説明

曲面を有するタッチパネル及びその製造方法

【課題】本発明の目的は曲面形状のタッチパネルとその製造方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、透明導電ポリマ膜、電極、配線パターンが形成された、透明プラスチックフィルムで構成される上部フィルム基板及び透明導電ポリマ膜、電極、配線パターンが形成された、透明プラスチックフィルムで構成される下部フィルム基板からなるとその製造方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は抵抗膜方式のタッチパネルに関するものであり、特に偏光板に透明導電ポリマを塗工形成したタッチパネルに関するものである。
【背景技術】
【0002】
タッチパネルには、抵抗膜方式(アナログ抵抗膜方式)、超音波表面弾性波方式、赤外線遮光方式、静電容量方式、電磁誘導方式、画像認識方式等の方式が知られており、方式に応じてそれぞれの特徴がある。本発明は、これらの方式の内、抵抗膜方式を採用するものである。抵抗膜方式は構造が単純で、回路接続も簡単で、低コストであるため、タッチパネルとして広く普及しており、現在使用されているタッチパネルの大半はこの方式が用いられている。
【0003】
従来の抵抗膜方式のパネルの構成公知の抵抗膜方式のタッチパネルの断面を図6に示す。図において、1はタッチパネル、2はPETフイルム、3は上部ITO(Indium Tin Oxide)電極、4はガラス基板、5はドットスペーサ、6は下部ITO電極、7は両面接着テープ、8は偏光板である。タッチパネル1は、ガラス板4、同ガラス板の上のITO電極6、同電極上のドットスペーサ5、並びに上部フレキシブル基板である厚さ200″程度のPETシートフィルム2及びこれをはさむ偏光板8とITO電極3から構成されている。同スペーサ5は絶縁性のアクリル又はウレタンを材料から構成されており、ドットスペーサ5の直径は、例えば50μm、その高さは、例えば5〜6μmである。ITO電極3,6は、透明電極で、前記PETフィルム2の下面及びガラス基板4の上面にパネル全域に設けられている。
【0004】
図6は指又はペン先8がパネル表面を押圧していない状態を示しているが、このような場合には、スペーサ5により電極が分離されているためにITO電極3,6には電流は流れない。図7は、指(又はペン先)8がフィルム面にタッチされた状態を示すパネル装置の断面模式図である。同図において、押す力によりPETフイルム2とガラス4のITO電極3、6は接触し、電流が流れる。その際、ガラス面、フイルム面のそれぞれのITO電極3,6の抵抗に関して分圧比が測定され、押された位置が算出される(非特許文献1、特許文献1)。
【0005】
図8は、タッチした座標点(X,Y)を算出する原理を示す。図8(a)は、X座標を検出する状態を表わす模式図である。上部フィルム2のX方向に電圧Vccを印加して、下部ガラスにおいて電圧を検出し、X座標を算出する。同様に、図8(b)は、Y座標を検出する状態を表わす模式図である。下部ガラスのy方向に電圧Vccを印加して、上部フィルムにおいて電圧を測定し、X座標を算出する。
【0006】
現在市場に供給されているタッチパネルは平板パネルである。他方、ゲーム機、自動車の操作パネル、ファッション性の高いパソコンの入出力装置では曲面を持つタッチパネルが求められている。これに対し、下部基板にも、上部基板に使用した透明樹脂フィルムを採用し、タッチパネル全体にフレキシビリティを持たせ、パネルが設けられる面に沿って、例えば湾曲させた状態でも使用できるタッチパネルが開発されている(特許文献2,3)。
【0007】
特許文献1 特開平7−84705
特許文献2 特開2005−182737
特許文献3 実用新案登録番号第3048333
非特許文献1 フジクラ技報 第102号 2002年4月 P42−46
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は曲面形状のタッチパネルとその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記技術的課題を解決するためのもので、以下の構成を有する。
請求項1の発明は、透明導電ポリマ膜、電極、配線パターンが形成された、透明プラスチックフィルムで構成される上部フィルム基板及び下部フィルム基板で構成されるタッチパネルであって、操作面が曲面形状であることを特徴とする。又、請求項2の発明は、請求項1の抵抗膜方式タッチパネルにおいて、ドットスペーサのピッチを1mm以下にするものであり、請求項3の発明は、請求項1の抵抗膜方式タッチパネルにおいて、パネルの中央部付近のドットスペーサのピッチを中央部周囲部のドットスペーサのピッチより密に構成したものである。更に、請求項4の発明は、請求項1の抵抗膜方式タッチパネルにおいて、パネルの中央部付近のドットスペーサの高さを中央部周囲部のドットスペーサの高さより高く構成したものである。