JPWO2009084502A1 - 保護パネル付きの電子機器 - Google Patents

Abstract

本表示部３Ａを有する表示装置３と、前記表示装置３を内部に装備し、開口して前記表示部３Ａを外部に臨ませる表示窓２Ａ、及び、その表示窓２Ａに備えられる枠状の支持部２ｂを有する筐体２と、前記表示窓２Ａに嵌め込まれ、前記支持部２ｂで裏面周縁部が支持される保護パネル４と、前記保護パネル４と前記支持部２ｂとの間に介装され、前記保護パネル４に対する押圧操作を検出する、ガラス転移点（Ｔｇ）が室温より高い温度領域にある樹脂をバインダーとして導電性材料を分散させてなる感圧導電性印刷層３０と、を備えて、保護パネル付きの電子機器を構成した。

Description

本発明は、内部に表示装置が装備される筐体に、表示装置の表示部を外部に臨ませる表示窓を形成し、その表示窓に、表示装置用の保護パネルを支持する支持部を備えて、表示窓に保護パネルを嵌め込み装備してある保護パネル付きの電子機器に関する。

従来、上記のような保護パネル付きの電子機器としては、内側にディスプレイ装置が配備される前面ケーシングに凹部を形成し、その凹部の底面に、ディスプレイ装置の表示部を外部に臨ませるための開口を形成し、ディスプレイ装置用の保護パネルを、その周縁部分が凹部底面の周縁で直に支持されるように、凹部に嵌め込み装備したものがある。

近年、保護パネル付きの電子機器の一例である携帯電話機やスマートフォンなどにおいては、本来の通話機能に加えて電子メール機能やインターネット機能などを備えたものや、それらの機能に加えて撮影機能や音楽再生機能などを備えたものがあり、多機能化が図られている。このような多機能化を図りながら電子機器の大型化を回避するためには、本来の機能を発揮するために装備されている各スイッチの兼用化を図るようにして、追加装備するスイッチの数量を減らす必要がある。

しかし、スイッチの兼用化が過ぎると、各スイッチに割り当てられる役目が多くなり過ぎて操作性の低下を招くことになり、又、本来の機能を発揮するために装備されているスイッチの数量や、新たに追加装備できるスイッチの数量にも限りがあることから、電子機器の多機能化を更に図るためには、電子機器の大型化を招くことになる。

そこで、特許文献１に開示されているように、保護パネル付きの電子機器に本来より備えられている保護パネルを有効利用して、電子機器の大型化や操作性の低下を回避又は抑制しながら電子機器の多機能化を更に図れるようにする、あるいは、電子機器の大型化を回避又は抑制しながら操作性の向上を図れるようにすることが考えられた。

特許文献１に記載の保護パネル付きの電子機器１０は、１表示部３Ａを有する表示装置３と、表示装置３を内部に装備し、開口して表示部３Ａを外部に臨ませる表示窓２Ａ、及び、その表示窓２Ａに備えられる枠状の支持部２ｂを有する筐体２と、表示窓２Ａに嵌め込まれ、支持部２ｂで裏面周縁部１０４Ａが支持される保護パネル１０４と、保護パネル１０４と支持部２ｂとの間に介装され、保護パネル１０４に対する押圧操作を検出する感圧導電性ゴム１４とを備えているものである（図１８参照）。図１８は図１７の携帯電話機のＡＡ線断面である。

上記構成によれば、保護パネル１０４を操作部とし、感圧導電性ゴム１４を感圧素子とした感圧センサを得ることができ、この感圧センサを、電子機器に新たに追加される機能に対応するスイッチや、既存のスイッチに兼用させた役目が割り当てられるスイッチとして使用することができる。

そして、この保護パネル１０４利用の感圧センサを、例えば、電子機器に新たに追加する機能に対応するスイッチとして使用すれば、新規機能に対する専用のスイッチを新設する場合に要する、専用スイッチ配置用のスペースを不要とすることができ、あるいは、既存のスイッチを新規機能に対応するスイッチに兼用させる場合に要する、新規機能に対応する役目の既存のスイッチへの割り当てを削減することができ、その結果、専用スイッチ配置用のスペースを確保することによる電子機器の大型化や、既存のスイッチを新規機能に対応するスイッチに兼用させることによる操作性の低下を回避又は抑制しながら、電子機器の多機能化を更に図ることができる。

