JP5272018B2 - タッチパネルの支持構造の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ素子の上に配置されて、表示素子の表示内容に対応して指やペンを用いた押圧操作で情報を入力するタッチパネルの支持構造の製造方法に関する。
多くの電子機器には表示装置として液晶表示素子、有機ＥＬデバイス素子等のフラットパネルディスプレイが用いられる。そして、その表面に電子機器への入力装置としてタッチパネルを重ねて配置して、表示装置の表示に従ってタッチパネルに指などで接触して所望の情報を入力する。
かかるタッチパネルの支持構造としては、多くは特開２００８−７０７６２号公報に示されるように、前面パネル１０２および固定枠体１０３と液晶ディスプレイ１０５の間にタッチパネル１０４を挟んで支持する構造が採用されている。図１１に示すように、この構造ではタッチパネル１０４の周囲は前面パネルで押さえられているので、前面パネルが額縁状に出張った形状となり、タッチパネルの周辺は必ず前面パネルと重畳するようにならなければならない。
また、特開２００５−２４２５０１号公報に示されるように、筐体２０５の窓２５１の周辺に両面テープ２０８でタッチパネルを支持する構造も採用されている。図１２に示すように、この構造でも同様に筐体２０５自体がタッチパネルの周囲を額縁状に出張った形状となり、タッチパネルの周辺は必ず筐体２０５と重畳するようにならなければならない。
特開２００８−７０７６２号公報 特開２００５−２４２５０１号公報
上述したように、従来のタッチパネルの支持構造では、タッチパネルの周囲は前面パネルあるいは筐体により額縁状になり、タッチパネルの表面が前面パネルあるいは筐体から少し窪んだ状態になるので、タッチパネルに接触する場合に前面パネルあるいは筐体が邪魔になり、特にタッチパネルの周辺部を接触する場合には誤操作にもつながる問題点がある。
また、従来のタッチパネルの支持構造では、必ず前面パネルあるいは筐体よりなる額縁の出張りが存在するためにデザイン上でも制約を受ける問題点がある。
更に、従来のタッチパネルの支持構造では、タッチパネルの周囲の前面パネルあるいは筐体の額縁部分の境界に手垢やゴミが付着したりして、使用する期間が長くなれば汚く汚れてしまう問題点もある。
従って、本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされ、下金型に透明樹脂フィルムを供給する工程と、前記透明樹脂フィルムを加熱し、前記下金型に設けた射出孔から減圧し、前記透明樹脂フィルムを前記下金型に密着させる工程と、上金型を下降させ、前記上金型と前記下金型とで筐体の成形形状のキャビティーを形成し、前記射出孔から前記キャビティー内にポリカーボネート樹脂を射出成形する際に、前記筐体の開口部に対応する部分は前記上金型が前記透明樹脂フィルムに密接して開口部が形成される工程と、成形品を取り出し、前記透明樹脂フィルムが接着された前記筐体を成形する工程と、前記筐体を仰向けにして前記透明樹脂フィルムを下側にし、その裏側に液状の接着材を付着させ、その上にタッチパネルを前記開口部内に置き、前記接着材で貼り付ける工程と、前記筐体を仰向けにして前記筐体の前記開口部と前記タッチパネルの隙間に液状の接着用ＵＶ樹脂を滴下し、前記接着用ＵＶ樹脂を硬化させて前記筐体と前記タッチパネルの側面とを接着させる工程とを具備することを特徴とする。
また、本発明の製造方法は、前記筐体の射出成形時に前記透明樹脂フィルムを前記筐体表面にインサート成形することを特徴とする。
更に、本発明の製造方法は、前記筐体を成形する工程において、前記成形品の外周の不要なはみ出した前記透明樹脂フィルムをカッターでトリミングすることを特徴とする。
更に、本発明の製造方法は、前記貼り付ける工程において、前記筐体を仰向けにして前記透明樹脂フィルムの裏側に液状の前記接着材を付着し、その上に前記タッチパネルを前面を前記透明樹脂フィルム側に向けて前記開口部内に置き、前記タッチパネルの自重を利用して前記タッチパネルと前記接着材間にある空気の気泡等を前記開口部と前記タッチパネルの隙間から抜きながら接着することを特徴とする。
