【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明電極基板がスペーサーを介して対抗配置されてなるタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、それぞれの透明基板表面に透明電極が形成されている一対の電極基板がスペーサー粒子を介して対向配置された抵抗膜方式のタッチパネルは、軽い、薄い、割れにくい、電力消費が少ない、低コスト、使いやすい、外光や振動が原因になる誤動作が少ない等の優れた特徴があり、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示画面と組み合わせることにより、コピー機、ファクシミリ、電話機、電子手帳、ペン入力コンピュータ、携帯用小型端末機等の簡易入力装置として種々の分野で多用されている。
【０００３】
このようなタッチパネルにおいては、上記スペーサーは、液晶ディスプレイ用スペーサー等と比べると果たすべき機能に相違があり、電極基板間の距離を一定に保つという機能などの他にも、タッチパネル特有の機能が要求される。すなわち、タッチパネルにおいては、電極基板に直接触れることにより入力操作が行われて使用されるため、タッチパネルの製造後、使用し初めであるか長期間の使用後であるかに関わらず、誤入力を発生させないようにすることが特に求められるのである。
しかしながら、従来公知のタッチパネルにおいては、ガラスビーズやシリコン粒子等の無機質粒子またはポリスチレン等の硬質粒子がスペーサーとして使用されており、スペーサー自体の硬度や電極基板間の距離の保持などには優れているものの、入力時の力や何回も繰り返して使用されることによって電極が損傷を受けやすく、誤入力を発生してしまうという問題があった。また、有機系粒子などの弾性粒子がスペーサーとして使用されているタッチパネルにおいては、入力時に粒子形状が変形し得るため、上記無機質粒子や硬質粒子を使用した場合のような電極の損傷は発生しにくいが、変形後のスペーサー粒子の復元性が不十分であるため、入力を繰り返す毎にスペーサー粒子が塑性変形し、電極基盤間の距離が一定に保持されず、誤入力を発生してしまうという問題があった（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−１５３７２０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平７−２８５８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、入力操作を何度繰り返しても電極基板間の距離が一定に保持され、誤入力の生じることのない、新規なタッチパネルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った。
その結果、上述したようなタッチパネルの特性に適応するスペーサーとして、無機質部分により、電極基盤間の距離を一定に保つことのできる適度な硬さ保持し、有機質部分により、入力時の力で破壊されることなく入力時の力をほどよく吸収することのできる適度な軟らかさを保持するとともに、全体として、何度繰り返し入力しても元の粒子形状を維持し得る優れた機械的復元性を合わせ持った、有機質と無機質との複合体粒子に着目し、このような粒子を用いたタッチパネルであれば、入力操作を何度繰り返しても電極基板間の距離が一定に保持され、誤入力の生じることのないという、上記課題を一挙に解決し得ることを確認し、本発明を完成するに至った。また、上記の複合体粒子は、タッチパネル中の電極基板面内およびシール部の何れにおけるスペーサーとしても用いることができるが、特に、電極基板面内のスペーサーとして用いた場合は、入力時に電極基板表面の透明電極に損傷が生じることがない、という効果も得られることが判った。
【０００８】
すなわち、本発明にかかるタッチパネルは、それぞれの表面に透明電極が形成されている一対の電極基板がスペーサーを介し前記透明電極が対向するように配置されているタッチパネルにおいて、前記スペーサーが有機質無機質複合体粒子であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるタッチパネルについて詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜実施し得る。
本発明にかかるタッチパネルは、それぞれの表面に透明電極が形成されている一対の電極基板がスペーサーを介し前記透明電極が対向するように配置されているタッチパネルにおいて、スペーサーとして有機質無機質複合体粒子が用いられていることが特徴である。
【００１０】
本発明のタッチパネルにおいては、その構成は、従来公知の抵抗膜方式のタッチパネルと同様に、電極基板、透明電極、スペーサーおよびシール部等からなることが好ましく、特に限定されるわけではないが、具体的には、例えば、プラスチックフィルム等の基板表面に透明電極を設けたものを上部電極基板とし、ガラス板等の基板表面に透明電極を設けたものを下部電極基板として、これら上部電極基板および下部電極基板を、スペーサーを介して、透明電極を対向させて重ねたものを挙げることができる。このようなタッチパネルは、上部電極基板の基材表面を指やペンなどで押すことによって、対向している透明電極が接触し、入力位置が検出される。なお、本発明のタッチパネルにおいては、上記スペーサーは、タッチパネル中の電極基板面内に介在させてもよいし、そのシール部にも介在させてもよいし、電極基板面内およびシール部の両方に介在させてもよく、何れの形態においても、入力操作を何度繰り返しても電極基板間の距離が一定に保持することができ、誤入力が発生しないようにすることができる。また、特に、電極基板面内に介在させた場合は、入力時に電極基板表面の透明電極に損傷が生じることを防ぐこともできる。
【００１１】
本発明のタッチパネルは、マトリックス型の入力方式であっても、アナログ型の入力方式であってもよく、特に限定はされない。
以下、特に言及しない限り、本発明のタッチパネルにおいてスペーサーとして用いる有機質無機質複合体粒子を、単に、有機質無機質複合体粒子と称することとする。
有機質無機質複合体粒子は絶縁性であることが必要である。
有機質無機質複合体粒子としては、無機質部分を含むことにより電極基盤間の距離を一定に保つことのできる適度な硬さを有するという効果を発揮し、有機質部分を含むことにより入力時の力で破壊されることなくその力をほどよく吸収することのできる適度な軟らかさを有するという効果を発揮するとともに、粒子全体として、何度繰り返し入力しても元の粒子形状を維持できる機械的復元性を合わせ持った粒子であればよく、その構造、材質、組成などに関しては、特に限定はされない。
【００１２】
このような有機質無機質複合体粒子としては、具体的には、例えば、有機ポリマー骨格とポリシロキサン骨格とを含んでなる有機質無機質複合体粒子が好ましく、ａ）ポリシロキサン骨格が有機ポリマー骨格中の少なくとも１個の炭素原子にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素原子を分子内に有している形態（化学結合タイプ）であっても、ｂ）そのような有機ケイ素原子を分子内に有していない形態（ＩＰＮタイプ）であってもよく、特に限定はされない。詳しくは、上記ａ）の形態としては、ポリシロキサン中のケイ素原子と有機ポリマー中の炭素原子とが結合していることにより、ポリシロキサン骨格と有機ポリマー骨格とが３次元的なネットワーク構造を構成している形態が好ましい。同様に、上記ｂ）の形態としては、ポリシロキサン骨格を含む粒子構造中に有機ポリマーが含まれている形態、つまり該ポリシロキサンの構造の間に有機ポリマーが存在し互いに独立に骨格構造を有しつつ実質的に一体化している形態が好ましい。
【００１３】
上記有機ポリマー骨格は、有機ポリマーに由来する主鎖、側鎖、分岐鎖、架橋鎖のうちの少なくとも主鎖を含む。有機ポリマーの分子量、組成、構造、官能基の有無などは特に限定はされない。有機ポリマーは、例えば、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン等のビニルポリマー、ナイロン等のポリアミド、ポリイミドおよびポリステルからなる群より選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
有機ポリマー骨格の形態としては、有機質無機質複合体粒子の硬度を適度に制御できるという理由から、例えば、繰り返し単位「−Ｃ−Ｃ−」から構成される主鎖を有するポリマー（いわゆるビニル系ポリマー）であることが好ましい。
【００１４】
一方、上記ポリシロキサン骨格は、下記式（１）：
【００１５】
【化１】
【００１６】
で表されるシロキサン単位が、連続的に化学結合して、三次元のネットワークを構成した化合物と定義される。ポリシロキサン骨格を構成するＳｉＯ２の量は、有機質無機質複合体粒子の重量に対して、５重量％以上であることが好ましいが、より好ましくは１０〜７０重量％である。ポリシロキサン骨格中のＳｉＯ２の量が上記範囲である有機質無機質複合体粒子をタッチパネル用のスペーサーとして用いると、タッチパネルの電極基板間の距離を一定に保つことができ、入力時に電極基板表面の透明電極に損傷が生じることもなく、入力操作を何度繰り返し行っても誤入力が生じることがない。ポリシロキサン骨格を構成するＳｉＯ２の量が５重量％未満の場合、何度も繰り返し入力することにより、スペーサーの機械的復元性が低下し、電極基板間の距離が一定に保持されず、誤入力を発生してしまうおそれがある。なお、ポリシロキサン骨格を構成するＳｉＯ２の量は、粒子を空気などの酸化性雰囲気中で１０００℃以上の温度で焼成した前後の重量を測定することにより求めた重量百分率である。
【００１７】
有機質無機質複合体粒子の平均粒子径は、特に限定されるわけではないが、具体的には、１〜１５０μｍであることが好ましく、より好ましく１．５〜１００μｍ、さらに好ましくは２〜８０μｍである。平均粒子径が上記範囲内である有機質無機質複合体粒子をタッチパネル用のスペーサーとして用いると、電極基板間の距離を一定に保つことができ、入力操作を何度繰り返し行っても誤入力が生じることがない。上記平均粒子径が１μｍ未満であると、対向する電極基板間の距離が小さすぎて誤入力を生じてしまうおそれがあり、１５０μｍを超える場合は、対向する電極基板間の距離が大きすぎて入力することが困難になるおそれがある。
【００１８】
有機質無機質複合体粒子の粒度分布のシャープさは、粒子径の変動係数（ＣＶ値）で示すこととし、特に限定されるわけではないが、具体的には、２０％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。粒子径の変動係数（ＣＶ値）が上記範囲内である有機質無機質複合体粒子をタッチパネル用のスペーサーとして用いると、電極基板間の距離を均一に保つことができ、隙間距離保持材として優れた効果を発揮することができる。上記変動係数（ＣＶ値）が、２０％を超える場合は、電極基板間の距離がタッチパネル面内でばらつくため、誤入力を生じるおそれがある。
【００１９】
有機質無機質複合体粒子は、特に限定されるわけではないが、硬度、破壊強度などといった機械的特性それぞれについて、ポリシロキサン骨格部分や有機ポリマー骨格部分の割合を適宜変化させることにより任意に調節することができる。有機質無機質複合体粒子の形状は、特に限定されるわけではなく、例えば、球状、針状、板状、鱗片状、紛砕状、偏状、まゆ状、こんぺい糖状などを挙げることができる。なかでも、タッチパネル用のスペーサーとして電極基板間の隙間距離を均一にするためには真球状であることが好ましく、またその短粒子径に対する長粒子径の比率が１．００〜１．２０の範囲であることが好ましい。
【００２０】
有機質無機質複合体粒子は、タッチパネルに用いるスペーサー粒子として、硬度、機械的復元性、および、それらのバランスに優れたものである。
本発明においては、上記硬度、機械的復元性の詳細については、後述の実施例に示した定義および測定・評価方法を採用する。