又、この保護パネル１０４利用の感圧センサを、例えば、既存のスイッチに兼用させた役目が割り当てられるスイッチとして使用すれば、既存のスイッチに兼用させた役目が割り当てられる専用のスイッチを新設する場合に要する、専用スイッチ配置用のスペースを不要とすることができ、その結果、スイッチ配置用のスペースを確保することによる電子機器の大型化を回避又は抑制しながら、操作性の向上を図ることができる。
ＷＯ２００７／０９１６００号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術によって電子機器の大型化を回避又は抑制できるといっても、それはあくまで平面積が大きくならないという意味においてである。厚みという点では、図１８に示すように保護パネル１０４と筐体２の支持部２ｂとの間に厚みのある感圧導電性ゴム１４を介装する分、電子機器は大きくなる。そのため。特許文献１に記載の技術はモバイル機器のような薄さも要求されるような製品には適用しづらい。

また、特許文献１に記載の保護パネル付きの電子機器では、高温環境下で使用されると、保護パネル１０４と筐体２の支持部２ｂとの間に介装された感圧導電性ゴム１４が膨張し、その結果、感度が低くなったり、電極との接続不良等の不具合をおこしてしまうという問題があった。

本発明の目的は、保護パネル付きの電子機器に本来より備えられている保護パネルを有効利用して、電子機器の大型化や操作性の低下を回避又は抑制しながら電子機器の多機能化及び操作性の向上を図れるようにし、なおかつ薄さを維持でき、高温環境下での使用に耐え得るようにすることにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第１の特徴構成は、表示部を有する表示装置と、前記表示装置を内部に装備し、開口して前記表示部を外部に臨ませる表示窓、及び、その表示窓に備えられる枠状の支持部を有する筐体と、前記表示窓に嵌め込まれ、前記支持部で裏面周縁部が支持される保護パネルと、前記保護パネルと前記支持部との間に介装され、前記保護パネルに対する押圧操作を検出する、ガラス転移点（Ｔｇ）が室温より高い温度領域にある樹脂をバインダーとして導電性材料を分散させてなる感圧導電性印刷層と、を備えてあるように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、保護パネルを操作部とし、感圧導電性印刷層を感圧素子とした感圧センサを得ることができ、この感圧センサを、電子機器に新たに追加される機能に対応するスイッチや、既存のスイッチに兼用させた役目が割り当てられるスイッチとして使用することができる。

この保護パネル利用の感圧センサを、例えば、電子機器に新たに追加する機能に対応するスイッチとして使用すれば、新規機能に対する専用のスイッチを新設する場合に要する、専用スイッチ配置用のスペースを不要とすることができる。あるいは、既存のスイッチを新規機能に対応するスイッチに兼用させる場合に要する、新規機能に対応する役目の既存のスイッチへの割り当てを削減することができる。その結果、専用スイッチ配置用のスペースを確保することによる電子機器の大型化や、既存のスイッチを新規機能に対応するスイッチに兼用させることによる操作性の低下を回避又は抑制しながら、電子機器の多機能化を更に図ることができる。

さらに、この保護パネル利用の感圧センサを、例えば、既存のスイッチに兼用させた役目が割り当てられるスイッチとして使用すれば、既存のスイッチに兼用させた役目が割り当てられる専用のスイッチを新設する場合に要する、専用スイッチ配置用のスペースを不要とすることができ、その結果、スイッチ配置用のスペースを確保することによる電子機器の大型化を回避又は抑制しながら、操作性の向上を図ることができる。

しかも、感圧導電性印刷層を感圧素子とするため、保護パネルと筐体の支持部との間に従来の厚みのある感圧導電性ゴムを介装する場合と比べて電子機器の薄さを維持でき、モバイル機器のような薄さも要求されるような製品にも適用可能である。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第２の特徴構成は、前記感圧導電性印刷層が、塩酸ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂又はアクリル樹脂をバインダーとし、導電性材料を分散させてなる薄膜であるように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、保護パネル付きの電子機器を高温環境下で使用しても、感圧導電性印刷層は膨張することなく、その結果、感度が低くなったり、電極との接続不良等の不具合をおこしてしまうという問題も生じない。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第３の特徴構成は、前記保護パネルの裏面に、前記感圧導電性印刷層が形成された透明樹脂フィルムが貼付されているように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、感圧導電性印刷層をスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法にて透明樹脂フィルムに形成し、保護パネルの裏面に貼付することができる。したがって、透明樹脂フィルムに感圧導電性印刷層を形成する上で、ロールtoロール（RtoR）等の量産に適した印刷方法を選択できる。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第４の特徴構成は、前記感圧導電性印刷層を、前記支持部に沿ったループ状に形成してあるように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、保護パネル４を押圧操作した場合には、押圧操作位置に関係なく、保護パネル４に対する圧力が感圧導電性印刷層３０に掛かり、感圧導電性印刷層３０が導通するようになる。よって、保護パネル４に対する押圧操作の安定性がよく確実に検出できる。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第５の特徴構成は、前記感圧導電性印刷層を、前記支持部上の少なくとも１箇所に形成してあるように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、保護パネルの裏面周縁部において、その４辺あるいは４隅に感圧導電性印刷層がそれぞれ位置するように配置して、保護パネル４が十字スイッチとしての機能を有するようにもできる。また、アイコンやスライダ等、操作部の一部のみに感圧機能を必要とする場合には、当該感圧機能が必要な領域のみ保護パネルの裏面周縁部に感圧導電性印刷層を配置することができる。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第６の特徴構成は、前記感圧導電性印刷層の一面には一対の櫛歯状電極が配置され、当該一対の櫛歯状電極によって前記保護パネルに対する押圧操作が検出されるように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、一対の櫛歯状電極にすることで、電極と感圧導電性印刷層との接触面積が大きくなり、感度の調整が行ないやすくなる。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第７の特徴構成は、前記感圧導電性印刷層の一面には一対の渦巻状電極が配置され、当該一対の渦巻状電極によって前記保護パネルに対する押圧操作が検出されるように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、渦巻状電極にすることで、電極と感圧導電性印刷層との接触面積がさらに大きくなり、感度の調整がより行ないやすくなる。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器の第８の特徴構成は、前記保護パネルを、タッチパネルとしての機能を有するように構成した点にある。

