JP4729560B2 - タッチパネルユニット - Google Patents

Description

本発明は、座標入力手段及び押圧位置検出手段として用いられるタッチパネル及びこれを用いた電子機器表示窓の保護パネルを備えるタッチパネルユニットに関する。

携帯電話機、スマートフォン、若しくはＰＤＡ等の電子機器に搭載されている表示機能付きタッチパネルの実装方法は、図１６に示されるように、下側筐体１０１に液晶ディスプレィ等の表示体１０２を嵌め込み、その表示体１０２の上にタッチパネル１０３を、それぞれの表面の周囲同士又はそれぞれの表面の全面同士で貼り合わせた後、タッチパネル１０３の表示エリアを開口部１０４ａとした上側筐体１０４で、タッチパネル１０３の表面の周囲を押さえつつタッチパネル１０３に被せて、上側筐体１０４と下側筐体１０１とを連結してタッチパネル１０３を実装するようにした構造になっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２７００６３号公報

しかし、従来技術では、次のような課題があった。

タッチパネル１０３の表面の周囲に上側筐体１０４を被せて覆う構造の為、どうしても、タッチパネル１０３の表面に対して上側筐体１０４の厚み分の段差が生じ、デザイン性に優れた表面フラットな構造に出来ない。

また、入力操作時に上側筐体１０４を誤って押さえた場合に、上側筐体１０４によりタッチパネル１０３の周囲部分の一部が押されてタッチパネル１０３に誤入力したり、上側筐体の段差で導かれることにより、上側筐体１０４の開口部１０４ａの縁に沿って、繰り返し、タッチパネル１０３の同じ箇所が摺動されやすくなり、タッチパネル１０３のタッチ入力機能の劣化が起こりやすい、また、入力等によりタッチパネル１０３の操作面に付着する油脂等の汚れを拭き取る場合、上側筐体１０４の開口部１０４ａの際付近の操作面は完全に拭き取ることが難しいという問題があった。

更に、電子機器のデザイン性を向上させるために、上側筐体１０４の開口部１０４ａ内のタッチパネル１０３の操作面の周囲を縁取ったり、その周囲にブランド名や機種名などの文字を印刷したデザイン用シートを貼り付けると、ディスプレィの有効表示エリアやタッチパネル１０３の有効入力エリアを小さくせざるを得なかった。

また、上側筐体とタッチパネルの隙間にゴミなどの異物が詰まり、誤作動する問題もあった。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解決し、電子機器の表示窓におけるタッチ入力が可能で、なおかつ、そのタッチ入力操作面が、筐体の段差により同じ部分を摺動するようなことがなく、油脂等の汚れを拭き取りやすく、デザイン性に優れて表面フラットな構造で、上側筐体とタッチパネルの隙間にゴミなどの異物が詰まらず、かつ、ディスプレィの有効表示エリアやタッチパネルの有効入力エリアを小さくせずに、デザインシートを配置することが可能な一体化成形タッチパネルユニットを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、上部電極フィルムと下部電極フィルムが、互いに電極面を内側にして、ドットスペーサを介して対向配置されているタッチパネルと、
上記タッチパネルのタッチ操作領域を含む上記タッチパネルの上記上部電極フィルムの表面に、上記タッチパネルより周囲が張り出すように貼り合わせられたデザインシートと、
上記デザインシートに一体的に射出成形されて表面が上記デザインシートで覆われかつ上記タッチパネルの側面を囲むタッチパネルユニット用筐体と、
を備えて、上記タッチパネルの上記タッチ操作領域に対応するタッチ操作面とその周囲の面とが大略同一平面となることを特徴とする一体化成形タッチパネルユニットを提供する。

本発明の第２態様によれば、上記タッチパネルユニット用筐体は、上記タッチパネルの上記下部電極フィルムの裏面に接触して上記タッチパネルを支持可能なタッチパネル支持部をさらに有する第１の態様に記載の一体化成形タッチパネルユニットを提供する。

本発明の第３態様によれば、上記上部電極フィルムと上記デザインシートを貫通する空気孔が設けられる第１又は２の態様に記載の一体化成形タッチパネルユニットを提供する。

本発明の第４態様によれば、上記下部電極フィルムと上記タッチパネルユニット用筐体の上記タッチパネル支持部とを接着剤にて接着する第２の態様に記載の一体化成形タッチパネルユニットを提供する。

本発明の第５態様によれば、上記下部電極フィルム及び上記支持板兼筐体に貫通孔が設けられ、その貫通孔に、外部基板と上記タッチパネルの接続用端子とを接続可能な導体が設けられている第１又は２の態様に記載の一体化成形タッチパネルユニットを提供する。

本発明によれば、上記タッチパネルの上記上部電極フィルムの表面に、上記タッチパネルより周囲が張り出すようにデザインシートを貼り合わせ、かつ、上記デザインシートに一体的にタッチパネルユニット用筐体が成形されて、タッチパネルユニット用筐体の表面が上記デザインシートで覆われかつ上記タッチパネルの側面をタッチパネルユニット用筐体で囲むようにしたので、タッチパネルユニットの外側から見ると、タッチパネルが配置されている部分とタッチパネルユニット用筐体との間に全く段差ができず（言い換えれば、タッチパネルユニットのタッチ操作面とその周囲の面とが大略同一平面となっており）、デザイン性に優れた表面フラットな構造とすることができる。