本発明に依れば、筐体とタッチパネルの表面が平坦化でき、両者の表面を透明樹脂フィルムで覆うことによりシームレス支持構造を実現できる。そして、タッチパネルは全体的に接着材を介して透明樹脂フィルムに固定され、透明樹脂フィルムは筐体に接着されることで強固に固定されるので、従来の額縁などの機械的な支持なしでタッチパネルを筐体に強固に固定できる支持構造を実現できる。
また、本発明に依れば、従来の額縁状の支持構造を排除することができ、恰も筐体自体がタッチパネルであるようなデザインが可能となる。
更に、本発明に依れば、透明樹脂フィルムで筐体およびタッチパネル表面をシームレスに覆うので、タッチパネルと筐体の隙間が形成されず、外部からゴミや水分の侵入も防げ、掃除も筐体と同時に行える。
更に、本発明に依れば、タッチパネルが筐体と一体に取り扱えてカーナビや携帯電話などの電子機器の組み立てがより少ない部品数で行え、組み立て工程の簡素化に役立つ。また、タッチパネルメーカーでタッチパネルを筐体に取り付けてから電子機器メーカーへの供給も可能となる。更に、タッチパネルメーカーでタッチパネルを筐体に組み込んだ後に製品試験を行えるので、タッチパネルの組み立てによる工程不良は電子機器メーカーでは皆無となる。
また、本発明の製造方法に依れば、筐体の成形においてフィルム インサート成形を用いることで筐体の射出成形時にその表面を透明樹脂フィルムで覆い接着できるので、シームレス構造を同時に実現できる。
更に、本発明の製造方法に依れば、筐体を仰向けにして開口部にタッチパネルを固定して作業ができるので、作業性を大幅に向上できる。
更に、本発明の製造方法に依れば、タッチパネルを筐体に取り付けた後に出荷できるので電子機器メーカーでのタッチパネルの組み立てを不要にできる。
本発明のタッチパネルの支持構造を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造を説明する分解斜視図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 本発明のタッチパネルの支持構造の製造工程を説明する断面図である。 従来のタッチパネルの支持構造を説明する図である。 従来のタッチパネルの支持構造を説明する図である。
図１に本発明のタッチパネルの支持構造を説明する断面図を示す。
本実施の態様では、タッチパネル１と、タッチパネル１を収容できる開口部２を有する筐体３と、筐体３の表面に接着される透明樹脂フィルム４と、開口部２の透明樹脂フィルム４の裏面に塗布する接着材５とで構成されている。
タッチパネル１は既に知られているように、液晶ディスプレイよりも少し大きく横長矩形の２枚のガラス板のそれぞれの内面に導電性電極を配置して、表面を指や専用のペン等で触れることで導電性電極を接触させて電気的なボタンとして機能する入力装置である。タッチパネルにはガラスーガラス構造のものやフィルムーガラス構造のものがあり、動作原理としては抵抗膜式、静電容量式あるいは超音波式のものがある。
筐体３はポリカーボネート樹脂をインサート成形して形成され、上面の中央付近にタッチパネル１と略同じ横長矩形の開口部２が設けられる。開口部２にはタッチパネル１が収容できる大きさであり、両者には若干の隙間しか形成されない。筐体３は主として黒色に着色され、中が透視できないようにしている。
透明樹脂フィルム４は約１００〜５００μｍの厚みの高透過性のポリエステル（ＰＥＴ）フィルムで形成され、筐体３の開口部２を完全に覆い、筐体３の他の部分とほぼ重畳して接着されている。この構造により透明樹脂フィルム４は開口部２を除き筐体３の表面で固定され支持されている。透明樹脂フィルム４は表面反射防止フィルムとしても働き、これで覆われる筐体３表面とタッチパネル１表面の反射防止を行う。
開口部２の透明樹脂フィルム４の裏面には全体にダイレクトボンディング用ＵＶ硬化性樹脂よりなる接着材５が塗布され、タッチパネル１の前面を全体的に透明樹脂フィルム４に貼り付けている。従って、タッチパネル１はこの接着材５で透明樹脂フィルム４に固定され、結果的に透明樹脂フィルム４を介して筐体３で支持される構造になっている。なお、タッチパネル１と筐体３の隙間には接着用ＵＶ樹脂６が充填され、タッチパネル１と筐体３との固着を行い、タッチパネル１は接着材５と接着用ＵＶ樹脂６とで固定支持される。
