WO2013100161A1 - タッチパネルユニット - Google Patents

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touch panel
mold support
panel unit
transparent
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PCT/JP2012/084258
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信也 岩脇
伴明 中山
直人 会田
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Smk株式会社
吉田テクノワークス株式会社
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    • G06F2203/04103Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel unit in which a glass substrate that supports a transparent sensor electrode of a capacitive touch panel is positioned and supported on a mold support constituting a part of an insulating case.
  • the touch panel is an input device that is attached to an insulating case of an electronic device such as a mobile phone, detects an input operation to an input operation region set along the surface of the insulating case, and outputs the detected input operation to a host processing device.
  • a display device such as a liquid crystal panel arranged inside
  • the transparent sensor electrode for detecting the input operation is made of a transparent glass substrate so that the display of the display device can be seen through the input operation area. I support it. Since the glass substrate that supports the transparent sensor electrode faces the surface of the insulating case and is easily damaged by an external force, a chemically strengthened glass substrate in which the surface layer is strengthened by ion exchange is used.
  • FIGS. 10 and 11 are an exploded perspective view and a longitudinal sectional view of the touch panel input device 100.
  • the touch panel 101 includes a glass substrate 101a and a flexible sheet 101b disposed on the glass substrate 101a via dot spacers.
  • a large number of transparent sensor electrodes are formed to be insulated from each other on the opposing surfaces separated by a dot spacer.
  • the touch panel 101 and the display panel 102 are positioned on a rectangular frame-shaped support frame 103 formed of an elastic material such as urethane, and are positioned in two stages, and the flexible sheet of the touch panel 101.
  • a transparent protective sheet 104 is attached to the entire surface of 101b.
  • the outline of the protective sheet 104 is larger than that of the flexible sheet 101 b, and therefore the periphery thereof is located on the protruding edge 103 a formed over the entire upper surface of the support frame 103.
  • the insulation case 105 of the device to which the touch panel 101 is fixed is composed of an upper case 105a and a lower case 105b obtained by dividing the box into two parts in the horizontal direction.
  • the input operation area of the touch panel 101 is exposed on the surface side of the upper case 105a.
  • An opening 106 is formed.
  • the support frame 103 in which the touch panel 101 and the display panel 102 are positioned is disposed so as to overlap further on the circuit board 108 disposed on the chassis 107 integral with the lower case 105b, and between the upper case 105a and the lower case 105b.
  • the support frame 103 made of an elastic material is compressed, the input operation area is exposed to the opening 106, and the touch panel 101 is positioned and fixed to the insulating case 105.
  • the protective sheet 104 is sandwiched between the protruding edge 103a of the support frame 103 and the inner top surface of the upper case 105a around the opening 106, and the glass substrate 101a
  • the flat surface is covered with the protective sheet 104, and the gap between the insulating case 105 and the touch panel 101 is covered with the protective sheet 104, so that water and dust do not enter the insulating case 105 from the opening 106.
  • the input operation area of the touch panel 101 is an opening.
  • a troublesome assembly process of fixing the support frame 103 to the insulating case 105 so as to face the inside 106 is required.
  • the area of the surface of the insulating case 105 where the input operation area is set is limited to a flat surface. The design of the insulating case 105 is restricted.
  • the thermal contraction rate between the substrate 101a and the synthetic resin that is the molding material of the insulating case 105 is different, a gap is generated between the insulating case 105 and the glass substrate 101a after insert molding, and the touch panel is not integrated. 101 may rattle against the insulating case 105, or a gap will be generated around the touch panel 101 on the surface of the insulating case 105, water may enter through the gap or the aesthetics may be impaired, and cannot be commercialized. It was.
  • the present invention has been made in consideration of such conventional problems.
  • the surface of the insulating case for positioning and supporting the glass substrate that supports the transparent sensor electrode is made seamless without gaps, and the waterproof function and the continuous input are provided. It aims at providing the touch panel unit from which operativity is obtained.
  • Another object of the present invention is to provide a touch panel unit that can have a free design including a curved surface on the surface of the insulating case on which the glass substrate of the touch panel is positioned and supported.
  • the glass substrate of the touch panel is insert-molded, and the glass substrate of the touch panel is positioned on the insulation case without requiring an assembly process. It aims at providing the touch panel unit which supports.
  • the touch panel unit according to claim 1 includes the transparent sensor electrode of the capacitive touch panel that detects an input operation from a change in capacitance of the transparent sensor electrode caused by the input operation body approaching.
  • a touch panel unit comprising: a glass substrate that is supported along a plane or a bottom surface; and a mold support that constitutes at least a part of the insulating case and positions and supports the glass substrate on the surface side of the insulating case.
  • the glass substrate is injection-molded with a transparent synthetic resin as a molding resin, and the glass substrate is covered with the molding resin over the entire plane and at least a part of the periphery, is insert-molded on the mold support, and a part of the outer peripheral surface is an insulating case.
  • the mold support is characterized by being integrally formed with the mold support in a state of being embedded in the mold support that becomes the surface. Since the glass substrate is embedded in the mold support and a part of the outer peripheral surface of the mold support becomes the surface of the insulating case, a groove with the glass substrate does not appear on the surface of the insulating case, making it seamless. Since the outer peripheral surface of the mold support to be injection-molded is the surface of the insulating case in which the glass substrate is embedded, the surface can be freely designed including a curved surface. Since the glass substrate is insert-molded on the mold support, an assembly process is not required and the glass substrate is integrally attached to the mold support.
  • a decorative film in which an adhesive layer and a printing layer are laminated is in-mold molded, and a region covering the glass substrate is transparent on the surface of the mold support.
