タッチパネル
【課題】結露により視認性が損なわれないタッチパネルを提供する。
【解決手段】画像情報を表示する表示装置410の前面に設置されるタッチパネル500であって、少なくとも表示装置410の前面に配置される光透過性の基板140を含み、基板140の表示装置410に向かう面に、表面が親水性化された光透過層210が設けられている。好ましくは、光透過層210は、表面が鹸化されたトリアセチルセルロースの層である。例えばタッチパネル500が抵抗膜方式の構造を有するならば、表面が親水性化された光透過層210は、第2導電層160が形成された面と反対側の基板140の面に設けられている。
【解決手段】画像情報を表示する表示装置410の前面に設置されるタッチパネル500であって、少なくとも表示装置410の前面に配置される光透過性の基板140を含み、基板140の表示装置410に向かう面に、表面が親水性化された光透過層210が設けられている。好ましくは、光透過層210は、表面が鹸化されたトリアセチルセルロースの層である。例えばタッチパネル500が抵抗膜方式の構造を有するならば、表面が親水性化された光透過層210は、第2導電層160が形成された面と反対側の基板140の面に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話、カーナビゲーション・システム、デジタルカメラなど、その液晶パネル等の表示装置前面に光透過性のタッチパネルが装着された電子機器が増えている。ユーザは、このタッチパネルを通して表示装置に表示された文字、記号、絵柄などの画像情報を視認し、さらに、指や押圧器具などでタッチパネルを押圧操作することができる。この操作に応じた信号がタッチパネルから電子機器に伝わり、当該電子機器がその機能や表示の切換えなどを行うようになっている。
【0003】
このようなタッチパネルの構造の一例を図4および図5を参照して説明する。図4は従来のタッチパネル900の断面図を示している。
【0004】
タッチパネル900は、光透過性の第1導電層150が形成された光透過性の第1基板120と、光透過性の第2導電層160が形成された光透過性の第2基板140とを含んでいる。第1基板120と第2基板140は、第1導電層150と第2導電層160とが対向するように、ギャップ保持スペーサ130に固定されている。このため、第1導電層150と第2導電層160とのギャップが保持されている。第2導電層160の表面には、複数の絶縁性ドットスペーサ170が形成されている。第1基板120を例えば指で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。この接触部位は、ドットスペーサ170の配置により離散化されている(つまり、ドットスペーサ170の配置位置およびその近傍では第1導電層150と第2導電層160との接触が阻止されており、ドットスペーサ170は後述の二次元座標の特定に寄与している)。
【0005】
タッチパネル900は、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面が液晶パネル等の表示装置410に対向するように、表示装置410に取り付けられている。第2基板140は、支持スペーサ310により表示装置410に対して非接触に保持されている。
【0006】
また、図5に示すように、第1導電層150の両端部に一対の第1電極150a,150bが形成され、第2導電層160の両端部に一対の第2電極160a,160bが形成されている。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bは、第1基板120ないし第2基板140を正視したとき、一対の第1電極150a,150b間の電気力線と一対の第2電極160a,160b間の電気力線とが直交する位置関係にある。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bから導出された4本の検出線はFPC(flexible printed circuits)テール180にまとめられ、FPCテール180の一端は図示しないコントローラに接続されている。
【0007】
一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bにはコントローラによって交互に電圧が繰り返し印加されている。このとき、第1基板120を例えば指で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。このため、第1導電層150に電圧が印加された状態では、一対の第1電極150a,150b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第2導電層160側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第1電極150a,150b間の押圧部位の座標(例えばX座標)を特定し、さらに、第2導電層160に電圧が印加された状態に遷移すると、一対の第2電極160a,160b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第1導電層150側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第2電極160a,160b間の押圧部位の座標(例えばY座標)を特定する。コントローラはこの二次元座標を出力し、二次元座標は電子機器に入力される。電子機器は、二次元座標に応じて、その機能や表示の切換えなどを行う。
【0008】
なお、タッチパネルの一般的技術情報は例えば非特許文献1を参照されたい。
【0009】
ユーザは、タッチパネルを通して液晶パネル等の表示装置に表示された文字、記号、絵柄などの画像情報を視認するので、タッチパネルの視認性はいつでも良好であることが望ましい。しかし、タッチパネルが装着された電子機器の環境によっては、タッチパネルに生じた結露により表示装置に表示された文字、記号、絵柄などの画像情報が見づらくなることがある。例えば、自動車に搭載されたカーナビゲーション・システムにタッチパネルが装着されている例であれば、高温高湿の状態にてエア・コンディショナーなどの空調機器によって急速に冷却がなされると、露点温度以下でタッチパネルに結露が起こりタッチパネルの視認性が低下することがある。このような課題を解決するものの一例として、特許文献1が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2009−93398号公報
