(57)【要約】【課題】  強度が高く且つ軽量であり、入力負荷や落下の衝撃で透明ガラス板が割れたとしてもガラス破片のタッチパネル周辺への飛散を完全に防止することができ、さらには安価な表面無処理ガラスを用いても視認性に優れているタッチパネルを提供する。【解決手段】  厚み２５〜２００μｍの透明樹脂フィルム２の上面に透明電極３を形成した下側電極材と、透明樹脂フィルム２の下面に透明電極３を形成した上側電極材とをスペーサー４を介して対向配置させ、下側電極材の下面全体に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板６を貼り合わせたタッチパネル１において、上記透明ガラス板６の下面全体に厚み２５〜２００μｍの透明補強フィルム８を貼り合わせた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み２５〜２００μｍの透明樹脂フィルムの上面に透明電極を形成した下側電極材と、透明樹脂フィルムの下面に透明電極を形成した上側電極材とをスペーサーを介して対向配置させ、下側電極材の下面全体に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板を貼り合わせたタッチパネルにおいて、
上記透明ガラス板の下面全体に厚み２５〜２００μｍの透明補強フィルムを貼り合わせたことを特徴とするタッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コードレス電話機、携帯電話機、電卓、サブノートパソコン、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、デジタルカメラ、ビデオカメラなどの液晶デイスプレイを備えた携帯型電子機器やパソコンのモニタ等に搭載され、透視した画面の指示にしたがって指やペンなどで上から押圧することにより位置入力が行われるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なタッチパネルの構成としては、透明樹脂フィルム２の上面に透明電極３を形成した下側電極材と、透明樹脂フィルム２の下面に透明電極３を形成した上側電極材とをスペーサーを介して対向配置し、下側電極材の下側全面に透明樹脂板９を支持板として貼り合わせてなるものがある（図２参照）。また、支持板を用いず、透明樹脂板９（図３参照）又は透明ガラス板１２（図４参照）の上面に透明電極３を直接形成したものを下側電極材とした構成もある。
【０００３】
しかし、下側電極材として透明電極３付きの透明ガラス板１２を使用した構成の場合（図４参照）、入力により透明ガラス板１２の表面に異常に大きな負荷がかかったときに、面強度が不十分で透明ガラス板６が割れてしまうことがあった。また、誤ってタッチパネル１を搭載した機器を落としたり、ぶつけたりして透明ガラス板６の端面やコーナー部に衝撃が受けたときに、エッジ強度が不十分で透明ガラス板６が割れてしまうことがあった。そして透明ガラス板６が割れた結果として、タッチパネル１の下側の画像を表示する液品パネルやこの画像表示のための照明をするフロントライトを著しく傷つけて文字・画像が正しく視認出来なくなったり、ガラスの破片が製品内に散乱し、タッチパネル又はその部品の交換・清掃に非常に手間がかかったりした。
【０００４】
また、下側電極材として透明電極３付きの透明樹脂板９を使用した構成の場合や、下側電極材として透明電極３付きの透明樹脂フィルム２を使用しこれを透明樹脂板９に全面にて貼り合わせた構成の場合は、入力により透明樹脂板９に負荷がかかったときに、透明樹脂板９が大きく撓んで液晶パネルまたはフロントライトの表面に接触してしまうことがあった。液晶パネルは表示面に透明樹脂板９が接触することにより滲みが発生し、フロントライトにいたっては透明樹脂板９が接触することにより表面が傷つけられ点灯時に異常発光が発生し、いずれも文字・画像が正しく視認出来ない。
【０００５】
そこで、本出願人は、これらの問題を解決する手段として、以前に特許文献１に記載されているような構成を提案している。すなわち、透明樹脂フィルムの上面に透明電極を形成した下側電極材と、透明樹脂フィルムの下面に透明電極を形成した上側電極材とをスペーサーを介して対向配置させたタッチパネルにおいて、下側電極材の下面全体に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板を貼り合わせた構成（図５参照）、あるいは上記透明ガラス板と下側電極材の透明樹脂フィルム２との配置を入れ換えた構成（図６参照）をとることにより、タッチパネルに著しく大きな入力負荷がかけられて仮に透明ガラス板が割れたとしても、透明電極側或いはその反対側において透明樹脂フィルムと全面で貼り合わされているため、割れたガラスの飛散を防ぐ事が出来るというものである。
