JPH11219259A

JPH11219259A - 抵抗膜式タッチパネル

Info

Publication number: JPH11219259A
Application number: JP2228798A
Authority: JP
Inventors: Yukio Murakami; 雪雄村上; Hirohiko Naito; 裕彦内藤; Kenji Kitamura; 憲治北村
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 1999-08-10

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性と光等方性を兼ね備え、しかも、温度
差の大きい環境で使用されても断線の起こりにくい抵抗
膜式タッチパネルを提供する。【解決手段】上下の面状部材１１０，１３０がコネク
タ部１２０を挟んで積層され、両面状部材１１０，１３
０とコネクタ部１２０とに形成された電極が接続されて
なるタッチパネル１００は、下側面状部材１３０がガラ
スで、上側面状部材１１０がポリオレフィン系など可撓
性と耐熱性とに優れ光等方性のある樹脂板で構成され、
コネクタ部１２０には、両面状部材の熱膨張量の差に基
づいてコネクタ部に作用する応力を吸収するための切れ
込み１２１が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対向する上側面状
部材と下側面状部材との間にコネクタ部が挿入、接続さ
れた構造を持つ抵抗膜式タッチパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の抵抗膜式タッチパネルにおいて、
特に手書き文字入力の受け付けの用途に用いられる場合
は、上側面状部材がPET（polyethylene terephthalate:
ポリエチレンテレフタレート）フィルム、下側面状部材
が極薄ガラスという組み合わせが主流である。これは、
入力を点または点の集合としてではなく線として受け付
けるため、また液晶との併用のためには、上側面状部材
には可撓性、下側面状部材には硬度がそれぞれ求められ
るためである。

【０００３】こうしたタッチパネルについては、最近、
高い付加価値が求められるようになって、使用可能な環
境を拡大したものや、今までにない特性を持ったものが
作られるようになっている。前者の例には保存温度範囲
を広げてカーナビなどにも使えるようにしたタッチパネ
ルがあり、後者の例としては、液晶と組み合わせて使用
される場合の視認性向上のため、表面に偏光フィルムが
貼り付けられた仕様（インナータッチパネル仕様）のタ
ッチパネルがある。

【０００４】そして、保存温度範囲の広いタッチパネル
については、当然耐熱性に優れていることが求められ、
インナータッチパネル仕様のものについては、偏光フィ
ルムが貼り付けられる上側面状部材が光等方性を備えた
素材で構成されている必要がある。しかし、PETフィル
ムは、耐熱性の目安であるガラス転移点が69℃と低く、
耐熱性に優れているとは言えないうえ、光等方性を備え
ていない。そのため、PETフィルムに代わり、耐熱性に
優れた光等方性の素材が求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような特性を備える素材については、共通の問題があ
る、それは、ガラスの６〜８倍という線熱膨張係数であ
る。上下面状部材の素材の線熱膨張係数に大きな差があ
ると、面状部材とコネクタ部との接着面（両者の電極の
熱圧着面）が剥がれる原因になる。接着面が剥がれると
は、すなわち断線するということである。

【０００６】以下、図６に従って、この剥がれが生じる
過程を説明する。図６（ａ）は、通常状態での上下面状
部材６１０、６３０とコネクタ部６２０との接続部分の
タッチパネル断面を示す図である。ここから温度上昇に
より面状部材の膨張が起こると、図６（ｂ）の状態にな
る。矢印６０１、６０２は、それぞれ上側面状部材６１
０、下側面状部材６３０が膨張量を示す。この二つの量
に差があると（上側面状部材６１０の線熱膨張係数の方
が大きくなる）、それは上側面状部材６１０とコネクタ
部６２０との接着面６０５に加わる応力６０３となって
表れる。そして、温度の上昇・下降により膨張・収縮を
繰り返すうち、接着面６０５に剥がれが生じて乖離し、
断線状態になってしまう（同図（ｃ））。

