(57)【要約】  タッチパネル１は、積層方向（Ｚ１からＺ２）に平面視した場合に、プラスチックカバー１１の樹脂の流れ方向ＭＤ１と、フィルムセンサ１２の樹脂の流れ方向ＭＤ２とが非平行となるように、プラスチックカバー１１とフィルムセンサ１２とが積層されている。このタッチパネル１は、反りの発生による、意匠性の低下や、感度の不均一化が抑制された、高温環境下において外観および機能を良好に維持できる。
2019031060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックカバーとフィルムセンサとが積層されており、
積層方向に平面視した場合に、前記プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１と、前記フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２とが非平行であること、
を特徴とする、入力装置。
【請求項２】
前記樹脂の流れ方向ＭＤ１と、前記樹脂の流れ方向ＭＤ２とが直交している、
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記プラスチックカバーに接合された筐体を備えている、
請求項１または２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記筐体は、
積層方向に平面視した形状が額縁状であり、
前記プラスチックカバーの周縁に接合されている、
請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１と、フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２とが非平行となるように積層する工程を有することを特徴とする、
プラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法。
【請求項６】
前記プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１は、当該プラスチックカバーのプラスチック基材製造時の押出し方向である、
請求項５に記載のプラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法。
【請求項７】
前記フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２は、当該フィルムセンサのフィルム基材製造時のロール延伸方向である、
請求項５または６に記載のプラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は入力装置およびプラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末や各種電子機器などに用いられる入力装置として、静電容量を検知する静電容量式のタッチパネルが用いられている。
特許文献１には、フィルム基材を用いた場合において、タッチパネル製造工程での熱変形を少なくすることができるタッチパネルが記載されている。当該タッチパネルは、同じ材質・厚みを有する二枚の透明導電膜層付きフィルム基材をフィルム製膜方向が９０度となるように積層した構成を備えている。
特許文献２には、センサフィルムの複屈折を相殺するため、縦方向（ＭＤ：Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を直交させた二枚のセンサフィルムが積層されたタッチパネルが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４１４４６号公報
【特許文献２】ＵＳ２０１２／０２６８９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１および２に記載のタッチパネルは、フィルム基材の異方性を緩和するために、フィルム基材の製膜方向（縦方向）が直交するように積層させた構成を備えている。しかし、これらタッチパネルでは、同じ材質および厚みを有する複数のフィルム基材の製膜方向の関係が特定されているが、他の部材との関係におけるフィルム基材の配置方向については検討されていない。
また、特許文献１および２には、高温環境下で使用される場合の問題について記載されていない。例えば、カーナビゲーションのタッチパネルとして用いられる場合、高温にさらされることによって外観上や機能上の問題が生じるおそれがあるが、当該高温環境下において生じ得る問題は、記載されていない。【０００５】
本発明の目的は、高温環境下において外観および機能を良好に維持できる、意匠性の低下や感度の不均一化が抑制された、入力装置を提供することである。また、本発明は、プラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者らは、プラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置は、プラスチックカバーの樹脂の流れ方向とフィルムセンサの樹脂の流れ方向とが平行となると、高温環境下における反りが大きくなることを見出した。本発明はこの知見に基づいたものであり、以下の構成を備えている。【０００７】
