(57)【要約】【課題】  タッチパネルの押す位置に関らず透明電極の損傷を防げ、かつ、タッチパネルの押圧による液晶層への影響を防ぐことができる入力装置の提供を目的とする。【解決手段】  少なくとも樹脂カバー２、タッチパネル１、偏光板６を画像表示面側に備える液晶パネル４と、当該液晶パネル４の少なくとも外周を被覆する筐体８、およびこれらを内蔵しかつ前記樹脂カバー２側に開口部を有する外部筐体３とからなるタッチ式情報入力画像表示装置であって、前記樹脂カバー２、前記タッチパネル１、前記液晶パネル４が積層され、前記偏光板６は、液晶パネル外形よりも小さく、前記筐体の外周部上面に前記偏光板６を中央部に配する開口部と前記偏光板６の外面とほぼ同一面となる厚さを有するスペーサ９を備え、該スペーサ９は、前記タッチパネル１の下面と接し、前記スペーサ９の外周端部は、前記外部筐体３の開口部端部と接合してなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂カバー、タッチパネル、偏光板を画像表示面側に備える液晶パネルと、当該液晶パネルの少なくとも外周を被覆する筐体、およびこれらを内蔵しかつ前記樹脂カバー側に開口部を有する外部筐体とからなるタッチ式情報入力画像表示装置であって、
前記樹脂カバー、前記タッチパネル、前記液晶パネルが積層され、
前記偏光板は、液晶パネル外形よりも小さく、
前記筐体の外周部上面に前記偏光板を中央部に配する開口部と前記偏光板の外面とほぼ同一面となる厚さを有するスペーサを備え、
該スペーサは、前記タッチパネルの下面と接し、
前記スペーサの外周端部は、前記外部筐体の開口部端部と接合してなることを特徴とするタッチ式情報入力画像表示装置。
【請求項２】
前記スペーサの外周端部が前記筐体の外周部より大きいことを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置。
【請求項３】
前記タッチパネルの下面と前記偏光板及び前記スペーサとの接合が粘着剤を介してなされることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチ式情報入力画像表示装置。
【請求項４】
前記樹脂カバー及びタッチパネルの外周部が、前記液晶パネルの外周を被覆する筐体の上面外周部より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタッチ式情報入力画像表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のタッチ式情報入力画像表示装置を備える情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂カバーで覆われたタッチパネルを有するタッチ式情報入力画像表示装置及び情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンや、タブレット等の携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な電子機器の操作部にタッチ式情報入力画像表示装置（以下、入力装置と記す）が採用されている。入力装置は、液晶表示装置、有機ＥＬ装置等の表示用パネルの表示面上に、指先やペン先の接触位置を検出する入力装置として貼り合わせて使用されるものである。入力方式としては、抵抗膜式、静電容量式、光学式、超音波式に大別されるが、それぞれメリット、デメリットがあるため用途に応じて使い分けられている。
【０００３】
その中でも静電容量式の入力装置は、一枚の透明基材上にマトリックス状の透光性導電膜を形成し、電極間部分に指等が接触することによって誘起される静電容量の変化を、微弱な電流変化として検出することでタッチパネル上の被接触位置を特定するものである。静電容量式には、さらに、表面型と投影型とがある。投影型静電容量式入力装置は、Ｘ方向およびＹ方向にグリッド上に配列された複数の電極を備え、マルチタッチが可能であり、現在急速に普及しつつある。
【０００４】
投影型静電容量式のタッチパネルセンサには、ガラスタイプとフィルムタイプがある。前者は、透過率がフィルムに比べて高いことや、ガラス上に形成された配線パターンの位置精度がフィルムに比べて優れるため、配線を覆う額縁部を小さくできる。さらに、表面の平滑性に優れるので、フィルムタイプより見栄えが良いという利点がある。一般に、高精細で低消費電力が要求されるスマートフォン等、携帯端末等の小型品では、ガラスタイプが採用されている。
【０００５】
後者は、軽量・割れにくい、製造コストが安い、柔軟性があるので他の表示装置やカバーガラスと貼り合せる際に気泡を除去し易く貼り合せ易いという利点がある。一般には、安価で貼り合せ易い等の生産性が要求されるタブレットコンピュータやテレビ等の中型、大型品にはフィルムタイプが多く使用されている。