有機質無機質複合体粒子の硬度は、特に限定されるわけではないが、具体的には、例えば、圧縮弾性率が０．８〜５０ＧＰａであることが好ましく、より好ましくは１〜１９．６ＧＰａ、さらに好ましくは１．５〜９．８ＧＰａである。圧縮弾性率が０．８ＭＰａ未満であると、粒子が柔軟すぎるため、電極基板間の隙間保持材として隙間距離を均一に保持することができないおそれがあり、５０ＧＰａを超えると、粒子が硬すぎるため、電極基板表面の透明電極に損傷を与えるおそれがある。
【００２１】
有機質無機質複合体粒子の機械的復元性は、特に限定されるわけではないが、具体的には、例えば、復元率が１〜９５％であることが好ましく、より好ましくは２〜９０％、さらに好ましくは５〜８５％である。復元性が１％未満の場合は、入力操作を何度も繰り返し行うことによって誤入力を生じるようになるおそれがあり、９５％を超える場合は、復元力が強すぎるため入力が困難となるおそれがある。
有機質無機質複合体粒子を構成するポリシロキサン骨格は、加水分解性基を有するシリコン化合物の加水分解縮合反応により得られることが好ましい。
【００２２】
加水分解性を有するシリコン化合物としては、特に限定はされないが、例えば、下記一般式（２）：
ＲｍＳｉＸ４−ｍ （２）
（ここで、Ｒは置換基を有していてもよく、アルキル基、アリール基、アラルキル基および不飽和脂肪族基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を表し、Ｘは水酸基、アルコキシ基およびアシロキシ基からなる群より選ばれる少なくとも１種の基を表し、ｍは０から３までの整数である。）
で表されるシラン化合物およびその誘導体などが挙げられる。
【００２３】
上記一般式（２）で表されるシラン化合物の具体例は、特に限定はされないが、例えば、ｍ＝０のものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等の４官能性シラン；ｍ＝１のものとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、ナフチルトリメトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の３官能性シラン；ｍ＝２のものとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジフェニルシランジオール等の２官能性シラン；ｍ＝３のものとしては、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルシラノール等の１官能性シラン等を挙げることができる。
【００２４】
上記一般式（２）で表されるシラン化合物の誘導体としては、特に限定はされないが、例えば、Ｘの一部がカルボキシル基、β−ジカルボニル基等のキレート化合物を形成し得る基で置換された化合物や、上記シラン化合物を部分的に加水分解して得られる低縮合物等が挙げられる。
加水分解性を有するシリコン化合物は、１種のみ用いても２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。上記一般式（２）において、ｍ＝３であるシラン化合物およびその誘導体のみを原料として使用する場合は、有機質無機質複合体粒子は得られない。
【００２５】
有機質無機質複合体粒子において、ポリシロキサン骨格が、有機ポリマー骨格中の少なくとも１個の炭素原子にケイ素原子が直接結合した有機ケイ素原子を分子内に有する形態の場合は、上記加水分解性を有するシリコン化合物としては、有機ポリマー骨格を形成し得る重合性反応基を含有する有機基を有するものを用いる必要があり、該反応基としては、例えば、ラジカル重合性基、エポキシ基、水酸基、アミノ基などが挙げられる。
ラジカル重合性基を含有する有機基としては、例えば、下記一般式（３）、（４）および（５）：
ＣＨ２＝Ｃ（−Ｒａ）−ＣＯＯＲｂ− （３）
（ここで、Ｒａは水素原子またはメチル基を表し、Ｒｂは置換基を有していてもよい炭素数１〜２０の２価の有機基を表す。）
ＣＨ２＝Ｃ（−Ｒｃ）− （４）
（ここで、Ｒｃは水素原子またはメチル基を表す。）
ＣＨ２＝Ｃ（−Ｒｄ）−Ｒｅ− （５）
（ここで、Ｒｄは水素原子またはメチル基を表し、Ｒｅは置換基を有していてもよい炭素数１〜２０の２価の有機基を表す。）
で表されるラジカル重合性基などを挙げることができる。
【００２６】
上記一般式（３）のラジカル重合性基含有有機基としては、例えば、アクリロキシ基、メタクリロキシ基などが挙げられ、該有機基を有する上記一般式（２）のシリコン化合物としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、γ−メタクリロキシエトキシプロピルトリメトキシシラン（または、γ−トリメトキシシリルプロピル−β−メタクリロキシエチルエーテルともいう）、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等を挙げることができる。これらは１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。
【００２７】
上記一般式（４）のラジカル重合性基含有有機基としては、例えば、ビニル基、イソプロペニル基などが挙げられ、該有機基を有する上記一般式（２）のシリコン化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン等を挙げることができる。これらは１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。
上記一般式（５）のラジカル重合性基含有有機基としては、例えば、１−アルケニル基もしくはビニルフェニル基、イソアルケニル基もしくはイソプロペニルフェニル基などが挙げられ、該有機基を有する上記一般式（２）のシリコン化合物としては、例えば、１−ヘキセニルトリメトキシシラン、１−ヘキセニルトリエトキシシラン、１−オクテニルトリメトキシシラン、１−デセニルトリメトキシシラン、γ−トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、ω−トリメトキシシリルウンデカン酸ビニルエステル、ｐ−トリメトキシシリルスチレン、１−ヘキセニルメチルジメトキシシラン、１−ヘキセニルメチルジエトキシシラン等を挙げることができる。これらは１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。
【００２８】
エポキシ基を含有する有機基を有するシリコン化合物としては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらは１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。
水酸基を含有する有機基を有するシリコン化合物としては、例えば、３−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらは１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。
【００２９】
アミノ基を含有する有機基を有するシリコン化合物としては、例えば、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらは１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。
有機質無機質複合体粒子を構成する有機ポリマー骨格は、例えば、１）上記シリコン化合物が、加水分解性基とともに、ラジカル重合性基やエポキシ基等の有機ポリマー骨格を形成し得る重合性反応基を含有する有機基を有する場合は、１−１）シリコン化合物の加水分解縮合反応後に重合することで得られることや、１−２）シリコン化合物の加水分解縮合反応により得られたポリシロキサン骨格を有する粒子に、ラジカル重合性モノマー、エポキシ基を有するモノマー、水酸基を有するモノマーおよびアミノ基を有するモノマー等の重合性反応基を有する重合性モノマーを吸収させておいて重合することで得られること等が好ましく、２）上記シリコン化合物が、ラジカル重合性基、エポキシ基、水酸基、アミノ基等の有機ポリマー骨格を形成し得る重合性反応基を含有する有機基を有しない場合は、シリコン化合物の加水分解縮合反応により得られたポリシロキサン骨格を有する粒子に、ラジカル重合性モノマー、エポキシ基を有するモノマー、水酸基を有するモノマーおよびアミノ基を有するモノマー等の重合性反応基を有する重合性モノマーを吸収させておいて重合することで得られること等が好ましい。
【００３０】
前述したように、有機質無機質複合体粒子は、ａ）ポリシロキサン骨格が有機ポリマー骨格中の少なくとも１個の炭素原子にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素原子を分子内に有している形態（化学結合タイプ）であっても、ｂ）そのような有機ケイ素原子を分子内に有していない形態（ＩＰＮタイプ）であってもよく、特に限定はされないが、例えば、上記１−１）のようにしてポリシロキサン骨格とともに有機ポリマー骨格を得た場合は、上記ａ）の形態を有する有機質無機質複合体粒子を得ることができ、上記２）のようにした場合は、上記ｂ）の形態を有する有機質無機質複合体粒子を得ることができる。また、上記１−２）のようにしてポリシロキサン骨格とともに有機ポリマー骨格を得た場合は、上記ａ）とｂ）の形態を併せ持った形態を有する有機質無機質複合体粒子を得ることができる。
【００３１】
上記１−２）や２）の方法において、ポリシロキサン骨格を有する粒子に吸収させることのできるラジカル重合性モノマーとしては、ラジカル重合性ビニルモノマーを必須とするモノマー成分であることが好ましい。
例えば、上記ラジカル重合性ビニルモノマーとしては、分子内に少なくとも１個以上のエチレン性不飽和基を含有する化合物であればよく、その種類等は特に限定されないが、有機質無機質複合体粒子が所望の物性を発揮できるよう適宜選択すればよく、１種のみ用いても２種以上を併用してもよい。なかでも、ポリシロキサン骨格を有する粒子に上記モノマー成分を吸収させる際に、あらかじめ上記モノマー成分を乳化分散させエマルションを生成させておくにあたり、安定なエマルションとするため、疎水性のラジカル重合性ビニルモノマーがより好ましい。同様に、架橋性モノマーを用いてもよく、得られる有機質無機質複合体粒子に関する機械的特性にかかる効果を容易に調節することができ、好ましい。また、加水分解性シリル基を有するラジカル重合性モノマーを用いることもできる。具体的には、例えば、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ｐ−トリメトキシシシリルスチレンなどが挙げられる。これらは単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００３２】
以下、有機質無機質複合体粒子を得る方法についてより詳しく説明する。すなわち、下記に示す加水分解縮合工程と重合工程とを含む製造方法を好ましく挙げることができる。また、さらに必要に応じて、加水分解縮合工程後重合工程前に、重合性モノマーを吸収させる吸収工程を含めてもよいが、加水分解縮合工程に用いるシリコン化合物が、ポリシロキサン骨格構造を構成し得る要素とともに有機ポリマー骨格を構成する要素を併せ持ったものでない場合は、上記吸収工程を必須とし、この吸収工程において有機ポリマー骨格を形成するようにする。
上記加水分解縮合工程は、前述したシリコン化合物を、水を含む溶媒中で加水分解して縮合させる反応を行う工程である。該工程により、ポリシロキサン骨格を有する粒子（ポリシロキサン粒子）を得ることができる。加水分解と縮合は、一括、分割、連続など、任意の方法をとることができる。加水分解・縮合させるにあたっては、触媒としてアンモニア、尿素、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の塩基性触媒を好ましく用いることができる。