また、筐体とタッチパネルとは重なっていないため、入力操作時に筐体を押さえてもタッチパネルに誤入力することはない。また、タッチパネルユニットの外側から見ると、筐体とタッチパネルが配置されている部分との間に段差が全く無いため、段差で導かれて開口部の縁に沿って繰り返し同じ箇所を摺動することもないため、タッチ入力機能の劣化も起きない。また、入力等によりタッチ操作面（タッチパネルの操作領域）に付着する油脂等の汚れを拭き取る場合、タッチパネルユニットの外側から見ると、筐体とタッチパネルが配置されている部分との間に段差が全く無いため、タッチパネルの操作領域の汚れを完全に拭き取ることが容易に行える。また、上側筐体とタッチパネルが配置されている部分との間に段差がなく、隙間が無いため、ゴミなどの異物の詰まりによる誤作動を防止することができる。

更に、電子機器のデザイン性を向上させるために、周囲を縁取ったり、ブランド名や機種名などの文字を印刷したデザインシートを容易に一体化成形して筐体に貼り付けることができ、ディスプレィの有効表示エリアやタッチパネルの有効入力エリアが小さくなることもない。

また、筐体とタッチパネルとの接続部分がデザインシートで外部に対しては覆われてシールされることになるため、耐湿性が向上し、ガスの侵入も防止できて腐食を防止することができ、タッチパネルユニットを搭載した電子機器が、万が一、水没したときでも水分が侵入せず、かつ、デザインシートのはがれも防止することができる。

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１Ａは、本発明の第１実施形態にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図１Ｂは、本発明の第１実施形態の変形例にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図２Ａは、上記第１実施形態にかかるタッチパネルユニットの平面図であり、 図２Ｂは、上記第１実施形態の上記変形例にかかるタッチパネルユニットの平面図であり、 図３は、上記第１実施形態にかかるタッチパネルユニットの底面図であり、 図４は、上記第１実施形態にかかるタッチパネルユニットの斜視図であり、 図５は、上記第１実施形態にかかるタッチパネルユニットの製造方法の工程図であり、 図６は、上記第１実施形態にかかるタッチパネルユニットの製造方法で使用する成形用金型の断面図であり、 図７は、図６の成形用金型により成形された成形品タッチパネルユニットの概略模式断面図であり、 図８Ａは、本発明の第２実施形態にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図８Ｂは、本発明の第２実施形態の変形例にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図９Ａは、本発明の第３実施形態にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図９Ｂは、本発明の第３実施形態の変形例にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図１０は、上記第３実施形態にかかるタッチパネルユニットの斜視図であり、 図１１は、上記第３実施形態にかかるタッチパネルユニットの製造方法で使用する成形用金型の断面図であり、 図１２は、図１１の成形用金型により成形された成形品タッチパネルユニットの断面図であり、 図１３は、図１１の成形用金型の変形例にかかる成形用金型の断面図であり、 図１４は、図１３の成形用金型により成形された成形品タッチパネルユニットの断面図であり、 図１５Ａは、本発明の第４実施形態にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図１５Ｂは、本発明の第４実施形態の変形例にかかるタッチパネルユニットの断面図であり、 図１６は、従来のタッチパネルの実装構造を示す断面図であり、 図１７は、本発明の上記実施形態にかかるタッチパネルから電気信号を取り出す手段の一例の分解断面図であり、 図１８は、図１７の電気信号を取り出す手段が組み込まれた、本発明の上記実施形態にかかるタッチパネルの断面図であり、 図１９は、図１８の部分拡大断面図であり、 図２０は、本発明の変形例にかかるタッチパネルユニットの概略断面図である。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下に、図を参照しながら本発明に係るタッチパネルユニットを詳細に説明する。

この発明の第１実施形態にかかる成形一体型タッチパネルユニットは、図１Ａ及び図２Ａに示すように、タッチパネル４と、タッチパネル４の上面（外面）に配置されたデザインシート５と、デザインシート５の周囲に配置されたタッチパネルユニット用筐体の一例としての支持板兼筐体６とより構成されている。

タッチパネル４は、携帯電話機、スマートフォン、携帯ゲーム装置、若しくはＰＤＡ等の電子機器の液晶ディスプレィ等の表示体上に搭載可能な表示機能付きタッチパネルであり、上側電極フィルム１と下側電極フィルム２とが、互いに電極面を内側にして、複数の絶縁性ドットスペーサ３を介して対向配置され、矩形枠状の両面テープなどの両面接着剤９により、上側電極フィルム１と下側電極フィルム２とが互いに貼り付けられて構成されている。