上記特徴構成によれば、保護パネルに対する押圧操作と保護パネル上での押圧操作位置とを検出する保護パネル利用のタッチパネル機能付き感圧センサを得ることができ、その圧力情報と位置情報との組合せによって、多くの複雑な役割を果たす多機能スイッチや、筆圧感知機能付きのタブレットなどとして使用できる。これによって、電子機器の大型化や操作性の低下を招くことなく電子機器の多機能化を更に図ることや、電子機器の操作性の低下を招くことなく小型化を図ることが可能になる。

は、本発明に係る保護パネル付きの電子機器の一実施例を示す要部の横断底面図である。 は、本発明に係る保護パネル付きの電子機器の一実施例を示す要部の分解横断底面図である。 は、本発明に係る下部電極フィルムの平面図である。 は、本発明に係る上部電極フィルムの底面図である。 は、本発明に係る保護パネル付きの電子機器の一実施例を示す要部の縦断側面図である。 は、本発明に係る保護パネルに対する感圧導電性印刷層の配置パターンの一例を示す斜視図である。 は、本発明に係る櫛歯状電極のパターンを示す斜視図である。 は、本発明に係る感圧導電性印刷層について高温環境試験前後のＦ−Ｒ特性の変化を示す図である。 は、感圧導電性ゴムについて高温環境試験前後のＦ−Ｒ特性の変化を示す図である。 は、本発明に係る保護パネルに対する感圧導電性印刷層の配置パターンの一例を示す斜視図である。 は、本発明に係る保護パネルに対する感圧導電性印刷層の配置パターンの一例を示す斜視図である。 は、本発明に係る保護パネルに対する感圧導電性印刷層の配置パターンの一例を示す斜視図である。 は、本発明に係る保護パネルに対する感圧導電性印刷層の配置パターンの一例を示す斜視図である。 は、本発明に係る感圧導電性印刷層からのリード線の取り出し方の一例を示す図である。 は、本発明に係る感圧導電性印刷層からのリード線の取り出し方の一例を示す図である。 は、本発明に係る渦巻状電極のパターンを示す平面図である。 は、携帯電話機の斜視図である。 は、従来技術に係る保護パネル付きの電子機器の一例を示す要部の横断底面図である。

以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明に係わる保護パネル付きの電子機器としては、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、遊技機などのようなモバイル機器があり、ここでは携帯電話機１を例示して説明する。

保護パネル付きの電子機器の一例である携帯電話機１は、従来技術と同様、前面に表示窓２Ａなどが形成された合成樹脂製の筐体２に、液晶又は有機ＥＬなどの表示部３Ａを有する表示装置３、その表示装置３の表面を保護する保護パネル４、及び、複数の入力キー５などを備えて構成されている（図１７参照）。

本発明において、筐体２の表示窓２Ａは、図１及び図２に示すように、保護パネル４の嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され、その底面に、筐体２の内部に装備された表示装置３の表示部３Ａを外部に臨ませる開口部２ａと、保護パネル４の裏面周縁部４Ａを支持する枠状の支持部２ｂとを有するように開口されている。

表示窓２Ａの形状や大きさは、保護パネル４の形状や大きさに応じて種々の変更が可能であり、又、表示窓２Ａの凹入深さは、保護パネル４の厚みなどに応じて種々の変更が可能であり、更に、表示窓２Ａにおける開口部２ａの形状や大きさは、表示部３Ａの形状や大きさなどに応じて種々の変更が可能である。ここでは、表示窓２Ａ、開口部２ａ、表示部３Ａ、及び保護パネル４の形状を矩形状又は略矩形状とし、表示窓２Ａの凹入深さを、筐体２の表面と保護パネル４の表面とが同じ高さになるように設定してある。