液晶ディスプレイ７は筐体３に一端を固定した取り付け金具８を用いてちょうどタッチパネル１のすぐ下側に固定される。なお、液晶ディスプレイ７の代わりに有機ＥＬディスプレイ等の他のフラットパネルディスプレイを用いても良い。
かかる支持構造に依れば、筐体３とタッチパネル１の表面が平坦化でき、両者の表面を透明樹脂フィルム４で覆うことによりシームレス支持構造を実現できる。これにより従来の額縁状の支持構造をブレークスルーすることができ、恰も筐体３自体がタッチパネルであるようなデザインが可能となる。また、タッチパネル１と筐体３とを透明樹脂フィルム４で被覆するので、外部からゴミや水分の侵入も防げ、掃除も筐体３と同時に行える。
図２に本発明のタッチパネルの支持構造を説明する分解斜視図を示す。
一番上に高透過樹脂フィルム４があり、その下にポリカーボネート樹脂を成形した黒色の筐体３がり、筐体３の開口部２に位置する高透過樹脂フィルム４の裏面に付着されるダイレクトボンディング用ＵＶ硬化性樹脂よりなる接着材５があり、その下にタッチパネル１があり、タッチパネル１と筐体３の隙間に充填される接着用ＵＶ樹脂６がある。
この支持構造ではタッチパネル１が筐体３と一体に取り扱えてカーナビや携帯電話などの電子機器の組み立てがより少ない部品数で行え、組み立て工程の簡素化に役立つ。また、タッチパネルメーカーでタッチパネル１を筐体３に取り付けてから電子機器メーカーへの供給も可能となる。更に、タッチパネルメーカーでタッチパネル１を筐体３に組み込んだ後に製品試験を行えるので、タッチパネル１の組み立てによる工程不良は皆無となる。
次に、図３〜図１０を参照して本発明の製造方法について説明する。
まず、筐体３の成形工程と、タッチパネル１の透明樹脂フィルム４への貼り付け工程と、タッチパネル１と筐体３の接着工程とで構成されている。
筐体３の成形工程は図３〜図８を参照して説明する。
図３において、上金型１１と下金型１２とで筐体３の成形形状のキャビティー１３（図７参照）を形成している。下金型１２には樹脂の射出孔１４が設けられ、ここから加熱されたポリカーボネート樹脂がキャビティー１３に注入される。図３では下金型１２の表面に透明樹脂フィルム４をフィルム送り装置１５で供給する。なお、上金型１１には既に成形を終えた筐体３が保持されている。
続いて、図４に示すように、下金型１２に設けたクランプ１６で透明樹脂フィルム４の端部を押さえ、供給されたフィルムの端部をヒートカットしてフィルム送り装置１５は待機位置に戻る。同時に、取り出しロボット１７が開放された上金型１１と下金型１２の間に侵入してくる。
続いて、図５に示すように、成形品をイジェクトタービン１８で上金型１１から引き離し、取り出しロボット１７の上面に設けた吸着チャック１９で筐体３となる成形品を吸着する。同時に、取り出しロボット１７の下面に取り付けたヒーター２０でフィルムを加熱して射出孔１４から減圧してフィルムを下金型１２の面に密着させる。
続いて、図６に示すように、取り出しロボット１７が成形品を外部に運び出し、イジェクトタービン１８は上金型１１の中に戻る。同時に、上金型１１を下降させて型閉じを開始する。
続いて、図７に示すように、型閉じが完了すると両金型で成形形状のキャビティー１３が形成される。両金型は１３０℃に加熱され、ポリカーボネート樹脂は２２０℃に加熱され１００Ｍｐａの保圧圧力で射出孔１４からキャビティー１３内に射出成形される。この際に筐体３の開口部２に対応する部分は上金型１１がフィルムに密接しているので、ポリカーボネート樹脂は注入されず開口部２が形成される。結果的に、透明樹脂フィルム４は筐体３となる表面と開口部２とを覆い、透明樹脂フィルム４は筐体３の表面に強固に熱圧着されて接着される。このような成形をフィルム インサート成形と呼んでいる。
最後に、図８に示すように、取り出された成形品は外周の不要なはみ出したフィルムをカッター２１でトリミングして透明樹脂フィルム４を接着した筐体３を完成する。