  • the printed layer of the decorative film is transferred.
  • the printing layer is simultaneously transferred to the surface of the mold support. Since the area
  • the touch panel unit according to claim 3 is characterized in that the glass substrate is cut out by chemical etching from an original glass plate having a plurality of glass substrates. Since the glass substrate is cut out from the glass original plate by chemical etching, a glass substrate having a desired contour is manufactured. Even if there is a manufacturing error in the outer shape of the glass substrate cut out by chemical etching, it is embedded in the mold support so that the error does not appear on the mold support.
  • the touch panel unit according to claim 4 further includes a synthetic resin film adhered to the bottom surface of the glass substrate, and at the time of injection molding of the mold support, at least a part of the synthetic resin film is covered with the molding resin. It is characterized by that.
  • the molding resin that melts into the synthetic resin film bonded to the bottom surface of the glass substrate wraps around.
  • Synthetic resin film and molded resin are the same quality synthetic resin, so they can be easily fused together, and the molded mold support and glass substrate are firmly bonded via a synthetic resin film bonded to the glass substrate. And integrally molded.
  • the touch panel unit according to claim 5 is characterized in that the synthetic resin film is a transparent protective film that covers the transparent sensor electrode formed on the bottom surface of the glass substrate.
  • the transparent protective film can be formed of a synthetic resin film and is affixed to the bottom surface of the glass substrate to cover the transparent sensor electrode, so the synthetic resin film that promotes the integration of the glass substrate and the mold support is separate.
  • the touch panel unit according to claim 6 is characterized in that the synthetic resin film is made of polyethylene terephthalate resin, and the mold support is injection-molded using a polycondensation reaction resin by an ester reaction as a molding resin.
  • Polyethylene terephthalate resin is the same as the molding resin of the mold support in that it is a polymer due to an ester bond, and the fusion between the synthetic resin film and the molding resin is promoted, and the mold support and the glass substrate are more reliably connected. Integrated.
  • the glass substrate of the touch panel is integrally formed, so that an assembling step for attaching the glass substrate to the case becomes unnecessary.
  • the glass substrate is protected by the mold support covering the flat side, it is not easily damaged even when subjected to external force, and there is no need to attach a protective sheet for preventing scattering to the flat surface.
  • the surface of the insulating case where the input operation area is set can be a freely designed surface including a curved surface.
  • the surface of the insulating case that sets the input operation area is made seamless, complete dustproof and waterproof function And a continuous input operation feeling from the input operation area to the surrounding surface can be obtained.
  • the printing layer is transferred to the surface of the mold support at the same time in the molding process of integrally forming the glass substrate on the mold support, it is necessary to arrange the design panel on the mold support. Insulation case with any design can be obtained in a single molding process.
  • the glass substrate can be made into an arbitrary shape including a curved surface by cutting by chemical etching, and the outer shape of the insulating case can be freely designed without being restricted by the rectangular touch panel. be able to. In addition, by cutting by chemical etching, the external dimensional accuracy of the glass substrate is lowered, but it is not affected because it is embedded in the mold support.
  • the transparent protective film which covers a transparent sensor electrode can be substituted for a synthetic resin film.
  • the fusion between the synthetic resin film and the molding resin is promoted, and the mold support and the glass substrate are more reliably integrated through the synthetic resin film.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a mobile phone 60 including a touch panel unit 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the touch panel unit 1.
  • FIG. 3 is a bottom view of the touch panel unit 1.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along a line BB in FIG.
  • FIG. 5 is a partially omitted longitudinal sectional view cut along a line AA in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part in which a fixing part between the glass substrate 4 and the upper case 3A in FIG. 5 is enlarged.
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing the molding process of the touch panel unit 1.
  • FIG. 8 is a partially omitted perspective view of the decorative film 5.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the decorative film 5 cut at a position along the line CC in FIG.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing a conventional touch panel input device 100.
  • FIG. 11 is a
  • the touch panel unit 1 is a combination of a touch panel 2 serving as an input device of a mobile phone 60 and an upper case 3A, and as shown in FIG.
  • An upper case 3A and a lower case 3B that is engaged from the back side of the upper case 3A and becomes an insulating case 3 having a thin rectangular parallelepiped outer shape are arranged in the hollow insulating case 3 on the back side of the touch panel 2.
  • a liquid crystal display panel 61 and a printed wiring board 62 on which electronic components for operating the mobile phone 60 are mounted are accommodated. As shown in FIG.
  • the upper case 3A has a transparent PC / ABS alloy in which a PC (polycarbonate) resin and an ABS resin (acrylonitrile, butadiene, styrene copolymer synthetic resin) are mixed as a molding resin. It is formed in an outer shape having two curved sides facing each other in the longitudinal direction.
  • the touch panel 2 is insert-molded and applied along the surface of the upper case 3A.
  • the decorative film 5 is molded in-mold, and the upper case 3A is molded, as shown in FIGS. 4 and 5, the touch panel 2 is embedded in the transparent upper case 3A and decorated on the surface of the upper case 3A.
  • the print layer 50 of the film 5 is transferred.
  • the lower case 3B is formed of a black PC / ABS alloy as a molding resin, and is formed into a bowl shape with a contour to be engaged from the back side of the upper case 3A, as shown in FIG. It is assembled to the integral insulating case 3 by engaging with 3A.
  • the touch panel 2 is a capacitive touch panel 2 that detects an input operation of a finger based on a change in capacitance of a transparent sensor electrode to which a finger as an input operation body approaches, and an input set on the bottom surface of the glass substrate 4
  • a large number of transparent sensor electrodes (not shown) made of ITO ((indium tin oxide) thin film are provided in the operation area 41, and each transparent sensor electrode is drawn out to the external connection portion 6 around the input operation area 41.