【００３３】
上記水を含む溶媒中には、水や触媒以外に有機溶剤を含めることができる。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；酢酸エチル等のアステル類；イソオクタン、シクロへキサン等の（シクロ）パラフィン類；ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類などを挙げることができる。これらは単独で用いても２種以上を併用してもよい。
【００３４】
また、加水分解縮合工程において、アニオン性、カチオン性、非イオン性の界面活性剤や、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の高分子分散剤を併用することもできる。これらは単独で用いても２種以上を併用してもよい。
加水分解および縮合は、例えば、原料となる上記シリコン化合物や触媒や有機溶剤を水を含む溶媒に添加し、０〜１００℃、好ましくは０〜７０℃で、３０分〜１００時間撹拌することにより行うことができる。また、このような方法により、所望の程度まで反応を行って一旦得られた粒子を、種粒子として予め反応系に仕込んでおいたうえで、さらにシリコン化合物を添加して該種粒子を成長させることもできる。
【００３５】
上記吸収工程は、前述したように、用いるシリコン化合物に応じて必須工程にすべき場合と任意工程にしてもよい場合とがある。
上記吸収工程においては、ポリシロキサン粒子に重合性モノマーが加えるが、最終的にポリシロキサン粒子の存在下に上記重合性モノマーを存在させた状態で吸収させればよい。よって、特に限定はされないが、例えば、ポリシロキサン粒子を分散させた溶媒中に重合性モノマーを加えておいてもよいし、重合性モノマーを含む溶媒中にポリシロキサン粒子を加えておいてもよいとする。なかでも、前者のように、予めポリシロキサン粒子を分散させた溶媒中に、重合性モノマーを加えておくことが、好ましく、さらにはポリシロキサン粒子を合成して得られたポリシロキサン粒子分散液から該粒子を取り出すことなく該分散液に重合性モノマーを加えておくことが、複雑な工程を必要とならず、生産性に優れており、好ましい。
【００３６】
吸収工程においては、ポリシロキサン粒子の構造中に上記重合性モノマーを吸収させるが、この吸収が容易にされやすくなるよう、ポリシロキサン粒子に上記重合性モノマーを加えるにあたっては、種々の条件を設定し、その条件のもとで行うことが好ましい。そのような条件としては、ポリシロキサン粒子および重合性モノマーのそれぞれの濃度や、ポリシロキサン粒子と重合性モノマーとの混合比、混合の処理方法・手段、混合時の温度や時間、混合後の処理方法・手段などが挙げられる。これら条件は、用いるポリシロキサン粒子や重合性モノマーの種類などによって、適宜その必要性を考慮すればよい。また、これら条件は１種のみ適用しても２種以上を合わせて適用してもよい。
【００３７】
吸収工程において、上記重合性モノマーを加えておく際は、ポリシロキサン粒子の原料として使用したシリコン化合物の重量に対して、重量で０．０１倍〜１００倍で添加しておくことが好ましい。上記添加量が０．０１倍より小さい場合は、ポリシロキサン粒子の上記重合性モノマーの吸収量が少なくなり、優れた機械的特性を有する有機質無機質複合体微粒子を得ることができないおそれがあり、１００倍を超える場合は、添加した重合性モノマーをポリシロキサン粒子に完全に吸収させることが困難であり、未吸収の重合性モノマーが残存するため後の重合段階において粒子間の凝集が発生しやすくなるおそれがある。
【００３８】
吸収工程において、重合性モノマーを加えておくにあたっては、重合性モノマーを一括で加えておいてもよいし、数回に分けて加えてもよいし、任意の速度でフィードしてもよく、特に限定はされない。また、重合性モノマーを加えるにあたっては、重合性モノマーのみで添加しても、重合性モノマーの溶液を添加してもよいが、重合性モノマーを予め乳化分散させた状態でポリシロキサン粒子に加えておくことが、該粒子への吸収がより効率よく行われるため、好ましい。
上記乳化分散については、通常、上記モノマー成分を乳化剤とともにホモミキサーや超音波ホモジナイザー等を用いて水中で乳濁状態とすることが好ましい。
【００３９】
吸収工程において、モノマー成分がポリシロキサン粒子に吸収されたかどうかの判断については、例えば、モノマー成分を加える前および吸収段階終了後に、顕微鏡により粒子を観察し、モノマー成分の吸収により粒子径が大きくなっていることで容易に判断できる。
上記重合工程は、重合性反応基を重合反応させて、有機ポリマー骨格を有する粒子を得る工程である。具体的には、シリコン化合物として重合性反応基含有有機基を有するものを用いた場合は、該有機基の重合性反応基を重合させて有機ポリマー骨格を形成する工程であり、上記吸収工程を経た場合は、吸収させた重合性反応基を有する重合性モノマーを重合させて有機ポリマー骨格を形成する工程であるが、両方に該当する場合はどちらの反応によっても有機ポリマー骨格を形成する工程となり得る。
【００４０】
重合反応は、上記加水分解縮合工程や吸収工程の途中で行ってもよいし、いずれか又は両方の工程後に行ってもよく、特に限定はされないが、通常は、上記加水分解縮合工程後（吸収工程を行った場合は吸収工程後）に開始するようにする。
上記重合工程においては、重合時の粒子間の凝集を防止するために、ポリビニルアルコールやポリビニルピロリドン等の高分子分散剤を用いてもよい。上記高分子分散剤を用いる場合は、重合反応を行う前に反応系に添加しておくことが好ましいが、特に限定はされない。
【００４１】
上記重合工程後は、ろ過、遠心分離、減圧濃縮等の従来公知の方法を用いて、得られた有機質無機質複合体粒子を単離することができる。また、分級することにより所望の粒度分布を有する粒子にすることもできる。単離後は、必要に応じ、乾燥や焼成を目的として、得られた有機質無機質複合体粒子に熱処理工程を施すことができる。
上記熱処理工程は、上記重合工程で生成した有機質無機質複合体粒子を８００℃以下、より好ましくは１００〜６００℃の温度で乾燥および焼成する工程であり、たとえば、１０容量％以下の酸素濃度を有する雰囲気中や減圧下で行われることが好ましい。熱処理工程を行うことによって、得られた有機質無機質複合体粒子に適度な硬度を付与することができる。
【００４２】
本発明のタッチパネルにおいては、スペーサーとして用いる有機質無機質複合体粒子は、その表面の少なくとも一部が熱可塑性樹脂で被覆されてなる粒子であってもよく、以下の点で好ましい。すなわち、熱可塑性樹脂で粒子表面が被覆されていることにより、このようなスペーサーを電極基板表面に配したあと加熱した場合、該樹脂を溶融させ基板表面にしっかりと固定させることができる。よって、スペーサーの移動をより確実に防止することができ、タッチパネルへの入力によりスペーサーが局在的に存在してその部分で誤入力を生じさせるおそれ等を防ぐことができる。
【００４３】
被覆に供する熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が１５０℃以下であることが好ましく、より好ましくは８０℃以下、さらに好ましくは４０〜８０℃である。ガラス転移温度が高すぎると、加熱しても電極基板表面と接着しない場合があり、逆に低すぎると、スペーサーどうしが融着しやすくなるおそれがある。また、熱可塑性樹脂の種類としては、特に限定はされないが、例えば、（メタ）アクリル系樹脂などが好ましく、１種のみ用いても２種以上を混合したり多層構造にするなどして併用してもよい。
熱可塑性樹脂による有機質無機質複合体粒子表面の被覆の形態は、該粒子表面の全体が被覆されていてもよいし、一部であってもよく、上述したような効果を発揮できる程度の被覆割合であれば特に限定はされない。
【００４４】
被覆に供する熱可塑性樹脂は、従来公知の接着性を有する材料などと併用してもよい。
上述のように、熱可塑性樹脂を有機質無機質複合体粒子の表面上に被覆させる方法としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、ヘテロ凝集法、グラフト重合法、コアセルベーション法、界面析出重合法、液中硬化被覆法、液中乾燥法、高速気流中衝撃法、気中懸濁被覆法、スプレードライング法等の従来公知の樹脂被覆法を用いることができる。なかでも、界面析出重合法や高速気流中衝撃法は、被覆が簡便であるためより好ましい。
【００４５】
高速気流中衝撃法としては、具体的には、有機質無機質複合体粒子と熱可塑性樹脂の粉体とを混合し、この混合物を気相中に分散させ、衝撃力を主体とする機械的熱的エネルギーを上記粒子と熱可塑性樹脂の粉体とに与えることで、上記粒子表面を熱可塑性樹脂で被覆する方法が挙げられる。
界面析出重合法としては、具体的には、有機質無機質複合体粒子と熱可塑性樹脂の原料モノマーとを、該モノマーは溶解するがそのポリマーたる熱可塑性樹脂は溶解しない溶媒に分散させて重合反応を行い、上記粒子の表面に熱可塑性樹脂を析出させ被覆する方法が挙げられる。
【００４６】
本発明のタッチパネルを製造する方法については、特に限定はされるわけではなく、従来公知の製造方法に従えばよいが、例えば、以下の条件で製造することが好ましい。すなわち、本発明のタッチパネルを製造するにあたっては、スペーサーとして用いる有機質無機質複合体粒子は、電極基板面内に、１〜３００個／ｍｍ２の密度で配することが好ましく、より好ましくは５〜１５０個／ｍｍ２、さらに好ましくは１０〜１００個／ｍｍ２である。電極基板面内に上記密度でスペーサー粒子を配することによって、電極基板間の絶縁性に優れ、かつ、入力時の反応がよく誤入力の無いタッチパネルとなる。上記密度が１個／ｍｍ２未満の場合は、軽い圧力でも電極が接触しやすくなり誤入力が生じやすくなるおそれがあり、３００個／ｍｍ２を超える場合は、入力圧を大きくする必要が生じ入力しにくくなったり、部分的に入力できないところが生じたりし、快適に使用することができなくなるおそれがある。
【００４７】
また、本発明のタッチパネルにおいては、スペーサーとなる上記有機質無機質複合体粒子を、電極基板面内およびシール部の両方に介在させることも、電極基板面内またはシール部のみに介在させることもできるが、どの場合であっても、上記有機質無機質複合体粒子は適度な硬さと弾力性とを有するため、電極基板間の距離を均一に保つことができ、誤入力のないタッチパネルとすることができる。
【００４８】
【実施例】
以下に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、以下では、便宜上、「重量部」を単に「部」と記すことがある。
まず、本発明の実施例において記載する測定値の定義、測定方法、評価基準について以下に示す。
（平均粒子径と、粒子径の変動係数）
スペーサーとなる有機質無機質複合体粒子の平均粒子径、ならびに粒子径の変動係数は、下記測定方法により測定した
コールターマルチサイザー（ベックマンコールター社製）により、３００００個の粒子の粒子径を測定し、平均粒子径を求めた。
【００４９】
粒子径の変動係数は、下記式に従って求めた。
【００５０】
【数１】
【００５１】
（圧縮弾性率）
スペーサーとなる有機質無機質複合体粒子の圧縮弾性率は、島津微小圧縮試験機（島津製作所社製，ＭＣＴＭ−２００）により、室温（２５℃）において、試料台（材質：ＳＫＳ平板）上に散布した試料粒子１個について、直径５０μｍの円形平板圧子（材質：ダイヤモンド）を用いて、粒子の中心方向へ一定の負荷速度で荷重をかけ、圧縮変位が粒子径の１０％となるまで粒子を変形させ、１０％変形時の荷重と圧縮変位のミリメートル数を測定する。測定した圧縮荷重、粒子の圧縮変位、粒子の半径を、下記式：
【００５２】
【数２】
【００５３】
（ここで、Ｅ：圧縮弾性率（ＧＰａ）、Ｆ：圧縮荷重（Ｎ）、Ｓ：圧縮変位（ｍｍ）、Ｒ：粒子の半径（ｍｍ）である。）
に代入し、値を算出する。この操作を、異なる３個の粒子について行い、その平均値を粒子の圧縮弾性率とする。
（復元率）