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】山本晃生他、「最新タッチパネル技術」、技術情報協会、2009年3月.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
特許文献1に開示される技術は、タッチパネル900の第1導電層150と第2導電層160とのギャップが冷却されて起こる結露に着目したものである。この他、このような第1導電層150と第2導電層160とのギャップにおける結露に起因する視認性悪化防止方法として、例えば、水蒸気量を減らした空気を当該ギャップに充填して気密に保持する方法も考えられる。
【0013】
しかし、いずれの場合であっても、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面に生じうる結露に起因するタッチパネルの視認性悪化を防止できない。例えば、自動車に搭載されたカーナビゲーション・システムにタッチパネル900が装着されていて、第1基板120が車両室内に向かい、第2基板140が液晶パネル等の表示装置410に向かっているとすると、高温高湿の状態からエア・コンディショナーなどの空調機器によって車両室内が急速に冷却されると、露点温度以下で第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面に結露が起こりタッチパネルの視認性が低下することがある。
【0014】
そこで、このような結露に起因するタッチパネルの視認性悪化を防止する方法として、第2基板140と表示装置410とのギャップに水蒸気量を減らした空気を充填して気密に保持する方法や特許文献1に開示される技術を当該ギャップに適用することが考えられる。しかし、このような防止方法に拠ると製造コストの増大や製造プロセスの負担が大きいという課題が生まれる。
【0015】
このような現況に鑑み、本発明は、結露により視認性が損なわれないタッチパネル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】
【0016】
上記課題を解決するため、本発明のタッチパネルは、光透過性の第1導電層が形成された光透過性の第1基板と、光透過性の第2導電層が形成された光透過性の第2基板と、第1基板と第2基板とに挟まれるように第1基板と第2基板に固定され、第1導電層と第1導電層に対向する第2導電層とのギャップを保持する絶縁性のギャップ保持スペーサと、第1基板の撓みに従う第1導電層が第2導電層に接触することを阻止する絶縁性のタッチ区画スペーサとを含むタッチパネルであって、第2導電層が形成された面と反対側の第2基板の面に、表面が親水性化された光透過層が設けられていることを特徴とする。
【0017】
また、このようなタッチパネルは、ギャップ保持スペーサがループ状であって第1導電層および第2導電層を囲む大きさを持ち、第1導電層および第2導電層がギャップ保持スペーサに囲まれた状態で対向しており、第1導電層と第2導電層とのギャップが気密に保持されている構造を有してもよい。
【0018】
あるいは、本発明のタッチパネルは、画像情報を表示する表示装置の前面に設置されるタッチパネルであって、少なくとも表示装置の前面に配置される光透過性の基板を含み、当該基板の表示装置に向かう面に、表面が親水性化された光透過層が設けられていることを特徴とする。
【0019】
本発明のタッチパネルにおいて、光透過層は、例えば、表面が鹸化されたトリアセチルセルロースの層であるとされる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、第2導電層が形成された面と反対側の第2基板の面あるいは表示装置に向かう面に、表面が親水性化された光透過層が設けられているため、結露で生じた水滴による曇りが防止され、タッチパネルの視認性が損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施形態のタッチパネルの断面図(図2のV1−V1線での断面図)。
【図2】本発明の一実施形態のタッチパネルの平面図。
【図3】本発明の一実施形態タッチパネルを表示装置に取り付けた状態の断面図。
【図4】従来のタッチパネルの断面図。
【図5】従来のタッチパネルおよび本発明の一実施形態のタッチパネルの導電層が備える電極の位置関係を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の実施形態の一例であるタッチパネル500を図1−図3に示す。例示されるタッチパネル500は、抵抗膜・4線方式のタッチパネルである。なお、説明および図示の便宜から、図示されるタッチパネル500の各構成要素の寸法比は実際と異なることに留意されたい。
【0023】
タッチパネル500は、光透過性の第1導電層150が形成された光透過性の第1基板120と、光透過性の第2導電層160が形成された光透過性の第2基板140とを含んでいる。ここで「光」は「可視光線」、「光透過性」は「可視光線の透過率が高い」の意である。透過率は媒質の吸収係数や厚みによるから(ランベルト・ベールの法則)、ユーザの視認性、要求強度や耐久性、コストなどの観点を考慮して、タッチパネル500の構成要素の材料や厚さが選定される。
【0024】
第1基板120は例えばガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどで形成され、外部からの押圧によって撓むことができるように厚さは0.2〜0.3mm程度である。第2基板140は例えばガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどで形成され、厚さは1.1mm程度である。この実施形態では第1基板120と第2基板140はいずれも矩形平板の形状を持つが、この形態に限定する趣旨ではない。
【0025】