【０００７】従来のタッチパネルは、上下面状部材の素
材となるPETフィルムと極薄ガラスとの線膨張係数がそ
れぞれ1.5と0.8（単位:１０^-5cm/cm/℃）と差が小さい
ため、図６でいえば矢印６０１と６０２との差、つまり
は応力６１０が小さく、広い温度範囲（温度差の大きい
環境）でも膨張・収縮から生じる剥がれによる断線は起
こりにくい。しかし、PETフィルムに代えて線熱膨張係
数の大きい素材を用いるとなると、応力６１０も大きく
なり、図６（ｃ）のような断線が起こる可能性が高まる
のである。

【０００８】それゆえ、上側面状部材の素材をPETフィ
ルムから、上述の耐熱性に優れた光等方性の素材に変更
するには、この線熱膨張係数の差が原因で起こる断線の
問題を解決する必要がある。上記の課題に鑑み、本発明
は、耐熱性と光等方性を兼ね備え、しかも従来通り、温
度差の大きい環境で使用されても断線の起こりにくい抵
抗膜式タッチパネル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】上記課題を解決するた
め、本発明の抵抗膜式タッチパネルは、上下の面状部材
が、スペーサ部材を介して一定間隔をおいて対設される
とともに、両部材の対向内面に抵抗膜が形成される一
方、上下面状部材の対向する周縁部の一部に、接続用ケ
ーブルの一方の端部であるコネクタ部が挿設され、上側
面状部材に形成される上側抵抗膜から引き出される電極
端部と、下側面状部材に形成される下側抵抗膜から引き
出される電極端部とが、それぞれ前記コネクタ部に形成
される接続電極と接続されてなる、抵抗膜式タッチパネ
ルにおいて、下側面状部材がガラスまたは可撓性の小さ
い樹脂板で、上側面状部材が下側面状部材よりも可撓性
が大きく、耐熱性と光等方性とを有する樹脂板で構成さ
れ、前記コネクタ部には、上側抵抗膜の電極端部と接続
される側の接続電極部分と下側抵抗膜の電極端部と接続
される側の接続電極部分との間に、上側面状部材と下側
面状部材との熱膨張量の差に基づいてコネクタ部に作用
する応力を吸収するための切れ込みが形成されているこ
とを特徴とする。

【００１０】

【実施の形態】以下、本発明のタッチパネルに係る一の
実施の形態を、図面に従って説明する。図１は、本実施
の形態のタッチパネルの斜視図である。タッチパネル１
００は、上側面状部材１１０、コネクタ部１２０、下側
面状部材１３０、接着剤１４０が積層されて成る。

【００１１】次いで図２は、タッチパネル１００の構造
を示す分解図である。上側面状部材１１０は、タッチパ
ネル１００において操作者からの指や機器を用いた入力
を受け付ける側の面状部材であり、可撓性と耐熱性とに
優れるとともに光等方性のあるポリオレフィン系樹脂板
から成る。（本実施の形態では、ポリオレフィン系樹脂
であるARTONのフィルムとする。ARTONは日本合成ゴムの
登録商標である。）上側面状部材１１０のうち、下側面
状部材１３０に対向する側の主表面には、ＩＴＯ（indi
um tin oxide：インジウム−すず酸化物）で形成される
抵抗膜１１１が略全面に形成されている。また、抵抗膜
１１１の対向する２側辺には電極１１２が設けられてい
る。そして、前記主表面の残余の領域であってコネクタ
部１２０と対向する部位には、コネクタ部１２０側の一
対の接続電極１２２、１２２と接続するための一対の電
極端部１１４、１１４が形成され、この電極端部１１
４、１１４と前記抵抗膜１１１の２側辺に設けられた電
極１１２、１１２との間が配線パターン１１３，１１３
で接続されている。

【００１２】下側面状部材１３０は、極薄ガラスであ
り、上側面状部材１１０に対向する側の主表面には、Ｉ
ＴＯからなる抵抗膜１３１が略全面に設けられている。
抵抗膜１３１の対向する２側辺であって、前記上側抵抗
膜１１１に形成された電極１１２，１１２の対向方向と
直交する方向の側辺には、電極１３２、１３２が形成さ
れている。そして、前記主表面の残余の領域には、上側
面状部材１１０と同様、コネクタ部１２０側の一対の接
続電極１２３、１２３と接続する一対の電極端部１３
４、１３４が形成され、この電極端部１３４、１３４と
前記抵抗膜１３１の２側辺に設けられた電極１３２、１
３２とを接続する配線パターン１３３，１３３が形成さ
れている。

