JP2006018800A - 高耐久タッチパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】 プラスチックフィルムを基材としたパネル板を使用したタッチパネルに関し、その額縁近傍のペン入力耐久性を向上させることを課題とする。
【解決手段】 導電性薄膜を有する上下一対のパネル板P1,P2を、導電性薄膜4a,4b同士が対向するようにスペーサ8を介して対向配置してなり、ペン入力側の上部パネル板P1がプラスチックフィルムを基材1(6)とし、下部パネル板P2がガラスを基材11としたタッチパネルにおいて、両パネル板P1,P2の導電性薄膜間4a,4bの距離dを20〜100μmに設定して、パネル板端部に設けられる電極から1.5mm地点での入力ペンによる押し角度が3.9°以下となるようにしたタッチパネル。
【選択図】 図1
Description
従来、このような透明導電性薄膜として、ガラス上に酸化インジウム薄膜を形成した、いわゆる導電性ガラスがよく知られているが、基材がガラスであるために可撓性、加工性に劣り、用途によっては使用できない場合がある。
しかし、両パネル板のうち、少なくともペン入力側の上部パネル板にプラスチックフィルムを基材としたものを使用すると、導電性薄膜の耐屈曲性などの不足により、ペン入力耐久性に劣り、タッチパネルとしての寿命が短くなる問題があった。
また、下部パネル板にもプラスチックフィルム基材を使用するタッチパネルでは、上記ギャップを小さくすることに加えて、下部パネル板を表示装置のガラス板に貼り付ける粘着剤層の厚さを小さくして、接着力に支障をきたさない特定範囲に設定することにより、パネル板端部に設けられる電極から1.5mm地点での入力ペンによる押し角度が一定値以下となるようにすると、端押し入力ぺン耐久性を向上できることがわかった。
さらに、上記手段に加えて、ペン入力側の上部パネル板として、厚さが2〜120μmのプラスチックフィルム基材の一方の面に導電性薄膜を形成し、他方の面に粘着剤層を介して別のプラスチックフィルム基材を貼り合わせた透明導電牲積層体を使用することで、端押し入力ぺン耐久性をより一段と向上できることがわかった。
すなわち、本発明は、導電性薄膜を有する上下一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するようにスペーサを介して対向配置してなり、ペン入力側の上部パネル板がプラスチックフィルムを基材とし、下部パネル板がガラスを基材としたタッチパネルにおいて、両パネル板の導電性薄膜間の距離を20〜100μmに設定して、パネル板端部に設けられる電極から1.5mm地点での入力ペンによる押し角度が3.9°以下となるようにしたことを特徴とするタッチパネルに係るものである。
また、本発明は、導電性薄膜を有する上下一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するようにスペーサを介して対向配置してなり、ペン入力側の上部パネル板および下部パネル板が、いずれもプラスチックフィルムを基材とし、下部パネル板を粘着剤層を介して表示装置のガラス板に貼り付けるタッチパネルにおいて、両パネル板の導電性薄膜間の距離を20〜100μmに設定するとともに、上記表示装置に貼り付けるための粘着剤層の厚さを2〜30μmに設定して、パネル板端部に設けられる電極から1.5mm地点での入力ペンによる押し角度が3.9°以下となるようにしたことを特徴とするタッチパネルに係るものである。
さらに、本発明は、上記の両タッチパネルにおいて、上部パネル板として、厚さが2〜120μmのプラスチックフィルムからなる基材の一方の面に導電性薄膜が形成され、他方の面に粘着剤層を介して別のプラスチックフィルムからなる基材が貼り合わされた透明導電性積層体を使用した上記各構成のタッチパネルに係るものである。
また、本発明は、画像表示装置の視覚面側に、上記各構成のタッチパネルを有することを特徴とする画像表示装置を提供できるものである。