保護パネル４としては、保護パネル４に対するタッチ操作に基づいて、その操作位置となるＸ−Ｙ座標を検知する所謂タッチ入力機能を備えるものと、そのタッチ入力機能を備えていないものとを選択でき、又、タッチ入力機能を備えるものにおいては、抵抗膜方式、静電容量方式、及び電磁誘導方式などから選択できる。ここでは、抵抗膜方式のタッチ入力機能を有するものを例示して説明する。

図１及び図２に示すように、保護パネル４は、透明性、剛性に優れる樹脂やガラスを用いて形成した支持板６、当該支持板６の上面に張り合わせた下部電極フィルム７、当該下部電極フィルム７の上方に空気層を有するように対向配置した上部電極フィルム８、及び、当該上部電極フィルム８の上面に張り合わせたデザインシート９などによって、抵抗膜方式のタッチパネルＡとしての機能を有するように構成される。

支持板６に使用する樹脂としては、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、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）、セルロースプロピオネート樹脂（ＣＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリエステル樹脂、及びポリエチレン樹脂（ＰＥ）などの透明性、剛性に優れる樹脂から選択でき、特に透明性に優れるポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を使用することが好ましい。また、支持板６に使用するガラスとしては、ソーダーガラス、ホウケイ酸ガラス、強化ガラスなどがある。

又、支持板６の厚みとしては、０.５〜３.０ｍｍの範囲から選択でき、特に１.０ｍｍとすることが好ましい。

図１〜３に示すように、下部電極フィルム７は、透明絶縁性基材７Ａの上面に、矩形状の透明導電膜７Ｂ、透明導電膜７Ｂの対向する二辺に位置する平行な一対の下側バスバー７Ｃ、透明導電膜７Ｂの周囲に位置する一対の引き回し回路７Ｄと一対の連絡電極７Ｅ、及び枠状の接着層７Ｆを形成して構成される。

図１、図２及び図４に示すように、上部電極フィルム８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８Ａの下面に、矩形状の透明導電膜８Ｂ、当該透明導電膜８Ｂの対向する二辺に位置する平行な一対の上側バスバー８Ｃ、及び、透明導電膜８Ｂの周囲に位置する一対の引き回し回路８Ｄと一対の連絡電極８Ｅとを形成して構成される。

下部電極フィルム７の透明絶縁性基材７Ａ及び上部電極フィルム８の可撓性透明絶縁性基材８Ａには、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、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムを使用できる。

下部電極フィルム７及び上部電極フィルム８の透明導電膜７Ｂ，８Ｂには、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、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）などの金属酸化物膜、これらの金属酸化物を主体とする複合膜、あるいは、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、パラジウムなどの金属膜がある。又、透明導電膜７Ｂ，８Ｂを２層以上の多層に形成してもよい。

透明導電膜７Ｂ，８Ｂの形成方法には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などがある。

図１〜図３に示すように、透明導電膜７Ｂ，８Ｂのうちのいずれか一方の表面に、それらの透明導電膜７Ｂ，８Ｂを対向させた際の誤接触を防止するための複数の微細なドット状のスペーサ１０を形成することができる。

スペーサ１０には、エポキシアクリレート系やウレタンアクリレート系などの透明な光硬化型樹脂や、ポリエステル系やエポキシ系などの透明な熱硬化型樹脂を使用できる。又、スペーサ１０の形成方法には、スクリーン印刷などの印刷法やフォトプロセスなどがある。

下側バスバー７Ｃ、上側バスバー８Ｃ、引き回し回路７Ｄ，８Ｄ、及び連絡電極７Ｅ，８Ｅは、金、銀、銅、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用いて形成することができる。又、それらの形成方法には、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法、及び刷毛塗法などがある。

下側バスバー７Ｃ及び上側バスバー８Ｃは、透明絶縁性基材７Ａ又は可撓性透明絶縁性基材８Ａのなるべく端部に形成して、透明絶縁性基材７Ａ及び可撓性透明絶縁性基材８Ａの中央部に、下側バスバー７Ｃや上側バスバー８Ｃが形成されないエリアをできるだけ広く確保することが一般的である。

下側バスバー７Ｃや上側バスバー８Ｃ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、携帯電話機１などの保護パネル付き電子機器における入力エリアや表示エリアの広さや形状に応じて種々の変更が可能である。

デザインシート９は、可撓性透明絶縁性基材９Ａの上面に図示しないハードコート層を、下面に図示しない絵柄層及び接着層を形成して構成されている。

デザインシート９の可撓性透明絶縁性基材９Ａには、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、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムを使用できる。