【００１３】コネクタ部１２０は、PETフィルムやポリ
イミドなどの素材に銀を素材とする４本のフレキシブル
ワイヤ１２９を挟み込んで成る接続用ケーブル１９０の
一方の端部であり、前記上下面状部材１１０，１３０の
電極端部１１４、１１４、１３４、１３４と接続される
接続電極１２２、１２２、１２３、１２３を上下表面に
露出形成し、前記フレキシブルワイヤ１２９の終端をこ
の接続電極１２２、１２２、１２３、１２３と接続した
構成となっている。４本のフレキシブルワイヤと４つの
接続電極とを分割せずに１つのコネクタ部に集約するの
は、材料費と工数との両面からコストを抑制するためで
ある。

【００１４】タッチパネルを組み立てた状態において
は、上側接続電極１２２、１２２は上側電極端部１１
４、１１４と、下側接続電極１２３、１２３は下側電極
端部１３４、１３４と、それぞれ接着されている。接着
の方法は、各取り出し部の共通の素材である銀にカーボ
ンを混練りしたうえでの熱圧着である。図３は、この接
着部分を拡大して示した図である。

【００１５】この図から分かる通り、コネクタ部１２０
の上下接続電極１２２，１２２，１２３、１２３は、そ
れぞれコネクタ部１２０本体の上面、下面に分けて、上
面視で重複しない位置に設けられる。また、コネクタ部
１２０には、切れ込み１２１が設けられている。この切
れ込み１２１は、上下面状部材１１０，１３０の膨張率
の差から生じる応力を解消するためのものである。切れ
込み１２１が設けられる位置は、上下接続電極１２２，
１２３の間である。

【００１６】接着剤１４０は、対向する上下面状部材１
１０、１３０の周縁を、コネクタ部１２０を挟み込んで
いる部分を除いて固着している。スペーサ１６０は、抵
抗膜１３１に設けられ、上下面状部材１１０、１３０の
間隔をおよそ１００μｍに保っている。次いで、上記の
切れ込み１２１が、どのように上下面状部材１１０，１
３０の膨張率の差から生じる応力を解消して、断線を防
止するかを、以下、図を用いながら説明する。

【００１７】図４は、切れ込みを設けなかった場合の応
力を示すものである。上側面状部材１１０が、温度上昇
によって膨張すると、コネクタ部１２０のうち上側面状
部材１１０と接着された部分に応力４０１がかかる。コ
ネクタ部１２０のうち下側面状部材１３０と接着された
部分は、応力４０１の逆方向に向かう応力４０２が発生
する。さらに、コネクタ部１２０内で反対方向の応力４
０１，４０２が作用することで、応力４０３が生じる。
こうして、コネクタ部１２０と上下面状部材１１０，１
３０との接着部分、すなわち上側接続電極１２２と上側
電極端部１１４との接着面に、応力４０１，４０２，４
０３が働く。

【００１８】図５は、切れ込み１２１が、上記の応力を
どう解消するかを示す。同図（ａ）に示すように、切れ
込み１２１があると、切れ込み１２１によって分断され
たコネクタ部部分１２０ａ、１２０ｂが各々、上側面状
部材１１０、下側面状部材１３０の熱膨張量に応じて、
同図（ｂ）に示すように独立して屈曲する。この屈曲に
よって、応力は解消され、電極の接続部分には負担がか
からない。

【００１９】応力４０１を解消する効果は、上側面状部
材１１０と接着されたコネクタ部部分１２０ａが長いほ
ど、大きくなる。図５（ｃ）は、切れ込みの長さが不充
分な場合の例を示している。この場合、コネクタ部部分
５２０ａの弾性のみでは応力４０１を解消しきれないた
め、切れ込み５２１の終端部分５２２で、図４の場合に
比べて小さいながらも、応力４０２，４０３が生じ、断
線の原因になる。