図1は、ペン入力側の上部パネル板がプラスチックフィルムを基材とし、下部パネル板がガラスを基材としたタッチパネルの例を示したものである。
図1において、P1はプラスチックフィルムを基材としたペン入力側の上部パネル板であり、P2はガラスを基材とした下部パネル板である。
下部パネル板P2は、ガラス板からなる透明な基材11の片面に透明な導電性薄膜4bが形成されている。この下部パネル板P2と上部パネル板P1が、導電性薄膜同士4a,4bが対向するようにスペーサ8を介して対向配置されている。
こうすることにより、端押し入力ぺン耐久性が改善され、タッチパネルの狭額縁化に容易に対応できる。導電性薄膜4a,4b間の距離dが20μm未満では、タッチパネルの評価のひとつであるニュートンリングが発生しやすい。
上部パネル板P1は、図1と同じであり、プラスチックフィルムからなる透明なフィルム基材1の一方の面に、透明な第1の誘電体薄膜2および透明な第2の誘電体薄膜3を介して、透明な導電性薄膜4(4a)が形成され、他方の面に、透明な粘着剤層5を介して別のプラスチックフィルムからなる透明なフィルム基材6が貼り合わされ、このフィルム基材6のペン入力側の最表面にハードコート処理層7が形成されている。
下部パネル板P3は、プラスチックフィルムからなる透明なフィルム基材12の片面に透明な導電性薄膜4cが形成されている。この下部パネル板P3と上部パネル板P1が、導電性薄膜同士4a,4cが対向するようにスペーサ8を介して対向配置されており、さらに、この下部パネル板P3が、透明な粘着剤層13を介して、液晶セルなどの表示装置のガラス板14上に貼り付けられている。
こうすることにより、端押し入力ぺン耐久性が改善され、タッチパネルの狭額縁化に容易に対応できる。導電性薄膜4a,4c間の距離dが20μm未満では、タッチパネルの評価のひとつであるニュートンリングが発生しやすく、また粘着剤層13の厚さtが2μm未満となると、ガラス板14への貼り付け性を十分に確保しにくい。
これらの材料の中でも、第1の誘電体薄膜の材料には、有機物か、または有機物と無機物との混合物が望ましく、とくに、メラミン樹脂とアルキド樹脂と有機シラン縮合物の混合物からなる熱硬化型樹脂が好ましく用いられる。また、第2の誘電体薄膜の材料には、無機物か、または有機物と無機物との混合物が望ましく、とくに、SiO2 、MgF2 、A12 O3 などが好ましく用いられる。
第1の誘電体薄膜は、厚さが100〜250nm以上、好ましくは130〜200nmであるのがよい。また、第2の誘電体薄膜は、厚さが15〜100nm以上、好ましくは20〜60nmであるのがよい。
この導電性薄膜は、前記した下地薄膜の場合と同様の方法により、形成できる。用いる薄膜材料もとくに制限されるものではなく、たとえば、酸化スズを含有する酸化インジウム、アンチモンを含有する酸化スズなどが好ましく用いられる。
導電性薄膜は、厚さが通常10nm以上、好適には10〜300nmであるのがよい。厚さが10nmより薄いと、表面電気抵抗が103 Ω/□以下となる良好な導電性を有する連続被膜となりにくく、厚すぎると、透明性の低下などをきたしやすい。
この貼り合わせは、フィルム基材6の方に粘着剤層5を設けておき、これにフィルム基材1を貼り合わせてもよいし、逆にフィルム基材1の方に粘着剤層5を設けておき、これにフィルム基材6を貼り合わせてもよい。フィルム基材1は、フィルム基材6に比べ、通常薄く設計されるため、後者の方法では、粘着剤層5の形成をフィルム基材1をロール状にして連続的に行うことができ、生産性の面でより有利である。
粘着剤層5の厚さが1μm未満では、そのクッション効果を期待できなくなるため、導電性薄膜4aの耐擦傷性や耐屈曲性などの特性を向上させにくい。また、粘着剤層を厚くしすぎると、透明性を損なったり、粘着剤層の形成やフィルム基材6の貼り合わせ作業性さらにはコストの面で好結果が得られにくい。