スペーサーとなる有機質無機質複合体粒子の復元率は、上記圧縮弾性率の測定と同様の装置により、試料台の上に散布した試料粒子１個について、円形平板圧子を用いて、粒子の中心方向へ一定の負荷速度で荷重をかけていき、荷重が１．０ｇとなるまで負荷を行い、その後すぐに負荷時と同じ速度で負荷を除き、荷重が０．１ｇとなるまで除荷を行う。測定した荷重−圧縮変位曲線から、負荷時の圧縮変形量（ｍｍ）、除荷時の回復量（ｍｍ）を計測し、下記式：
Ｒ（復元率（％））
＝〔（除荷時の回復量／負荷時の圧縮変形量）〕×１００
に代入し、値を算出する。この操作を、異なる３個の粒子について行い、その平均値を粒子の復元率とする。
【００５４】
−実施例１−
（有機質無機質複合体粒子の調製）
脱イオン水６５０ｇに２５％アンモニア水１０ｇを加えたものを撹拌機、滴下口および温度計を備えたフラスコに投入し、この混合液を２０±０．５℃の温度に調整して撹拌しながら、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン１２０ｇにメタノール３２２ｇおよび２、２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２．２５ｇを加えて溶解させた溶液を滴下口より投入し、さらに撹拌を続けて加水分解・縮合を行うことによりポリシロキサン粒子の懸濁液を得た。次に、この懸濁液を８０℃まで昇温し、８０℃で１時間保つことにより、ビニル基のラジカル重合を行った。次いで、生成物を１００メッシュの金網でろ過後、ヌッチェろ過により固液分離して粒子のケーキを得た。得られたケーキを窒素雰囲気下、３００℃で２時間加熱処理し、有機質無機質複合体粒子（１）を得た。有機質無機質複合体粒子（１）の粒子径を計測したところ、平均粒子径は１０．１μｍ、粒子径の変動係数は２．４％であった。また、この有機質無機質複合体粒子（１）の機械的特性を分析したところ、圧縮弾性率は３．５ＧＰａ、復元率は７５％であった。
（タッチパネルの作製）
タッチパネルは抵抗膜式のタッチパネルであって、図１に示すようにタッチ側基板１０（ポリエチレンテレフタレートからなる透明のＰＥＴ基板１１であって、その一方の表面にＩＴＯからなる透明薄膜電極１２を有している）とディスプレイ側基板２０（ソーダガラスからなる透明ガラス基板２１であって、その一方の表面にＩＴＯからなる透明薄膜電極２２を有している）とが、面内（電極基板面内）スペーサー３０を介し、空気層を形成する状態で構成されている。タッチ側基板１０とディスプレイ側基板２０とは導電層が対向する状態でそれらの周縁部で接着剤４０により接着（シール）されている。また接着剤４０中にはシール部スペーサー５０が分散されており、パネルのギャップ形成に寄与している。本実施例では面内スペーサー３０およびシール部スペーサー５０として有機質無機質複合体粒子（１）を用いた。このようにして得られた透明タッチパネルは、入力ペン６０と組み合わせて用いられ、図２に示すようにタッチ側基板から入力ペン６０で押圧することにより、透明薄膜電極１２および２２を接触させて入力がなされる。なお、本実施例ではタッチ側基板の材料としてプラスチック（ポリエチレンテレフタレート）を用いたが、これ以外にも透明ガラス基板を使用することもできる。また、ディスプレイ側基板についても透明ガラス基板に限定されず、プラスチック基板を使用することもできる。
【００５５】
−実施例２−
（有機質無機質複合体粒子の調製）
脱イオン水６５０ｇに２５％アンモニア水２ｇを加えたものを撹拌機、滴下口および温度計を備えたフラスコに投入し、この混合液を１５±０．５℃の温度に調整し、撹拌しながらγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン１２０ｇにメタノール３２２ｇ加えた混合液を滴下口より投入し、さらに撹拌を続けて加水分解・縮合を行うことによりポリシロキサン粒子の懸濁液を得た。別途、スチレン２００ｇに２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）３．３５ｇを加えて溶解させた溶液に、乳化剤（ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、第一工業製薬社製、製品名：ハイテノールＮ−０８）水溶液２００ｇを混合し、ホモミキサーにより強制乳化したエマルションを調製した。加水分解・縮合反応から２時間後、上記エマルションを滴下口から投入して１時間撹拌し、ポリシロキサン粒子にエマルションを吸収させた。エマルションの投入から１時間後、ポリビニルアルコール（クラレ社製、製品名：ＰＶＡ２０５）の１０重量％水溶液３５０ｇを滴下口から投入し、次いで、懸濁液を８０℃まで昇温し、８０℃で１時間保つことにより、ビニル基のラジカル重合を行った。次いで、生成物を１００メッシュの金網でろ過後、ヌッチェろ過により固液分離して粒子のケーキを得た。得られたケーキを１２０℃で２時間真空乾燥処理し、有機質無機質複合体粒子（２）を得た。有機質無機質複合体粒子（２）の粒子径を計測したところ、平均粒子径は２０．４μｍ、粒子径の変動係数は１．４％であった。また、この有機質無機質複合体粒子（２）の機械的特性を分析したところ、圧縮弾性率は１．５ＧＰａ、復元率は２５％であった。
【００５６】
得られた有機質無機質複合体粒子（２）を用いて、実施例１と同様の操作によりタッチパネルを作製した。
−実施例３−
実施例１で得られた有機質無機質複合体粒子（１）３０ｇと熱可塑性樹脂（スチレンとブチルアクリレートの共重合体、ガラス転移温度７０℃、平均粒子径０．３μｍ）３ｇとを混合し、奈良機械製作所社製のハイブリダイゼーションシステムＮＨＳ−０型を使用して有機質無機質複合体粒子（１）の表面を上記熱可塑性樹脂で被覆して、粒子表面に接着層を有する有機質無機質複合体粒子（３）を得た。
【００５７】
得られた有機質無機質複合体粒子（３）を用いて、実施例１と同様の操作によりタッチパネルを作製した。
−実施例４−
実施例２で得られた有機質無機質複合体粒子（２）３０ｇと熱可塑性樹脂（スチレンとブチルアクリレートの共重合体、ガラス転移温度７０℃、平均粒子径０．３μｍ）３ｇとを混合し、奈良機械製作所社製のハイブリダイゼーションシステムＮＨＳ−０型を使用して有機質無機質複合体粒子（２）の表面を上記熱可塑性樹脂で被覆して、粒子表面に接着層を有する有機質無機質複合体粒子（４）を得た。
【００５８】
得られた有機質無機質複合体粒子（４）を用いて、実施例１と同様の操作によりタッチパネルを作製した。
−比較例１−
脱イオン水６５０ｇに２５％アンモニア水１ｇを加えたものを撹拌機、滴下口および温度計を備えたフラスコに投入し、この混合液を２０±０．５℃の温度に調整し、撹拌しながらγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン２００ｇにメタノール３２２ｇおよび２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２．２５ｇ加えて溶解させた溶液を滴下口より投入し、さらに撹拌を続けて加水分解・縮合を行うことによりポリシロキサン粒子の懸濁液を得た。次に、反応液を８０℃まで昇温し、８０℃で１時間保つことにより、ビニル基のラジカル重合を行った。ついで生成物を１００メッシュの金網でろ過後、ヌッチェろ過により固液分離して粒子のケーキを得た。得られたケーキを１０００℃で２時間加熱処理し、比較シリカ粒子（１）を得た。比較シリカ粒子（１）の粒子径を計測したところ、平均粒子径は１０．３μｍ、粒子径の変動係数は３．２％であった。また、この比較シリカ粒子（１）の機械的特性を分析したところ、圧縮弾性率は５８ＧＰａ、復元率は９８％であった。
【００５９】
得られた比較シリカ粒子（１）を用いて、実施例１と同様の操作によりタッチパネルを作製した。
−比較例２−
スチレン１００ｇとジビニルベンゼン５９とを均一に混合し、さらに過酸化ベンゾイル３ｇを均一に混合した。これを５重量％のポリビニルアルコール水溶液９００ｇに投入し、ホモジナイザーで懸濁させた。この懸濁液を、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却管および温度計を備えたフラスコに移し、８５℃で１０時間ラジカル重合を行った。生成した粒子について、ろ過と水洗を繰り返し、精密に分級することにより、比較ポリマー粒子（２）を得た。比較ポリマー粒子（２）の粒子径を計測したところ、平均粒子径は１０．２μｍ、粒子径の変動係数は２．９％であった。また、この比較ポリマー粒子（２）の機械的特性を分析したところ、圧縮弾性率は０．７ＧＰａ、復元率は１８％であった。
【００６０】
得られた比較ポリマー粒子（２）を用いて、実施例１と同様の操作によりタッチパネルを作製した。
実施例１〜３および比較例１〜２で得られたタッチパネルについて、５０００回連続入力を行ったときの性能評価をした。具体的には、電極の傷の有無、誤入力の有無、電極基板間のギャップの変化について、以下の基準により評価した。その結果を表１に示した。
（電極の傷の有無）
○：傷なし
×：傷あり
（誤入力の有無）
○：誤入力なし
×：誤入力あり
（電極基板間のギャップの変化の有無）
○：変化なし
×：変化あり
【００６１】
【表１】
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、入力時に電極基板表面の透明電極に損傷が生じず、電極基板間の距離が長期間一定に保持されることにより、誤入力が生じない、新規なタッチパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタッチパネルの一実施例を表す概略断面図である。
【図２】図１のタッチパネルにおけるタッチ側基板に入力ペンを押圧して入力操作を行った様子を表す部分的概略断面図である。
【符号の説明】
１ タッチパネル
１０ タッチ側基板
１１ ＰＥＴ基板
１２ 透明薄膜電極
２０ ディスプレイ側基板
２１ 透明ガラス基板
２２ 透明薄膜電極
３０ 面内スペーサー
４０ 接着剤
５０ シール部スペーサー
６０ 入力ペン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a touch panel in which a transparent electrode substrate is arranged to oppose via a spacer.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a resistive touch panel in which a pair of electrode substrates each having a transparent electrode formed on the surface of each transparent substrate facing each other via spacer particles is light, thin, hard to break, low in power consumption, and low in power consumption. It has excellent features such as cost, ease of use, and few malfunctions caused by external light and vibration. By combining with display screens such as liquid crystal displays, EL displays, plasma displays, etc., copiers, facsimile machines, telephones, and electronic notebooks It is widely used in various fields as a simple input device such as a pen input computer and a portable small terminal.