次に、図９を参照してタッチパネル１の透明樹脂フィルム４への貼り付け工程について説明する。
筐体３は仰向けにして透明樹脂フィルム４を下側にして、透明樹脂フィルム４の裏側に液状のダイレクトボンディング用ＵＶ硬化性樹脂よりなる接着材５を付着する。その上にタッチパネル１を前面を透明樹脂フィルム４側に向けて開口部２内に置き、タッチパネル１の自重を利用してタッチパネル１と接着材５間にある空気の気泡等を開口部２とタッチパネル１の隙間から抜く。このときに気泡を良く抜くために減圧してタッチパネル１の接着を行っても良い。タッチパネル１の接着の作業が終了すると、接着材５に紫外線を照射して硬化させる。
この工程では、開口部２内にタッチパネル１を置くだけで接着が行えるので、タッチパネル１の位置合わせなどが不要となり、作業効率が極めて高くなる。
更に、図１０を参照してタッチパネル１と筐体３の接着工程を説明する。
筐体３は仰向けのまま筐体３の開口部２とタッチパネル１の隙間に液状の接着用ＵＶ樹脂６を滴下する。その後、紫外線を照射して接着用ＵＶ樹脂６の硬化を行う。なお、前述した接着材５と接着用ＵＶ樹脂６の硬化を同時に行っても良い。
接着用ＵＶ樹脂６はタッチパネル１の側面と筐体３とを強固に接着し、ほとんど同一体であるように強固に支持できる。この結果、タッチパネル１は裏面が浮いていても前面を指などで接触することでスイッチの働きを行える。
１ タッチパネル
２ 開口部
３ 筐体
４ 透明樹脂フィルム
５ 接着材
６ 接着用ＵＶ樹脂
７ 液晶ディスプレイ
８ 取り付け金具
１１ 上金型
１２ 下金型
１３ キャビティ
１４ 射出孔
１５ フィルム送り装置
１６ クランプ
１７ 取り出しロボット
１８ イジェクトタービン
１９ 吸着チャック
２０ ヒーター
２１ カッター

Claims (4)

  1. 下金型に透明樹脂フィルムを供給する工程と、
    前記透明樹脂フィルムを加熱し、前記下金型に設けた射出孔から減圧し、前記透明樹脂フィルムを前記下金型に密着させる工程と、
    上金型を下降させ、前記上金型と前記下金型とで筐体の成形形状のキャビティーを形成し、前記射出孔から前記キャビティー内にポリカーボネート樹脂を射出成形する際に、前記筐体の開口部に対応する部分は前記上金型が前記透明樹脂フィルムに密接して開口部が形成される工程と、
    成形品を取り出し、前記透明樹脂フィルムが接着された前記筐体を成形する工程と、
    前記筐体を仰向けにして前記透明樹脂フィルムを下側にし、その裏側に液状の接着材を付着させ、その上にタッチパネルを前記開口部内に置き、前記接着材で貼り付ける工程と、
    前記筐体を仰向けにして前記筐体の前記開口部と前記タッチパネルの隙間に液状の接着用ＵＶ樹脂を滴下し、前記接着用ＵＶ樹脂を硬化させて前記筐体と前記タッチパネルの側面とを接着させる工程とを具備することを特徴とするタッチパネルの支持構造の製造方法。
  2. 前記筐体の射出成形時に前記透明樹脂フィルムを前記筐体表面にインサート成形することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの支持構造の製造方法。
  3. 前記筐体を成形する工程において、前記成形品の外周の不要なはみ出した前記透明樹脂フィルムをカッターでトリミングすることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの支持構造の製造方法。
  4. 前記貼り付ける工程において、前記筐体を仰向けにして前記透明樹脂フィルムの裏側に液状の前記接着材を付着し、その上に前記タッチパネルを前面を前記透明樹脂フィルム側に向けて前記開口部内に置き、前記タッチパネルの自重を利用して前記タッチパネルと前記接着材間にある空気の気泡等を前記開口部と前記タッチパネルの隙間から抜きながら接着することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの支持構造の製造方法。
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