(57)【要約】【課題】積層されたフィルムを三次元形状に成形してもその形状が安定的に保持されるタッチパネル及びその製造方法を提供する。【解決手段】タッチパネルは、パネル材と、パネル材の表面に接合され、導電層１ａ，２ａを有する導電フィルム１，２及び保護フィルム４を含む複層フィルム１０と、を備え、複層フィルム１０は、各フィルムが熱硬化性接着剤によって形成された接着層５〜７を介して積層されるとともに、表面に沿う三次元形状に成形されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル材と、
前記パネル材の表面に接合され、導電層を有する導電フィルム及び保護フィルムを含む複層フィルムと、を備え、
前記複層フィルムは、各フィルムが熱硬化性接着剤によって形成された接着層を介して積層されるとともに、前記表面に沿う三次元形状に成形されているタッチパネル。
【請求項２】
前記保護フィルムが加飾層を有する加飾フィルムである請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
導電層を有する導電フィルム及び保護フィルムを熱硬化性接着剤によって形成された接着層を介して積層して複層フィルムを作成するフィルム作成工程と、
前記複層フィルムを加熱しつつ三次元形状に変形させるフィルム成形工程と、
成形後の前記複層フィルムを射出成形用の金型に配置し、前記金型内に溶融樹脂を射出してパネル材を成形すると共に、前記複層フィルムと前記パネル材とを一体化するパネル一体化工程と、を有するタッチパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の音響機器、家電製品、電子機器等における入力装置としてタッチパネルが用いられている。タッチパネルは、通常、絶縁性のフィルムの表面に静電容量の変化を検出する導電層と、装飾用の加飾層とをそれぞれ印刷して積層することにより形成されている。タッチパネルを用いることで、操作面を平らにすることができ、入力操作のための各種スイッチ部品を省略できる等のメリットがある。
【０００３】
タッチパネルに設けられる加飾層は、タッチパネルの用途や嗜好等に応じて多種のものから選択される。しかし、１枚のフィルムに加飾層と導電層とを印刷して積層するものでは、導電層と加飾層との多様な組み合わせを容易に実現することができない。このため、加飾層を備えた加飾フィルムと、導電層を備えた導電フィルムとを接着剤等で接合するタッチパネルが存在する（例えば、特許文献１）。加飾フィルムと導電フィルムとを個別に設けることで、導電層と加飾層との多様な組み合わせを容易に実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タッチパネルは設置箇所によっては意匠上や視覚上の理由から曲面等の三次元形状とする方が好ましい場合がある。特許文献１のタッチパネルでは、フィルムインサート法やＴＯＭ工法（Three  Dimension  Overlay  Method）等を用いて加飾フィルムが接着剤による接着層を介して導電フィルムに接合されている。フィルムインサート法等を用いてタッチパネルを三次元形状に成形する場合には、双方のフィルムは接着層によって接合されてから曲げられて変形する。このため、硬化した接着層が変形時に破断することがある。接着層の破断を防ぐために、接着層に代えて粘着テープを使用すれば簡易に各種フィルム材を貼り合せることは可能である。しかし、粘着テープの接着力は一般的に接着剤よりも小さいため、例えば、起伏の大きい三次元成形部位では各フィルムが粘着テープから剥離する虞がある。このため、タッチパネルにおいて積層されたフィルム形状の自由度は制限されていた。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、積層されたフィルムを三次元形状に成形してもその形状が安定的に保持されるタッチパネル及びそ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】
【０００７】
本発明に係るタッチパネルの特徴構成は、パネル材と、前記パネル材の表面に接合され、導電層を有する導電フィルム及び保護フィルムを含む複層フィルムと、を備え、前記複層フィルムは、各フィルムが熱硬化性接着剤によって形成された接着層を介して積層されるとともに、前記表面に沿う三次元形状に成形されている点にある。
【０００８】