【特許文献１】特開２００２−２７８７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された構成のタッチパネルは、透明ガラス板を用いているためどうしても重いという欠点があり、携帯電話機などの軽量化が進む用途には適さなくなってきている。もちろん、透明ガラス板を薄くすれば軽量化は容易に達成できるが、それでは強度が低下するという新たな問題が発生する。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載された構成のタッチパネルは、割れたガラスの飛散を防ぐ事が出来るといっても、透明ガラス板の片面しか透明樹脂フィルムで覆われていないから僅かながらもガラス破片のタッチパネル周辺への飛散が生じる場合がある。
【０００８】
また、図５のように下側電極材の下面全体に透明ガラス板を貼り合わせる場合には、通常、コスト面から素ガラスを使用するため、タッチパネルの裏面はガラスが剥き出しとなる。無処理のガラス表面は湿度による経時的影響があり、アルカリ成分析出により曇りが発生する。例えば、タッチパネル製品検査時に、溶剤やアルコール等で拭いた場合、将来それが拭きむらムラとして現われ、視認性の悪い製品となってしまう。拭きムラ対策として、剥き出し面にＳｉＯ２等のパシベーション膜を付けておくことも考えられが、これではコスト高となる。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、上記の問題点を解決し、強度が高く且つ軽量であり、入力負荷や落下の衝撃で透明ガラス板が割れたとしてもガラス破片のタッチパネル周辺への飛散を完全に防止することができ、さらには安価な表面無処理ガラスを用いても視認性に優れているタッチパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、厚み２５〜２００μｍの透明樹脂フィルムの上面に透明電極を形成した下側電極材と、透明樹脂フィルムの下面に透明電極を形成した上側電極材とをスペーサーを介して対向配置させ、下側電極材の下面全体に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板を貼り合わせたタッチパネルにおいて、上記透明ガラス板の下面全体に厚み２５〜２００μｍの透明補強フィルムを貼り合わせるように構成した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタッチパネルは、前記した構成からなるので、次の効果が奏される。
【００１２】
すなわち、下側電極材の厚み２５〜２００μｍの透明樹脂フィルムと厚み２５〜２００μｍの透明補強フィルムの間に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板を挟んだ状態で、これらが全面で貼り合わせられているため高強度が得られる。したがって、透明ガラス板の薄型化によるタッチパネルの軽量化が、タッチパネルの強度を維持したまま可能となる。
【００１３】
また、透明ガラス板の両面が上記各フィルムで覆われているため、タッチパネルに著しく大きな入力負荷がかけられて仮に透明ガラス板が割れたとしても、ガラス破片が両面を覆うフィルム内に留まりタッチパネル周辺への飛散を完全に防止できる。
【００１４】
また、透明ガラス板の両面が上記各フィルムで覆われているため、安価な表面無処理ガラスを用いても湿度による曇りが発生がなく、視認性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図を参照しながら本発明に係るタッチパネルを詳細に説明する。図１は本発明に係るタッチパネルの一実施例を示す断面図である。図中、１はタッチパネル、２は透明樹脂フィルム、３は透明電極、４はスペーサー、５はドットスペーサー、６は透明ガラス板、７は粘着材、８は透明補強フィルムをそれぞれ示す。
【００１６】
図１に示すタッチパネル１は、厚み２５〜２００μｍの透明樹脂フィルム２の上面に透明電極３を形成した下側電極材と、透明樹脂フィルム２の下面に透明電極３を形成した上側電極材とをスペーサー４を介して対向配置させ、下側電極材の下面全体に厚み０．４〜３．０ｍｍの透明ガラス板６を貼り合わせ、当該透明ガラス板６の下面全体に厚み２５〜２００μｍの透明補強フィルム８を貼り合わせたものである。
【００１７】
上記上側電極材の透明樹脂フィルム２としては、入力のために可撓性を有する必要があり、一般に厚み７５〜２５０μｍの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等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樹脂フィルム、それらの積層体などが用いられる。なお、上側電極材の上面にはハードコート層が形成されていてもよい。ハードコート層としては、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。また、上側電極材は、上面に光反射防止のためにノングレア処理を施してもよい。たとえば、透明樹脂フィルムやハードコート層を凹凸加工したり、ハードコート層中に体質顔料やシリカ、アルミナなどの微粒子を混ぜたりする。
【００１８】