図３に示されるように、上記タッチパネル４の下側電極フィルム２は、透明絶縁性基材の上面（電極面）に電極としての透明導電膜２ａ及び互いに平行な一対の下側バスバー２ｂ，２ｂ、及び一対の下側バスバー２ｂ，２ｂにそれぞれ接続された一対の引回し回路２ｃ，２ｃが形成されたものである。一対の引回し回路２ｃ，２ｃの端部は、それぞれ、一カ所に集められて、外部基板３０への一対の接続用端子２ｇ，２ｇが設けられている。

下側電極フィルム２に用いられる透明絶縁性基材は、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリエーテルケトン系のエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタール系、又は、ポリブチレンテレフタール系などの透明フィルムを用いることができる。

上記タッチパネル４の上側電極フィルム１は、可撓性透明絶縁性基材の下面（電極面）に電極としての透明導電膜１ａ及び互いに平行な一対の上側バスバー１ｂ，１ｂ、及び一対の上側バスバー１ｂ，１ｂにそれぞれ接続された一対の引回し回路１ｃ，１ｃが形成されたものである。一対の引回し回路１ｃ，１ｃの端部は、それぞれ、一カ所に集められて、外部基板３０への一対の接続用端子１ｇ，１ｇが設けられている。上側電極フィルム１に用いる可撓性透明絶縁性基材は、一枚の透明フィルムから構成するものに限らず、透明フィルムと透明フィルムの積層品であってもよい。この場合は、タッチパネル４全体としての耐久性が向上するので好ましい。

上側電極フィルム１に用いる可撓性透明絶縁性基材は、指などで押圧すると撓む性質を有する。可撓性透明絶縁性基材は、ポリカーボネート系、ポリアミド系、若しくはポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、又は、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムなどを用いることができる。

上側電極フィルム１及び下側電極フィルム２にそれぞれ用いられる透明導電膜１ａ，２ａとしては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、若しくは、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）などの金属酸化物膜、又は、これらの金属酸化物を主体とする複合膜、又は、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、若しくは、パラジウムなどの金属膜がそれぞれ用いられる。また、透明導電膜１ａ，２ａは２層以上の多層とすることができる。また、透明導電膜１ａ，２ａは、真空蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング、若しくは、ＣＶＤ法などで形成することができる。

さらに、上側電極フィルム１及び下側電極フィルム２にそれぞれ用いられる透明導電膜のいずれかの表面には、上記ドットスペーサ３を多数形成することができる。

上側バスバー１ｂ及び下側バスバー２ｂは、金、銀、銅、若しくは、ニッケルなどの金属、あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストによって形成することができる。上側バスバー１ｂ及び下側バスバー２ｂは、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくはフレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法、又は、刷毛塗法などによって形成することができる。各バスバー１ｂ，２ｂの形成位置は、透明絶縁性基材のなるべく端部に形成し、バスバー１ｂ，２ｂが形成されないエリアを中央部になるべく広くとれるようにするのが一般的である。このバスバー１ｂ，２ｂが形成されないエリア、つまり入力エリアや表示エリアの広さや形状は、この発明の上記第１実施形態のタッチパネルユニットを使用する携帯電話やスマートフォンやＰＤＡ等の入力エリアや表示エリアの広さや形状に適合させるように設定すればよい。

引回し回路１ｃ，２ｃとしては、金、銀、銅、若しくは、ニッケルなどの金属、あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストを、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくはフレキソ印刷などの印刷方法、フォトレジスト法、又は刷毛塗法などによって形成することができる。また、引回し回路１ｃ，２ｃとして、より細い回路を形成する場合は、ディスペンサーを使用することも出来る。

次に、デザインシート５は、図１Ａに示されるように、上記タッチパネル４の上記上部電極フィルム１の表面の全面に、上記タッチパネル４より周囲、好ましくは全周囲、が張り出すように貼り合わせられるものであり、透明絶縁性基材５ａの上面（すなわち外面）に、ハードコート層５ｂが形成されるとともに、下面（すなわち内面）の一部に絵柄層５ｃ、接着層５ｄが形成されたものである。

デザインシート５の透明絶縁性基材５ａは支持板兼筐体６の平面楕円形の上側表面（外面）を覆うように配置されている。この透明絶縁性基材５ａの外面のタッチパネル４の四角形の操作領域４ｖ並びに操作領域４ｖの周囲の領域（大略タッチパネルユニット４に対向する領域とその周囲の領域）には、最外層としてハードコート層５ｂが配置されるとともに、その内面側の大略タッチパネルユニット４に対向する領域には接着層５ｄが配置されている。一方、上記操作領域４ｖを除く領域、言い換えれば、加飾領域５０の透明絶縁性基材５ａの内面には絵柄層５ｃが配置されている。支持板兼筐体６の上側表面を覆う領域（図２Ａの加飾領域５０であってタッチパネル４に対向していない領域５１）には、特に、ハードコート層５ｂを配置する必要はない。