本構成では、複層フィルムは、導電フィルム及び保護フィルムを含み、各フィルムが熱硬化性接着剤による接着層を介して積層されているので、加熱前の常温時では接着層は硬化していない。よって、接着層を破断させることなく複層フィルムは変形可能であり、複層フィルムを加熱しつつ三次元形状に成形中又は成形後に接着層を硬化させることができる。このため、導電フィルム及び保護フィルムを含む複層フィルムを、各フィルムが接着層を介して密着した状態で三次元形状に成形することができる。これにより、複層フィルムは三次元形状に成形される際に成形歪が発生し難く、各フィルムと接着層との剥離を誘引する内部応力が低下する。その結果、タッチパネルにおいて複層フィルムの三次元形状が安定的に保持される。
【０００９】
本発明に係るタッチパネルの他の特徴構成は、前記保護フィルムが加飾層を有する加飾フィルムである点にある。
【００１０】
本構成の如く、複層フィルムにおいて保護フィルムが加飾層を有する加飾フィルムであると、加飾フィルムを選択することでタッチパネルにおいて導電層と加飾層との多様な組み合わせを容易に実現することができる。
【００１１】
本発明に係るタッチパネルの製造方法の特徴手段は、導電層を有する導電フィルム及び保護フィルムを熱硬化性接着剤によって形成された接着層を介して積層して複層フィルムを作成するフィルム作成工程と、前記複層フィルムを加熱しつつ三次元形状に変形させるフィルム成形工程と、成形後の前記複層フィルムを射出成形用の金型に配置し、前記金型内に溶融樹脂を射出してパネル材を成形すると共に、前記複層フィルムと前記パネル材とを一体化するパネル一体化工程と、を有する点にある。
【００１２】
本特徴手段によれば、フィルム成形工程により複層フィルムを成形してから金型に配置し射出成形することで、タッチパネルが製造される。ここで、複層フィルムは導電層を有する導電フィルム及び保護フィルムを熱硬化性接着剤によって形成された接着層を介して積層したフィルム作成工程により作成される。フィルム作成工程の完了時点では、複層フィルムの接着層は硬化していないものの、その粘性により導電フィルム及び保護フィルムが接合されている。そして、フィルム成形工程において加熱することで三次元形状の成形中または成形後に複層フィルムの温度が熱硬化性接着剤の硬化温度を上回ると、接着層が硬化する。このように、複層フィルムはフィルム成形工程において接着層が硬化されるため、成形の際に各々のフィルムに発生する歪が抑制される。これにより、安定した三次元形状の複層フィルムとパネル材とが一体化されたタッチパネルを製造することができる。また、仮にフィルム成形工程の加熱によって接着層の硬化が完了していない場合であっても、パネル一体化工程において複層フィルムが加熱されることで接着層の硬化を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】複層フィルムの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係るタッチパネルの斜視図である。
【図３】図２のIII−III線矢視断面図である。
【図４】予備成形後の複層フィルムを示す図である。
【図５】タッチパネルの成形工程を示す図である。
【図６】タッチパネルの成形工程を示す図である。
【図７】タッチパネルの成形工程を示す図である。
【図８】タッチパネルの成形工程の別形態を示す図である。
【図９】タッチパネルの成形工程の別形態を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係るタッチパネルの斜視図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線矢視断面図である。
【図１２】他の実施形態に係るタッチパネルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
タッチパネル２０は、図１〜図３に示すように、パネル材１１の表面に複層フィルム１０が積層されて構成されている。パネル材１１及び複層フィルム１０は共に三次元形状に形成されている。本実施形態では、タッチパネル２０の表面が三次元曲面形状に形成されている。パネル材１１の中央にはタッチパネル２０の操作画面となる開口１２が形成されている。
【００１６】
図１に示すように、複層フィルム１０は、導電層１ａ，２ａを有する導電フィルム１，２と、接着層６と、加飾層３ａを有する加飾フィルム３とが順に積層されている。加飾フィルム３の表面側（図１の上方側）には、接着層７を介してさらに保護層４ａを有する保護フィルム４が積層されている。
【００１７】