第1導電層150と第2導電層160は、例えば酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)を成分に持つ透明導電膜であるが、成分物質はITOに限定されず、酸化錫や酸化亜鉛であってもよい。第1導電層150は、例えばスパッタリング法によって第1基板120の一方の表面に形成される。この実施形態では、第1導電層150は、第1基板120の辺縁部を除く部分に形成されているが、第1導電層150が形成される表面全体に亘って形成されることを排除するものではない。同様に、第2導電層160は、例えばスパッタリング法によって第2基板140の一方の表面に形成される。この実施形態では、第2導電層160は、第1導電層150と同様に、第2基板140の辺縁部を除く部分に形成されているが、第2導電層160が形成される表面全体に亘って形成されることを排除するものではない。
【0026】
タッチパネル500は、さらに、第1基板120と第2基板140とに挟まれるように第1基板120と第2基板140に固定されるギャップ保持スペーサ130を含む。ギャップ保持スペーサ130は、エポキシ樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂などで形成された絶縁性スペーサである。この実施形態では、図2に示すように、ギャップ保持スペーサ130はループ状であって第1導電層150および第2導電層160を囲む大きさを持つ。ギャップ保持スペーサ130は、第1基板120の第1導電層150が形成された面の辺縁部に固定され、さらに、第2基板140の第2導電層160が形成された面に固定されている。つまり、第1導電層150および第2導電層160は、ギャップ保持スペーサ130に囲まれた状態で互いに接触することなく対向している。つまり、ギャップ保持スペーサ130によって、第1導電層150と第2導電層160とのギャップが保持されている。
【0027】
第1導電層150と第2導電層160とのギャップ、より詳しくは、第1基板120と第2基板140とギャップ保持スペーサ130で囲まれた空間は、水蒸気量を減らした空気で満たされ気密に保持されている。このような気密状態は、例えば、第1基板120と第2基板140をギャップ保持スペーサ130に固定した後、ギャップ保持スペーサ130に設けた穿孔から水蒸気量を減らした空気を注入してからこの穿孔を塞ぐことで達成される。もちろん、水蒸気量を減らした雰囲気中で、第1基板120と第2基板140をループ状のギャップ保持スペーサ130に固定しても同様の気密状態を達成できる。
【0028】
第1基板120の表面(第1導電層150が形成された面の反対側の面であり、ユーザに向かう面である)には、偏光板110が形成されている。偏光板110は、例えばTAC(Tri Acetyl Cellulose)・PVA(Poly Vinyl Alcohol)・TACがPVA系の接着剤で貼り合わされた3層構造を持つが、このような構造に限定されず、PET(Poly Ethylene Terephthalate)などの保護層を有してもよいし、ハードコート処理、防眩処理、帯電防止処理などが施されたものであってもよい。
【0029】
第2導電層160の表面には、絶縁性のタッチ区画スペーサ170が形成されている。この実施形態では、タッチ区画スペーサ170は、エポキシ樹脂やシリコーン(silicone)などの絶縁樹脂によって形成された複数のドットスペーサである(図面が煩雑になることを避けるため一部のみに符号を附している)。第1基板120を指やペン型の押圧器具で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。この接触部位は、タッチ区画スペーサ170の配置により離散化されている。つまり、タッチ区画スペーサ170の配置位置およびその近傍では第1導電層150と第2導電層160との接触が阻止されており、タッチ区画スペーサ170は後述の二次元座標の特定に寄与するものである。この観点から明らかなように、タッチ区画スペーサ170の形状はドット状に限定されず、例えば開口部が比較的大きなメッシュ状であってもよい。ただし、視認性を妨げないような大きさや材料を選定することが好ましい。
【0030】
また、図5に示すように、第1導電層150の両端部に一対の第1電極150a,150bが形成され、第2導電層160の両端部に一対の第2電極160a,160bが形成されている。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bはそれぞれ、例えば銀ペースト電極である。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bは、第1基板120ないし第2基板140を正視したとき(つまり図3の紙面正面から正視したとき)、一対の第1電極150a,150b間の電気力線と一対の第2電極160a,160b間の電気力線とが直交する位置関係にある。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bから導出された4本の検出線はFPCテール180にまとめられ、FPCテール180の一端は図示しないコントローラに接続されている。
【0031】
一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bにはコントローラによって交互に電圧が繰り返し印加されている。このとき、第1基板120を例えば指で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。このため、第1導電層150に電圧が印加された状態では、一対の第1電極150a,150b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第2導電層160側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第1電極150a,150b間の押圧部位の座標(例えばX座標)を特定し、さらに、第2導電層160に電圧が印加された状態に遷移すると、一対の第2電極160a,160b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第1導電層150側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第2電極160a,160b間の押圧部位の座標(例えばY座標)を特定する。コントローラはこの二次元座標を出力し、二次元座標は電子機器に入力される。電子機器は、二次元座標に応じて、その機能や表示の切換えなどを行う。