なお、第１実施形態の変形例としては、図１Ｂ及び図２Ｂに示すように、デザインシート５の透明絶縁性基材５ａは支持板兼筐体６の平面楕円形の上側表面（外面）を覆うように配置されている。この透明絶縁性基材５ａの外面のタッチパネル４の四角形の操作領域４ｖを含む図２Ｂの四角形の加飾領域５０ｄには、最外層としてハードコート層５ｂが配置される一方、上記加飾領域５０ｄの透明絶縁性基材５ａの内面には絵柄層５ｃと接着層５ｄが配置されている。支持板兼筐体６の上側表面を覆う領域（図２Ｂの加飾領域５０ｄの外側の領域５１）には、特に、ハードコート層５ｂを配置する必要はない。

ここで、デザインシート５に用いられる透明絶縁性基材５ａとしては、ポリカーボネート系、ポリアミド系、若しくは、ポリエーテルケトン系のエンジニアリングプラスチック、アクリル系、ポリエチレンテレフタール系、若しくは、ポリブチレンテレフタール系などの透明フィルムを用いることができる。透明絶縁性基材５ａとしては、成形時の熱に耐えるように、耐熱性に優れていることが必要である。透明絶縁性基材５ａのより具体的な例としては、８０℃におけるＭＤ方向（延伸方向、Machine Direction）の加熱収縮率が約４０％で、厚みが２５〜６０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。具体的な商品名としては、三菱樹脂製ヒシペット「ＬＸ−１０Ｓ」で、厚さが６０μｍのフィルムが例示できる。上記した具体的な例が好ましい理由は、（１）成型時の加圧によるストレスでフィルム波打ちや反りが発生するのを防ぐことができるとともに、（２）タッチパネルとしての入力特性、表面耐久性を損なわない為である。

ハードコート層５ｂは、タッチパネル４の操作領域４ｖの表面硬度を高めるものであって、としては、シロキサン系樹脂などの無機材料、あるいはアクリルエポキシ系、ウレタン系の熱硬化型樹脂やアクリレート系の光硬化型樹脂などの有機材料がある。ハードコート層５ｂの厚みは１〜７×１０^−３ｍｍ程度が適当である。このハードコート層５ｂの厚みが１μｍ（１０^−３ｍｍ）未満の場合には表面硬度が不十分であり、逆に７μｍを越えると、成形等の加工でクラックが生じる恐れがあるため、上記範囲が好ましい。また、ハードコート層５ｂには、光反射防止の為にノングレア処理を施しても良い。例えば、可撓性透明絶縁性基材５ａやハードコート層５ｂを凹凸加工したり、ハードコート層５ｂ中に体質顔料であるシリカ、若しくはアルミナなどの微粒子を混ぜたりする。

絵柄層５ｃは、タッチパネル４の操作領域４ｖの周囲に絵柄を形成するためのものであり、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、若しくは、アルキド樹脂などの樹脂をバインダ−とし、適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。絵柄層５ｃの形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくは、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。特に、多色刷りや階調表現を行うには、オフセット印刷法やグラビア印刷法が適している。

また、絵柄層５ｃは、金属薄膜層からなるもの、あるいは絵柄印刷層と金属薄膜層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は、図柄層として金属光沢を表現するものであり、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、若しくは、鍍金法などで形成する。この場合、表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、若しくは、亜鉛などの金属、又は、これらの合金又は化合物を使用する。金属薄膜層の膜厚は、０．０５μｍ程度とするのが一般的である。また、金属薄膜層を設ける際に、他の層との密着性を向上させるために、前アンカー層や後アンカー層を設けてもよい。

接着層５ｄは、上側電極フィルム１とデザインシート５の透明絶縁性基材５ａとを接着固定させるためのものであり、上側電極フィルム１とデザインシート５の透明絶縁性基材５ａとの接着に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。例えば、接着層５ｄとして透明絶縁性基材がポリカーボネート系若しくはポリアミド系を使用する場合には、接着層５ｄとして、ポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、若しくは、ポリアミド系樹脂などを使用すればよい。また、接着層５ｄとして透明絶縁性基材がアクリル系若しくはポリエチレンテレフタール系を使用する場合には、接着層５ｄとして、塩化ビニル、酢酸ビニル、若しくは、アクリル系共重合体などを使用すればよい。接着層５ｄの形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくは、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。接着層５ｄの一例としては、透明で接着力の強いＵＶ硬化型接着剤が好ましい。その理由は、（１）タッチパネルとしての光学特性、表面耐久性を損なわない為であるとともに、（２）入力時のストレス等による剥がれを防止することができるためである。

次に、支持板兼筐体６は、その頂部６ｄに凹部６ｂが形成されて、凹部６ｂの下部凹部内にタッチパネル４と、凹部６ｂの上部凹部内に接着層５ｄとが密着収納されている。凹部６ｂの上部開口の周囲の頂部６ｄから支持板兼筐体６の全ての上側表面（外面）が上記デザインシート５の透明絶縁性基材５ａで覆われており、タッチパネルユニットの外側から見ると、タッチパネル４が配置されている部分と支持板兼筐体６との間には全く段差が無いようになっている。また、凹部６ｂ内にタッチパネル４が密着収納されているため、上記タッチパネル４の全ての側面を支持板兼筐体６により囲むようになっているとともに、上記タッチパネル４の底面が凹部６ｂの底面に接触することにより、凹部６ｂの底面より下方の部分、すなわち、タッチパネル支持部６ｇにより、タッチパネル４が支持されるようにしている。このように、凹部６ｂとタッチパネル４とが密着するようにすれば、図１Ａの場合には、外部から衝撃が加わったとしてもタッチパネル４が位置ずれを起こすことが防止できる。なお、タッチパネル４の下側電極フィルム２の下側面に配置された接着層７により、下側電極フィルム２と凹部６ｂの底面とが接着固定されるのが好ましい。