第１導電フィルム１及び第２導電フィルム２はベースフィルムの表面側に第１導電層１ａ及び第２導電層２ａを夫々備える。第１導電フィルム１と第２導電フィルム２とは接着層５を介して積層されている。第１導電層１ａは例えば所定の一方向の座標位置を検出し、第２導電層２ａは前記一方向に交差する方向の座標位置を検出するので、第１導電フィルム１と第２導電フィルム２との組み合わせは、タッチセンサとしての機能を有する。本実施形態では、タッチセンサが２枚の導電フィルム１，２によって構成されているが、タッチセンサは１枚の導電フィルムで構成してもよい。
【００１８】
加飾フィルム３は、ベースフィルムの裏面側に加飾層３ａを有する。加飾層３ａはスクリーン印刷や転写等により形成されている。加飾層３ａは、非透光性であって例えばタッチパネル２０に応じたデザインや色調が施されている。
【００１９】
保護フィルム４は、ベースフィルムの表面側に保護層４ａを有する。保護層４ａとして例えばハードコート材が塗布されており、これにより、耐スクラッチ、低反射、アンチグレア、防指紋、傷付き修復、屈折率調整、リタデーション調整等の機能を有する。
保護フィルム４は、保護層４ａを有しない、以下のベースフィルムのみから構成されていてもよい。
【００２０】
各フィルム１〜４のベースフィルムは、特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリカーボネート（ＰＣ），アクリル（ＰＭＭＡ），シクロオレフィントリマー（ＣＯＰ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），トリアセチルセルロース（ＴＡＣ），ポリイミド（ＰＩ）等が使用される。各フィルム１〜４のベースフィルムは、全て同種の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００２１】
接着層５〜７はいずれも熱硬化性接着剤によって形成されている。熱硬化性接着剤は常温で粘着性を有するものが好ましい。熱硬化性接着剤の種類は特に限定されないが、例えば熱硬化型光学透明接着剤（Optical  Clear  Adhesive；ＯＣＡ）が用いられると好ましい。
【００２２】
熱硬化性接着剤は硬化後に多少の粘弾性を有するものでもよい。各フィルム１〜４の隣接するフィルムの間には微妙な成形性の差異や、熱収縮性、線膨張係数等の物性の差異が存在する場合がある。こうした場合に、熱硬化性接着剤が粘弾性を有するものであると、接着層５〜７が緩衝体となり各フィルム１〜４の成形性の差異や物性の差異を吸収することができる。これにより、各フィルム１〜４の剥離を防止することができる。
【００２３】
熱硬化性接着剤は硬化後に剛性を有するものであってもよい。この場合は、各フィルム１〜４に発生する歪の相互作用が接着層５〜７の剛性によって断絶されることで、各フィルム１〜４の剥離を防止することができる。
【００２４】
複層フィルム１０は、第１導電フィルム１、第２導電フィルム２、加飾フィルム３の表面側に接着層５〜７を夫々塗布し各フィルム１〜４を積層することで形成される。なお、導電フィルム１の裏面側には、パネル材１１との接着に適したバインダ１ｂが塗布されている。
【００２５】
〔タッチパネルの製造方法〕
次に、フィルムインサート法による、タッチパネル２０の製造方法について説明する。
タッチパネル２０の製造方法は、図４〜図７に示すように、複層フィルム１０を作成するフィルム作成工程と、複層フィルム１０を加熱しつつ三次元形状に変形させるフィルム成形工程と、成形後の複層フィルム１０を射出成形用の金型３０に配置し、金型３０内に溶融樹脂を射出してパネル材１１を成形すると共に、成形後の複層フィルム１０とパネル材１１とを一体化するパネル一体化工程と、を有する。
【００２６】
不図示のフィルム作成工程では、導電層１ａ，２ａを有する導電フィルム１，２と、加飾層３ａを有する加飾フィルム３と、保護層４ａを有する保護フィルム４とが熱硬化性接着剤によって形成された接着層５〜７を介して積層される。フィルム作成工程の完了時点では、接着層５〜７は硬化していないものの、その粘性により各フィルム１〜４が接合されている。図２に示される複層フィルム１０では、少なくともパネル材１１の開口１２に重なる透光性領域１５には加飾層３ａが形成されていない。図２の形態に代えて、複層フィルム１０において透光性領域１５の一部に加飾層３ａが形成されていてもよい。
【００２７】
フィルム成形工程では、図４に示すように、複層フィルム１０が加熱されつつ三次元形状に予備成形される。複層フィルム１０の予備成形は熱プレス、真空成形、圧空成形等により行われる。フィルム成形工程での加熱により複層フィルム１０の温度が接着層５〜７の熱硬化性接着剤の硬化温度を上回ると、接着層５〜７が硬化する。