更に、請求項5の発明は、透明プラスチック基板で構成される平板形状の上部基板及び下部基板を形成するステップと、これら上部基板、下部基板から構成される平板形状のタッチパネルを製造するステップと、前記平板形状のタッチパネルをプレスにより曲面化させるステップからなる、操作面が曲面形状である抵抗膜方式のタッチパネルの製造方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明のパネルは使用する装置の形状に合わせた曲面形状を形成できるので、従来タッチパネルとして使用できなかった部分にも、或いはデザイン性、ファッション性の高い入力装置に新タイプのタッチパネルとして使用できる。又、従来のITO膜を利用する方法では、不要なITO膜部分の処理のために電極パターン印刷の前に、必ず絶縁パターン印刷か、ITO膜エッチングする工程が必要になるが、本発明は以上のような製造処理手順によるので、始めから導電パターンは、必要な部分しか形成されていないので、前記のようなITO膜の不要部分を処理するための工程が省略できるので、製造工程が大幅に簡略化され、さらに低コストが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
実施例
以下、本発明の実施例について説明する。図1は実施例1に係る抵抗膜方式のタッチパネルの断面の概略図である。図中、1は下部透明プラスチックシート、2、3は透明導電ポリマ膜、4は上部透明プラスチックシート、5は両面接着テープ、6はドットスペーサである。パネルは曲面形状を有しており、下部透明シート1に透明導電性ポリマ膜2を積層し、その上にドットスペーサ6を設けて構成される下部基板と、上部透明シートに透明導電性ポリマ膜3を積層した上部基板を、それら基板の端部を両面接着テープを介して一体に構成される。下部基板にガラス基板ではなく、透明樹脂シート1を使用して、上部基板及び下部基板に形成された透明電極膜に、透明導電ポリマ膜2、3を使用している点が特徴である。
【0012】
曲面形状を有するタッチパネルの製造方法
次に、図1に示される曲面形状を有する抵抗膜方式タッチパネルの製造工程のフローの概略を図2に示す。同フローでは、最初の段階において、上部基板形成と、下部基板における下側形成とに分かれる。これは、上部基板と下部基板の構成は、基本的に同じであるが、下部基板には、ドットスペーサ、絶縁層が配置されるので、このドットスペーサ及び絶縁層形成の工程が追加されるこの工程分、異なる。
【0013】
図2のフロー図において、先ず、PET、ポリカーボネート、シクロオレフイン等の透明樹脂フィルムを、上部基板、下部基板用に、実際の作業に適合した大きさ(ワークサイズ)に切断し(ステップS11、S21)、更に、それぞれ、撓み、捩れを取り除くアニール処理を行い、その後、透明樹脂フィルム2及び4の夫々の所定の領域に、スプレーコータ、スクリーン印刷等によって、透明導電ポリマ材が分散された溶液を使って塗布によりパターンを形成し、加熱乾操して、透明導電ポリマ膜を形成する(ステップS12、S22)。
【0014】
ここで、上部基板の形成において透明導電ポリマ膜3が形成された後に、電極となる導電パターン形成が行われるが(ステップS13)、下部基板の形成では、形成された透明導電ポリマ膜2の上に、ドットスペーサ6を形成した上で電極となる導電パターンが形成され(ステップS23)、更に導電パターンが上部基板とショートしないよう、絶縁層を印刷する(ステップS24)。なお、ここで、上部基板とは、透明導電ポリマ膜3、導電パターンを有する上部フィル4全体を指し、下部基板とは、透明導電ポリマ膜2、導電パターン及びドットスペーサ6を有する下部フィルム全体を指す。
【0015】
このようにして、上部基板と下部基板とが出来上がる。この後に、上部基板に形成された透明導電ポリマ膜3と、下部基板に形成された透明導電ポリマ膜2とが対向して向き合うようにし、それらの周囲を、スペーサとなる両面接着テープ5で貼り合わせる(ステップS31)。
【0016】
次いで、貼り合わされて積層された上部基板と下部基板とを所定のサイズで最終的な型抜き処理をする(ステップS32)。各フィルムに形成された導電パターンによる電極にFPC(フレキシブル プリント 基板)またはフレキシブル ケーブルを接続すると、抵抗膜方式のタッチパネルが完成する(ステップS33)。このタッチパネルを後記するプレス加工により曲面形状のタッチパネルが製造される(ステップS34)。
【0017】
なお、別の製造工程として、1枚のマザーフィルムから上部フィルムと下部フィルムとを作成することもできる。具体的には、1枚のワークサイズの透明樹脂フィルムに、上部フィルムに相当する部分と、下部フィルムに相当する部分とに、夫々、パターン印刷により溶液の塗布を施し、加熱乾燥して透明導電ポリマ膜を形成する。
【0018】
そして、下部フィルムに相当する部分に、ドットスペーサを形成した後に、上部フィルム側、下部フィルム側、さらに、それらに繋がり且つ折り曲げ部分となる連結部を型抜きする。型抜きされた連結部を折り曲げて、上部フィルム相当部と下部フィルム相当部を対向させて周縁部を貼り合わせるようにする。
【0019】
次に、前記ステップ34のプレス加工について説明する。
図3はプレス加工装置の型の断面図である。11は上部プレス型、12は下部プレス型、13は導電ポリマ膜、電極配線パターンを有する上部基板、14は導電ポリマ膜、電極配線パターンを有する下部基板、15はフレキシブル ケーブル、16は真空吸引するための孔である。