【0032】
第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面に、表面が親水性化された光透過層210が設けられている。光透過層210は、例えば、光学的等方性を考慮して、表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースの層である。トリアセチルセルロースはそのアセチル基(-COCH3)により疎水性であるが、トリアセチルセルロースの表面を鹸化することによってアセチル基が水酸基(-OH)に置換され表面が親水性となる。このため、水接触角が10°〜20°程度となり、結露に起因する水滴の乱反射が低減し、ひいては曇りによるタッチパネル500の視認性低下を防止することができる。トリアセチルセルロースの表面鹸化技術の一例として下記参考文献1、2が挙げられる。光透過層210(表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースの層)の形成方法としては、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面にアクリル系粘着剤の層を塗布形成し、さらに、このアクリル系粘着剤の層に、表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースフィルムを貼付することにより達成される。無論、このトリアセチルセルロースフィルムは、アルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースフィルムの表面が後述のように取り付けられる表示装置410に向かう面になるように、アクリル系粘着剤の層に貼付される。
(参考文献1)特開2007−308670号公報
(参考文献2)特開2005−232431号公報
【0033】
例えば、自動車に搭載されたカーナビゲーション・システムにタッチパネル500が装着されていて、第1基板120が車両室内に向かい、光透過層210が表示装置410に向かっているとすると、高温高湿の状態からエア・コンディショナーなどの空調機器によって車両室内が急速に冷却されると、露点温度以下で光透過層210の表面に結露が起こり得る。しかし、光透過層210表面の親水性により水接触角が小さく、結露に起因する水滴による曇りが抑えられるから、タッチパネル500の視認性が確保される。
【0034】
タッチパネル500は、光透過層210が形成された第2基板140の面が液晶パネル等の表示装置410に対向するように、表示装置410に取り付けられている。具体的には、タッチパネル500は、光透過層210と表示装置410とが接触しない程度の厚みのある支持スペーサ310(例えば両面に接着剤が塗布されたテープ部材)によって、表示装置410に固定されており、第2基板140と光透過層210は、支持スペーサ310により表示装置410に対して非接触に保持されている(通常0.5mm〜1.5mm程度のギャップが保たれている)。光透過層210が、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面の全体に亘って設けられることは必須ではなく、図3に示すように、第2基板140の面のうち支持スペーサ310が取り付けられる部分やその近傍に光透過層210を設けないようにしてもよい。しかし、一般的には、ユーザがタッチパネル500を通して表示装置410に表示される画像情報を視認する領域を被覆するように光透過層210が設けられることが好ましい。
【0035】
上述の実施形態では、抵抗膜・4線方式のタッチパネル500を説明したが、本発明の要点の一つは表面が親水性化された光透過層210(上記実施形態では表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースの層)が設けられることであるから、本発明のタッチパネルの構造・動作原理は抵抗膜・4線方式に限定されるものでなく、例えば抵抗膜・5線方式などでもよいし、この他、表面弾性波方式、赤外線方式、静電容量方式、電磁誘導方式などでもよい。このような観点から本発明のタッチパネルを別の観点から述べれば、文字、記号、絵柄などの画像情報を表示する表示装置410の前面に設置されるタッチパネルであり、少なくとも表示装置410の前面に配置される光透過性の基板(上記実施形態に対応させれば第2基板140に相当する)を含んでいれば十分であり、当該基板の表示装置410に向かう面に、表面が親水性化された光透過層210が設けられている。
【0036】
以上の実施形態の他、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話、カーナビゲーション・システム、デジタルカメラなど、その液晶パネル等の表示装置前面に光透過性のタッチパネルが装着された電子機器が増えている。ユーザは、このタッチパネルを通して表示装置に表示された文字、記号、絵柄などの画像情報を視認し、さらに、指や押圧器具などでタッチパネルを押圧操作することができる。この操作に応じた信号がタッチパネルから電子機器に伝わり、当該電子機器がその機能や表示の切換えなどを行うようになっている。
【0003】
このようなタッチパネルの構造の一例を図4および図5を参照して説明する。図4は従来のタッチパネル900の断面図を示している。
【0004】
タッチパネル900は、光透過性の第1導電層150が形成された光透過性の第1基板120と、光透過性の第2導電層160が形成された光透過性の第2基板140とを含んでいる。第1基板120と第2基板140は、第1導電層150と第2導電層160とが対向するように、ギャップ保持スペーサ130に固定されている。このため、第1導電層150と第2導電層160とのギャップが保持されている。第2導電層160の表面には、複数の絶縁性ドットスペーサ170が形成されている。第1基板120を例えば指で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。この接触部位は、ドットスペーサ170の配置により離散化されている(つまり、ドットスペーサ170の配置位置およびその近傍では第1導電層150と第2導電層160との接触が阻止されており、ドットスペーサ170は後述の二次元座標の特定に寄与している)。