【０００６】
入力装置の最上面、すなわち入力部は上記のようなタッチパネルセンサを保護するためにカバーで覆われている。一般にはガラス基材または樹脂基材が公知であり、多くはガラス基材が用いられている（図４参照）。
【０００７】
しかしながら、ガラス基材はその厚みや重量に起因して、入力装置の設計や製造工程に制約が生じ、市場が求める軽量化、生産性の向上、さらにはコスト低減に応じることが難しいという問題がある。
【０００８】
そこでガラス代替として樹脂基材（図５参照）が注目されている。例えば、タッチパネルの操作範囲を下部に配置されたタッチパネルセンサより狭くすることで、押圧による撓みを防ぐ提案がある（特許文献１）。しかしながら、この提案では樹脂基材を取り付ける筐体部材との線膨張係数の差異により、使用される環境化の温湿度の影響で反りや撓みが生じるという問題が依然として残る（図７参照）。
【０００９】
また、例えば、表示シート（本発明における樹脂カバーに相当）とタッチパネルと液晶パネルとを、クッション部材を介して、金属フレームと樹脂フレームを用いて、すなわち
、液晶パネルの側部及び底部で後ケースに固定する提案がある（特許文献２）。しかしながら、このように液晶パネルを後ケースに固定する場合、表示シートとタッチパネルと液晶パネルとを直接接合することにより、タッチパネルの押圧が液晶パネルの液晶層に影響を与え品質を損ねる問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２７７１２１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７６２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、タッチパネルの押す位置に関らず透明電極の損傷を防げ、かつ、タッチパネルの押圧による液晶層への影響を防ぐことができるタッチ式情報入力画像表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、少なくとも樹脂カバー、タッチパネル、偏光板を画像表示面側に備える液晶パネルと、当該液晶パネルの少なくとも外周を被覆する筐体、およびこれらを内蔵しかつ前記樹脂カバー側に開口部を有する外部筐体とからなるタッチ式情報入力画像表示装置であって、
前記樹脂カバー、前記タッチパネル、前記液晶パネルが積層され、
前記偏光板は、液晶パネル外形よりも小さく、
前記筐体の外周部上面に前記偏光板を中央部に配する開口部と前記偏光板の外面とほぼ同一面となる厚さを有するスペーサを備え、
該スペーサは、前記タッチパネルの下面と接し、
前記スペーサの外周端部は、前記外部筐体の開口部端部と接合してなることを特徴とするタッチ式情報入力画像表示装置である。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記スペーサの外周端部が前記筐体の外周部より大きいことを特徴とする請求項１に記載のタッチ式情報入力画像表示装置である。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記タッチパネルの下面と前記偏光板及び前記スペーサとの接合が粘着剤を介してなされることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチ式情報入力画像表示装置である。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記樹脂カバー及びタッチパネルの外周部が、前記液晶パネルの外周を被覆する筐体の上面外周部より大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタッチ式情報入力画像表示装置である。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のタッチ式情報入力画像表示装置を備える情報機器である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１及び２の発明によれば、タッチパネルの上面に樹脂カバーを備えた構造でも、前記筐体の外周部上面に前記偏光板を中央部に配する開口部と前記偏光板の外面とほぼ同一面となる厚さを有するスペーサを備え、前記タッチパネルの下面と前記偏光板及び前記スペーサとの接合とスペーサと前記筐体間とを接合することでタッチパネルの押す位置に関らず透明電極の損傷を防げ、かつ、タッチパネルの押圧による液晶層への影響を防ぐことができる。
【００１８】