また、図2に示すタッチパネルにおいて、下部パネル板P3は、プラスチックフィルムからなる透明なフィルム基材12の片面に導電性薄膜4cが形成されたものであり、上記フィルム基材12には、図1における上部パネル板P1を構成するフィルム基材6と同様
の材質および厚さのものが用いられ、また上記導電性薄膜4cは、上部パネル板P1における導電性薄膜4aと同様の材料を用いて同様の方法で形成できる。
さらに、下部パネル板P3を、透明な粘着剤層13を介して、液晶セルなどの表示装置のガラス板14に貼り付けるが、上記粘着剤層13としては、図1における上部パネル板P1を構成する粘着剤層5と同様の材質のものが用いられる。
つぎに、本発明の実施例を記載して、より具体的に説明する。以下において、「部」および「%」とあるのは、それぞれ、「重量部」および「重量%」を意味する。また、光の屈折率は、アッべ屈折率計により測定した値である。
厚さが25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETフィルムという)からなるフィルム基材の一方の面に、メラミン樹脂:アルキド樹脂:有機シラン縮合物の重量比2:2:1の混合物からなる熱硬化型樹脂(光の屈折率1.54)を使用して、厚さが150nmの透明な第1の誘電体薄膜を形成した。
つぎに、この第1の誘電体薄膜上に、シリカコート法により、シリカゾル(コルコート社製の「コルコートP」)を固形分濃度が2%となるようにエタノールで希釈して、塗布し、150℃で2分、乾燥、硬化させて、厚さが約30nmのSiO2 薄膜(光の屈折率1.46)からなる透明な第2の誘電体薄膜を形成した。
ついで、この第2の誘電体薄膜上に、アルゴンガス80%と酸素ガス20%とからなる4×10-3 Torrの雰囲気中で、インジウム97%−スズ3%合金を用いた反応性スパッタリング法により、酸化インジウムと酸化スズとの複合酸化物(光の屈折率2.00)からなる厚さが20nmの透明な導電性薄膜(以下、ITO薄膜という)を形成することにより、透明導電性フィルムを作製した。
厚さが125μmのPETフィルムからなるフィルム基材の一面に、アクリル・ウレタン系樹脂(大日本インキ化学社製の「ユニディック17−806」)100部に光重合開始剤としてヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン(チバスペシャルティケミカルズ社製の「イルガキュア184」)5部を加え、50%の濃度に希釈したトルエン溶液を塗布し、100℃で3分間乾燥したのち、直ちにオゾンタイプ高圧水銀灯(80W/cm、15cm集光型)2灯で紫外線照射を行い、厚さが5μmのハードコート処理層を形成することにより、ハードコート処理フィルムを作製した。
上記透明導電性フィルムを構成するフィルム基材の他方の面に、弾性係数が1×106 dyn/cm2 (10N/cm2 )に調整されたアクリル系の透明な粘着剤層(アクリル酸ブチルとアクリル酸と酢酸ビニルとの重量比が100:2:5のアクリル系共重合体100部にイソシアネート系架橋剤1部を配合したもの)を、約20μmの厚さに形成した。この上に、上記のハードコート処理フィルムをそのフィルム基材のハードコート処理層とは反対面側を貼り合わせて、透明導電性積層フィルムを作製した。
上記の透明導電性積層フィルムをペン入力側の上部パネル板とした。下部パネル板にはガラス板上に厚さが30nmのITO薄膜を前記と同様の方法で形成したものを用いた。この両パネル板を、ITO薄膜同士が対向するように、厚さが10μmのスペ−サを介して、両パネル板のギャップとしてITO薄膜間の距離が60μmとなるように、対向配置させ、図1に示すスイッチ構体としてのタッチパネルを作製した。
なお、両パネル板の各ITO薄膜は、上記の対向配置に先立って、あらかじめ互いに直交するように形成した。また、図3に示すように、両パネル板P1,P2の両端部には、銀電極40を形成して、電圧測定の端子とした。