【００２０】このため、切れ込み１２１は、上下面状部
材１１０，１３０に挟まれる部分（以下「接着部１２
５」という）を越えてさらに、左右のコネクタ部部分１
２０ａ、１２０ｂが屈曲するのに充分な長さだけ延長さ
れていることが必要となる。実験においては、接着部１
２５を越えてさらに５ｍｍの長さを有していると、好結
果が得られた。（実験結果）上記の構成のタッチパネルについて、信頼
性（温度差による断線発生の有無）を確認するための冷
熱衝撃実験を行った。

【００２１】以下に、その実験の実施条件とその結果を
示す。（１）試験条件冷熱衝撃試験：気温−40℃の環境に２時間、気温80℃の
環境に2時間放置することを１サイクルとし、これを２
５サイクル繰り返す。（２）サンプル（ａ）ポリオレフィン系樹脂フィルムを使用したタッチ
パネル上側面状部材素材：ポリオレフィン系樹脂フィルム(厚
み188μｍ) 下側面状部材素材：ガラス(厚み1.1mm) コネクタ部厚み：25,38μｍの２パターンコネクタ部の切り込み長：0(切り込みなし),2,5,10ｍｍ
の４パターン（ｂ）ＰＥＴフィルムを使用した従来のタッチパネル
（対照用）上側面状部材素材：PETフィルム(厚み188μｍ) 下側面状部材素材：ガラス(厚み1.1mm) コネクタ部厚み：25,38μｍの２パターンコネクタ部の切り込み長：0(切り込みなし),2,5,10ｍｍ
の４パターン切り込み長については、「０(切り込みなし)」を除い
て、接着部１２５を越えた部分（図５（ａ）参照）の長
さとする。

【００２２】上記の（ａ）、（ｂ）各８パターンの計１
６パターンについて、それぞれ２枚のタッチパネルを用
意し実験を行った。（３）結果データ実験結果のデータを下の表に示す。「評価結果」の欄に
は、各パターンごとに２枚のタッチパネルを使用したた
め、２つの結果が示してある。

【００２３】

【表１】

【００２４】（４）結果データ評価従来のタッチパネル（ｂ）については、切れ込みを設け
なくとも断線が発生したパターンはなく、信頼性上問題
がない。ポリオレフィンを使用したタッチパネル（ｂ）
では、切れ込みを設けなかった２つのパターンではすべ
て断線が発生している。また、２mmの切れ込みを設けた
２パターンのうちコネクタ部の厚みが３８μmのパター
ンでは、1枚のタッチパネルに断線が生じた。

【００２５】以上から、切れ込みを設けることに効果が
あること、必要な切れ込みの長さはコネクタ部の厚みと
相関があること、本試験の構造のタッチパネルでは信頼
性を確保できる切れ込みの長さは５mmであること、が分
かる。なお、本実施の形態における切り込みの長さ５ｍ
ｍは、上記の実験条件に基づく、あくまでも相対的な値
であり、切り込みの長さがこれに限定されるものではな
いことは当然である。