一方、支持板兼筐体６の下面、言い換えれば、タッチパネル支持部６ｇの下部には、液晶ディスプレィ等の表示体６０が嵌め込み可能な下側凹部６ｃが形成されている。よって、支持板兼筐体６は、その下方に、液晶ディスプレィ等の表示体６０が嵌め込まれた下側筐体６１が、係合などにより組み付け可能なものである。下側凹部６ｃ内に表示体６０が嵌め込まれると、表示体６０の上方にタッチパネル支持部６ｇを介してタッチパネル４が位置するように配置され、表示体６０の表示を見ながらタッチパネル４の操作が可能となる。下側凹部６ｃと表示体６０とは、それぞれの対向する面の周囲同士又は全面同士で貼り合わせるのが好ましい。

支持板兼筐体６となる成形樹脂は、タッチパネル４を支持する支持板としての強度が有り、透明性、成形性に優れる樹脂から選択すればよい。このような樹脂の例としては、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂（ＡＳ）、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、セルロースプロピネオート樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリエステル樹脂、若しくは、ポリエチレン樹脂などがあり、特にメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）が透明性に優れて好ましい。支持板兼筐体６となる成形樹脂の一例としては、ガラス強化繊維を１０〜２０重量％含有したポリカーボネート樹脂が好ましい。その理由は、（１）成型時及び環境試験（高温試験）による反りを防止することができるとともに、（２）入力時のストレスによる変形、反りを防止することができるためである。

また、上記支持板兼筐体６となる成形樹脂と下側電極フィルム２とは成形時の樹脂の溶融で接着は可能であるが、より強度に接着させる為に、予め、下側電極フィルム２の下側面に接着層７を配置しておく方が好ましい。接着層７としては、下側電極フィルム２の透明絶縁性基材及び支持板兼筐体６の材質に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。例えば、下側電極フィルム２の透明絶縁性基材及び支持板兼筐体６の材質がポリカーボネート系若しくはポリアミド系の場合は、接着層７として、ポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、若しくはポリアミド系樹脂などを使用すればよい。また、下側電極フィルム２の透明絶縁性基材及び支持板兼筐体６の材質がアクリル系若しくはポリエチレンテレフタール系の場合は、接着層７として、塩化ビニル、酢酸ビニル、若しくは、アクリル系共重合体などを使用すればよい。接着層７の形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくは、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。

また、タッチパネル４の電気信号を取り出す手段として、下側電極フィルム２に予め、ドリル又はプレス機にて、外部基板接続用貫通孔２１を４個開ける。タッチパネル４に支持板兼筐体６を成形して固定した後、支持板兼筐体６にも成形された貫通孔６ｑと通じる４個の外部基板接続用貫通孔２１のそれぞれの中に、図１７〜図１９に示されるように、導電性接着剤２２を充填し、更に、導体の一例としての４本の金属製のピン２３を４個の外部基板接続用貫通孔２１の導電性接着剤２２内にそれぞれ挿入あるいは圧入して、固定させる。このとき、ピン２３の圧入により、外部基板接続用貫通孔２１内に充填された導電性接着剤２２の一部は、外部基板接続用貫通孔２１内から上側電極フィルム１及び下側電極フィルム２間に入り込むが、両面接着剤９間内の空間に保持される。４個の外部基板接続用貫通孔２１内にそれぞれ配置されたこれらの４本の金属製のピン２３は、それぞれ、上側電極フィルム１の引回し回路１ｃの外部基板接続用の一対の接続用端子１ｇ，１ｇと、下側電極フィルム２の引回し回路２ｃの外部基板接続用の一対の接続用端子２ｇ，２ｇとに接続されるように配置され、これらの４本の金属製のピン２３により、引回し回路１ｃ，２ｃと外部基板３０とが接続可能とする。なお、図１９は、外部基板接続用の一対の接続用端子１ｇ，１ｇのうちの１つの接続用端子１ｇと１本の金属製のピン２３と外部基板３０の接続ケーブル３０ａの回路３０ｂとが、外部基板接続用貫通孔２１内の導電性接着剤２２で電気的に接続されている状態を示しており、残りの接続用端子１ｇ，２ｇ，２ｇと外部基板３０の接続ケーブル３０ａの回路３０ｂとも同様に接続される。回路３０ｂの外側にはカバーフィルム３０ｃが配置されている。なお、他の実施形態でも、具体的に図示はしないが、基本的に同様な本数で同様な構造のタッチパネル４の電気信号を取り出す手段が設けられている。