  • a wiring pattern made of a metal film having a three-layer structure of Al / Mo is formed to be insulated from each other.
  • the glass substrate 4 is formed by individually cutting out a large number of glass substrates 4 from a glass original plate that can be cut out according to the outer shape of the touch panel 2.
  • the glass substrate 4 is cut out by a scribe cut in which a cut is made along a cut with a diamond cutter or the like by applying a physical impact, and the outline of the glass substrate 4 has a curved line. If included, it cannot be cut out along the curve.
  • the chemical etching which leaves the outline of the glass substrate 4 and masks the plane and bottom surface of the glass original plate, and removes the chemical solution that melts the glass by flowing the material along the outline, and cuts the glass substrate 4. Since it can etch along a curve, the glass substrate 4 containing the outline of a curve can be cut out. However, as shown in FIG.
  • the end surface of the glass substrate 4 cut out by the chemical etching is etched from the plane side and the bottom surface side so that the edge of the glass substrate 4 is removed from the outline of the plane and the bottom surface toward the center in the thickness direction. Since the inclined surfaces 4a and 4b which are inclined in the direction are formed and the processing speed by chemical etching cannot be strictly controlled, there is a defect that the dimension of the outer shape of the glass substrate 4 is not stable. Therefore, when the insulating case 3 is assembled around the glass substrate 4 as in the prior art, a concave groove due to a manufacturing error may occur between them, and the glass substrate 4 cannot be cut out by chemical etching. The outline was limited to a rectangle.
  • the glass substrate 4 cut out by chemical etching that can be a curved contour is used. ing.
  • the bottom surface of the glass substrate 4 on which the transparent sensor electrode and the wiring pattern are formed is used to prevent the transparent sensor electrode and the wiring pattern from corroding due to the occurrence of scratches during direct assembly or direct contact with air. It is covered with a transparent protective film 7 made of PET (polyethylene terephthalate).
  • the transparent protective film 7 is adhered to the entire bottom surface of the glass substrate 4 with a transparent adhesive mainly composed of an acrylic component.
  • a printed layer 50 of the decorative film 5 is adhered to the entire surface of the upper case 3A by an adhesive layer 53 (see FIG. 9).
  • the printed layer 50 is bonded to the surface of the upper case 3A, and is divided into a transparent layer 50a above the input operation area 41 of the glass substrate 4 and a black layer 50b filled with black ink in other areas. Yes. Therefore, the operator can visually check the display of the display element disposed inside through the transparent layer 50a and the transparent glass substrate 4, and the periphery of the input operation area 41 is covered with the black layer 50b.
  • the case 3A is formed of a transparent synthetic resin, the internal structure such as the wiring pattern formed on the glass substrate 4 is hidden.
  • the touch panel unit 1 configured as described above is manufactured by an injection molding process of the upper case 3A, and the manufacturing process will be described below.
  • a transparent sensor electrode and a wiring pattern for connecting each transparent sensor electrode and the external connection portion 6 are formed on the bottom surface of the glass substrate 4 by patterning by photolithography.
  • a transparent protective film 7 is adhered and pasted to the entire bottom surface of the glass substrate 4 excluding the external connection portion 6 so as to cover these transparent sensor electrodes and the entire wiring pattern, whereby the touch panel 2 is obtained.
  • the touch panel 2 is obtained.
  • the touch panel 2 in order to insert-mold the touch panel 2 having the transparent protective film 7 adhered to the bottom surface of the glass substrate 4, as shown in FIG.
  • the decorative film 5 is drawn from the roll and arranged along the inner top surface of the cavity 64 a of the movable mold 64 that forms the surface of the upper case 3 ⁇ / b> A. .
  • the decorative film 5 has a printing layer 50 formed on the bottom surface side of the base film 51 via a release layer 52, and further, heat and molding on the molding resin side on the bottom surface of the printing layer 50. It has a four-layer structure in which an adhesive layer 53 that adheres by pressure is attached.
  • the decorative film 5 has a cavity 64a in a state where the adhesive layer 53 side opposes the core 63a of the fixed mold 63 and the transparent layer 50a of the printed layer 50 is disposed in the region on the input operation region 41 of the glass substrate 4. It is positioned along the inner top surface. After positioning the touch panel 2 and the decorative film 5, the fixed mold 63 and the movable mold 64 are clamped, and the PC / ABS alloy heated and melted from the runner 63b communicating with the core 63a is placed in the core 63a and the cavity 64a. Let it flow.
  • the PC / ABS alloy that flows into the periphery of the touch panel 2 flows from the surface of the touch panel 2 where the glass substrate 4 is exposed to the periphery of the bottom surface, and contacts the transparent protective film 7 bonded to the bottom surface of the glass substrate 4.
  • the PC resin contained in the PC / ABS alloy which is a molding resin, is a polycondensation reaction resin by an ester reaction, and is in common with PET, which is a material of the transparent protective film 7.
  • PET which is a material of the transparent protective film 7.
  • the PC / ABS alloy and the glass substrate 4 have different heat shrinkage ratios, but the transparent protective film 7 adhered to the glass substrate 4 is integrated with the case 3A in which the molding resin is cured, so that it is insert-molded.
  • the glass substrate 4 is integrally fixed to the case 3A without a gap. Further, the PC / ABS alloy heated and melted in the injection molding process also flows into the bottom surface side of the decorative film 5 positioned along the inner top surface of the cavity 64a, and the adhesive layer 53 attached to that portion. Thus, the decorative film 5 is adhered.