[0003]
In such a touch panel, the spacer has a different function to be performed as compared with a spacer for a liquid crystal display and the like. In addition to the function of keeping the distance between the electrode substrates constant, a function unique to the touch panel is required. Is done. That is, in the touch panel, since the input operation is performed by directly touching the electrode substrate, the touch panel is used. It is particularly required that they do not occur.
However, in conventionally known touch panels, inorganic particles such as glass beads and silicon particles or hard particles such as polystyrene are used as spacers, and they are excellent in maintaining the hardness of the spacers themselves and maintaining the distance between electrode substrates. However, there has been a problem that the electrode is easily damaged due to the force at the time of input or repeated use many times, and erroneous input occurs. Further, in a touch panel in which elastic particles such as organic particles are used as spacers, the particle shape can be deformed at the time of input, so that damage to the electrode as in the case of using the above inorganic particles or hard particles does not easily occur. However, since the restoring property of the spacer particles after deformation is insufficient, the spacer particles are plastically deformed every time input is repeated, and the distance between the electrode bases is not kept constant, resulting in erroneous input. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-4-153720
[0005]
[Patent Document 2]
JP-A-7-28586
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a novel touch panel in which the distance between the electrode substrates is kept constant even if the input operation is repeated many times, and no erroneous input occurs.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has conducted intensive studies in order to solve the above problems.
As a result, as a spacer that adapts to the characteristics of the touch panel as described above, the inorganic portion holds a moderate hardness that can keep the distance between the electrode bases constant, and the organic portion is broken by the force at the time of input. In addition to maintaining a moderate softness that can absorb the force at the time of input moderately without having to combine it with the excellent mechanical resilience that can maintain the original particle shape even if input is repeated many times as a whole Focusing on the composite particles of organic and inorganic substances, if a touch panel using such particles is used, the distance between the electrode substrates is kept constant even if the input operation is repeated many times, resulting in erroneous input It has been confirmed that the above problems can be solved all at once, and the present invention has been completed. In addition, the above composite particles can be used as a spacer in both the surface of the electrode substrate and the sealing portion in the touch panel. It was also found that the transparent electrode was not damaged.
[0008]
That is, in the touch panel according to the present invention, in a touch panel in which a pair of electrode substrates each having a transparent electrode formed on each surface are arranged so that the transparent electrodes face each other via a spacer, the spacer is made of an organic-inorganic composite. It is a particle.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the touch panel according to the present invention will be described in detail. However, the scope of the present invention is not limited to the description, and other than the following examples can be appropriately implemented within a range that does not impair the spirit of the present invention.
In the touch panel according to the present invention, in a touch panel in which a pair of electrode substrates each having a transparent electrode formed on each surface is arranged so that the transparent electrodes face each other via a spacer, organic-inorganic composite particles are used as the spacer. The feature is that it is.
[0010]
In the touch panel of the present invention, the configuration is preferably made of an electrode substrate, a transparent electrode, a spacer, a seal portion, and the like, similarly to a conventionally known resistive touch panel, and is not particularly limited. Specifically, for example, an upper electrode substrate is provided with a transparent electrode on a substrate surface such as a plastic film, and a lower electrode substrate is provided with a transparent electrode on a substrate surface such as a glass plate. An electrode substrate in which transparent electrodes are opposed to each other with a spacer interposed therebetween can be used. In such a touch panel, when the base material surface of the upper electrode substrate is pressed with a finger, a pen, or the like, the opposed transparent electrodes come into contact with each other, and the input position is detected. In the touch panel of the present invention, the spacer may be interposed in the surface of the electrode substrate in the touch panel, may be interposed in the seal portion thereof, or may be both in the surface of the electrode substrate and in the seal portion. In any case, the distance between the electrode substrates can be kept constant even if the input operation is repeated any number of times, so that an erroneous input can be prevented. In particular, when the transparent electrode is interposed in the surface of the electrode substrate, it is possible to prevent the transparent electrode on the surface of the electrode substrate from being damaged at the time of input.
[0011]
The touch panel of the present invention may be of a matrix type or an analog type, and is not particularly limited.
Hereinafter, unless otherwise specified, the organic-inorganic composite particles used as the spacer in the touch panel of the present invention will be simply referred to as organic-inorganic composite particles.
The organic-inorganic composite particles need to be insulating.
The organic-inorganic composite particles exhibit the effect of having an appropriate hardness that can keep the distance between the electrode bases constant by including the inorganic portion, and are broken by the force at the time of input by including the organic portion. In addition to exerting the effect of having a moderate softness that can absorb the force moderately without being performed, the mechanical resilience that can maintain the original particle shape even if repeatedly input as particles as a whole Any structure may be used as long as the particles have a combination, and the structure, material, composition, and the like are not particularly limited.
[0012]
As such organic-inorganic composite particles, specifically, for example, organic-inorganic composite particles containing an organic polymer skeleton and a polysiloxane skeleton are preferable. Even in a form in which an organic silicon atom in which a silicon atom is directly chemically bonded to one carbon atom is present in the molecule (chemical bonding type), b) such an organic silicon atom is present in the molecule. There may be no form (IPN type), and there is no particular limitation. More specifically, in the mode a), the polysiloxane skeleton and the organic polymer skeleton form a three-dimensional network structure by bonding the silicon atom in the polysiloxane and the carbon atom in the organic polymer. Is preferred. Similarly, the form of the above b) is a form in which an organic polymer is contained in a particle structure containing a polysiloxane skeleton, that is, an organic polymer is present between the structures of the polysiloxane and has a skeleton structure independently of each other. It is preferable that the shape is substantially integrated with the above.
[0013]
The organic polymer skeleton includes at least a main chain of a main chain, a side chain, a branched chain, and a cross-linked chain derived from the organic polymer. The molecular weight, composition, structure, presence or absence of a functional group, and the like of the organic polymer are not particularly limited. The organic polymer is preferably at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resins, vinyl polymers such as polystyrene and polyolefin, polyamides such as nylon, polyimide, and polyester.
As a form of the organic polymer skeleton, for example, a polymer having a main chain composed of a repeating unit “—C—C—” (a so-called vinyl polymer) because the hardness of the organic / inorganic composite particles can be appropriately controlled. It is preferable that
[0014]
On the other hand, the polysiloxane skeleton has the following formula (1):
[0015]
Embedded image
Is defined as a compound which forms a three-dimensional network by continuous chemical bonding. SiO constituting polysiloxane skeleton 2 Is preferably 5% by weight or more, more preferably 10 to 70% by weight, based on the weight of the organic-inorganic composite particles. SiO in polysiloxane skeleton 2 When the amount of the organic-inorganic composite particles having the above range is used as a spacer for a touch panel, the distance between the electrode substrates of the touch panel can be kept constant, and the transparent electrode on the electrode substrate surface may be damaged during input. In addition, no erroneous input occurs even if the input operation is repeated many times. SiO constituting polysiloxane skeleton 2 When the amount is less than 5% by weight, the mechanical resilience of the spacers is reduced by repeatedly inputting, the distance between the electrode substrates is not kept constant, and erroneous input may occur. is there. Here, SiO constituting the polysiloxane skeleton is used. 2 Is the weight percentage determined by measuring the weight before and after firing the particles at a temperature of 1000 ° C. or more in an oxidizing atmosphere such as air.
[0017]
The average particle diameter of the organic-inorganic composite particles is not particularly limited, but specifically, is preferably from 1 to 150 μm, more preferably from 1.5 to 100 μm, and still more preferably from 2 to 80 μm. . When organic-inorganic composite particles having an average particle diameter within the above range are used as a spacer for a touch panel, the distance between the electrode substrates can be kept constant, and erroneous input may occur even if the input operation is repeated many times. There is no. If the average particle diameter is less than 1 μm, the distance between the opposing electrode substrates may be too small to cause erroneous input. If the average particle diameter exceeds 150 μm, the distance between the opposing electrode substrates may be too large and the input may be too large. May be difficult to do.