【００２６】また、上側面状部材の素材として、実施の
形態においてはポリオレフィン系樹脂（ARTON）を挙げ
たが、これ以外にも、ポリカーボネート、ポリオレフィ
ン、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォンなどの樹
脂が使用できる。これらの素材の性質を、ガラス転移点
（耐熱性）、光等方性の有無、線膨張係数（膨張のしや
すさ）について、下の表に示す。また、対照データとし
てPETフィルムとガラスについても示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】なお、下側面状部材１３０の素材は、硬度
と耐熱性とを備える樹脂板（ポリカーボネートなど）で
あれば、ガラスでなくてもよい。この素材の耐熱性の目
安は、ガラス転移点で１３０℃である。この温度は使用
環境だけでなく製造工程も考慮した値である。以上の説
明からも明らかなように、本実施の形態のタッチパネル
は、耐熱性に優れ光等方性を備えるだけでなく、両面状
部材の線膨張係数に３〜４倍の格差がありながらも、膨
張・収縮から生じる応力を解消でき、広い温度範囲での
使用が可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のタッチパネルは、上下の面状部材が、スペーサ部材を
介して一定間隔をおいて対設されるとともに、両部材の
対向内面に抵抗膜が形成される一方、上下面状部材の対
向する周縁部の一部に、接続用ケーブルの一方の端部で
あるコネクタ部が挿設され、上側面状部材に形成される
上側抵抗膜から引き出される電極端部と、下側面状部材
に形成される下側抵抗膜から引き出される電極端部と
が、それぞれ前記コネクタ部に形成される接続電極と接
続されてなる、抵抗膜式タッチパネルにおいて、下側面
状部材がガラスまたは可撓性の小さい樹脂板で、上側面
状部材が下側面状部材よりも可撓性が大きく、耐熱性と
光等方性とを有する樹脂板で構成され、前記コネクタ部
には、上側抵抗膜の電極端部と接続される側の接続電極
部分と下側抵抗膜の電極端部と接続される側の接続電極
部分との間に、上側面状部材と下側面状部材との熱膨張
量の差に基づいてコネクタ部に作用する応力を吸収する
ための切れ込みが形成されていることを特徴とするの
で、耐熱性に優れるとともに光等方性を備え、しかも、
広い温度範囲で使用しても接触不良や断線を起こしにく
い。

【００３０】また、前記下側面状部材をガラスで、前記
上側面状部材をガラス転移点が１３０℃以上の樹脂板
で、それぞれ構成すれば、優れた耐熱性を発揮する。さ
らに、前記上側面状部材が、ポリカーボネート、ポリア
リレート、ポリエーテルサルフォン又はポリオレフィン
系のいずれかの樹脂板とすれば、光等方性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態のタッチパネルの斜視図である。

【図２】本実施の形態のタッチパネルの構造を示す分解
図である。

【図３】上下面状部材とコネクタ部との積層箇所の拡大
図である。

【図４】熱膨張によって発生する応力を示す図である。

【図５】切れ込みによる応力解消を示す図である。

【図６】応力による接着面の剥がれを示す図である。

【符合の説明】

１００タッチパネル１１０，６１０上側面状部材１２０，６２０コネクタ部１２１，５２１切れ込み１２２，１２３電極１２５接着部１２９フレキシブルワイヤ１３０，６３０下側面状部材１１１，１３１抵抗膜１１２，１３２電極１１３，１３３配線１１４，１３４電極端部１４０接着剤４０１，４０２，４０３応力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下の面状部材が、スペーサ部材を介し
て一定間隔をおいて対設されるとともに、両部材の対向
内面に抵抗膜が形成される一方、上下面状部材の対向す
る周縁部の一部に、接続用ケーブルの一方の端部である
コネクタ部が挿設され、上側面状部材に形成される上側
抵抗膜から引き出される電極端部と、下側面状部材に形
成される下側抵抗膜から引き出される電極端部とが、そ
れぞれ前記コネクタ部に形成される接続電極と接続され
てなる、抵抗膜式タッチパネルにおいて、下側面状部材がガラスまたは可撓性の小さい樹脂板で、
上側面状部材が下側面状部材よりも可撓性が大きく、耐
熱性と光等方性とを有する樹脂板で構成され、前記コネクタ部には、上側抵抗膜の電極端部と接続され
る側の接続電極部分と下側抵抗膜の電極端部と接続され
る側の接続電極部分との間に、上側面状部材と下側面状
部材との熱膨張量の差に基づいてコネクタ部に作用する
応力を吸収するための切れ込みが形成されていることを
特徴とする抵抗膜式タッチパネル。
【請求項２】前記下側面状部材はガラスで、前記上側
面状部材はガラス転移点が１３０℃以上の樹脂板で、そ
れぞれ構成されていることを特徴とする請求項１記載の
抵抗膜式タッチパネル。
【請求項３】前記上側面状部材が、ポリカーボネー
ト、ポリアリレート、ポリエーテルサルフォン又はポリ
オレフィン系のいずれかの樹脂を素材とする樹脂板で構
成されていることを特徴とする、請求項1または2記載の
抵抗膜式タッチパネル。