  • the base film 51 is peeled off from the release layer 52 of the decorative film 5 after the molding resin is cured, an area above the input operation area 41 of the glass substrate 4 is formed on the surface of the case 3A as shown in FIG.
  • the transparent layer 50a and the printed layer 50 in which the other region is the black layer 50b are transferred.
  • the case 3A in which the glass substrate 4 is integrally embedded in the above-described injection molding process has no gap between the glass substrate 4 and the surface of the case 3A.
  • the surface of the case 3A above the input operation area 41 is a continuous plane, there is no sense of incongruity in the input operation of tracing a finger along the surface.
  • the outer shape of the case 3A is not affected by the error, and the glass substrate 4 having excellent strength of the desired contour is used. be able to. Furthermore, since the case 3A is formed by injection molding, the surface of the input operation area 41 can be made into an arbitrary shape including a curved surface, and combined with the glass substrate 4 that can be made into an arbitrary contour shape.
  • the outer shape of the touch panel unit can be designed freely.
  • the synthetic resin film that adheres to the bottom surface of the glass substrate and the molding resin that molds the case 3A that is the mold support are the same synthetic resin.
  • the glass substrate is integrally formed on the case 3 ⁇ / b> A through a synthetic resin film that is fused and adhered to the glass substrate. Therefore, if both are synthetic resins, the present invention can be applied. However, if the components of the synthetic resin are common, they are more easily fused to each other.
  • a synthetic resin film that adheres to a glass substrate has an ester group. If it is a condensation reaction resin, it is preferable to use a polycondensation reaction resin by an ester reaction such as a PC (polycarbonate) resin as a molding resin.
  • the mold support for positioning and supporting the glass substrate 4 is the case 3A constituting the upper lid of the case 3.
  • the entire case 3 may be the case, and the case around the touch panel 2 may be used. Any part may be used as long as it constitutes a part of.
  • the glass substrate was explained with the glass substrate 4 cut out by chemical etching, it may be a glass substrate cut out by scribe cut, and the transparent protective film 7 or the like is not necessarily provided on the bottom surface. It is not necessary to adhere the synthetic resin film.
  • Suitable for a capacitive touch panel that fixes a glass substrate supporting a transparent sensor electrode to a case.

Abstract