すなわち、樹脂カバー付きスペーサと液晶パネルとを接合することで樹脂同士の接合となり、接合部近傍の材料の違いによる線熱膨張率の差異は小さく、従来の反りや撓みを抑制することができ、タッチパネルの押す位置に関らず透明電極の剥離などによる損傷を防げる。また、スペーサを介して筐体に液晶パネルを固定することで、タッチパネルが液晶パネルに直接接合されていても、タッチパネルの押圧による液晶層への影響を防ぐことができる。
【００１９】
また、請求項３によれば、タッチパネルの下面と、液晶パネルの最上部に位置する偏光板及び前記スペーサとの接合に粘着剤を介することで、特にタッチパネルと液晶パネルとの接合部において、この近傍がすべて樹脂材料であることから、それぞれの線熱膨張率の差異をより小さくすることができ、前述の反りや撓みを抑制する効果を大きくすることができる。
【００２０】
また、請求項４によれば、前記樹脂カバー及びタッチパネルの外周部が、液晶パネルの外周を被覆する筐体の上面外周部より大きくすることで、液晶パネルへの微細なゴミ、塵などの侵入を防ぐことができる。
【００２１】
また、請求項５によれば、本発明のタッチ式情報入力画像表示装置を組み込んだ最終製品としての情報機器を提供することができる。
【００２２】
上記で説明したように、本発明によれば、タッチパネルの押す位置に関らず透明電極の損傷を防げ、かつ、タッチパネルの押圧による液晶層への影響を防ぐことができるタッチ式情報入力画像表示装置とそれを具備した情報機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るタッチ式情報入力画像表示装置の一実施形態を示す断面概略図。
【図２】本発明に係るスペーサとタッチパネル及び液晶パネル筐体との接合を示す断面概略図。
【図３】本発明に係るタッチ式情報入力画像表示装置の部分的な分解斜視図。
【図４】従来のガラスカバー式の入力装置の断面概略図。
【図５】従来の樹脂カバー式の入力装置の断面概略図。
【図６】図４，５に示すタッチパネルの断面概略図。
【図７】従来の樹脂カバー式の入力装置の不具合事例を示す断面概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００２５】
図１（ａ）は本発明に係る樹脂カバー式のタッチ式情報入力画像表示装置（以下、入力装置と記す）の一実施形態を示す断面概略図を示している。具体的には、樹脂カバー２、タッチパネル１、液晶パネル４、バックライトユニット７、該液晶パネルの外周を被覆する筐体８、スペーサ９及びこれら全体を保護する外部筐体３を具備した入力装置である。
【００２６】
本発明の入力装置の特徴は、タッチパネル１の上面に樹脂カバー２を備え、液晶パネル４の最上部に位置する偏光板６は、液晶パネル４の開口部よりも小さい。また、液晶パネル４の外周を被覆する筐体８は、その上部が液晶パネル４同等もしくはそれよりも大きく開口され、且つ、前記筐体８の上面外周部に前記偏光板６の最表面と高さが同一のスペーサ９を備えている。また、前記スペーサ９は、その内周端部が前記偏光板６の外周端部に近傍し、その外周端部が前記液晶パネル４の外周を被覆する筐体８の外周より大きい。またさらに、前記タッチパネル１の下面と前記偏光板６及び前記スペーサ９とが接合され、
スペーサ９を介して外部筐体３と接合されていることを特徴とする入力装置である。
【００２７】
なお、液晶パネル４の外周を被覆する筐体８内には、液晶パネル４の背面に位置するバックライトユニット７が収納されている。
【００２８】
図１（ｂ）は、本発明に係るタッチパネル１の断面概略図を示している。タッチパネル１は、入力装置の観察者側、すなわち図（ａ）の上部側から、樹脂カバー２と接合するための粘着剤１ｃ、センシング用配線パターンが形成されセンサーフィルム１ａ、粘着剤１ｃ、ドライブ用配線パターンが形成されたセンサーフィルム１ｂ、偏光板６及びスペーサ９と接合するための粘着剤１ｃが順次積層されてなる。
【００２９】
図２は本発明に係る入力装置をより分解した断面概略図であり、図２（ａ）はバックライトユニット７を含めて液晶パネル４の外周を被覆する筐体８と、該筐体８の上部にスペーサ９を接合した形態を示している。また、図２（ｂ）は図２（ａ）の上に、樹脂カバー２と一体となったタッチパネル１を接合した時の形態を示している。
【００３０】
図３は本発明の入力装置をより具体的に説明するためのものであり、本発明の入力装置を構成する各部材の位置関係を示した分解斜視図である。
【００３１】
本発明に係る樹脂カバー２としては、高い透明性（光透過性）、機械的強度、化学的安定性を有するプラスチックフィルムであれば特に限定するものではない。またその形態はシートであってもよい。例えば、コスト面からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂が好ましい。樹脂カバー２は以下に説明するタッチパネル１と、その最上層である粘着剤１ｃを介して接合される。従って、粘着剤１ｃとの接合を強固にするために、樹脂カバー２の一方に、易接着処理、プラズマ処理、コロナ処理等の表面処理を施したものでもよい。