[0018]
The sharpness of the particle size distribution of the organic-inorganic composite particles is indicated by a coefficient of variation (CV value) of the particle diameter, and is not particularly limited. Specifically, it is preferably 20% or less, It is more preferably at most 10%, further preferably at most 5%. When the organic-inorganic composite particles having a variation coefficient (CV value) of the particle diameter within the above range are used as a spacer for a touch panel, the distance between the electrode substrates can be kept uniform and an excellent effect as a gap distance holding material. Can be demonstrated. If the variation coefficient (CV value) exceeds 20%, the distance between the electrode substrates varies within the touch panel surface, which may cause an erroneous input.
[0019]
The organic-inorganic composite particles are not particularly limited, but each of mechanical properties such as hardness and breaking strength can be arbitrarily adjusted by appropriately changing the ratio of a polysiloxane skeleton portion and an organic polymer skeleton portion. Can be. The shape of the organic-inorganic composite particles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a needle shape, a plate shape, a scale shape, a crushed shape, an uneven shape, a cocoon shape, and a sugary sugar. . Above all, it is preferable that the spacer as a spacer for a touch panel has a perfect spherical shape in order to make the gap distance between the electrode substrates uniform, and the ratio of the long particle diameter to the short particle diameter is in the range of 1.00 to 1.20. It is preferable that
[0020]
The organic-inorganic composite particles are excellent in hardness, mechanical resilience, and balance between them as spacer particles used in a touch panel.
In the present invention, for the details of the hardness and the mechanical restorability, the definitions and the measurement / evaluation methods described in Examples described later are adopted.
The hardness of the organic-inorganic composite particles is not particularly limited, but specifically, for example, preferably has a compression elastic modulus of 0.8 to 50 GPa, more preferably 1 to 19.6 GPa, Preferably it is 1.5-9.8 GPa. If the compression modulus is less than 0.8 MPa, the particles are too soft, and the gap distance may not be maintained uniformly as a gap holding material between the electrode substrates. If it exceeds 50 GPa, the particles are too hard. This may damage the transparent electrode on the surface of the electrode substrate.
[0021]
The mechanical resilience of the organic-inorganic composite particles is not particularly limited, but specifically, for example, the restitution rate is preferably 1 to 95%, more preferably 2 to 90%, and Preferably it is 5-85%. If the resilience is less than 1%, erroneous input may occur due to repeated input operations. If the resilience is more than 95%, the resilience may be too strong to make input difficult. There is.
The polysiloxane skeleton constituting the organic-inorganic composite particles is preferably obtained by a hydrolytic condensation reaction of a silicon compound having a hydrolyzable group.
[0022]
The hydrolyzable silicon compound is not particularly limited, but may be, for example, the following general formula (2):
R m Six 4-m (2)
(Here, R may have a substituent, and represents at least one group selected from the group consisting of an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group and an unsaturated aliphatic group, and X represents a hydroxyl group, an alkoxy group And at least one group selected from the group consisting of and an acyloxy group, and m is an integer of 0 to 3.)
And a derivative thereof.
[0023]
Specific examples of the silane compound represented by the general formula (2) are not particularly limited. Examples of the compound having m = 0 include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane. Tetrafunctional silane; m = 1 includes methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, benzyltrimethoxysilane, naphthyltrimethoxysilane, methyl Trifunctional silanes such as triacetoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane; m = 2 includes dimethyldimethoxysilane, dimethyl Diethoxysilane, Acetoxy dimethylsilane, difunctional silanes such as diphenyl silane diol; as for the m = 3, can be exemplified trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, a monofunctional silane such as trimethyl silanol, and the like.
[0024]
The derivative of the silane compound represented by the general formula (2) is not particularly limited. For example, X is partially substituted with a group capable of forming a chelate compound such as a carboxyl group or a β-dicarbonyl group. And low condensates obtained by partially hydrolyzing the silane compound.
The hydrolyzable silicon compound may be used alone or in an appropriate combination of two or more. In the above general formula (2), when only a silane compound with m = 3 and its derivative are used as raw materials, organic-inorganic composite particles cannot be obtained.
[0025]
In the organic-inorganic composite particles, when the polysiloxane skeleton has an organic silicon atom in which a silicon atom is directly bonded to at least one carbon atom in the organic polymer skeleton in the molecule, the silicon having the above hydrolyzability is used. As the compound, it is necessary to use a compound having an organic group containing a polymerizable reactive group capable of forming an organic polymer skeleton. Examples of the reactive group include a radical polymerizable group, an epoxy group, a hydroxyl group, and an amino group. Is mentioned.
Examples of the organic group containing a radical polymerizable group include the following general formulas (3), (4) and (5):
CH 2 = C (-R a ) -COOR b -(3)
(Where R a Represents a hydrogen atom or a methyl group; b Represents a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. )
CH 2 = C (-R c )-(4)
(Where R c Represents a hydrogen atom or a methyl group. )
CH 2 = C (-R d ) -R e -(5)
(Where R d Represents a hydrogen atom or a methyl group; e Represents a divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent. )
And the like.
[0026]
Examples of the radical-polymerizable group-containing organic group of the general formula (3) include an acryloxy group and a methacryloxy group. Examples of the silicon compound having the organic group of the general formula (2) include γ- Methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriacetoxysilane, γ-methacryloxyethoxypropyltrimethoxysilane Methoxysilane (or also γ-trimethoxysilylpropyl-β-methacryloxyethyl ether), γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane Methoxysilane and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
[0027]
Examples of the radical-polymerizable group-containing organic group of the general formula (4) include a vinyl group and an isopropenyl group. Examples of the silicon compound of the general formula (2) having the organic group include vinyl groups. Examples include trimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, and vinylmethyldiacetoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the radical-polymerizable group-containing organic group of the general formula (5) include a 1-alkenyl group or a vinylphenyl group, an isoalkenyl group or an isopropenylphenyl group, and the like. Examples of the silicon compound 2) include 1-hexenyltrimethoxysilane, 1-hexenyltriethoxysilane, 1-octenyltrimethoxysilane, 1-decenyltrimethoxysilane, γ-trimethoxysilylpropyl vinyl ether, ω- Examples thereof include vinyl trimethoxysilylundecanoate, p-trimethoxysilylstyrene, 1-hexenylmethyldimethoxysilane, and 1-hexenylmethyldiethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.
[0028]
Examples of the silicon compound having an organic group containing an epoxy group include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- ( 3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the silicon compound having an organic group containing a hydroxyl group include, for example, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.
[0029]
Examples of the silicon compound having an organic group containing an amino group include N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β ( Aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
The organic polymer skeleton constituting the organic-inorganic composite particles includes, for example, 1) the silicon compound contains, together with a hydrolyzable group, a polymerizable reactive group capable of forming an organic polymer skeleton such as a radical polymerizable group or an epoxy group. When the organic compound has an organic group to be formed, 1-1) particles obtained by polymerization after a hydrolysis-condensation reaction of a silicon compound, and 1-2) particles having a polysiloxane skeleton obtained by a hydrolysis-condensation reaction of a silicon compound It is preferably obtained by absorbing and polymerizing a polymerizable monomer having a polymerizable reactive group such as a radical polymerizable monomer, a monomer having an epoxy group, a monomer having a hydroxyl group, and a monomer having an amino group. 2) The silicon compound is an organic polymer skeleton such as a radical polymerizable group, an epoxy group, a hydroxyl group, and an amino group. When there is no organic group containing a polymerizable reactive group that can be formed, a radical polymerizable monomer, a monomer having an epoxy group, and a hydroxyl group are added to particles having a polysiloxane skeleton obtained by a hydrolytic condensation reaction of a silicon compound. It is preferably obtained by absorbing and polymerizing a polymerizable monomer having a polymerizable reactive group such as a monomer having an amino group and a monomer having an amino group.
[0030]
As described above, the organic-inorganic composite particles have a) a form in which a polysiloxane skeleton has an organic silicon atom in which a silicon atom is directly chemically bonded to at least one carbon atom in the organic polymer skeleton ( Chemical bond type) or b) a form having no such organosilicon atom in the molecule (IPN type), and is not particularly limited. When the organic polymer skeleton is obtained together with the polysiloxane skeleton as described above, the organic-inorganic composite particles having the form of the above a) can be obtained. In the case of the above 2), the form of the above b) can be obtained. Organic-inorganic composite particles can be obtained. When the organic polymer skeleton is obtained together with the polysiloxane skeleton as in the above 1-2), organic-inorganic composite particles having a form having both the forms a) and b) can be obtained.
[0031]
In the above methods 1-2) and 2), the radical polymerizable monomer that can be absorbed by the particles having a polysiloxane skeleton is preferably a monomer component essentially containing a radical polymerizable vinyl monomer.
For example, the radical polymerizable vinyl monomer may be any compound containing at least one or more ethylenically unsaturated groups in the molecule, and the type and the like are not particularly limited, but organic-inorganic composite particles are preferably used. What is necessary is just to select suitably so that physical property may be exhibited, and only 1 type may be used or 2 or more types may be used together. Among them, when the above-mentioned monomer component is absorbed into particles having a polysiloxane skeleton, a pre-emulsified dispersion of the above-mentioned monomer component to form an emulsion is required. Is more preferred. Similarly, a crosslinkable monomer may be used, and the effect on the mechanical properties of the obtained organic-inorganic composite particles can be easily adjusted, which is preferable. Further, a radical polymerizable monomer having a hydrolyzable silyl group can also be used. Specifically, for example, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acryloxy Examples include propylmethyldiethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-trimethoxysilylstyrene, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0032]
Hereinafter, a method for obtaining the organic-inorganic composite particles will be described in more detail. That is, a production method including a hydrolysis condensation step and a polymerization step described below can be preferably exemplified. Further, if necessary, after the hydrolysis condensation step and before the polymerization step, an absorption step of absorbing a polymerizable monomer may be included.However, the silicon compound used in the hydrolysis condensation step constitutes a polysiloxane skeleton structure. If the organic polymer skeleton is not provided together with the element to be obtained, the above-mentioned absorption step is indispensable, and the organic polymer skeleton is formed in this absorption step.
The hydrolytic condensation step is a step of performing a reaction of hydrolyzing and condensing the aforementioned silicon compound in a solvent containing water. Through this step, particles having a polysiloxane skeleton (polysiloxane particles) can be obtained. The hydrolysis and condensation can be performed by any method such as batch, division, and continuous. In the hydrolysis and condensation, a basic catalyst such as ammonia, urea, ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, an alkali metal hydroxide, or an alkaline earth metal hydroxide can be preferably used as a catalyst.