上記下側電極材の透明樹脂フィルム２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等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樹脂フィルム、それらの積層体などが用いられる。フィルムの厚みが２５μmに満たないと、透明ガラス板６が割れた場合、ガラス破片がフィルムを突き破るおそれがある。また、フィルムの厚みが２００μmを超えると、フィルムの柔軟性に欠け、組み立て効率が悪くなる。
【００１９】
上記各透明樹脂フィルム２に形成される透明電極３としては、透明性および導電性を有する金属膜や金属酸化物膜を真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法にて形成する。たとえば、ＩＴＯ、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、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。透明電極の厚さは、一般に０．０１〜０．１μｍである。
【００２０】
スペーサ４は、下側電極材と上側電極材との透明電極３間で絶縁しうる形態、たとえば枠形態などに形成される。スペーサ４の材料としては、下側電極材および上側電極材の基材と同様の樹脂フィルム等のほか、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂の如き適宜な樹脂を印刷または塗布することによってスペーサ４を形成することができるが、一般に下側電極材と上側電極材とを固定する枠形態の両面テープ、接着剤または粘着剤からなる接着層と兼ねさせることが多い。接着剤または粘着剤からなる接着層を形成する場合にはスクリーン印刷等が用いられる。スペーサ４の厚みは、一般には１０μｍ〜２００μｍとされる。
【００２１】
また、図１に示すタッチパネル１の場合、上記枠形態のスペーサ４の他に、下側電極材の透明電極３の表面にはさらにドット状スペーサ５が形成されている。上記ドットスペーサ５は、大判のタッチパネルを形成する場合などに、下側電極材と上側電極材の透明電極３間の空隙を確保したり、入力荷重を制御したり、入力後の下側電極材と上側電極材の離れを良くしたりするために形成される。ドットスペーサ５としては、たとえばメラミンアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、メタアクリルアクリレート樹脂、アクリルアクリレート樹脂などのアクリレート樹脂、ポリビニールアルコール樹脂などの透明な光硬化型樹脂をフォトプロセスで微細なドット状に形成して得ることができる。また、ウレタン系透明樹脂などを用い印刷法により微細なドットを多数形成してスペーサとすることもできる。また、無機物や有機物からなる粒子の分散液を噴霧、または塗布して乾燥することによっても得ることができる。ドットスペーサー５は、一般に直径３０〜１００μｍ、高さ１〜１５μｍのドット状に形成され、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの一定の間隔で配列される。
【００２２】
上記透明ガラス板６は、入力負荷がかけられても撓まないため、液晶パネルまたはフロントライトの表面を傷つけることから防ぐことができる。透明ガラス板としては、厚み０．４〜３．０ｍｍのソーダーガラス、ホウケイ酸ガラスなどを用いることができる。透明ガラス板の厚みが０．４ｍｍ未満では剛性が不十分であり、３．０ｍｍを超えると視差が生じ画面が見難くなる。
【００２３】
上記透明補強フィルム８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等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樹脂フィルム、それらの積層体などが用いられる。フィルムの厚みが２５μmに満たないと、透明ガラス板６が割れた場合、ガラス破片がフィルムを突き破るおそれがある。また、フィルムの厚みが２００μmを超えると、フィルムの柔軟性に欠け、組み立て効率が悪くなる。
【００２４】
下側電極材と透明ガラス板６、透明ガラス板６と透明補強フィルム８とはいずれも粘着材７等により全面的に接着されている。そのため、タッチパネル１に著しく大きな入力負荷がかけられて仮に透明ガラス板６が割れたとしても、ガラス破片をフィルム間に留め、タッチパネル１周辺への飛散を完全に防ぐ事が出来る。また、タッチパネル１を誤って落としたり、ぶつけたりして仮に透明ガラス板が割れたとしても、同様である。したがって、タッチパネル１やその部品の交換・清掃に手間が掛かりにくい。また、液晶パネルまたはフロントライトの表面が飛散したガラスによって傷つけられるのを防ぐことが出来、文字・画像が正しく視認出来る。粘着材４には、アクリル系粘着剤、シリコン系粘着剤や両面接着テープ等を用いることができるが、とくに透明ガラス板６、下側電極材の透明樹脂フィルム２、透明補強フィルム８と屈折率の近似したものを用いるのがより好ましい。
【００２５】
また、透明補強フィルム８の下面には、低反射処理が施されていてもよい。低反射処理にはフッ素樹脂やシリコン樹脂などの低屈折率樹脂を用いた低反射材料を塗布したり、金属の多層膜を形成したりするなどの処理がある。