【0005】
タッチパネル900は、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面が液晶パネル等の表示装置410に対向するように、表示装置410に取り付けられている。第2基板140は、支持スペーサ310により表示装置410に対して非接触に保持されている。
【0006】
また、図5に示すように、第1導電層150の両端部に一対の第1電極150a,150bが形成され、第2導電層160の両端部に一対の第2電極160a,160bが形成されている。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bは、第1基板120ないし第2基板140を正視したとき、一対の第1電極150a,150b間の電気力線と一対の第2電極160a,160b間の電気力線とが直交する位置関係にある。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bから導出された4本の検出線はFPC(flexible printed circuits)テール180にまとめられ、FPCテール180の一端は図示しないコントローラに接続されている。
【0007】
一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bにはコントローラによって交互に電圧が繰り返し印加されている。このとき、第1基板120を例えば指で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。このため、第1導電層150に電圧が印加された状態では、一対の第1電極150a,150b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第2導電層160側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第1電極150a,150b間の押圧部位の座標(例えばX座標)を特定し、さらに、第2導電層160に電圧が印加された状態に遷移すると、一対の第2電極160a,160b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第1導電層150側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第2電極160a,160b間の押圧部位の座標(例えばY座標)を特定する。コントローラはこの二次元座標を出力し、二次元座標は電子機器に入力される。電子機器は、二次元座標に応じて、その機能や表示の切換えなどを行う。
【0008】
なお、タッチパネルの一般的技術情報は例えば非特許文献1を参照されたい。
【0009】
ユーザは、タッチパネルを通して液晶パネル等の表示装置に表示された文字、記号、絵柄などの画像情報を視認するので、タッチパネルの視認性はいつでも良好であることが望ましい。しかし、タッチパネルが装着された電子機器の環境によっては、タッチパネルに生じた結露により表示装置に表示された文字、記号、絵柄などの画像情報が見づらくなることがある。例えば、自動車に搭載されたカーナビゲーション・システムにタッチパネルが装着されている例であれば、高温高湿の状態にてエア・コンディショナーなどの空調機器によって急速に冷却がなされると、露点温度以下でタッチパネルに結露が起こりタッチパネルの視認性が低下することがある。このような課題を解決するものの一例として、特許文献1が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2009−93398号公報
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】山本晃生他、「最新タッチパネル技術」、技術情報協会、2009年3月.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
特許文献1に開示される技術は、タッチパネル900の第1導電層150と第2導電層160とのギャップが冷却されて起こる結露に着目したものである。この他、このような第1導電層150と第2導電層160とのギャップにおける結露に起因する視認性悪化防止方法として、例えば、水蒸気量を減らした空気を当該ギャップに充填して気密に保持する方法も考えられる。
【0013】
しかし、いずれの場合であっても、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面に生じうる結露に起因するタッチパネルの視認性悪化を防止できない。例えば、自動車に搭載されたカーナビゲーション・システムにタッチパネル900が装着されていて、第1基板120が車両室内に向かい、第2基板140が液晶パネル等の表示装置410に向かっているとすると、高温高湿の状態からエア・コンディショナーなどの空調機器によって車両室内が急速に冷却されると、露点温度以下で第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面に結露が起こりタッチパネルの視認性が低下することがある。
【0014】
そこで、このような結露に起因するタッチパネルの視認性悪化を防止する方法として、第2基板140と表示装置410とのギャップに水蒸気量を減らした空気を充填して気密に保持する方法や特許文献1に開示される技術を当該ギャップに適用することが考えられる。しかし、このような防止方法に拠ると製造コストの増大や製造プロセスの負担が大きいという課題が生まれる。
【0015】
このような現況に鑑み、本発明は、結露により視認性が損なわれないタッチパネル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】
【0016】