導電性接着剤２２としては、タッチパネル自体の耐熱性を考慮して、出来るだけ低温が好ましく、又、生産上においても低温が好ましいことから、銀、金、銅、若しくは、ニッケルなどの金属フィラーを接着剤となる樹脂に分散させたもので、低温加熱硬化タイプのものが好ましい。具体的には、導電性接着剤２２としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、若しくはポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が好ましい。

外部基板接続用貫通孔２１を封止する導電性接着剤２２の樹脂としては、アクリル系、エポキシ系、若しくはシリコン系などの熱硬化性樹脂、又は、紫外線硬化樹脂、又は、熱及び紫外線併用硬化樹脂などを用いることができる。一例として、外部基板接続用貫通孔２１の内径は０．５〜３ｍｍとして設ける。

また、タッチパネル４の裏面には、多数のドットスペーサ３により上側電極フィルム１と下側電極フィルム２との間に形成された空気層１９と外部とを連通する空気孔１２１（図１Ａ及び図３参照）が、支持板兼筐体６の成形工程前に少なくとも１個、下側電極フィルム２を貫通して形成されている。この空気孔１２１は、上記外部基板接続用貫通孔２１とは異なり、支持板兼筐体６の成形工程時に樹脂圧力で下側電極フィルム２を介して空気層１９が押圧されても、空気層１９内の空気が空気孔１２１から空気層１９外へ排出可能として、樹脂圧力によるタッチパネル４の破損を効果的に防止できるようにするためのものである。

空気孔１２１の内径は、φ０．５〜φ３ｍｍが好ましい。空気孔１２１の内径がφ０．５ｍｍ未満では、空気孔１２１としての上記機能を十分に果たせない一方、空気孔１２１の内径がφ３ｍｍを越えると、タッチパネル４の機能、外観が損なわれるからである。空気孔１２１の位置は、図３に示されるように、有効入力エリア外でかつ接続用端子が形成されない側が好ましい。

支持板兼筐体６の成形後は、空気孔１２１は、樹脂、例えば、紫外線硬化型樹脂１２２（図１Ａ参照）などによりシールする。シールする材料１２２としては、紫外線硬化型樹脂、例えば、エポキシ系ＵＶ硬化樹脂等が好ましい。この理由は、短時間で硬化させることが可能で、熱処理工程などが不要になり、タッチパネル４の機能・外観に悪影響を与えず、生産性に優れるためである。この樹脂１２２は、空気孔１２１を全て埋める必要はなく、基本的に支持板兼筐体６の裏面側の一部に埋め込んで、空気孔１２１を塞ぐだけでよい。

空気孔１２１は、タッチパネル４の機能、外観を損なわないように、図１Ａ及び図４に示されるように、タッチパネル４の裏面側から下側電極フィルム２を貫通するようにタッチパネル外周部に形成することが好ましい。空気孔１２１を、図１０に示されるように、複数個（例えば４個）設ける場合には、空気層１９と外部との間で空気がほぼ均一に出入りできるように、バランス良く配置するのが好ましい。なお、他の実施形態でも、具体的に図示はしないが、基本的に同様な構造の空気孔１２１が設けられている。

次に、図５は、上記第１実施形態にかかるタッチパネルユニットの製造方法の工程図である。ただし、この製造方法で使用する図６の成形用金型及び図７の成型品であるタッチパネルユニットは、説明を理解しやすくするため、図面を簡略化した模式的なものとなっている。

デザインシート５側では、ハードコート層５ｂ付きの可撓性透明絶縁性基材５ａに、絵柄層５ｃが印刷により形成される絵柄印刷工程（ステップＳ１１）と、可撓性透明絶縁性基材５ａのタッチパネル４に対向する領域に接着層５ｄが印刷により形成される接着剤印刷工程（ステップＳ１２）とを順に行う。これらの工程と並行して、タッチパネル４側では、その裏面側の下側電極フィルム２に、タッチパネル４の完成前又は完成後にドリル又はプレス機にて、空気孔１２１と貫通孔２１をそれぞれ形成する工程（ステップＳ２１）を行う。

次いで、接着剤印刷工程（ステップＳ１２）後のデザインシート５と、貫通孔形成工程（ステップＳ２１）後のタッチパネル４とを接着層５ｄで貼り合わせる工程（ステップＳ３１）を行う。

次いで、デザインシート５とタッチパネル４とを接着層５ｄで貼り合わせた面を加圧して、貼り合わせた面（デザインシート５と接着層５ｄとの間及びとタッチパネル４の上側電極フィルム１と接着層５ｄとの間）に含まれる空気を抜く、加圧脱泡工程（ステップＳ３２）を行う。