 透明センサー電極を支持するガラス基板を位置決め支持する絶縁ケースの表面が隙間なくシームレス化され、防水機能と連続した入力操作性が得られるタッチパネルユニットを提供する。 透明合成樹脂を成形樹脂としてモールド支持体を射出成形する際に、平面全体と少なくとも周囲の一部が前記成形樹脂により覆われるようにガラス基板をモールド支持体にインサート成形し、外周面の一部が絶縁ケースの表面となるモールド支持体に透明センサー電極を支持するガラス基板を埋設した状態で、モールド支持体に一体成形する。

Description

タッチパネルユニット
 本発明は、静電容量方式タッチパネルの透明センサー電極を支持するガラス基板を、絶縁ケースの一部を構成するモールド支持体に位置決め支持したタッチパネルユニットに関する。
 タッチパネルは、携帯電話機などの電子機器の絶縁ケースに取り付けられ、絶縁ケースの表面に沿って設定される入力操作領域への入力操作を検出して上位処理装置へ出力する入力デバイスである。通常は、その内方に配置される液晶パネルなどの表示装置とともに用いられ、表示装置の表示が入力操作領域を通して目視できるように、入力操作を検出する為の透明センサー電極を透明なガラス基板によって支持している。透明センサー電極を支持するガラス基板は、絶縁ケースの表面に臨み、外力を受けて破損しやすいので、その表層をイオン交換して強化させた化学強化ガラス基板が用いられている。
 更に、強化したガラス基板であっても、予期しない大きな外力を受けた場合には、破損して外方に飛び散る危険があるので、その対策としてガラス基板の平面側に飛散防止用の保護シートが貼り付けられ、絶縁ケースの表面に形成された窓孔にガラス基板の入力操作領域が臨むように、絶縁ケースにガラス基板を組み付けて固定している(特許文献1)。
 以下、ガラス基板が表面に貼り付けられた保護シートとともに、絶縁ケースの一部に組み付けられた従来のタッチパネル入力装置100を、図10と図11を用いて説明する。図10と図11は、タッチパネル入力装置100の分解斜視図と縦断面図であり、タッチパネル101は、ガラス基板101aと、ガラス基板101a上にドットスペーサを介して配置されるフレキシブルシート101bとから構成され、ドットスペーサで隔てられた両者の対向面に多数の透明センサー電極が互いに絶縁して形成されている。フレキシブルシート101bとの表面を押し下げて入力操作すると、押し下げた位置で対向する透明センサー電極間が接触し、接触することにより電気信号が出力される透明センサー電極の配置位置から入力操作とその入力操作位置が検出される。
 タッチパネル101と表示用パネル102は、図11に示すように、ウレタン等の弾性材料で形成された矩形枠状の支持枠体103に上下2段に分けて位置決めされ、また、タッチパネル101のフレキシブルシート101bの表面全体に、透明な保護シート104が貼り付けられる。保護シート104の輪郭は、フレキシブルシート101bより大きく、従って、その周辺部は、支持枠体103の上面全周に亘り形成された突縁部103a上に位置している。
 タッチパネル101が固定される機器の絶縁ケース105は、箱体を水平方向に上下2分割した上ケース105aと下ケース105bとからなり、上ケース105aの表面側に、タッチパネル101の入力操作領域を臨ませる開口部106が形成されている。タッチパネル101と表示用パネル102を位置決めした支持枠体103は、下ケース105bと一体のシャーシ107上に配置された回路基板108の更に上に重ねて配置され、上ケース105aと下ケース105b間を組み付けると、弾性材料からなる支持枠体103が圧縮され、開口部106に入力操作領域を臨み、タッチパネル101が絶縁ケース105に位置決め固定される。
 また、支持枠体103が圧縮されることにより、支持枠体103の突縁部103aと開口部106周囲の上ケース105aの内頂面との間に保護シート104が挟持され、ガラス基板101aの平面側が保護シート104で覆われると共に、絶縁ケース105とタッチパネル101間の隙間が保護シート104で覆われ、開口部106から絶縁ケース105内に水や埃が侵入しない。
特開2011−107766号公報
 上述のタッチパネル入力装置100では、ガラス基板101aの飛散防止用の保護シート104を用意して取り付ける工程に加えて、タッチパネル101を支持枠体103に取り付けた後、タッチパネル101の入力操作領域が開口部106内に臨むようにその支持枠体103を絶縁ケース105に対して固定するという煩わしい組み立て工程を要する。
 また、ガラス基板101aの平面に沿ったタッチパネル101の入力操作領域を絶縁ケース105の開口部106に臨ませるので、入力操作領域が設定される絶縁ケース105の表面の領域は平坦面に限られ、絶縁ケース105のデザインが制約される。
 また、絶縁ケース105の開口部106とタッチパネル101や保護シート104との隙間を完全に遮断するものではないので、水圧がかかる環境ではその隙間から水が侵入する恐れがあり、完全な防水機能は得られない。
 更に、開口部106の周囲で、絶縁ケース105の表面とタッチパネル101の表面との間に段差が生じ、タッチパネル101の表面に沿ってなぞる入力操作の連続性が損なわれる。
 これらの問題を解決する方法として、絶縁ケース105を射出成形する際に、タッチパネル101をインサート成形し、タッチパネル101のガラス基板101aの周囲に絶縁ケース105を一体成形する方法が検討されたが、ガラス基板101aと、絶縁ケース105の成形材料である合成樹脂との熱収縮率が異なる等の理由から、インサート成形した後に、絶縁ケース105とガラス基板101a間に隙間が生じて一体化されず、タッチパネル101が絶縁ケース105に対してがたついたり、絶縁ケース105の表面のタッチパネル101の周囲に隙間が生じて、その隙間から水が侵入したり、美感を損なうこととなり、商品化できないものであった。
 本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、透明センサー電極を支持するガラス基板を位置決め支持する絶縁ケースの表面が隙間なくシームレス化され、防水機能と連続した入力操作性が得られるタッチパネルユニットを提供することを目的とする。
 また、タッチパネルのガラス基板が位置決め支持される絶縁ケースの表面を、曲面を含む自由なデザインとすることが可能なタッチパネルユニットを提供することを目的とする。
 更に、ガラス基板の飛散防止用の保護シートを用意することなく、絶縁ケースを射出成形する際に、タッチパネルのガラス基板をインサート成形し、組み立て工程を要することなくタッチパネルのガラス基板を絶縁ケースへ位置決め支持するタッチパネルユニットを提供することを目的とする。