【００２８】
次に、図５に示すように、予備成形後の複層フィルム１０を射出成型用の金型３０の一方の成形型３１の内面に沿うように配置する。図６に示すように、金型３０を閉じると、複層フィルム１０に他方の成形型３２の凸部３３が当接し、凸部３３の周囲にキャビティ３４が形成される。
【００２９】
その後、図７に示すように、キャビティ３４にゲート３５から溶融樹脂を射出することでパネル材１１が成形されると共に、三次元形状の複層フィルム１０とパネル材１１とが一体化される。このパネル一体化工程により、タッチパネル２０が製造される。
【００３０】
このように、フィルム成形工程における複層フィルム１０が加熱により、接着層５〜７が硬化する。このため、各フィルム１〜４が接着層５〜７を介して密着した状態で、複層フィルム１０を三次元形状に成形することができる。これにより、複層フィルム１０は三次元形状に成形される際に成形歪が発生し難く、各フィルム１〜４と接着層５〜７との剥離を誘引する内部応力が低下する。その結果、安定した三次元形状の複層フィルム１０とパネル材１１とが一体化されたタッチパネル２０を製造することができる。また、仮にフィルム成形工程の加熱によって接着層５〜７の硬化が完了していない場合であっても、パネル一体化工程において複層フィルム１０が加熱されることで接着層５〜７の硬化を完了させることができる。
【００３１】
フィルム成形工程において複層フィルム１０を予備成形する際には、通常６０℃〜１００℃に複層フィルム１０が加熱される。このため、熱硬化性接着剤の硬化開始温度が異なれば、それに応じて異なる作用が生じる。
接着層５〜７の熱硬化性接着剤は例えば６０℃以上で硬化が開始するものを用いることができる。この場合、フィルム作成工程では接着層５〜７は硬化しないが、フィルム成形工程で予備成形する際の加熱により接着層５〜７の硬化が開始することになる。
【００３２】
熱硬化性接着剤は１００℃以上で硬化が開始するものでもよい。この場合は、フィルム成形工程における複層フィルム１０の加熱温度を高めの領域に設定することで接着層５〜７が硬化する。このため、フィルム成形工程の前に、例えば複層フィルム１０に対して、オートクレーブ（滅菌）処理やアニール（焼鈍し）処理を行う際には接着層５〜７を硬化させることなく、フィルム成形工程時に初めて接着層５〜７の硬化を開始させることができる。また、フィルム成形工程における加熱温度を低く設定することで、フィルム成形工程では複層フィルム１０の接着層５〜７の硬化の開始を抑制し、パネル一体化工程において接着層５〜７を硬化させることができる。
【００３３】
熱硬化性接着剤は２５０℃以上で硬化が開始するものでもよい。この場合は、熱硬化性接着剤の硬化開始温度が、フィルム成形工程における予備成形の際の加熱温度よりも高温になる。したがって、複層フィルム１０が金型３０に配置される際には、接着層５〜７はまだ硬化していない。このため、パネル一体化工程において、金型３０に対して予備成形された複層フィルム１０が隙間のある状態で配置されたとしても、溶融樹脂の射出圧力によって複層フィルム１０が金型３０の形状に矯正され、この状態で複層フィルム１０が溶融樹脂に加熱されることで接着層５〜７を硬化させることができる。
【００３４】
〔タッチパネルの他の製造方法〕
図８〜図９に示すように、平板の複層フィルム１０を金型３０に挿入し、金型３０の内部で複層フィルム１０の成形を行っても良い。複層フィルム１０は、例えば図示しない熱源によって加熱しつつ成形型３１に沿って変形する。その後、金型３０を閉じ、キャビティ３４にゲート３５から溶融樹脂を射出してパネル材１１を成形する。これにより、三次元形状の複層フィルム１０にパネル材１１が一体化されたタッチパネル２０が製造される。
【００３５】
金型３０に挿入される複層フィルム１０は、金型３０を閉じる際の押圧力によって金型３０に少なくとも一部が沿う形状に変形させてから、溶融樹脂による射出成形を行ってもよい。こうすると、複層フィルム１０が溶融樹脂の圧力を受けて変形すると共に、接着層５〜７が溶融樹脂により加熱されて硬化する。
【００３６】
〔第２実施形態〕
第２実施形態では、タッチパネル２１は、図１０〜図１１に示すように、開口を有しないパネル材１１の表面全体に複層フィルム１０が積層されて構成されている。パネル材１１及び複層フィルム１０は共に三次元形状に形成されている。パネル材１１は、ポリカーボネート等の透明の樹脂からなり、複層フィルム１０と略同形状に構成されている。図１０に示される複層フィルム１０では、操作画面となる透光性領域１５には加飾層３ａが形成されていない。図１０の形態に代えて、複層フィルム１０において透光性領域１５の一部に加飾層３ａが形成されていてもよい。タッチパネル２１は、第１実施形態と同様の製造方法によって製造することができる。