次いで、支持板兼筐体６の成形工程（ステップＳ３３）を行う。この成形工程（ステップＳ３３）では、図６に示されるように、６個の工程より構成されている。まず、１）雌金型４１にデザインシート５付きタッチパネル４をセットする工程では、雌金型４１の凹部４１ｂの底面４１ａの全面にデザインシート５を配置する。この雌金型４１の凹部４１ｂと、雄金型４２の凸部４２ｂ（厳密には、下側凹部６ｃを成型用の凸部を有しているが、理解しやすくするため、図面では省略している。）との間で、型締め時に支持板兼筐体成形用キャビティ５２（図６の一点鎖線参照）を形成可能とするようにしている。次いで、２）雌金型４１と雄金型４２とを型締めして上記支持板兼筐体成形用キャビティ５２を形成する工程を行う。次いで、３）上記キャビティ５２に支持板兼筐体形成用溶融樹脂を射出する工程を行う。次いで、４）上記キャビティ５２に支持板兼筐体形成用溶融樹脂を充填した状態で雌金型４１と雄金型４２とを保圧する工程を行う。次いで、５）雌金型４１と雄金型４２とを冷却して、上記キャビティ５２内の支持板兼筐体形成用溶融樹脂を冷却固化する工程を行う。次いで、６）雌金型４１と雄金型４２とを型開きして、上記キャビティ５２内から成型品すなわちタッチパネルユニットを取り出す工程とを備えている。なお、上記支持板兼筐体６の成形工程において、空気孔１２１及び４個の外部基板接続用貫通孔２１のそれぞれに対応して貫通孔６ｐ，６ｑが、支持板兼筐体６にそれぞれ成形されるため、空気孔１２１及び４個の外部基板接続用貫通孔２１は、支持板兼筐体６の外部、言い換えれば、タッチパネルユニットの裏面側の外部と連通するようになっている。

次いで、取り出されたタッチパネルユニットの空気孔１２１を紫外線硬化型樹脂１２２で封止する封止工程（ステップＳ３４）及び、４個の外部基板接続用貫通孔２１のそれぞれの中に導電性接着剤２２を充填し、更に、導体の一例としての４本の金属製のピン２３を４個の外部基板接続用貫通孔２１の導電性接着剤２２内にそれぞれ挿入あるいは圧入して、固定させる。

これにより、図７のタッチパネルユニットが完成する。なお、この図７は、図１Ａのタッチパネルユニットに相当し、図６の成形用金型により成形された成形品であるタッチパネルユニットの概略模式断面図である。

上記第１実施形態によれば、上記タッチパネル４の上記上部電極フィルム１の表面に、上記タッチパネル４より周囲が張り出すようにデザインシート５を貼り合わせ、かつ、上記デザインシート５に一体的にタッチパネルユニット用筐体６が成形されて、タッチパネルユニット用筐体６の表面が上記デザインシート５で覆われかつ上記タッチパネル４の側面をタッチパネルユニット用筐体６で囲むようにしたので、タッチパネルユニットの外側から見ると、タッチパネル４が配置されている部分とタッチパネルユニット用筐体６との間に全く段差ができず、デザイン性に優れた表面フラットな構造とすることができる。また、上側筐体６とタッチパネル４が配置されている部分との間に段差がなく、隙間が無いため、ゴミなどの異物の詰まりによる誤作動を防止することができる。

また、筐体６とタッチパネル４とは重なっていないため、入力操作時に筐体６を押さえてもタッチパネル４に誤入力することはない。また、タッチパネルユニットの外側から見ると、筐体６とタッチパネル４が配置されている部分との間に段差が全く無いため、段差で導かれて開口部の縁に沿って繰り返し同じ箇所を摺動することもないため、タッチ入力機能の劣化も起きない。また、入力等によりタッチ操作面（タッチパネル４の操作領域４ｖ）に付着する油脂等の汚れを拭き取る場合、タッチパネルユニットの外側から見ると、筐体６とタッチパネル４が配置されている部分との間に段差が全く無いため、タッチパネル４の操作領域４ｖの汚れを完全に拭き取ることが容易に行える。

更に、電子機器のデザイン性を向上させるために、周囲を縁取ったり、ブランド名や機種名などの文字を印刷したデザインシート５を容易に一体化成形して筐体６に貼り付けることができ、ディスプレィの有効表示エリアやタッチパネル４の有効入力エリアが小さくなることもない。

また、筐体６とタッチパネル４との接続部分がデザインシート５で外部に対しては覆われてシールされることになるため、耐湿性が向上し、ガスの侵入も防止できて腐食を防止することができ、タッチパネルユニットを搭載した電子機器が万が一水没したときでも水分が侵入せず、かつ、デザインシート５のはがれも防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。

例えば、本発明の第２実施形態にかかる一体化成形タッチパネルユニットとして、図８Ａ及び図８Ｂに示されるように、支持板兼筐体６の下部に下側凹部６ｃを形成せずに、平坦な下面６ｊとしてもよい。

また、本発明の第３実施形態にかかる一体化成形タッチパネルユニットとして、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、支持板兼筐体６の下部の下側凹部６ｃと凹部６ｂとを連結して、Ｔ字状貫通穴６ｈとするようにしてもよい。このＴ字状貫通穴６ｈ内に表示体６０を嵌合することにより、表示体６０とタッチパネル４との位置決めを容易に行うことができる。

なお、このＴ字状貫通穴６ｈは、タッチパネルユニットの下面でかつ長手方向沿いに形成された溝部６ｉと連通するようになっている。なお、表示体６０を嵌合する部分のみをくり貫いた形状としてもよい。