本発明の入力装置は、プラスチックカバーとフィルムセンサとが積層されており、積層方向に平面視した場合に、前記プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１と、前記フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２とが非平行であること、を特微とする。
これにより、高温環境下における反りを抑制することができる。
反りを効果的に抑制する観点から、前記樹脂の流れ方向ＭＤ１と樹脂の流れ方向ＭＤ２とが直交していることが好ましい。【０００８】
本発明の入力装置は、前記プラスチックカバーに接合された筐体を備えていてもよい。この場合、前記筐体は、積層方向に平面視した形状が額縁状であり、前記プラスチックカバーの周縁に接合されているものが好ましい。
高温環境下における反りの抑制により、プラスチックカバーと筐体との接合を維持することができる。【０００９】
本発明のプラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法は、プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１と、フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２とが非平行となるように積層する工程を有することを特徴とする。
これにより、高温環境下における外観および機能が良好に維持される入力装置を安定的に製造することができる。【００１０】
本発明のプラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法における前記プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１は、例えば当該プラスチックカバーのプラスチック基材製造時の押出し方向であり、前記フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２は、例えば当該フィルムセンサのフィルム基材製造時のロール延伸方向である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、高温環境下において外観上および機能上の問題が抑制された、プラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置を提供できる。また、本発明により、プラスチックカバーとフィルムセンサとが積層された入力装置の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明の実施形態に係るタッチパネルにおける、プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１と、フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２との関係を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）（ａ）のタッチパネルを積層方向に平面視した場合における、ＭＤ１とＭＤ２との関係を示す模式図である。
【図２】（ａ）タッチパネルが筐体に取り付けられる前の状態を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）タッチパネルが筐体に取り付けられた状態を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２（ｂ）の筐体に取り付けられた状態のタッチパネルをＡ−Ａ’方向に見た断面図である。
【図４】図３において、タッチパネルが反りによって筐体から外れた状態を示す断面図である。
【図５】高温（９５℃）環境試験の結果を示すグラフである。
【図６】高温・高湿（８５℃・８５％）の環境試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る入力装置について図面を参照しつつ説明する。説明済みの部材と同じ機能を備えた部材には同じ番号を付し、適宜説明を省略する。【００１４】
以下、本発明の入力装置を静電容量式のタッチパネルとして実施する形態について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係るタッチパネル１における、プラスチックカバー１１の樹脂の流れ方向ＭＤ１（以下、適宜ＭＤ１またはＭＤ１方向という）と、フィルムセンサ１２の樹脂の流れ方向ＭＤ２（以下、適宜ＭＤ２またはＭＤ２方向という）との関係を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、積層方向から平面視した場合における、ＭＤ１方向とＭＤ２方向との関係を示す模式図である。【００１５】
これらの図に示すように、タッチパネル１を構成するプラスチックカバー１１とフィルムセンサ１２とは、積層方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に平面視した場合において、プラスチックカバー１１のＭＤ１方向を示す直線とフィルムセンサ１２のＭＤ２方向を示す直線とが直交するように、すなわちこれら二方向のなす角度Ｘが９０度となるように積層されている。【００１６】