【００３７】
このように、複層フィルム１０とパネル材１１とを同形状にして積層することで、タッチパネル２１は全面に亘って仕様を充足する安定した強度を確保することができる。これにより、タッチパネル２１の耐久性が向上する。また、図示はしないが、タッチパネル２１には加飾層３ａを有しない複層フィルム１０を用いてもよい。その場合には、複層フィルム１０の面全体をタッチパネル２１の操作画面として使用することができる。
【００３８】
［他の実施形態］
（１）図１２に他の実施形態のタッチパネル２２を示す。このタッチパネル２２では、表面が三次元曲面形状に形成されており、左右の端部１３が略直角に折り返されている。また、タッチパネル２２の表面側に押圧操作可能な区画部１４が備えられている。区画部１４は、第１実施形態のタッチパネル２０又は第２実施形態のタッチパネル２１に設けてもよい。
【００３９】
（２）上記の各実施形態では、複層フィルム１０が導電フィルム１，２、加飾フィルム３、及び保護フィルム４を備える例を示したが、保護フィルム４を備えない複層フィルム１０であってもよい。この場合は、複層フィルム１０の最外層が加飾フィルム３であるため、加飾フィルム３が保護フィルムとして兼用される。すなわち、複層フィルム１０の保護フィルムが加飾フィルム３によって構成される。また、複層フィルム１０は、加飾フィルム３を備えずに、導電フィルム１，２及び保護フィルム４によって構成してもよい。
【００４０】
（３）複層フィルム１０において、導電フィルム１，２の間には、タッチパネル２０の感度を調整するためにダミーフィルムを積層してもよい。ダミーフィルムは、各フィルム１〜４のベースフィルム単体によって構成される。すなわち、ダミーフィルムは、導電層１ａ，２ａ、加飾層３ａ、保護層４ａ等を有しないフィルムである。また、導電フィルム１，２と保護フィルム４との間には、ダミーフィルムのみを積層してもよいし、ダミーフィルムと加飾フィルム３の両方を積層してもよい。ダミーフィルムを用いることで、複層フィルム１０の厚み調整を容易に行うこともできる。各フィルム（導電フィルム１，２、加飾フィルム３、保護フィルム４、ダミーフィルム）はいずれも熱硬化性接着剤によって形成された接着層を介して積層される。
【００４１】
（４）複層フィルム１０に備えられる、保護フィルム４、加飾フィルム３、及びダミーフィルムは、夫々複数であってもよい。複数設けられた同種のフィルムについても、熱硬化性接着剤によって形成された接着層を介して積層される。
【００４２】
（５）上記の各実施形態では、タッチパネル２０〜２２の表面を三次元の曲面形状にする例を示したが、タッチパネルの表面は三次元形状であればよく、曲面以外の形状であってもよい。
【００４３】
（６）上記の各実施形態では、導電層１ａ，２ａを導電フィルム１，２の表面側に形成し、加飾層３ａを加飾フィルム３の裏面側に形成した例を示した。しかし、導電層１ａ，２ａは導電フィルム１，２の裏面側に形成してもよい。また、加飾層３ａは加飾フィルム３の表面側に形成してもよい。
【００４４】
（７）上記の各実施形態では、フィルムインサート法を用いて複層フィルム１０とパネル材１１とを一体化する例を示したが、フィルムインサート法に代えてＴＯＭ工法を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、自動車、家電製品、電子機器等に設置されるタッチパネルに広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１，２      導電フィルム
１ａ，２ａ  導電層
３          加飾フィルム
３ａ        加飾層
４          保護フィルム
４ａ        保護層
５，６，７  接着層
１０        複層フィルム
１１        パネル材
２０〜２２  タッチパネル
【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】
2016207200.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016207200.tif 000011
【図１０】
2016207200.tif 000012
【図１１】
2016207200.tif 000013
【図１２】
2016207200.tif 000014