【実施例】
【００２６】
０．１ｍｍ厚のＰＥＴ基材ＩＴＯフィルム（ＩＴＯ膜厚２０nm）を下側電極材とし、その裏面に０．５ｍｍ厚の板ガラスを０．０５ｍｍ厚の基材レスアクリル系粘着剤で全面貼り合わせした。また、板ガラスの裏面には、０．０６ｍｍ厚のＰＥＴ基材低ハードコートフィルム（アクリル系ハードコート膜厚５μm）からなる透明補強フィルムを前記基材レス粘着剤で全面貼り合わせした。
【００２７】
一方、０．２ｍｍ厚のＰＥＴ基材ＩＴＯフィルム（ＩＴＯ膜厚２０nm）を上側電極材とし、これを前記下側電極材を含む積層体と電極面を対向させ、６０μｍ厚の両面接着テープを枠状に打抜いたものを用いて周縁部（幅２ｍｍ）を接着し、縦４５ｍｍ、横６０ｍｍサイズのF（フィルム）／F／G（ガラス）／F構成のタッチパネルを得た。
【００２８】
＜比較例１＞
板ガラスの裏面にフィルムを貼り合わせないでF／F／G構成とし、タッチパネルの総厚が実施例と同じになるように板ガラスを厚くしたこと以外は、実施例と同様にしてタッチパネルを得た。
【００２９】
＜比較例２＞
板ガラスの表面にフィルムを貼り合わせないでＩＴＯ膜を直接形成してF／G／F構成とし、タッチパネルの総厚が実施例と同じになるように板ガラスを厚くしたこと以外は、実施例と同様にしてタッチパネルを得た。
【００３０】
＜比較例３＞
板ガラスに代えてポリカーボネート樹脂板を用いてF／F／Ｐ（プラスチック）／F構成としたこと以外は、実施例と同様にしてタッチパネルを得た。
【００３１】
＜評価１＞
実施例（F／F／G／F）、比較例１（F／F／G）及び比較例２（F／G／F）のタッチパネルについて、２つの強度試験を行なった。まず、幅２ｍｍの平滑な鉄板を用いタッチパネルの４辺を支持し、φ１６ｍｍの鋼球をタッチパネルに対し垂直方向に毎分１０ｍｍの等速で押圧して鋼球静圧試験を行なったところ、比較例１，２が荷重４０kｇｆで割れたのに対し、実施例は板ガラスの厚みが比較例１より薄い（総厚は同じ）にも関わらず荷重５０kｇｆまで割れなかった。また、幅２ｍｍの平滑な鉄板を用いタッチパネルの４辺を支持し、φ３０ｍｍ、重さ１３０ｇの鋼球を高さ０．４ｍから落下させる衝撃試験を行なったところ、比較例１，２が１０回中４回割れたのに対し、実施例は板ガラスの厚みが比較例１より薄い（総厚は同じ）にも関わらず１０回中２回割れただけであった。
【００３２】
＜評価２＞
また同時に、実施例（F／F／G／F）、比較例２（F／G／F）のタッチパネルについて、上記２つの強度試験によってガラス板が割れたときの、下方へのガラスの飛散状態を確認した。その結果、比較例２ではガラス破片がタッチパネル周辺へ僅かではあるが飛散することが確認されたのに対し、実施例はガラス破片が両面を覆うフィルム内に留まりタッチパネル周辺への飛散が皆無であった。
【００３３】
＜評価３＞
また、実施例（F／F／G／F）、比較例１（F／F／G）のタッチパネルについて、湿熱環境の信頼性試験（試験条件：６０℃、９０％、２４０h）を行なったところ、比較例１では、ガラス裏面に白化現象が発生したが、実施例は透明のままであり視認性に優れていた。
【００３４】
＜評価４＞
また、比較例３（F／F／Ｐ？／F）のタッチパネルについても前述の鋼球静圧試験を行ない、実施例と撓み量を比較したところ、荷重１００ｇｆ、２５０ｇｆ、５００ｇｆ、１０００ｇｆの時の撓み量が、比較例３ではそれぞれ０．７ｍｍ、１．３ｍｍ、２．０ｍｍ、２．６ｍｍであるのに対し、実施例では０．３ｍｍ、０．８ｍｍ、１．１ｍｍ、１．３ｍｍで撓みが少なかった。撓み量が少ないと、タッチパネルの液晶パネルへの接触による画面の滲みが発生し難くなり、視認性に優れる。もちろん撓み量が多くてもタッチパネルと液晶パネルとの間に充分にクリアランスを取れば滲みを防止できるが、クリアランス分だけ製品が厚くなってしまう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るタッチパネルの一実施例を示す断面図である。
【図２】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面図である。
【図３】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面図である。
【図４】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面図である。
【図５】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面図である。
【図６】従来技術に係るタッチパネルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  タッチパネル
２  透明樹脂フィルム
３  透明電極
４  スペーサー
５  ドットスペーサー
６  透明ガラス板
７  粘着材
８  透明補強フィルム
９  透明樹脂板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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