この第３実施形態にかかる一体化成形タッチパネルユニットでは、図１０に示すように、タッチパネル４の空気孔１２１を４個、下側電極フィルム２及び支持板兼筐体６に予め、ドリル又はプレス機にて、タッチパネル外周部でかつ矩形のタッチパネル４のそれぞれの辺の中間部近傍に配置して、空気層１９と外部との間で空気がほぼ均一に出入りできるようにしている。

次に、上記第３実施形態にかかるタッチパネルユニットの製造方法は、先の第１実施形態と同様であるが、使用する成形用金型が少し異なる。上記第３実施形態にかかるタッチパネルユニットの製造方法で使用する図１１の成形用金型及び図１２の成型品であるタッチパネルユニットは、説明を理解しやすくするため、図面を簡略化した模式的なものとなっている。

図１１の成形用金型は、雌金型４１は図６と同じであるが、雄金型４２Ａが異なる。すなわち、雄金型４２Ａの凸部４２ｈが図６の雌型雄金型の凸部４２ｂより小さく、タッチパネル４と同じか又はタッチパネル４より少し大きいくらいのキャビティ形成面を有している。よって、図１２のような、タッチパネル４の下面又は下面周囲が露出するようなタッチパネルユニットを成形することができる。

なお、図１３及び図１４に変形例として示すように、この雌型４２Ａの凸部４２ｈに、さらに、凹部４２ｊを形成することにより、タッチパネル４の周囲にも空間を形成できるようにしてもよい。このように、タッチパネル４の周囲にも空間を形成するようにしたので、成形時の樹脂がタッチパネルに接触しない為、タッチパネルに不要なストレスが掛からない。よって、タッチパネル表面の波打ち、うねりを防ぐことが出来る。

さらに、本発明の第４実施形態にかかる一体化成形タッチパネルユニットとして、図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、タッチパネル４の下面に表示体６０を固定した状態で、一体的に支持板兼筐体６を成形するようにしてもよい。

また、図２０は、本発明の変形例にかかるタッチパネルユニットの概略断面図（透明絶縁性基材５ａ及び接着層５ｄは概略位置として図示されており、ハードコート層５ｂ及び絵柄層５ｃは図示を省略している。）であって、支持板兼筐体６の四角形板状の平面部６ｋの周囲の４辺の裏面側にリブ６ｍを形成するのが好ましい。その理由は、（１）成型時及び環境試験（高温試験）による反りを防止することができるとともに、（２）入力時のストレスによる変形、反りを防止することができるためである。リブ６ｍの厚みは、成形品の形状によって変更することができ、厚みを大きくすることで剛性を上げることができるため、例えば、成形品の形状が長方形の場合には、長辺側のリブ６ｍの厚みを短辺側のリブ６ｍの厚みよりも大きくすることが好ましい。リブ６ｍの高さは、大きくすることにより剛性を上げることができるが、大きくしすぎると、成形時に成形用金型からの抜けが悪くなるため、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ程度が好ましい。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかる一体化成形タッチパネルユニットは、電子機器の表示窓におけるタッチ入力が可能で、なおかつ、そのタッチ入力操作面が、筐体の段差により同じ部分を摺動するようなことがなく、油脂等の汚れを拭き取りやすく、デザイン性に優れて表面フラットな構造で、かつ、ディスプレィの有効表示エリアやタッチパネルの有効入力エリアを小さくせずに、デザインシートを配置することが可能である。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims (5)

1. 上部電極フィルム（１）と下部電極フィルム（２）が、互いに電極面を内側にして、ドットスペーサ（３）を介して対向配置されているタッチパネル（４）と、
   上記タッチパネルのタッチ操作領域（４ｖ）を含む上記タッチパネルの上記上部電極フィルムの表面の全面に、上記タッチパネル（４）より周囲が張り出すように貼り合わせられたデザインシート（５）と、
   上記デザインシートに一体的に射出成形されて表面が上記デザインシートで覆われかつ上記タッチパネルの側面を囲むタッチパネルユニット用筐体（６）と、
   を備えて、上記タッチパネルの上記タッチ操作領域に対応するタッチ操作面とその周囲の面とが大略同一平面となる一体化成形タッチパネルユニット。
2. 上記タッチパネルユニット用筐体（６）は、上記タッチパネルの上記下部電極フィルムの裏面に接触して上記タッチパネルを支持可能なタッチパネル支持部（６ｇ）をさらに有する請求項１に記載の一体化成形タッチパネルユニット。
3. 上記下部電極フィルムを貫通する空気孔（１２１）が設けられる請求項１又は２に記載の一体化成形タッチパネルユニット。
4. 上記下部電極フィルムと上記タッチパネルユニット用筐体の上記タッチパネル支持部（６ｇ）とを接着剤（７）にて接着する請求項２に記載の一体化成形タッチパネルユニット。
5. 上記下部電極フィルム及び上記タッチパネルユニット用筐体に貫通孔（２１）が設けられ、その貫通孔に、外部基板（３０）と上記タッチパネルの接続用端子（１ｇ，２ｇ）とを接続可能な導体（２３）が設けられている請求項１又は２に記載の一体化成形タッチパネルユニット。

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