上記課題を解決するため、本発明のタッチパネルは、光透過性の第1導電層が形成された光透過性の第1基板と、光透過性の第2導電層が形成された光透過性の第2基板と、第1基板と第2基板とに挟まれるように第1基板と第2基板に固定され、第1導電層と第1導電層に対向する第2導電層とのギャップを保持する絶縁性のギャップ保持スペーサと、第1基板の撓みに従う第1導電層が第2導電層に接触することを阻止する絶縁性のタッチ区画スペーサとを含むタッチパネルであって、第2導電層が形成された面と反対側の第2基板の面に、表面が親水性化された光透過層が設けられていることを特徴とする。
【0017】
また、このようなタッチパネルは、ギャップ保持スペーサがループ状であって第1導電層および第2導電層を囲む大きさを持ち、第1導電層および第2導電層がギャップ保持スペーサに囲まれた状態で対向しており、第1導電層と第2導電層とのギャップが気密に保持されている構造を有してもよい。
【0018】
あるいは、本発明のタッチパネルは、画像情報を表示する表示装置の前面に設置されるタッチパネルであって、少なくとも表示装置の前面に配置される光透過性の基板を含み、当該基板の表示装置に向かう面に、表面が親水性化された光透過層が設けられていることを特徴とする。
【0019】
本発明のタッチパネルにおいて、光透過層は、例えば、表面が鹸化されたトリアセチルセルロースの層であるとされる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、第2導電層が形成された面と反対側の第2基板の面あるいは表示装置に向かう面に、表面が親水性化された光透過層が設けられているため、結露で生じた水滴による曇りが防止され、タッチパネルの視認性が損なわれない。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施形態のタッチパネルの断面図(図2のV1−V1線での断面図)。
【図2】本発明の一実施形態のタッチパネルの平面図。
【図3】本発明の一実施形態タッチパネルを表示装置に取り付けた状態の断面図。
【図4】従来のタッチパネルの断面図。
【図5】従来のタッチパネルおよび本発明の一実施形態のタッチパネルの導電層が備える電極の位置関係を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の実施形態の一例であるタッチパネル500を図1−図3に示す。例示されるタッチパネル500は、抵抗膜・4線方式のタッチパネルである。なお、説明および図示の便宜から、図示されるタッチパネル500の各構成要素の寸法比は実際と異なることに留意されたい。
【0023】
タッチパネル500は、光透過性の第1導電層150が形成された光透過性の第1基板120と、光透過性の第2導電層160が形成された光透過性の第2基板140とを含んでいる。ここで「光」は「可視光線」、「光透過性」は「可視光線の透過率が高い」の意である。透過率は媒質の吸収係数や厚みによるから(ランベルト・ベールの法則)、ユーザの視認性、要求強度や耐久性、コストなどの観点を考慮して、タッチパネル500の構成要素の材料や厚さが選定される。
【0024】
第1基板120は例えばガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどで形成され、外部からの押圧によって撓むことができるように厚さは0.2〜0.3mm程度である。第2基板140は例えばガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどで形成され、厚さは1.1mm程度である。この実施形態では第1基板120と第2基板140はいずれも矩形平板の形状を持つが、この形態に限定する趣旨ではない。
【0025】
第1導電層150と第2導電層160は、例えば酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)を成分に持つ透明導電膜であるが、成分物質はITOに限定されず、酸化錫や酸化亜鉛であってもよい。第1導電層150は、例えばスパッタリング法によって第1基板120の一方の表面に形成される。この実施形態では、第1導電層150は、第1基板120の辺縁部を除く部分に形成されているが、第1導電層150が形成される表面全体に亘って形成されることを排除するものではない。同様に、第2導電層160は、例えばスパッタリング法によって第2基板140の一方の表面に形成される。この実施形態では、第2導電層160は、第1導電層150と同様に、第2基板140の辺縁部を除く部分に形成されているが、第2導電層160が形成される表面全体に亘って形成されることを排除するものではない。
【0026】
タッチパネル500は、さらに、第1基板120と第2基板140とに挟まれるように第1基板120と第2基板140に固定されるギャップ保持スペーサ130を含む。ギャップ保持スペーサ130は、エポキシ樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂などで形成された絶縁性スペーサである。この実施形態では、図2に示すように、ギャップ保持スペーサ130はループ状であって第1導電層150および第2導電層160を囲む大きさを持つ。ギャップ保持スペーサ130は、第1基板120の第1導電層150が形成された面の辺縁部に固定され、さらに、第2基板140の第2導電層160が形成された面に固定されている。つまり、第1導電層150および第2導電層160は、ギャップ保持スペーサ130に囲まれた状態で互いに接触することなく対向している。つまり、ギャップ保持スペーサ130によって、第1導電層150と第2導電層160とのギャップが保持されている。
【0027】
第1導電層150と第2導電層160とのギャップ、より詳しくは、第1基板120と第2基板140とギャップ保持スペーサ130で囲まれた空間は、水蒸気量を減らした空気で満たされ気密に保持されている。このような気密状態は、例えば、第1基板120と第2基板140をギャップ保持スペーサ130に固定した後、ギャップ保持スペーサ130に設けた穿孔から水蒸気量を減らした空気を注入してからこの穿孔を塞ぐことで達成される。もちろん、水蒸気量を減らした雰囲気中で、第1基板120と第2基板140をループ状のギャップ保持スペーサ130に固定しても同様の気密状態を達成できる。
【0028】