前掲の工程を経て製造された上部基板と下部基板からなるタッチパネルを図3のような曲面形状を有する上部プレス型11と下部プレス型12の間にセットして、約200℃の温度で数分間プレスする。この時、上下のフィルムがショートしないように上部フィルムを上部プレス型11に設けられた複数の孔6を通して真空吸引し、上下のフィルムの間隔が一定に保持されるようにする。このようにして製造されたパネルは固形化され、曲面形状が維持されるものである。
【0020】
なお、曲面形状を有するパネルの製造にあたり、上部基板と、下部基板を別々に同一の曲面形状に変形させた上で、これら基板を組合せてパネルを形成することもできる。
【0021】
ドットスペーサについて
パネルを曲面化したときに上部基板及び下部基板が短絡しないように、パネルの中央部付近のドットスペーサのピッチを中央部周囲部のドットスペーサのピッチより細かく配置する。図4は、透明導電ポリマ膜2を有する下部フイルム1とからなる下部基板にドットスペーサ6を設けた1例で、ドットスペーサ6のピッチを曲面パネルの曲面の中央部付近Aで密に、同パネルの曲面周囲部Bにおけるピッチは、前者に比してより疎に細かく配置したものである。なお、円柱形状の場合は曲面方向では、前記のようにドットスペーサを粗密に設けるが、柱の長さ方向においては均一に配置される。平面パネルの場合、通常、ドットスペーサのピッチは約2乃至2.6mmであるが、曲面パネルの場合はドットスペーサのピッチを1mm以下にする必要がある。実験によれば、ドットスペーサのピッチが1mmを越えると上部基板及び下部基板が短絡する場合があることが判明したからである。
又、図5は、パネルの中央部付近のドットスペーサ6の高さを中央部周囲部のドットスペーサ6の高さより高く構成した例であり、このような構成によっても上部基板及び下部基板の短絡を防止することが出来る。
【0022】
なお、ドットスペーサは上部フィルム又は下部フィルムのどちらに設けてもよく、もしくは上部フィルム及び下部フィルムの両方に設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【0023】
今後、ゲーム装置、車における曲面形状のインスツルメント パネル、曲面を利用するデザイン性の高い入力装置等々曲面形状のタッチパネルに対する需要は増大することが予想されており、幅広い分野で利用される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の曲面形状を有するパネルの断面図である。
【図2】本発明のパネルの製造工程を示すフローチャートである。
【図3】本発明の曲面形状を有するタッチパネルを作製するためのプレス装置のプレス型部分の断面図である。
【図4】ドットスペーサのパネルにおける粗密配置を表わす本発明の下部基板の断面図である。
【図5】ドットスペーサのパネルにおける高さの変化を表わす本発明の下部基板の断面図である。
【図6】従来の抵抗膜方式のタッチパネルの断面模式図である。
【図7】従来のタッチパネルにおいて指で押圧した場合を示す断面模式図である。
【図8】抵抗膜方式タッチパネルの押圧点の検知原理を説明する図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明導電ポリマ膜、電極、配線パターンが形成された、透明プラスチックフィルムで構成される上部フィルム基板及び透明導電ポリマ膜、電極、配線パターンが形成された、透明プラスチックフィルムで構成される下部フィルム基板からなるタッチパネルにおいて、操作面が曲面形状であることを特徴とする抵抗膜方式のタッチパネル。
【請求項2】
ドットスペーサのピッチを1mm以下にすることを特徴とする請求項1に記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項3】
パネルの中央部付近のドットスペーサのピッチを中央部周囲部のドットスペーサのピッチより密に構成したことを特徴とする請求項1記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項4】
パネルの中央部付近のドットスペーサの高さを中央部周囲部のドットスペーサの高さより高く構成したことを特徴とする請求項1記載の抵抗膜方式タッチパネル。
【請求項5】
透明プラスチック基板で構成される平板形状の上側基板及び下側基板を形成するステップと、これら上側基板、下側基板から構成される平板形状のタッチパネルを製造するステップと、
前記平板形状のタッチパネルをプレスにより曲面化させるステップからなる、操作面が曲面形状である抵抗膜方式のタッチパネルの製造方法。

【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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【図8】
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【公開番号】特開2008−47026(P2008−47026A)
【公開日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−224083(P2006−224083)
【出願日】平成18年8月21日(2006.8.21)
【出願人】(501398606)富士通コンポーネント株式会社 (848)
【Fターム(参考)】