プラスチックカバー１１は、例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）やアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等のプラスチック基材を押出し成形して製造されたものである。この場合、プラスチックカバー１１の樹脂の流れ方向ＭＤ１は、押し出し方向である。また樹脂の流れ方向はプラスチックカバー１１の複屈折分布を測定することで確認することができる。押出し成形により製造されたプラスチックカバー１１には、図１（ａ）に示すように、押出し方向（ＭＤ１方向）に沿って反りが生じる傾向がある。例えば、高温環境下にさらされた場合、ＭＤ１方向に沿って弧を描くように反りが生じる。同図には、ＭＤ１方向に沿ってプラスチックカバー１１がＺ２方向に突出する弧を描くように反りが生じた場合を示している。【００１７】
プラスチックカバー１１は、一種類のプラスチック基材からなる単層のものや、二種類のプラスチック基材が積層された二層のもの等を用いることができる。なお、プラスチックカバー１１が、ＰＭＭＡ層とＰＣ層との二層からなるものである場合、ＰＭＭＡ側の面が突出する方向に反りが生じる傾向がある。プラスチックカバー１１の厚さは限定されないが、通常、１．０ｍｍ程度から３．０ｍｍ程度であり、１．５ｍｍ程度から２．０ｍｍ程度とすることが好ましい場合がある。【００１８】
フィルムセンサ１２は、静電容量を検知する機能を有するフィルムである。例えば、透光性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を延伸法で製膜して製造されたフィルム基材層に、電極層（図示せず）等が配置された構成である。この場合、フィルムセンサ１２（フィルム基材層）の樹脂の流れ方向ＭＤ２は、延伸方向である。また樹脂の流れ方向はフィルム基材層の複屈折分布を測定することで確認することができる。フィルムセンサ１２は、高温環境下にさらされると、製造の際に延伸された方向（ロール方向、縦方向、ＭＤ２方向）に収縮する傾向がある。フィルムセンサ１２のＭＤ２方向の線膨張係数は、フィルムセンサ１２を構成する樹脂の種類や製造条件等にもよるが、例えば、ＰＥＴフィルムの線膨張係数は、一般に１．２×１０−５程度である。フィルムセンサ１２の厚さは限定されないが、通常、２００μｍ以下であり、１００μｍ以下とすることが好ましい場合がある。【００１９】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、タッチパネル１は、フィルムセンサ１２のＭＤ２が、プラスチックカバー１１のＭＤ１に対して直交するように積層されている。このため、プラスチックカバー１１のＭＤ１がフィルムセンサ１２のＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、樹脂の流れに対する横断方向）２と平行であり、フィルムセンサ１２のＭＤ２がプラスチックカバー１１のＴＤ１と平行である。この構成により、高温環境下において、フィルムセンサ１２がプラスチックカバー１１のＭＤ１方向の反りを抑制すると同時に、プラスチックカバー１１によりフィルムセンサ１２のＭＤ２方向の収縮を抑制することができる。【００２０】
タッチパネル１では、ＭＤ１方向とＭＤ２方向との角度Ｘが９０度である。このため、プラスチックカバー１１のＭＤ１方向の反り、およびフィルムセンサ１２のＭＤ２方向の収縮を効果的に抑制することができる。ただし、ＭＤ１方向とＭＤ２方向とが交差するようにまたは非平行となるように積層すれば、プラスチックカバー１１の反りおよびフィルムセンサ１２の収縮を抑制する効果が得られる。このため、角度Ｘ（図１（ｂ）参照）が９０度でなくても上記の効果が得られる。反りおよび収縮を効果的に抑制する観点から、角度Ｘは、４５度〜１３５度が好ましく、８０度〜１００度がさらに好ましい。【００２１】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、タッチパネル１には、その周辺部を囲む額縁状の筐体２が接合（接着）される。
図３は、図２（ｂ）のＡ−Ａ’方向に見た断面図である。同図に示すように、タッチパネル１のフィルムセンサ１２は、一方の面が粘着層３を介して筐体２に接合されており、他方の面が光学透明粘着層１３（ＯＣＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ）を介してプラスチックカバー１１に接合されている。光学透明粘着層１３は、例えば、アクリル系粘着剤からなり、その厚さは２５μｍ程度から２００μｍ程度である。プラスチックカバー１１とフィルムセンサ１２との間には、加飾層１４が設けられている。【００２２】
図４は、タッチパネル１が反りによって筐体２から剥がれた状態を示している。高温環境下で用いられると、タッチパネル１が反る方向、すなわちタッチパネル１と筐体２とが剥がれる方向の力が生じる。当該力が大きくなり、粘着層３により接合された状態を維持できなくなると、タッチパネル１と筐体２との剥がれが生じて反りが進行する。当該剥がれは、タッチパネル１の隅部Ｃ（図２（ｂ）参照）の近傍から生じやすい。【００２３】