[0033]
In the solvent containing water, an organic solvent can be included in addition to the water and the catalyst. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol; acetone, Ketones such as methyl ethyl ketone; astelles such as ethyl acetate; (cyclo) paraffins such as isooctane and cyclohexane; and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. These may be used alone or in combination of two or more.
[0034]
In the hydrolysis-condensation step, an anionic, cationic or nonionic surfactant or a polymer dispersant such as polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone can be used in combination. These may be used alone or in combination of two or more.
The hydrolysis and condensation are performed, for example, by adding the above-mentioned silicon compound, catalyst, or organic solvent as a raw material to a solvent containing water, and stirring at 0 to 100 ° C, preferably 0 to 70 ° C, for 30 minutes to 100 hours. It can be carried out. Further, according to such a method, the particles once obtained by performing the reaction to a desired degree are charged in the reaction system in advance as seed particles, and then a silicon compound is added to grow the seed particles. You can also.
[0035]
As described above, the absorption step may be an essential step or an optional step depending on the silicon compound used.
In the above-mentioned absorption step, the polymerizable monomer is added to the polysiloxane particles, and it is sufficient that the polymerizable monomer is finally absorbed in the presence of the polysiloxane particles. Therefore, although not particularly limited, for example, the polymerizable monomer may be added to a solvent in which the polysiloxane particles are dispersed, or the polysiloxane particles may be added to a solvent containing the polymerizable monomer. And Above all, it is preferable to add a polymerizable monomer in a solvent in which polysiloxane particles are dispersed in advance, as in the former, and further from a polysiloxane particle dispersion obtained by synthesizing polysiloxane particles. It is preferable to add a polymerizable monomer to the dispersion without taking out the particles, since a complicated process is not required and the productivity is excellent.
[0036]
In the absorption step, the polymerizable monomer is absorbed into the structure of the polysiloxane particles.However, various conditions are set when adding the polymerizable monomer to the polysiloxane particles so that the absorption is easily performed. It is preferable to carry out under such conditions. Such conditions include the respective concentrations of the polysiloxane particles and the polymerizable monomer, the mixing ratio between the polysiloxane particles and the polymerizable monomer, the method and means of mixing, the temperature and time during mixing, and the processing after mixing. Methods and means. These conditions may be appropriately considered depending on the type of the polysiloxane particles and the polymerizable monomer to be used. These conditions may be applied alone or in combination of two or more.
[0037]
When the polymerizable monomer is added in the absorption step, it is preferable to add the polymerizable monomer in an amount of 0.01 to 100 times the weight of the silicon compound used as the raw material of the polysiloxane particles. When the addition amount is smaller than 0.01 times, the amount of the polymerizable monomer absorbed by the polysiloxane particles is reduced, and there is a possibility that organic-inorganic composite fine particles having excellent mechanical properties may not be obtained. If it exceeds twice, it is difficult to completely absorb the added polymerizable monomer into the polysiloxane particles, and aggregation between the particles is likely to occur in a subsequent polymerization stage because unpolymerized monomer remains unabsorbed. There is a risk.
[0038]
In the absorption step, in adding the polymerizable monomer, the polymerizable monomer may be added in a lump, may be added in several times, or may be fed at an arbitrary speed. There is no limitation. When adding the polymerizable monomer, the polymerizable monomer may be added alone, or a solution of the polymerizable monomer may be added, but the polymerizable monomer is added to the polysiloxane particles in a state of being emulsified and dispersed in advance. This is preferable because the absorption into the particles is performed more efficiently.
With respect to the emulsification and dispersion, it is usually preferable that the monomer component is emulsified in water using a homomixer or an ultrasonic homogenizer together with an emulsifier.
[0039]
In the absorption step, for determining whether or not the monomer component has been absorbed by the polysiloxane particles, for example, before adding the monomer component and after the end of the absorption step, observe the particles with a microscope and increase the particle size by absorbing the monomer component. Can be easily determined.
The polymerization step is a step in which a polymerizable reactive group is subjected to a polymerization reaction to obtain particles having an organic polymer skeleton. Specifically, when a compound having a polymerizable reactive group-containing organic group is used as the silicon compound, this is a step of polymerizing the polymerizable reactive group of the organic group to form an organic polymer skeleton. If this is the case, the process is to form an organic polymer skeleton by polymerizing the polymerizable monomer having a polymerizable reactive group absorbed, but if both are applicable, the process is to form an organic polymer skeleton by either reaction. obtain.
[0040]
The polymerization reaction may be carried out in the middle of the above-mentioned hydrolysis-condensation step or absorption step, or may be carried out after one or both steps, and is not particularly limited. If the process is performed, the process is started after the absorption process).
In the polymerization step, a polymer dispersant such as polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone may be used in order to prevent aggregation between particles during polymerization. When the polymer dispersant is used, it is preferable to add the polymer dispersant to the reaction system before the polymerization reaction is performed, but there is no particular limitation.
[0041]
After the above polymerization step, the obtained organic-inorganic composite particles can be isolated by a conventionally known method such as filtration, centrifugation, and concentration under reduced pressure. In addition, particles having a desired particle size distribution can be obtained by classification. After the isolation, the obtained organic-inorganic composite particles can be subjected to a heat treatment step for drying and baking, if necessary.
The heat treatment step is a step of drying and baking the organic-inorganic composite particles generated in the polymerization step at a temperature of 800 ° C or lower, more preferably at a temperature of 100 to 600 ° C, and has, for example, an oxygen concentration of 10% by volume or lower. It is preferably performed in an atmosphere or under reduced pressure. By performing the heat treatment step, it is possible to impart appropriate hardness to the obtained organic-inorganic composite particles.
[0042]
In the touch panel of the present invention, the organic-inorganic composite particles used as the spacer may be particles in which at least a part of the surface is coated with a thermoplastic resin, and are preferable in the following points. That is, since the particle surface is coated with the thermoplastic resin, when such a spacer is disposed on the electrode substrate surface and then heated, the resin can be melted and firmly fixed to the substrate surface. Therefore, it is possible to more reliably prevent the spacer from moving, and it is possible to prevent the spacer from being locally present by an input to the touch panel and causing an erroneous input at that portion.
[0043]
The thermoplastic resin used for coating preferably has a glass transition temperature of 150 ° C or lower, more preferably 80 ° C or lower, and still more preferably 40 to 80 ° C. If the glass transition temperature is too high, it may not adhere to the electrode substrate surface even when heated, and if it is too low, the spacers may be easily fused together. The type of the thermoplastic resin is not particularly limited. For example, a (meth) acrylic resin is preferably used, and even if only one type is used, two or more types may be mixed or used in a multilayer structure. May be.
The form of the coating of the surface of the organic-inorganic composite particles with the thermoplastic resin may be such that the entire surface of the particles may be coated, or may be a part, and the coating ratio is such that the effect as described above can be exerted. If so, there is no particular limitation.
[0044]
The thermoplastic resin used for coating may be used in combination with a conventionally known material having adhesiveness.
As described above, the method of coating the thermoplastic resin on the surface of the organic-inorganic composite particles is not particularly limited, but specifically, for example, a heteroaggregation method, a graft polymerization method, a coacervation method, Conventionally known resin coating methods such as an interfacial precipitation polymerization method, a liquid curing coating method, a liquid drying method, a high-speed airflow impact method, an air suspension coating method, and a spray drying method can be used. Among them, the interfacial precipitation polymerization method and the high-speed airflow impact method are more preferable because the coating is simple.
[0045]
As a high-speed air impact method, specifically, an organic-inorganic composite particle and a thermoplastic resin powder are mixed, and this mixture is dispersed in a gaseous phase. A method in which energy is applied to the particles and the thermoplastic resin powder to coat the surface of the particles with a thermoplastic resin.
As the interfacial precipitation polymerization method, specifically, the polymerization reaction is performed by dispersing the organic-inorganic composite particles and the raw material monomer of the thermoplastic resin in a solvent in which the monomer is dissolved but the thermoplastic resin as the polymer is not dissolved. Then, a method of precipitating and coating a thermoplastic resin on the surface of the particles is mentioned.
[0046]
The method for manufacturing the touch panel of the present invention is not particularly limited, and may be in accordance with a conventionally known manufacturing method. For example, the touch panel is preferably manufactured under the following conditions. That is, in manufacturing the touch panel of the present invention, the organic-inorganic composite particles used as spacers are 1 to 300 particles / mm within the electrode substrate surface. 2 It is preferred to arrange at a density of 5 to 150 pieces / mm 2 , More preferably 10 to 100 pieces / mm 2 It is. By arranging the spacer particles at the above-mentioned density in the electrode substrate surface, a touch panel having excellent insulation properties between the electrode substrates, a good response at the time of input, and no erroneous input can be obtained. The density is 1 piece / mm 2 If the pressure is less than 300, the electrode may be easily contacted even at a light pressure and erroneous input may easily occur. 2 When the pressure exceeds, the input pressure needs to be increased, and it becomes difficult to input, or there may be a case where the input cannot be partially performed, so that it may not be possible to use the device comfortably.
[0047]
Further, in the touch panel of the present invention, the organic-inorganic composite particles serving as spacers may be interposed both in the electrode substrate surface and the seal portion, or may be interposed only in the electrode substrate surface or only the seal portion. In any case, since the organic-inorganic composite particles have appropriate hardness and elasticity, the distance between the electrode substrates can be kept uniform, and a touch panel free from erroneous input can be obtained.
[0048]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, “parts by weight” may be simply referred to as “parts” for convenience.
First, the definitions of measurement values, measurement methods, and evaluation criteria described in Examples of the present invention will be described below.
(Average particle diameter and coefficient of variation of particle diameter)
The average particle diameter of the organic-inorganic composite particles serving as the spacer, and the coefficient of variation of the particle diameter were measured by the following measurement method.
The particle size of 30,000 particles was measured with a Coulter Multisizer (manufactured by Beckman Coulter, Inc.), and the average particle size was determined.
[0049]
The coefficient of variation of the particle diameter was determined according to the following equation.