可撓性透明絶縁性基材９Ａの厚みとしては、５０〜２００μｍの範囲から選択でき、特に１００〜１２５μｍとすることが好ましい。

デザインシート９のハードコート層に使用する材料としては、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。ハードコート層の厚みは、１〜７μｍ程度が適当である。

ハードコート層の形成方法には、ロールコート、スプレーコート、などのコート法、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。又、ハードコート層は、下面に絵柄層及び接着層が直接形成される可撓性透明絶縁性基材９Ａの上面に直接形成してもよいし、下面に絵柄層及び接着層が直接形成される可撓性透明絶縁性基材９Ａとは別の可撓性透明絶縁性基材に形成して、それらの両可撓性透明絶縁性基材を貼り合わせてもよい。

デザインシート９に、例えば、可撓性透明絶縁性基材９Ａやハードコート層に凹凸加工を施す、あるいは、ハードコート層中に体質顔料であるシリカやアルミナなどの微粒子を混ぜる、などの光反射防止のためのノングレア処理を施すようにしてもよい。

絵柄層には、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、アルキド樹脂などをバインダとし、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。

絵柄層の形成方法には、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、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。

又、絵柄層としては、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、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、亜鉛、などの金属、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。又、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。

接着層には、上部電極フィルム８の可撓性透明絶縁性基材８Ａとデザインシート９の可撓性透明絶縁性基材９Ａと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、可撓性透明絶縁性基材８Ａ，９Ａがポリカーボネート系やポリアミド系の場合は、ポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂などを使用すればよく、又、可撓性透明絶縁性基材８Ａ，９Ａがアクリル系やポリエチレンテレフタレート系の場合は、塩ビ、酢酸ビニル、アクリル系共重合体などを使用すればよい。

接着層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、フレキソ印刷などの通常印刷法などを用いるとよい。

以下、図１〜図５に基づいて、本実施形態で例示した抵抗膜方式のタッチ入力機能を有する保護パネル４の構成について詳述する。

先ず、厚さ７５μｍのロール状のポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムと略称する）からなる可撓性透明絶縁性基材８Ａの片面に、紫外線硬化型のアクリル系のハードコートをロールコーターにより塗布して、片面ハードコート付きのＰＥＴフィルムを得た後、そのハードコート面に、インジウムチンオキサイド膜（以下、ＩＴＯ膜と略称する）をスパッタリングにより形成する。次に、縦横の長さが予め設定した所定の寸法となるようにシート状にカットした後、ＩＴＯ膜上にスクリーン印刷にてエッチングレジストをパターン状に塗布し、硫酸にて不要部のＩＴＯ膜を除去することで、矩形状の透明導電膜８Ｂを形成する。エッチング後、レジストはアルカリ洗浄により除去し、透明導電膜８Ｂの対向する二辺及び周囲に銀ペーストを用いたスクリーン印刷によって、平行な一対の上側バスバー８Ｃと一対の引き回し回路８Ｄと一対の連絡電極８Ｅとを形成する。これによって、上部電極フィルム８が得られる。

次に、厚さ１２５μｍのロール状のＰＥＴフィルムからなる可撓性透明絶縁性基材９Ａの両面に、紫外線硬化型のアクリル系のハードコートをロールコーターにより塗布して、両面ハードコート付きのＰＥＴフィルムを得る。その後、縦横の長さが上部電極フィルム８と同じ寸法となるようにシート状にカットし、その片面に絵柄層と、アクリル酸エステルを主成分とする透明な粘着剤からなる接着層とを、グラビア印刷によって形成する。これによって、デザインシート９が得られる。

そして、得られた上部電極フィルム８とデザインシート９とを、デザインシート９の接着層を介して、上部電極フィルム８の非ＩＴＯ膜形成面とデザインシート９の絵柄層面とが対向するように全面を貼り合わせる。

一方、厚さ１００μｍのロール状のポリカーボネートフィルム（以下、ＰＣフィルムと略称する）からなる透明絶縁性基材７Ａの両面に、紫外線硬化型のアクリル系のハードコートをロールコーターにより塗布して、両面ハードコート付きのＰＣフィルムを得た後、その片面にＩＴＯ膜をスパッタリングにより形成する。そして、縦横の長さが上部電極フィルム８と同じ寸法となるようにシート状にカットした後、ＩＴＯ膜上にスクリーン印刷にてエッチングレジストをパターン状に塗布し、硫酸にて不要部のＩＴＯ膜を除去することで、矩形状の透明導電膜７Ｂを形成する。次に、透明導電膜７Ｂの表面全体に、エポキシアクリレート系の熱硬化型樹脂を用いたスクリーン印刷によって、複数の微細なドット状のスペーサ１０を形成し、又、透明導電膜７Ｂの対向する二辺及び周囲に、銀ペーストを用いたスクリーン印刷によって、平行な一対の下側バスバー７Ｃと一対の引き回し回路７Ｄと一対の連絡電極７Ｅとを形成する。その後、一対の連絡電極７Ｅと、上部電極フィルム８の各連絡電極８Ｅに対する２つの接続部位７Ｇとに、ニッケルメッキを施した樹脂ビーズを分散させた粘着剤をスクリーン印刷にて塗布し、更に、それら部位を除く周縁部に、アクリル酸エステルを主成分とした粘着剤インキをスクリーン印刷にて塗布して、枠状の接着層７Ｆを形成する。これによって、下部電極フィルム７が得られる。