剥がれが生じることはそれ自体として外観上問題であるが、剥がれによってタッチパネル１の反りが進むと、タッチパネル１の外観（意匠性）がさらに悪化することがある。たとえば、反りによってタッチパネル１の周縁部に設けられた加飾層１４に応力が加わると、その外観が不均一になることがある。【００２４】
また、タッチパネル１の反りによって、機能上の問題が生じることもある。例えば、反りによってフィルムセンサ１２に加えられる力が不均一になると、感度分布が不均一になることがある。さらに、プラスチックカバー１１とフィルムセンサ１２との間に部分的に気泡が生じることもある。この場合、気泡の有無によってフィルムセンサ１２の誘電率が異なるから、タッチパネル１の感度分布がさらに不均一になる。【００２５】
そこで、タッチパネル１は、図１に示すように、積層方向から平面視した場合における、プラスチックカバー１１の樹脂の流れ方向ＭＤ１とフィルムセンサ１２の樹脂の流れ方向ＭＤ２とを交差または非平行としている。これにより、高温環境下において、フィルムセンサ１２がプラスチックカバー１１の反りを抑制する作用を奏し、タッチパネル１と筐体２とが接合された状態を維持することができる。【００２６】
本発明は、プラスチックカバー１１の樹脂の流れ方向ＭＤ１と、フィルムセンサ１２の樹脂の流れ方向ＭＤ２とが交差または非平行となるように積層する工程を有する製造方法として実施することもできる。ＭＤ１とＭＤ２とが交差または非平行になるように積層することにより、高温環境下におけるプラスチックカバー１１の反りを、フィルムセンサ１２によって抑制できる。【００２７】
例えば、プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１は、プラスチックカバーのプラスチック基材製造時の押出し方向である。また例えば、前記フィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２は、当該フィルムセンサのフィルム基材製造時のロール延伸方向である。この場合、ＭＤ１とＭＤ２とが交差または非平行になるように積層することにより、高温環境下におけるプラスチックカバー１１の反りを、フィルムセンサ１２によって抑制できる。【００２８】
したがって、上述した積層する工程を有する製造方法によれば、プラスチックカバー１１の周縁に額縁状の筐体２を接合した場合、高温環境下において接合状態を維持し、剥がれが生じないタッチパネル１を安定的に製造することができる。
【実施例】
【００２９】
以下では、プラスチックカバー１１、フィルムセンサ１２および、両者を積層したタッチパネル１について、高温（９５℃）および高温・高湿（８５℃・相対湿度８５％）環境下おいて環境試験を行った結果を示す。【００３０】
（実施例）
（測定方法）
環境条件（雰囲気）：高温（９５℃）、高温・高湿（８５℃・相対湿度８５％）
保存時間：１２０時間、２４０時間
測定：所定の環境下に所定時間保存した後、室温で２時間放置、冷却後、測定した。試料を水平面Ｈに載置し、側方から見て最も高く盛り上がっている部分の水平面Ｈからの距離を反りの大きさＷとした（図１（ａ）参照）。
（測定試料）
直交積層タッチパネル：上記プラスチックカバーと上記フィルムセンサとを、積層方向から平面視した場合に、ＭＤ１方向とＭＤ２方向とが直交するように積層した（角度Ｘ＝９０度、図１（ｂ）参照）。
プラスチックカバー：２種２層（ＰＭＭＡ／ＰＣ）、９ｉｎｃｈ（２００×１２５ｍｍ、厚さｔ２ｍｍ）
フィルムセンサ：ＰＥＴ、９ｉｎｃｈ（２００×１２５ｍｍ、厚さｔ５０μｍ）
額縁状の筐体：ＰＣ、９ｉｎｃｈ（２００×１２５ｍｍ、厚さｔ２ｍｍ、枠幅５〜３０ｍｍ）
粘着層：アクリル系【００３１】
（比較例）
（測定方法）
環境条件（雰囲気）：高温（９５℃）、高温・高湿（８５℃・相対湿度８５％）
保存時間：１２０時間、２４０時間
測定：所定の環境下に所定時間保存した後、室温で２時間放置、冷却後、測定した。試料を水平面Ｈに載置し、側方から見て最も高く盛り上がっている部分の水平面Ｈからの距離を反りの大きさＷとした（図１（ａ）参照）。
（測定試料）
プラスチックカバー：２種２層（ＰＭＭＡ／ＰＣ）、９ｉｎｃｈ（２００×１２５ｍｍ、厚さｔ２ｍｍ）
フィルムセンサ：ＰＥＴ、９ｉｎｃｈ（２００×１２５ｍｍ、厚さｔ５０μｍ）
平行積層タッチパネル：上記プラスチックカバーと上記フィルムセンサとを、積層方向から平面視した場合に、ＭＤ１方向とＭＤ２方向とが平行になるように積層した（角度Ｘ＝０度、図１（ｂ）参照）。【００３２】
高温および高温・高湿の環境（雰囲気）において環境試験を行った後に、各試料の反りの大きさを測定した結果を表１および図５〜図６に示す。【００３３】
＜高温（９５℃）環境＞
【表１】
2019031060.tif 000003
【００３４】