 上述の目的を達成するため、請求項1のタッチパネルユニットは、入力操作体が接近することによる透明センサー電極の静電容量の変化から入力操作を検出する静電容量方式タッチパネルの前記透明センサー電極を平面又は底面に沿って支持するガラス基板と、絶縁ケースの少なくとも一部を構成し、ガラス基板を絶縁ケースの表面側に位置決め支持するモールド支持体とを備えたタッチパネルユニットであって、モールド支持体は、透明合成樹脂を成形樹脂として射出成形され、ガラス基板は、平面全体と少なくとも周囲の一部が前記成形樹脂により覆われ、モールド支持体にインサート成形され、外周面の一部が絶縁ケースの表面となるモールド支持体に埋設された状態で、モールド支持体に一体成形されることを特徴とする。
 ガラス基板がモールド支持体に埋設され、モールド支持体の外周面の一部が絶縁ケースの表面となるので、絶縁ケースの表面にはガラス基板との溝が表れず、シームレス化される。
 射出成形するモールド支持体の外周面を、ガラス基板が埋設された絶縁ケースの表面とするので、曲面を含む自由なデザインの表面とすることができる。
 ガラス基板は、モールド支持体にインサート成形されるので、組み立て工程を要せず、モールド支持体に一体に取り付けられる。
 請求項2のタッチパネルユニットは、モールド支持体の射出成形の際に、接着層と印刷層が積層された加飾フィルムがインモールド成形され、モールド支持体の表面に、ガラス基板を覆う領域が透明となった加飾フィルムの印刷層が転写されることを特徴とする。
 ガラス基板をモールド支持体に一体成形する成形工程で、同時にモールド支持体の表面に印刷層が転写される。
 印刷層のガラス基板を覆う領域が透明であるので、透明なモールド支持体、ガラス基板を通してその内方に配置される表示素子を目視できる。また、ガラス基板を覆う領域以外のモールド支持体の表面には、任意に着色や装飾した印刷層が転写される。
 請求項3のタッチパネルユニットは、ガラス基板が、複数のガラス基板を有するガラス原板からケミカルエッチングで切り出されることを特徴とする。
 ガラス基板は、ガラス原板からケミカルエッチングにより切り出されるので、所望の輪郭のガラス基板が製造される。
 ケミカルエッチングにより切り出されるガラス基板の外形に製造誤差があっても、モールド支持体に埋設されるので、その誤差がモールド支持体に現れない。
 請求項4のタッチパネルユニットは、ガラス基板の底面に接着される合成樹脂製フィルムを更に備え、モールド支持体の射出成形の際に、前記合成樹脂製フィルムの少なくとも一部が前記成形樹脂によって覆われることを特徴とする。
 ガラス基板をモールド支持体にインサート成形する際に、ガラス基板の底面に接着される合成樹脂製フィルムに溶融する成形樹脂が回り込む。合成樹脂製フィルムと成形樹脂は、同質の合成樹脂であるので相互に融着しやすく、成形後のモールド支持体とガラス基板は、ガラス基板に接着された合成樹脂製フィルムを介して強固に結合し、一体成形される。
 請求項5のタッチパネルユニットは、合成樹脂製フィルムは、ガラス基板の底面に形成される透明センサー電極を覆う透明保護フィルムであることを特徴とする。
 透明保護フィルムは、合成樹脂製フィルムで形成でき、透明センサー電極を覆う為にガラス基板の底面に貼り付けられるものなので、ガラス基板とモールド支持体との一体化を促進させる合成樹脂製フィルムを別に設けることなく、透明保護フィルムで代用できる。
 請求項6のタッチパネルユニットは、合成樹脂製フィルムは、ポリエチレンテレフタラート樹脂からなり、モールド支持体は、エステル反応による重縮合反応樹脂を成形樹脂として射出成形されることを特徴とする。
 ポリエチレンテレフタラート樹脂は、エステル結合による重合体である点でモールド支持体の成形樹脂と共通し、合成樹脂製フィルムと成形樹脂との融着が促進され、より確実にモールド支持体とガラス基板が一体化される。
 請求項1の発明によれば、ケースの少なくとも一部を構成するモールド支持体を射出成形する際に、タッチパネルのガラス基板が一体成形されるので、ガラス基板をケースへ取り付ける組み立て工程が不要となる。
 また、ガラス基板は、その平面側覆うモールド支持体によって保護されるので、外力を受けても破損しにくく、また、飛散防止用の保護シートを平面に貼り付ける必要もない。
 入力操作領域が設定される絶縁ケースの表面を、曲面を含む自由なデザインの表面とすることができる。
 また、ガラス基板がモールド支持体に埋設され、モールド支持体の外周面の一部が絶縁ケースの表面となるので、入力操作領域を設定する絶縁ケースの表面がシームレス化し、完全な防塵、防水機能が得られるとともに、入力操作領域からその周囲の表面への連続した入力操作感が得られる。
 請求項2の発明によれば、ガラス基板をモールド支持体に一体成形する成形工程で、同時にモールド支持体の表面に印刷層が転写されるので、意匠パネルをモールド支持体に重ねて配置する必要がなく、任意のデザインを施した絶縁ケースが、一度の成形工程で得られる。
 請求項3の発明によれば、ケミカルエッチングで切断することによりガラス基板は、曲面を含む任意形状とすることができ、絶縁ケースの外形を、矩形のタッチパネルにより制約されることなく自由にデザインすることができる。
 また、ケミカルエッチングで切断することにより、ガラス基板の外形寸法精度が低下するが、モールド支持体に埋め込まれるので影響しない。
 請求項4の発明によれば、ガラス基板の底面に接着する合成樹脂フィルムを介して、ガラス基板とモールド支持体が強固に一体化されるので、モールド支持体内でガラス基板ががたつかずに支持される。
 請求項5の発明によれば、透明センサー電極を覆う透明保護フィルムを合成樹脂製フィルムに代用できる。
 請求項6の発明によれば、合成樹脂製フィルムと成形樹脂との融着が促進され、合成樹脂製フィルムを介してより確実にモールド支持体とガラス基板が一体化される。
 図1は本発明の第1実施の形態に係るタッチパネルユニット1を備えた携帯電話機60の分解斜視図である。
 図2はタッチパネルユニット1の平面図である。
 図3はタッチパネルユニット1の底面図である。
 図4は図2のB−B線に沿った位置で切断した縦断面図である。
 図5は図2のA−A線に沿った位置で切断した一部省略縦断面図である。
 図6は図5のガラス基板4と上ケース3Aとの固定部を拡大した要部拡大図である。