次に、下部電極フィルム７の非ＩＴＯ膜形成面に、その全域にわたって、支持板６としての厚さ１．０ｍｍのポリカーボネート板を、アクリル酸エステルを主成分とする粘着剤で貼り合わせた後、その周縁部のうちの一側縁部に、４つのスルーホール１１を、その一側縁に沿って直線状に並ぶようにドリルで形成する。４つのスルーホール１１は、直径が１ｍｍで、支持板６及び下部電極フィルム７の厚み方向と平行に形成され、連絡電極７Ｅ又は接続部位７Ｇを貫通する。各スルーホール１１の内部には、導電剤としての銀ペーストをディスペンサーにて充填する。

その後、支持板６を貼り合わせた下部電極フィルム７と、デザインシート９を貼り合わせた上部電極フィルム８とを、互いの透明導電膜７Ｂ，８Ｂが空気層を介して対向し、下側バスバー７Ｃと上側バスバー８Ｃとが直交し、上部電極フィルム８の連絡電極８Ｅの形成箇所とそれらに対応するスルーホール１１の形成箇所とが一致するように、下部電極フィルム７の接着層７Ｆを介して貼り合わせる。

次に、ポリイミドフィルムの片面に銅箔からなる回路を形成したフィルムでフレキシブル・プリント・サーキット（以下、ＦＰＣと略称する）を作製し、そのＦＰＣの端部電極部に穴加工を施し、その穴と支持板６のスルーホール１１とを一致させ、金属ピン１２を超音波圧入装置にて挿入することで、支持板６の非下部電極フィルム貼付面に、タッチ入力信号の取り出しが可能なケーブル１３を備える。

これによって、抵抗膜方式のタッチ入力機能を有する保護パネル４が得られる。

本発明の特徴は、図１、図２、図５及び図６に示すように、この保護パネル４は、その裏面周縁部４Ａつまり支持板６における非下部電極フィルム貼付面の周縁部に、従来の感圧導電性ゴムではなく、ガラス転移点（Ｔｇ）が室温より高い温度領域にある樹脂をバインダーとして導電性材料を分散させてなる感圧導電性印刷層３０が備えられていることにある。

感圧導電性印刷層３０は、保護パネル４を筐体２の表示窓２Ａに嵌め込んだ状態では、表示窓２Ａの支持部２ｂと保護パネル４の裏面周縁部４Ａとの間に介装されることで、保護パネル４に対する押圧操作の検出（Ｚ座標の検知）を可能にする。

また、感圧導電性印刷層３０を、図６に示すように支持部２ｂに沿った幅０．２〜２０ｍｍのループ状に形成することにより、保護パネル４を押圧操作した場合には、押圧操作位置に関係なく、保護パネル４に対する圧力が感圧導電性印刷層３０に掛かり、感圧導電性印刷層３０が導通するようになる。よって、保護パネル４に対する押圧操作の安定性がよく確実に検出できる。

感圧導電性印刷層３０は、押圧力の大きさに応じて抵抗値が変化するアナログ型である。

前記導電性材料としては、１つ以上の金属、他の導電性または半導体の元素および酸化物、または導電性または半導体の有機又は無機ポリマーを用いることができる。より詳しくは、チタン、タンタル、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、ハフニウム、アルミニウム、シリコン、スズ、クロム、モリブデン、タングステン、鉛、マンガン、ベリリウム、鉄、コバルト、ニッケル、白金、パラジウム、オスミニウム、イリジウム、レニウム、テクネニウム、ロジウム、ルテニウム、金、銀、カドミウム、銅、亜鉛、ゲルマニウム、砒素、アンチモン、ビスマス、硼素、スカンジウム、およびランタニドとアクチニド系列の金属の１つ以上、および、適当であるならば、少なくとも１つ以上の導電性剤である。導電性の充填剤は、非酸化状態における基本要素とすることができる。また、導電性材料の粉体、粒、ファイバーであってもよい。好ましくは直径０．０４〜０．２μｍの球状のものである。なお、分散量は、圧力感度に合わせて適宜調節すればよい。