表１および図５に示すように、プラスチックカバーのＭＤ１方向とフィルムセンサのＭＤ２方向とが平行になるように積層した比較例のタッチパネルは、高温環境下での保存によって反りが生じた。タッチパネルの反り量は、プラスチックカバーおよびフィルムセンサを各単独で評価して得られた反り量の合計よりも大きくなった。このように、プラスチックカバーのＭＤ１方向とフィルムセンサのＭＤ２方向とを平行に積層すると、相乗的な作用によってタッチパネルの反り量が大きくなった。【００３５】
表１および図５に示すように、プラスチックカバーのＭＤ１方向とフィルムセンサのＭＤ１方向とが直交するように積層した実施例のタッチパネル（直交積層タッチパネル）は、高温環境下での保存によっても初期の反り量を維持して変化が発生しなかった。【００３６】
また、実施例の直交積層タッチパネルの周縁を、積層方向からの平面視において、外郭形状がタッチパネルと同じ額縁状の筐体に接合させた入力装置についても同様の評価を行った。当該タッチパネルと筐体とからなる入力装置を三個作製し、高温環境下において、環境試験を行った。その結果、三個の入力装置のいずれも、剥がれが生じなかった。
このように、プラスチックカバーとフィルムセンサとの積層において、ＭＤ１方向とＭＤ２方向とを非平行にすることにより、高温環境下において大きな反りが生じることを防止し、外観上、機能上の問題が生じない入力装置が得られた。【００３７】
＜高温・高湿（８５℃・８５％）環境＞
【表２】
2019031060.tif 000004
【００３８】
表２および図６に示すように比較例の、高温・高湿環境下の結果からも、高温環境下で保存された場合と同様、プラスチックカバーのＭＤ１方向とフィルムセンサのＭＤ２方向とを平行に積層することにより、タッチパネルの反りが大きくなることが分かった。【００３９】
従来、プラスチックカバーとフィルムセンサとを有するタッチパネルの製造において、両者の積層方向（ＭＤ１とＭＤ２との角度Ｘ、図１（ｂ）参照）が考慮されていなかった。このため、従来の製造方法により製造されたタッチパネルには、積層方向が平行（角度Ｘ＝０度）のもの含まれており、当該平行に積層されたタッチパネルが高温環境下において、外観上、機能上の問題を生じさせる原因となっていたと考えられる。【００４０】
表２および図６に示すように、プラスチックカバーのＭＤ１方向とフィルムセンサのＭＤ１方向とが直交するように積層した実施例のタッチパネル（直交積層タッチパネル）は、高温・高湿環境下での保存によっても初期の反り量を維持して変化が発生しなかった。【００４１】
また、直交積層タッチパネルの周縁を、積層方向からの平面視において、外郭形状がタッチパネルと同じ額縁状の筐体に接合させた入力装置についても同様の評価を行った。当該タッチパネルと筐体とからなる入力装置を三個作製し、高温・高湿環境下において、環境試験を行った。その結果、三個の入力装置のいずれも、剥がれが生じなかった。
このように、プラスチックカバーとフィルムセンサとの積層において、ＭＤ１方向とＭＤ２方向とを非平行にすることにより、高温・高湿環境下において大きな反りが生じることを防止し、外観上、機能上の問題が生じない入力装置が得られた。【００４２】
したがって、プラスチックカバーの樹脂の流れ方向ＭＤ１とフィルムセンサの樹脂の流れ方向ＭＤ２との積層方向を非平行とすることにより、高温環境および高温・高湿環境下において、タッチパネルに反りが生じることを抑制し、外観上および機能上の信頼性の高いタッチパネルおよびタッチパネルを備えた入力装置を安定的に製造することができる。【００４３】
本発明は、上述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、技術思想として同一の態様をも含んでいる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の入力装置は、高温環境下において、反りによって意匠性が低下すること、および入力感度が不均一となることがなく、外観および機能を良好に維持することができるから、例えば、カーナビゲーション用のタッチパネルのような、高温となり得る環境に設置される入力装置として有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１      ：タッチパネル
２      ：筐体
３      ：粘着層
１１    ：プラスチックカバー
１２    ：フィルムセンサ
１３    ：光学透明粘着層
１４    ：加飾層
Ｃ      ：隅部
ＭＤ１  ：プラスチックカバーの樹脂の流れ方向
ＭＤ２  ：フィルムセンサの樹脂の流れ方向
ＴＤ１  ：プラスチックカバーの樹脂の流れ方向に対する横断方向
ＴＤ２  ：フィルムセンサの樹脂の流れ方向に対する横断方向
Ｘ      ：角度
Ｈ      ：水平面
Ｗ      ：反りの大きさ
【図１】
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【図２】
2019031060.tif 000006
【図３】
2019031060.tif 000007
【図４】
2019031060.tif 000008
【図５】
2019031060.tif 000009
【図６】
2019031060.tif 000010
【国際調査報告】
2019031060.tif 000011
2019031060.tif 000012