に所定の隙間３８を確保しつつ、材料を削減できる点で有利である。また、突条５８は、枠状に延びる粘着剤層５６の内側及び外側のいずれか一方に設置することもできるが、特に額縁領域の内側の検出区画に粘着剤が食み出すことを防止する観点では、少なくとも粘着剤層５６の内側に設置することが有利である。さらに、額縁領域の中で幅が狭い部分のみに、そのような粘着剤層５６の内側への食み出しを防止する目的で、突条５８を設置しても良い。なお、突条５８は、図８に示すように第１検出部材２６の第１絶縁基板２２に予め一体成形されてもよいし、第１導電膜２４上に塗布により形成されても良い。また、この用途では、粘着剤層５６及び突条５８はいずれも、電気絶縁性の材料から形成されることが好ましい。

上記構成を有するパネル型入力装置６０によれば、前述した接着手段５４を有する接着構造を採用したことにより、両面粘着テープを用いることなく、両検出部材６０、３２の導電膜２４、３０の間に所定寸法の隙間３８を保持できるようになる（図８）。特に、接着手段５４の粘着剤層５６の材料及び塗布量並びに突条５８の形状及び寸法を、パネル型入力装置６０の使用条件に適応したものに最適化できるので、経時でも接着手段５４に両面粘着テープと同等の接着強さを維持しつつ、両導電膜２４、３０間の隙間３８を確実に維持することが可能になる。したがってパネル型入力装置６０は、安価でかつ経時での動作安定性及び信頼性に優れたものとなる。

上記構成において、接着手段５４の粘着剤層５６の塗布量は、硬化後に一対の接着対象物５２（第１及び第２検出部材２６、３２）を相互に確実に固定できる量であれば良く、例えば図９（ａ）、（ｂ）に示すように、突条５８の高さを超える高さまで、接着対象物表面５２ａに塗布することもできる。しかし上記したように、粘着剤層５６がその硬化中に突条５８を乗り越えて食み出すことを防止したい用途では、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、突条５８と同程度の高さに粘着剤層５６を塗布することが好ましい。

本発明に係る接着構造は、両面粘着テープを用いずに一対の接着対象物を相互に固定するものであって、両面粘着テープを使用した場合と同等の接着強さを確保できる代替構造として、好適に利用できる。また、本発明に係るパネル型入力装置は、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、現金自動預払機（ＡＴＭ）等の、ディスプレイを備えたデータ処理装置において、パネル表面の所望位置をオペレータがペンや指で押圧することにより、ディスプレイにおける二次元座標データを指示する入力装置として、好適に利用できる。

本発明の一実施形態による接着構造を模式図的に示す断面図である。 図１の接着構造を採用した本発明の一実施形態によるパネル型入力装置を、厚み方向に拡大して模式図的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の接着構造の種々の変形例をそれぞれに示す。 図１の接着構造の他の変形例を示す図である。 本発明の関連技術による接着構造を模式図的に示す斜視図である。 図５の接着構造の変形例を示す図である。 図６の接着構造を採用した本発明の関連技術によるパネル型入力装置の一構成要素を、厚み方向に拡大して模式図的に示す斜視図である。 図７の構成要素を有するパネル型入力装置の、線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った要部拡大断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図５の接着構造の種々の変形例をそれぞれに示す。

符号の説明

１０、５０…接着構造
１２、６０…パネル型入力装置
１４、５２…接着対象物
１６、５４…接着手段
１８、５６…粘着剤層
２０…塗膜
２２…第１絶縁基板
２４…第１導電膜
２６…第１検出部材
２８…第２絶縁基板
３０…第２導電膜
３２…第２検出部材
３８…隙間
５８…突条

Claims (2)

1. 絶縁基板と該絶縁基板の一表面に設けられる導電膜とをそれぞれに有する一対の検出部材を備え、それら検出部材が、それぞれの該導電膜を互いに導通接触可能に離間対向配置した状態で、接着手段を介して相互に固定されてなるパネル型入力装置において、
   前記接着手段は、
   前記一対の検出部材のそれぞれに固着される一対の粘着剤層と、
   それら粘着剤層とは異なる材料からなり、該一対の粘着剤層の間に配置されてそれら粘着剤層を相互に固定的に連結する塗膜とを具備し、
   前記一対の粘着剤層と前記塗膜とが、互いに異なる方法で硬化する材料からなること、
   を特徴とするパネル型入力装置。
2. 一対の接着対象物と、それら接着対象物を相互に固定する接着手段とを備えた接着構造であって、
   前記接着手段は、
   前記一対の接着対象物のそれぞれに固着される一対の粘着剤層と、
   それら粘着剤層とは異なる材料からなり、該一対の粘着剤層の間に配置されてそれら粘着剤層を相互に固定的に連結する塗膜とを具備し、
   前記一対の粘着剤層と前記塗膜とが、互いに異なる方法で硬化する材料からなること、
   を特徴とする接着構造。

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