 図7はタッチパネルユニット1の成形工程を示す縦断面図である。
 図8は加飾フィルム5の一部省略斜視図である。
 図9は図8のC−C線に沿った位置で切断した加飾フィルム5の縦断面図である。
 図10は従来のタッチパネル入力装置100を示す分解斜視図である。
 図11はタッチパネル入力装置100の縦断面図である。
 以下、本発明の第1実施の形態を、図1乃至図9を用いて説明する。本実施の形態に係るタッチパネルユニット1は、携帯電話機60の入力装置となるタッチパネル2と上ケース3Aとが一体に組み合わされたもので、図1に示すように、携帯電話機60は、タッチパネルユニット1の上ケース3Aと、上ケース3Aの背面側から係合し、薄型直方体状の外形の絶縁ケース3となる下ケース3Bを備え、中空の絶縁ケース3内に、タッチパネル2の背面側に配置される液晶表示パネル61と、携帯電話機60を動作させる各電子部品が搭載されたプリント配線基板62が収容されている。
 上ケース3Aは、PC(ポリカーボネート)樹脂とABS樹脂(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂)とを混合した透明なPC・ABSアロイを成形樹脂として、射出成形工程で図1に示すように、長手方向で対抗する2辺が湾曲する外形に形成されたもので、後述するように、上ケース3Aを射出成形する際に、タッチパネル2をインサート成形するとともに、上ケース3Aの表面に沿って加飾フィルム5をインモールド成形し、上ケース3Aの成形後には、図4と図5に示すように、透明な上ケース3A内にタッチパネル2が一体に埋設され、上ケース3Aの表面に加飾フィルム5の印刷層50が転写される。下ケース3Bは、黒色のPC・ABSアロイを成形樹脂として、図1に示すように、上ケース3Aの背面側から係合する輪郭の桝形に成形され、図示を省略した係合部を上ケース3Aに係合させて、一体の絶縁ケース3に組み立てられる。
 タッチパネル2は、入力操作体である指が接近する透明センサー電極の静電容量が変化から、指の入力操作を検出する静電容量方式タッチパネル2であり、ガラス基板4の底面に設定された入力操作領域41に、ITO((酸化インジウム錫)の薄膜からなる多数の透明センサー電極(図示せず)が、入力操作領域41の周囲で、各透明センサー電極を外部接続部6へ引き出すMAM(Mo・Al・Moの三層構造の金属皮膜)からなる配線パターンが互いに絶縁して形成されている。
 ガラス基板4は、多数のガラス基板4を切り出し可能なガラス原板から、タッチパネル2の外形に合わて個々に切り出して形成する。一般に、ガラス基板4の切り出しは、切り出す輪郭に沿ってダイヤモンドカッターなどで切り込みを入れておき、物理的な衝撃を与え切り込みに沿って切断するスクライブカットで行うが、ガラス基板4の輪郭に曲線が含まれる場合には、曲線に沿って切り出すことができない。
 一方、ガラス基板4の輪郭を残してガラス原板の平面と底面をマスクし、輪郭に沿った部位にガラスを溶融する薬液を流して除去し、ガラス基板4を切り出すケミカルエッチングによれば、任意の曲線に沿ってエッチングすることができるので、曲線の輪郭を含むガラス基板4を切り出すことができる。しかしながら、ケミカルエッチングにより切り出されたガラス基板4の端面には、図6に示すように、平面側と底面側からエッチングされることによって、その平面と底面の輪郭から厚み方向の中央に向かって外方に傾斜する傾斜面4a、4bが形成され、ケミカルエッチングによる加工速度を厳密に制御できないので、ガラス基板4の外形の寸法は安定しないという欠陥を有している。従って、従来のようにガラス基板4の周囲に絶縁ケース3を組み付ける場合には、その間に製造誤差による凹溝が発生することがあるので、ケミカルエッチングによりガラス基板4を切り出すことができず、その輪郭は矩形に限られていた。本実施の形態によれば、ガラス基板4の外形の製造誤差が絶縁ケース3への位置決めや外形に影響しないので、曲線の輪郭とすることが可能なケミカルエッチングにより切り出されたガラス基板4を用いている。
 透明センサー電極や配線パターンが形成されたガラス基板4の底面は、これらの透明センサー電極や配線パターンが、組み立て時などでの傷の発生や直接空気に触れて腐食することを防止するために、PET(ポリエチレンテレフタラート)からなる透明保護フィルム7で覆われている。透明保護フィルム7は、アクリル系成分を主体とする透明接着剤によってガラス基板4の底面全体に接着される。
 上ケース3Aの表面全体には、加飾フィルム5の印刷層50が接着層53(図9参照)により接着されている。この印刷層50は、上ケース3Aの表面に接着された状態で、ガラス基板4の入力操作領域41上方が透明層50aに、その他の領域が黒色のインクで塗りつぶされた黒色層50bに分かれている。従って、操作者は、透明層50aと透明ガラス基板4を通して、その内方に配置される表示素子の表示を目視することができ、また、入力操作領域41の周囲が黒色層50bで覆われることにより、ケース3Aを透明合成樹脂で形成しても、ガラス基板4に形成された配線パターンなどの内部構造が隠される。
 このように構成されるタッチパネルユニット1は、上ケース3Aの射出成形工程によって製造されるもので、以下、その製造工程を説明する。上ケース3Aの射出成形前に、始めに、ガラス基板4の底面に、透明センサー電極と、各透明センサー電極と外部接続部6間を接続する配線パターンを、フォトリソグラフィ法によるパターンニングで形成する。その後、これらの透明センサー電極と配線パターンの全体を覆うように、外部接続部6を除くガラス基板4の底面全体に透明保護フィルム7を接着して貼り付けて、タッチパネル2とする。
 続いて、このガラス基板4の底面に透明保護フィルム7が接着されたタッチパネル2をインサート成形するために、図7に示すように、上ケース3Aを成形する固定金型63のコア63a内に位置決めする。
 また、同時に、加飾フィルム5をインモールド成形する為に、上ケース3Aの表面を形成する可動金型64のキャビティ64aの内頂面に沿って、加飾フィルム5をロールから引き出して配置する。加飾フィルム5は、図8、図9に示すように、ベースフィルム51の底面側に剥離層52を介して印刷層50が形成され、更に印刷層50の底面に成形樹脂側の熱と成形圧により接着する接着層53が付着する4層構造となっている。この加飾フィルム5は、接着層53側が固定金型63のコア63aに対抗し、印刷層50の透明層50aがガラス基板4の入力操作領域41上の領域に配置された状態で、キャビティ64aの内頂面に沿って位置決めされる。