ガラス転移点（Ｔｇ）が室温より高い温度領域にある樹脂からなる前記バインダーとしては、塩酸ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂を用いることができる。また、前記バインダーとしてアクリル樹脂を用いてもよい。また、前記バインダーとしてポリウレタン樹脂を用いることもできる。さらに、前記バインダーとしてポリエステル樹脂を用いることができる。また、エポキシ樹脂を前記バインダーとして用いることもできる。また、前記バインダーとして塩素化ポリオレフィンを用いることができる。また。ニトロセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリアミド樹脂、光硬化性樹脂などを用いることができる。また、印刷インキのバインダーとして通常用いられるその他の樹脂材料を用いることもできる。なお、各種ゴムのガラス転移点（Ｔｇ）は、例えば、ニトリル ゴム （ＮＢＲ）で−１０〜−５５℃、スチレンブタジエン ゴム （ＳＢＲ）で−５７℃、天然 ゴム （ＮＲ）で−７３℃というように、マイナス（０℃以下）の温度領域にある。

感圧導電性印刷層３０の形成は、例えば、スクリーン印刷、ロールーター法、ディスペンサー法などを用いて保護パネル４の裏面周縁部４Ａに直接形成することができる。しかし、図１及び図２に示すように、感圧導電性印刷層３０をスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの通常印刷法にて透明樹脂フィルム３１に形成し、この感圧導電性印刷層３０が形成された透明樹脂フィルム３１を保護パネル４の裏面に貼付するほうがロールtoロール（RtoR）等の量産に適した印刷方法を選択できるという点でより好ましい。なお、前記感圧導電性印刷層３０が形成された透明樹脂フィルム３１が前記保護パネルの裏面全体を覆う場合、貼付後に前記した保護パネル４のケーブル１３を装着する。

前記感圧導電性印刷層３０を形成して前記保護パネル４の裏面に貼付される、前記透明樹脂フィルム３１としては、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、ポリブチレンテレフタレート系などの透明フィルムを使用できる。

前記感圧導電性印刷層３０の膜厚は、１〜２００μｍとする。膜厚が２００μｍを超えると、印刷層を形成できなくなる上に、モバイル機器のような薄さも要求されるような製品には適用しづらい。又膜厚が１μｍに満たないと、前記感圧導電性印刷層の圧力検知特性にバラツキである。

また、感圧導電性印刷層３０の一面には図７に示すような一対の櫛歯電極１６が配置され、各電極１６から延出されたＦＰＣなどのリード線１７（図１４参照）の端部には筐体２の内部に備えた制御部２０に接続されるコネクタ１８が備えられている（図５参照）。そして、制御部２０は、コネクタ１８を介して伝達される、保護パネルへの入力荷重が閾値以上になると保護パネルの押圧操作が行なわれたと判定する。具体的には、制御部２０は、コネクタ１８を介して伝達される一対の電極１６間の抵抗値が所定の閾値以下になると、保護パネル４の押圧操作が行なわれたと判断する。

〔評価結果〕
（１）Ｚ軸（圧力）検知
上記の構成で得た感圧導電性印刷層３０を備えたタッチ入力機能付き保護パネル４の表面を、先端がＲ０．８のポリアセタールペンで押圧した際に得られる感圧導電性印刷層３０の抵抗値の変化を測定した。

この測定では、図８に示すように、０〜２Ｎ（約２００ｇｆ）の間でのペン入力荷重の増大に応じて、感圧導電性印刷層３０の抵抗値が徐々に下がる結果が得られ、ペン入力荷重を抵抗値の変化で検知できることを確認できた。

（２）高温環境下での耐久性
上記の構成で得た感圧導電性印刷層３０を備えたタッチ入力機能付き保護パネル４を、８５℃の高温環境下に１６時間置いた後、圧力検知の動作確認を行った。

その結果、図９に示すように、高温環境下に置いた前後でほとんどＦ−Ｒ特性に変化が見られなかった。なお、図８は感圧導電性ゴムについて同様の試験を行なった結果である。

以上、上記の構成で得た感圧導電性印刷層３０を備えたタッチ入力機能付き保護パネル４では、その裏面周縁部４Ａに感圧導電性印刷層３０を形成することで、保護パネル４の表面を押圧操作する場合には、保護パネル４に対する圧力が感圧導電性印刷層３０に掛かかり、層中に分散した導電性材料が繋がり、感圧導電性印刷層３０に配備した電極１６の間で導通が生じると考えられる。