第1基板120の表面(第1導電層150が形成された面の反対側の面であり、ユーザに向かう面である)には、偏光板110が形成されている。偏光板110は、例えばTAC(Tri Acetyl Cellulose)・PVA(Poly Vinyl Alcohol)・TACがPVA系の接着剤で貼り合わされた3層構造を持つが、このような構造に限定されず、PET(Poly Ethylene Terephthalate)などの保護層を有してもよいし、ハードコート処理、防眩処理、帯電防止処理などが施されたものであってもよい。
【0029】
第2導電層160の表面には、絶縁性のタッチ区画スペーサ170が形成されている。この実施形態では、タッチ区画スペーサ170は、エポキシ樹脂やシリコーン(silicone)などの絶縁樹脂によって形成された複数のドットスペーサである(図面が煩雑になることを避けるため一部のみに符号を附している)。第1基板120を指やペン型の押圧器具で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。この接触部位は、タッチ区画スペーサ170の配置により離散化されている。つまり、タッチ区画スペーサ170の配置位置およびその近傍では第1導電層150と第2導電層160との接触が阻止されており、タッチ区画スペーサ170は後述の二次元座標の特定に寄与するものである。この観点から明らかなように、タッチ区画スペーサ170の形状はドット状に限定されず、例えば開口部が比較的大きなメッシュ状であってもよい。ただし、視認性を妨げないような大きさや材料を選定することが好ましい。
【0030】
また、図5に示すように、第1導電層150の両端部に一対の第1電極150a,150bが形成され、第2導電層160の両端部に一対の第2電極160a,160bが形成されている。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bはそれぞれ、例えば銀ペースト電極である。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bは、第1基板120ないし第2基板140を正視したとき(つまり図3の紙面正面から正視したとき)、一対の第1電極150a,150b間の電気力線と一対の第2電極160a,160b間の電気力線とが直交する位置関係にある。一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bから導出された4本の検出線はFPCテール180にまとめられ、FPCテール180の一端は図示しないコントローラに接続されている。
【0031】
一対の第1電極150a,150bと一対の第2電極160a,160bにはコントローラによって交互に電圧が繰り返し印加されている。このとき、第1基板120を例えば指で押圧すると第1基板120が撓み、第1導電層150が第1基板120の撓みに従って同様に撓み第2導電層160に接触する。このため、第1導電層150に電圧が印加された状態では、一対の第1電極150a,150b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第2導電層160側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第1電極150a,150b間の押圧部位の座標(例えばX座標)を特定し、さらに、第2導電層160に電圧が印加された状態に遷移すると、一対の第2電極160a,160b間の押圧部位に応じて抵抗分圧された電圧値が第1導電層150側で検出され、コントローラは、検出された電圧値により一対の第2電極160a,160b間の押圧部位の座標(例えばY座標)を特定する。コントローラはこの二次元座標を出力し、二次元座標は電子機器に入力される。電子機器は、二次元座標に応じて、その機能や表示の切換えなどを行う。
【0032】
第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面に、表面が親水性化された光透過層210が設けられている。光透過層210は、例えば、光学的等方性を考慮して、表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースの層である。トリアセチルセルロースはそのアセチル基(-COCH3)により疎水性であるが、トリアセチルセルロースの表面を鹸化することによってアセチル基が水酸基(-OH)に置換され表面が親水性となる。このため、水接触角が10°〜20°程度となり、結露に起因する水滴の乱反射が低減し、ひいては曇りによるタッチパネル500の視認性低下を防止することができる。トリアセチルセルロースの表面鹸化技術の一例として下記参考文献1、2が挙げられる。光透過層210(表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースの層)の形成方法としては、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面にアクリル系粘着剤の層を塗布形成し、さらに、このアクリル系粘着剤の層に、表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースフィルムを貼付することにより達成される。無論、このトリアセチルセルロースフィルムは、アルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースフィルムの表面が後述のように取り付けられる表示装置410に向かう面になるように、アクリル系粘着剤の層に貼付される。
(参考文献1)特開2007−308670号公報
(参考文献2)特開2005−232431号公報
【0033】
例えば、自動車に搭載されたカーナビゲーション・システムにタッチパネル500が装着されていて、第1基板120が車両室内に向かい、光透過層210が表示装置410に向かっているとすると、高温高湿の状態からエア・コンディショナーなどの空調機器によって車両室内が急速に冷却されると、露点温度以下で光透過層210の表面に結露が起こり得る。しかし、光透過層210表面の親水性により水接触角が小さく、結露に起因する水滴による曇りが抑えられるから、タッチパネル500の視認性が確保される。
【0034】