[0050]
(Equation 1)
[0051]
(Compressive modulus)
The compression elastic modulus of the organic-inorganic composite particles serving as spacers was sprayed on a sample table (material: SKS flat plate) at room temperature (25 ° C.) using a Shimadzu micro compression tester (MCTM-200, manufactured by Shimadzu Corporation). A load is applied to one sample particle in the direction of the center of the particle using a circular flat indenter (material: diamond) having a diameter of 50 μm at a constant load speed, and the particle is deformed until the compression displacement becomes 10% of the particle diameter. The load at the time of 10% deformation and the number of millimeters of compressive displacement are measured. The measured compression load, particle compression displacement, and particle radius are calculated by the following formula:
[0052]
(Equation 2)
[0053]
(Here, E: compression modulus (GPa), F: compression load (N), S: compression displacement (mm), R: radius of particle (mm).)
And calculate the value. This operation is performed for three different particles, and the average value is defined as the compression modulus of the particles.
(Restoration rate)
The restoration rate of the organic-inorganic composite particles serving as the spacer is determined by using a device similar to that for measuring the above-mentioned compression modulus, using a circular flat indenter for one sample particle scattered on the sample table, toward the center of the particle. A load is applied at a constant load speed, and the load is applied until the load reaches 1.0 g. Immediately thereafter, the load is removed at the same speed as the load, and the load is removed until the load reaches 0.1 g. From the measured load-compression displacement curve, the amount of compressive deformation (mm) under load and the amount of recovery (mm) at unloading were measured, and the following formula was used.
R (restoration rate (%))
= [(Recovery amount at unloading / compressive deformation at load)] x 100
And calculate the value. This operation is performed for three different particles, and the average value is used as the particle restoration rate.
[0054]
-Example 1-
(Preparation of organic-inorganic composite particles)
A mixture of 650 g of deionized water and 10 g of 25% ammonia water is charged into a flask equipped with a stirrer, a dropping port and a thermometer, and the mixture is adjusted to a temperature of 20 ± 0.5 ° C. and stirred. And a solution obtained by adding 322 g of methanol and 2.25 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) to 120 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and dissolving the solution through the dropping port, followed by further stirring. The resulting mixture was subjected to hydrolysis and condensation to obtain a suspension of polysiloxane particles. Next, the temperature of this suspension was raised to 80 ° C. and maintained at 80 ° C. for 1 hour to perform radical polymerization of vinyl groups. Next, the product was filtered through a 100-mesh wire net, and then solid-liquid separated by Nutsche filtration to obtain a cake of particles. The obtained cake was heat-treated at 300 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere to obtain organic-inorganic composite particles (1). When the particle diameter of the organic-inorganic composite particles (1) was measured, the average particle diameter was 10.1 μm, and the variation coefficient of the particle diameter was 2.4%. When the mechanical properties of the organic-inorganic composite particles (1) were analyzed, the compression modulus was 3.5 GPa and the restoration rate was 75%.
(Production of touch panel)
The touch panel is a resistive touch panel, and as shown in FIG. 1, a touch-side substrate 10 (a transparent PET substrate 11 made of polyethylene terephthalate, which has a transparent thin film electrode 12 made of ITO on one surface thereof). ) And the display-side substrate 20 (a transparent glass substrate 21 made of soda glass and having a transparent thin-film electrode 22 made of ITO on one surface thereof) are in-plane (in the plane of the electrode substrate). The air layer is formed via the spacer 30. The touch-side substrate 10 and the display-side substrate 20 are bonded (sealed) with an adhesive 40 at their peripheral edges in a state where the conductive layers face each other. In addition, a seal spacer 50 is dispersed in the adhesive 40, which contributes to the formation of a gap in the panel. In this example, the organic-inorganic composite particles (1) were used as the in-plane spacer 30 and the seal spacer 50. The transparent touch panel thus obtained is used in combination with the input pen 60, and is pressed by the input pen 60 from the touch-side substrate as shown in FIG. Is made. In this embodiment, plastic (polyethylene terephthalate) is used as the material of the touch-side substrate. However, a transparent glass substrate may be used instead. Further, the display-side substrate is not limited to the transparent glass substrate, and a plastic substrate may be used.
[0055]
Example 2
(Preparation of organic-inorganic composite particles)
A mixture of 650 g of deionized water and 2 g of 25% ammonia water is charged into a flask equipped with a stirrer, a dropping port, and a thermometer, and the mixture is adjusted to a temperature of 15 ± 0.5 ° C. and stirred. A mixed solution obtained by adding 322 g of methanol to 120 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane was added from a dropping port, and the mixture was further stirred and hydrolyzed and condensed to obtain a suspension of polysiloxane particles. Separately, a solution prepared by adding 3.35 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) to 200 g of styrene and dissolving the same was added to an emulsifier (polyoxyethylene nonylphenyl ether, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., product name) : Hytenol N-08) An aqueous emulsion was prepared by mixing 200 g of an aqueous solution and forcibly emulsifying with a homomixer. Two hours after the hydrolysis / condensation reaction, the above-mentioned emulsion was introduced from a dropping port and stirred for 1 hour to allow the polysiloxane particles to absorb the emulsion. One hour after the introduction of the emulsion, 350 g of a 10% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd., product name: PVA205) was introduced from the dropping port, and then the suspension was heated to 80 ° C and heated at 80 ° C for 1 hour. The radical polymerization of the vinyl group was performed by keeping the time. Next, the product was filtered through a 100-mesh wire net, and then solid-liquid separated by Nutsche filtration to obtain a cake of particles. The obtained cake was subjected to vacuum drying at 120 ° C. for 2 hours to obtain organic / inorganic composite particles (2). When the particle diameter of the organic-inorganic composite particles (2) was measured, the average particle diameter was 20.4 μm and the variation coefficient of the particle diameter was 1.4%. The mechanical properties of the organic-inorganic composite particles (2) were analyzed. As a result, the compression modulus was 1.5 GPa and the restoration rate was 25%.
[0056]
Using the obtained organic-inorganic composite particles (2), a touch panel was produced in the same operation as in Example 1.
Example 3
30 g of the organic-inorganic composite particles (1) obtained in Example 1 and 3 g of a thermoplastic resin (a copolymer of styrene and butyl acrylate, a glass transition temperature of 70 ° C. and an average particle diameter of 0.3 μm) were mixed, and the mixture was mixed in Nara. The surface of the organic-inorganic composite particles (1) is coated with the above-mentioned thermoplastic resin using a hybridization system NHS-0 manufactured by Kikai Seisakusho, and the organic-inorganic composite particles (3) having an adhesive layer on the surface of the particles. ) Got.
[0057]
Using the obtained organic-inorganic composite particles (3), a touch panel was produced in the same manner as in Example 1.
Example 4
30 g of the organic-inorganic composite particles (2) obtained in Example 2 and 3 g of a thermoplastic resin (a copolymer of styrene and butyl acrylate, a glass transition temperature of 70 ° C. and an average particle diameter of 0.3 μm) were mixed, and the mixture was mixed in Nara. The surface of the organic-inorganic composite particles (2) is coated with the above-mentioned thermoplastic resin using a hybridization system NHS-0 manufactured by Kikai Seisakusho, and the organic-inorganic composite particles (4) having an adhesive layer on the surface of the particles. ) Got.
[0058]
Using the obtained organic-inorganic composite particles (4), a touch panel was produced in the same manner as in Example 1.
-Comparative Example 1-
A mixture of 650 g of deionized water and 1 g of 25% ammonia water was charged into a flask equipped with a stirrer, a dropping port, and a thermometer. The mixture was adjusted to a temperature of 20 ± 0.5 ° C., and stirred. A solution obtained by adding 322 g of methanol and 2.25 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) to 200 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and dissolving the solution was added through a dropping port, and stirring was continued to further add water. By performing decomposition and condensation, a suspension of polysiloxane particles was obtained. Next, the temperature of the reaction solution was raised to 80 ° C. and kept at 80 ° C. for 1 hour, thereby performing radical polymerization of vinyl groups. Next, the product was filtered through a 100-mesh wire net, and then solid-liquid separated by Nutsche filtration to obtain a cake of particles. The obtained cake was heat-treated at 1000 ° C. for 2 hours to obtain comparative silica particles (1). When the particle diameter of the comparative silica particles (1) was measured, the average particle diameter was 10.3 μm, and the variation coefficient of the particle diameter was 3.2%. When the mechanical properties of the comparative silica particles (1) were analyzed, the compression elastic modulus was 58 GPa and the restoration rate was 98%.
[0059]
Using the obtained comparative silica particles (1), a touch panel was produced in the same operation as in Example 1.
-Comparative Example 2-
100 g of styrene and 59 of divinylbenzene were uniformly mixed, and 3 g of benzoyl peroxide was further uniformly mixed. This was put into 900 g of a 5% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol, and suspended with a homogenizer. This suspension was transferred to a flask equipped with a stirrer, an inert gas inlet tube, a reflux condenser, and a thermometer, and subjected to radical polymerization at 85 ° C. for 10 hours. The produced particles were repeatedly classified by filtration and washing with water, and then precisely classified to obtain comparative polymer particles (2). When the particle diameter of the comparative polymer particles (2) was measured, the average particle diameter was 10.2 μm and the variation coefficient of the particle diameter was 2.9%. When the mechanical properties of the comparative polymer particles (2) were analyzed, the compression modulus was 0.7 GPa and the restoration rate was 18%.
[0060]
Using the obtained comparative polymer particles (2), a touch panel was produced in the same operation as in Example 1.
The touch panels obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated for performance when 5000 continuous inputs were performed. Specifically, the following criteria were used to evaluate the presence / absence of electrode flaws, the presence / absence of erroneous input, and the change in gap between electrode substrates. The results are shown in Table 1.
(Whether the electrode is damaged)
○: no scratch
×: scratched
(Whether there is an incorrect input)
Y: No erroneous input
×: Incorrect input
(Whether or not the gap between the electrode substrates has changed)
○: No change
×: Changed
[0061]
[Table 1]
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a novel touch panel that does not cause damage to the transparent electrode on the surface of the electrode substrate during input and maintains a constant distance between the electrode substrates for a long period of time, thereby preventing erroneous input. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating an embodiment of a touch panel of the present invention.
FIG. 2 is a partial schematic cross-sectional view showing a state in which an input operation is performed by pressing an input pen on a touch-side substrate in the touch panel of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Touch panel
10 Touch-side board
11 PET substrate
12. Transparent thin film electrode
20 Display side substrate
21 Transparent glass substrate
22 Transparent thin film electrode
30 In-plane spacer
40 adhesive
50 Seal spacer
60 input pen