そして、更に強く保護パネル４を押圧すると、感圧導電性印刷層３０の変形が大きくなるほど、導電性材料の繋がる箇所が増えて抵抗値が小さくなると考えられる。

つまり、この保護パネル４では、従来の筐体２の支持部２ｂとの間に感圧導電性ゴム１４を介装する保護パネル１０４と同様に、保護パネル４に対する押圧力の変化に応じた抵抗値の変化を検知する可変式の感圧センサとしての機能を有し、タッチ操作力やペンの筆圧などを検知することができ、その結果、この保護パネル４を、例えば、撮影機能を有する電子機器に採用した場合には、それに対する押圧力の大きさに応じてズーム速度を変化させるズームスイッチやシャッター速度を変化させるシャッタースイッチとして使用することができ、又、描画機能を有する電子機器に採用した場合には、保護パネル４に対する押圧力の大きさに応じて濃淡を変化させる筆圧認識センサとして使用できる。

しかも、この保護パネル４では、従来の感圧導電性ゴムを備えた保護パネル１０４では課題となっていた高温環境下で使用においても、保護パネルと筐体の支持部との間に介装された感圧導電性印刷層３０が膨張することがなく、その結果、感度が低くなったり、電極との接続不良等の不具合をおこしてしまうということもなかった。

〔別実施形態〕
（１）上記第１実施形態では、感圧導電性印刷層３０が前記支持部に沿ったループ状に形成してある例について説明したが、感圧導電性印刷層３０は、前記支持部上の少なくとも１箇所に形成するようにしてもよい。例えば、図１０、図１１に示すように、保護パネル４の裏面周縁部４Ａにおいて、その４辺あるいは４隅に感圧導電性印刷層３０がそれぞれ位置するように配置して、保護パネル４が十字スイッチとしての機能を有するように構成してもよい。また、アイコンやスライダ等、操作部の一部のみに感圧機能を必要とする場合には、図１２、図１３に示すように、当該感圧機能が必要な領域３２のみ保護パネル４の裏面周縁部４Ａに感圧導電性印刷層３０を配置してもよい。なお、図１０〜１３は、一対の電極１６を省略して図示している。

（２）上記第１実施形態では、前記感圧導電性印刷層３０の一面に配置される一対の電極１６として、櫛歯電極が配置される例について説明したが、櫛歯電極に代えて、図１６に示すように渦巻状電極であってもよい。櫛歯電極を渦巻状電極に代えることで、前記感圧導電性印刷層３０との接触面積がさらに大きくなり、感度の調整がより行ないやすくなる。

（３） 前記リード線１７は、図１５に示すように、感圧導電性印刷層３０の一面に配置される一対の電極１６（図中は簡略化）を兼ねていてもよい。ただし、この場合、枠状の特殊なリード線が必要となるので、図１４の態様の方がより好ましい。また、前記リード線１７は、保護パネル４のケーブル１３と一つにまとめてもよい。

本発明に係る保護パネル付きの電子機器は、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、遊技機、及びタブレットなど、本来より備えられている保護パネルを有効利用して、電子機器の大型化や操作性の低下を回避又は抑制しながら電子機器の多機能化及び操作性の向上を図るために利用できる。

Claims (8)

1. 表示部を有する表示装置と、
   前記表示装置を内部に装備し、開口して前記表示部を外部に臨ませる表示窓、及び、その表示窓に備えられる枠状の支持部を有する筐体と、
   前記表示窓に嵌め込まれ、前記支持部で裏面周縁部が支持される保護パネルと、
   前記保護パネルと前記支持部との間に介装され、前記保護パネルに対する押圧操作を検出する、ガラス転移点（Ｔｇ）が室温より高い温度領域にある樹脂をバインダーとして導電性材料を分散させてなる感圧導電性印刷層と、
   を備えてある保護パネル付きの電子機器。
2. 前記感圧導電性印刷層が、塩酸ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂又はアクリル樹脂をバインダーとし、導電性材料を分散させてなる薄膜である請求項１に記載の保護パネル付きの電子機器。
3. 前記保護パネルの裏面に、前記感圧導電性印刷層が形成された透明樹脂フィルムが貼付されている請求項１に記載の保護パネル付きの電子機器。
4. 前記感圧導電性印刷層を、前記支持部に沿ったループ状に形成してある請求項１に記載の保護パネル付きの電子機器。
5. 前記感圧導電性印刷層を、前記支持部上の少なくとも１箇所に形成してある請求項１に記載の保護パネル付きの電子機器。
6. 前記感圧導電性印刷層の一面には一対の櫛歯電極が配置され、当該一対の櫛歯電極によって前記保護パネルに対する押圧操作が検出されるように構成されている請求項１に記載の保護パネル付きの電子機器。
7. 前記感圧導電性印刷層の一面には一対の渦巻状電極が配置され、当該一対の渦巻状電極によって前記保護パネルに対する押圧操作が検出されるように構成されている請求項１に記載の保護パネル付きの電子機器。
8. 前記保護パネルを、タッチパネルとしての機能を有するように構成してある請求項１に記載の保護パネル付きの電子機器。

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