タッチパネル500は、光透過層210が形成された第2基板140の面が液晶パネル等の表示装置410に対向するように、表示装置410に取り付けられている。具体的には、タッチパネル500は、光透過層210と表示装置410とが接触しない程度の厚みのある支持スペーサ310(例えば両面に接着剤が塗布されたテープ部材)によって、表示装置410に固定されており、第2基板140と光透過層210は、支持スペーサ310により表示装置410に対して非接触に保持されている(通常0.5mm〜1.5mm程度のギャップが保たれている)。光透過層210が、第2導電層160が形成された面の反対側の第2基板140の面の全体に亘って設けられることは必須ではなく、図3に示すように、第2基板140の面のうち支持スペーサ310が取り付けられる部分やその近傍に光透過層210を設けないようにしてもよい。しかし、一般的には、ユーザがタッチパネル500を通して表示装置410に表示される画像情報を視認する領域を被覆するように光透過層210が設けられることが好ましい。
【0035】
上述の実施形態では、抵抗膜・4線方式のタッチパネル500を説明したが、本発明の要点の一つは表面が親水性化された光透過層210(上記実施形態では表面がアルカリ鹸化されたトリアセチルセルロースの層)が設けられることであるから、本発明のタッチパネルの構造・動作原理は抵抗膜・4線方式に限定されるものでなく、例えば抵抗膜・5線方式などでもよいし、この他、表面弾性波方式、赤外線方式、静電容量方式、電磁誘導方式などでもよい。このような観点から本発明のタッチパネルを別の観点から述べれば、文字、記号、絵柄などの画像情報を表示する表示装置410の前面に設置されるタッチパネルであり、少なくとも表示装置410の前面に配置される光透過性の基板(上記実施形態に対応させれば第2基板140に相当する)を含んでいれば十分であり、当該基板の表示装置410に向かう面に、表面が親水性化された光透過層210が設けられている。
【0036】
以上の実施形態の他、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光透過性の第1導電層が形成された光透過性の第1基板と、
光透過性の第2導電層が形成された光透過性の第2基板と、
上記第1基板と上記第2基板とに挟まれるように上記第1基板と上記第2基板に固定され、上記第1導電層と上記第1導電層に対向する上記第2導電層とのギャップを保持する絶縁性のギャップ保持スペーサと、
上記第1基板の撓みに従う上記第1導電層が上記第2導電層に接触することを阻止する絶縁性のタッチ区画スペーサと
を含むタッチパネルであって、
上記第2導電層が形成された面と反対側の上記第2基板の面に、表面が親水性化された光透過層が設けられている
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項2】
請求項1に記載のタッチパネルにおいて、
上記ギャップ保持スペーサは、ループ状であって上記第1導電層および上記第2導電層を囲む大きさを持ち、
上記第1導電層および上記第2導電層は、上記ギャップ保持スペーサに囲まれた状態で対向しており、
上記ギャップは、気密に保持されている
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項3】
画像情報を表示する表示装置の前面に設置されるタッチパネルであって、
少なくとも上記表示装置の前面に配置される光透過性の基板を含み、
上記基板の上記表示装置に向かう面に、表面が親水性化された光透過層が設けられている
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載のタッチパネルにおいて、
上記光透過層は、表面が鹸化されたトリアセチルセルロースの層である
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項1】
光透過性の第1導電層が形成された光透過性の第1基板と、
光透過性の第2導電層が形成された光透過性の第2基板と、
上記第1基板と上記第2基板とに挟まれるように上記第1基板と上記第2基板に固定され、上記第1導電層と上記第1導電層に対向する上記第2導電層とのギャップを保持する絶縁性のギャップ保持スペーサと、
上記第1基板の撓みに従う上記第1導電層が上記第2導電層に接触することを阻止する絶縁性のタッチ区画スペーサと
を含むタッチパネルであって、
上記第2導電層が形成された面と反対側の上記第2基板の面に、表面が親水性化された光透過層が設けられている
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項2】
請求項1に記載のタッチパネルにおいて、
上記ギャップ保持スペーサは、ループ状であって上記第1導電層および上記第2導電層を囲む大きさを持ち、
上記第1導電層および上記第2導電層は、上記ギャップ保持スペーサに囲まれた状態で対向しており、
上記ギャップは、気密に保持されている
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項3】
画像情報を表示する表示装置の前面に設置されるタッチパネルであって、
少なくとも上記表示装置の前面に配置される光透過性の基板を含み、
上記基板の上記表示装置に向かう面に、表面が親水性化された光透過層が設けられている
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載のタッチパネルにおいて、
上記光透過層は、表面が鹸化されたトリアセチルセルロースの層である
ことを特徴とするタッチパネル。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【公開番号】特開2011−204112(P2011−204112A)
【公開日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−72238(P2010−72238)
【出願日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【出願人】(000194918)ホシデン株式会社 (527)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【出願人】(000194918)ホシデン株式会社 (527)
【Fターム(参考)】
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