 タッチパネル2と加飾フィルム5を位置決めした後、固定金型63と可動金型64を型締めし、コア63aに連通するランナー63bから加熱溶融させたPC・ABSアロイをコア63aとキャビティ64a内に流入させる。タッチパネル2の周囲に流れ込むPC・ABSアロイは、ガラス基板4が露出するタッチパネル2の表面から底面の周囲にかけて流れ込み、ガラス基板4の底面に接着された透明保護フィルム7に接する。
 ここで、成形樹脂であるPC・ABSアロイに含まれるPC樹脂は、エステル反応による重縮合反応樹脂である点で、透明保護フィルム7の材料であるPETと共通する。その結果、透明保護フィルム7と成型樹脂との融着が促進され、成形後には相互に強固に一体化される。PC・ABSアロイとガラス基板4とは熱収縮率が相違するが、ガラス基板4に接着された透明保護フィルム7が成形樹脂を硬化させたケース3Aと一体となっているので、インサート成形されるガラス基板4は、ケース3Aに隙間なく一体に固定される。
 また、射出成形工程で、加熱溶融させたPC・ABSアロイは、キャビティ64aの内頂面に沿って位置決めされた加飾フィルム5の底面側へも流入し、その部位に付着された接着層53により、加飾フィルム5と接着する。その結果、成形樹脂が硬化した後に加飾フィルム5の剥離層52からベースフィルム51をはがすと、図5に示すように、ケース3Aの表面に、ガラス基板4の入力操作領域41上方の領域が透明層50aと、その他の領域が黒色層50bとなった印刷層50が転写される。
 上述の射出成形工程でガラス基板4が一体に埋設されたケース3Aは、図5に示すように、ガラス基板4との間に隙間がケース3Aの表面に現れないので、表面側の完全な防水作用が得られ、更に、入力操作領域41上方のケース3Aの表面が連続平面となるので、指を表面に沿ってなぞる入力操作に違和感がない。また、ガラス基板4をケミカルエッチングで切り出し、その外形寸法の精度が粗いものとなっても、ケース3Aの外形にはその誤差の影響がなく、所望の輪郭の強度に優れたガラス基板4を用いることができる。
 更に、ケース3Aを射出成形により形成されるので、入力操作領域41の表面を曲面を含む任意の形状とすることができ、任意の輪郭形状とすることが可能なガラス基板4と相俟って、タッチパネルユニットの外形を自由にデザインすることができる。
 上述の実施の形態において、ガラス基板の底面に接着する合成樹脂製フィルムとモールド支持体であるケース3Aを成形する成形樹脂が同質の合成樹脂であることから、加熱溶融する成形樹脂と合成樹脂製フィルムが融着し、ガラス基板に接着する合成樹脂製フィルムを介してガラス基板がケース3Aにがたつきなく一体成形されるものである。従って、両者が合成樹脂であれば、本発明を適用できるが、合成樹脂の成分が共通すればより相互に融着しやすく、例えば、ガラス基板に接着する合成樹脂製フィルムがエステル基を有する重縮合反応樹脂であれば、PC(ポリカーボネート)樹脂等のエステル反応による重縮合反応樹脂を成形樹脂とするのが好ましい。
 また、本実施の形態では、ガラス基板4を位置決め支持するモールド支持体は、ケース3の上蓋を構成するケース3Aであったが、ケース3の全体であってもよく、タッチパネル2の周辺のケースの一部を構成するものであれば、いずれの部分であってもよい。
 更に、上述の実施の形態では、ガラス基板を、ケミカルエッチングで切り出されるガラス基板4で説明したが、スクライブカットで切り出されるガラス基板であってもよく、また、その底面に必ずしも透明保護フィルム7等の合成樹脂製フィルムを接着しなくてもよい。
 透明センサー電極を支持するガラス基板をケースに固定する静電容量方式タッチパネルに適している。
 1  タッチパネルユニット
 3  絶縁ケース
 3A 上ケース(モールド支持体)
 4  ガラス基板
 5  加飾フィルム
 7  透明保護フィルム(合成樹脂フィルム)
 50 印刷層
 53 接着層

Claims (6)

  1.  入力操作体が接近することによる透明センサー電極の静電容量の変化から入力操作を検出する静電容量方式タッチパネルの前記透明センサー電極を平面又は底面に沿って支持するガラス基板と、
     絶縁ケースの少なくとも一部を構成し、ガラス基板を絶縁ケースの表面側に位置決め支持するモールド支持体とを備えたタッチパネルユニットであって、
     モールド支持体は、透明合成樹脂を成形樹脂として射出成形され、
     ガラス基板は、平面全体と少なくとも周囲の一部が前記成形樹脂により覆われ、モールド支持体にインサート成形され、
     外周面の一部が絶縁ケースの表面となるモールド支持体に埋設された状態で、モールド支持体に一体成形されることを特徴とするタッチパネルユニット。
  2.  モールド支持体の射出成形の際に、接着層と印刷層が積層された加飾フィルムがインモールド成形され、
     モールド支持体の表面に、ガラス基板を覆う領域が透明となった加飾フィルムの印刷層が転写されることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルユニット。
  3. ガラス基板は、複数のガラス基板を有するガラス原板からケミカルエッチングで切り出されることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載のタッチパネルユニット。
  4. ガラス基板の底面に接着される合成樹脂製フィルムを更に備え、
     モールド支持体の射出成形の際に、前記合成樹脂製フィルムの少なくとも一部が前記成形樹脂によって覆われることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載のタッチパネルユニット。
  5.  合成樹脂製フィルムは、ガラス基板の底面に形成される透明センサー電極を覆う透明保護フィルムであることを特徴とする請求項4に記載のタッチパネルユニット。
  6.  合成樹脂製フィルムは、ポリエチレンテレフタラート樹脂からなり、モールド支持体は、エステル反応による重縮合反応樹脂を成形樹脂として射出成形されることを特徴とする請求項4に記載のタッチパネルユニット。
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