【００３２】
本発明に係るタッチパネル１は、例えば図（ｂ）に示すように、樹脂カバー２と接合するための粘着剤１ｃ、センシング用配線パターンが形成されセンサーフィルム１ａ、粘着剤１ｃ、ドライブ用配線パターンが形成されたセンサーフィルム１ｂ、偏光板６及びスペーサ９と接合するための粘着剤１ｃが順次積層されて成る。
【００３３】
前記センシング用配線パターンが形成されセンサーフィルム１ａ及びドライブ用配線パターンが形成されたセンサーフィルム１ｂは、例えば、透明基材フィルムにＩＴＯ等の透明導電膜を積層し、その後フォトリソ法によりパターンし、透明電極が形成されて成る。前記ＩＴＯ以外の透明電極膜としては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを用いることができ、真空蒸着法やスパッタリング法により形成することができる。
【００３４】
透明基材フィルムとしては、透明性に加えて、表面平滑性、耐熱性、機械的強度、化学的安定性等を有する材料であれば特に限定するものではない。例えば、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、環状ポリオレフィン、ポリイミド等が挙げられる。
【００３５】
上記の透明基材フィルムには、周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、可塑剤、滑剤、易接着剤などが含まれても良い。また、密着性を向上するために、前処理としてコロナ処理、プラズマ処理、薬品処理などを施してもよい。
【００３６】
前記粘着剤１ｃは、透明性を有するものであれば特に制限するものではない。好ましくはフィルム等を強固に接着でき、光学的透明性に優れ、適度な濡れ性、凝集性及び接着性等の粘着特性を示し、高温、高湿の条件下におかれても発砲せず、耐候性や耐熱性等にも
優れるという点からは、アクリル系粘着剤から成る粘着層が好適に用いられる。
【００３７】
上記アクリル系粘着剤としては、具体的には、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル／塩化ビニルコポリマー、変性ポリオレフィン、エポキシ系、フッ素系、天然ゴム、合成ゴム等のゴム系などのポリマーをベースポリマーとするものを適宜に選択して用いることができる。
【００３８】
本発明に係る液晶パネル４は、例えば、観察側から偏光板、カラーフィルタ基板、液晶層、ＴＦＴ基板、偏光板が順次組み込まれた構造から成る液晶パネルであれば特に限定するものではない。
【００３９】
本発明に係るスペーサ９は、金属製の例えばアルミニウム板やステンレス板などを用いることができ、中でも薄板で用いても強度と耐久性に優れるステンレス板が好ましい。なお、タッチパネル１との接合（固定）方法としては、タッチパネル１の最下層に形成される粘着剤１ｃを介することで可能である。また、入力装置の全体を囲う外部筐体３との接合には、例えばネジ止めなどの方法を用いることができるが特に限定するものではない。
【００４０】
上記に説明したように、本発明の入力装置はガラス基板の代替として樹脂基板を用い、且つタッチパネル１と液晶パネル４を直接接合しても、スペーサ９を介して外部筐体３と接合することで、タッチパネル１の押す位置に関らず透明電極の損傷を防げ、かつ、タッチパネル１の押圧による液晶層への影響を防ぐことができる入力装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るタッチ式情報入力画像表示装置は、スマートフォンや、タブレット等の携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な形態の入力装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・タッチパネル
１ａ・・センサーフィルムＡ
１ｂ・・センサーフィルムＢ
１ｃ・・粘着剤
２・・・樹脂カバー
３・・・外部筐体
４・・・液晶パネル
５・・・液晶パネル主要部
６・・・偏光板
７・・・バックライトユニット
８・・・液晶パネルの外周を被覆する筐体
９・・・スペーサ
【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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【図７】
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