両パネル板のギャップとしてITO薄膜間の距離が120μmとなるようにした以外は、実施例1と同様にして、タッチパネルを作製した。
ペン入力側の上部パネル板として、実施例1の透明導電性積層フイルムに代えて、厚さが125μmのPETフィルムの一方の面に厚さが30nmのITO薄膜を形成し、ペン入力側の他方の面に厚さが5μmのハードコート処理層を形成したものを用いた以外は、実施例1と同様にして、タッチパネルを作製した。
これらの結果は、表1に示されるとおりであった。なお、表1には、上下部パネル板間のギャップとしてITO薄膜間の距離dを併記した。
上部パネル板側から、ポリアセタールからなるペン(ペン先R0.8mm)を使用して、荷重250gで10万回の摺動を行った。摺動後のリニアリティーが1.5%以下となるパネル板端部からの位置を、図3に示される上部パネル板P1の銀電極40からの距離rとして、測定した。この距離rが小さいほど、端押しペン入力耐久性にすぐれていることを意味する。なお、リニアリティーの測定は、以下のように行った。
タッチパネルのITO薄膜に対して5Vの電圧を印加し、電圧を印加する端子A(測定開始位置)および端子B(測定終了位置)の間の出力電圧を測定する。
リニアリティーは、測定開始位置Aでの出力電圧をEA 、測定終了位置Bでの出力電圧をEB 、各測定点Xでの出力電圧をEX 、理論値をEXXとしたとき、以下の計算により、求めることができる。
EXX(理論値)=X・(EB −EA )/(B−A)
+EA
リニアリティー(%)=〔(EXX−EX )/(EB −EA )〕×100
タッチパネルを使用する画像表示装置においては、入力ペンで押さえられることにより上部パネル板と下部パネル板の接触部分の抵抗値から画面上に表示されるペンの位置が決定されている。上部および下部パネル板表面の出力電圧分布が理論線(理想線)のようになっているものとして抵抗値は決められる。
すると、電圧値が、図5の実測値のように理論線からずれると、実際のペン位置と抵抗値によって決まる画面上のペン位置がうまく同調しなくなる。理論線からのずれがリニアリティーであり、その値が小さいほど、実際のペン位置と画面上のペンの位置のずれが小さいことを意味する。よって、リニアリティーが1.5%以下であれば良好と判定して、その位置(端部からの距離)を測定したものである。
┌────┬──────┬─────────┬────────────┐
│ │ITO薄膜間│r=1.5mm地点で│ 端押しペン入力耐久性 │
│ │の距離d │の入力ペンによる │ 〔銀電極からの位置: │
│ │ (μm) │押し角度θ (°)│ 距離r〕 (mm) │
├────┼──────┼─────────┼────────────┤
│ │ │ │ │
│実施例1│ 60 │ 2.3 │ 1.1 │
│ │ │ │ │
│実施例2│ 30 │ 1.1 │ 0.6 │
│ │ │ │ │
│実施例3│ 100 │ 3.8 │ 1.5 │
│ │ │ │ │
├────┼──────┼─────────┼────────────┤
│ │ │ │ │
│比較例1│ 120 │ 4.6 │ 1.9 │
│ │ │ │ │
│比較例2│ 60 │ 2.3 │ 5.0 │
│ │ │ │ │
└────┴──────┴─────────┴────────────┘
実施例1で作製した透明導電性積層フィルムをペン入力側の上部パネル板とした。下部パネル板には、厚さが125μmのPETフィルムからなるフィルム基材上に厚さが30nmのITO薄膜を実施例1と同様の方法で形成したものを用いた。この両パネル板を、ITO薄膜同士が対向するように、厚さが10μmのスペ−サを介して、両パネル板のギャップとしてITO薄膜間の距離が60μmとなるように、対向配置させ、スイッチ構体としてのタッチパネルを作製した。
つぎに、このタッチパネルにおける下部パネル板のITO薄膜形成面とは反対面側に、弾性係数が1×106 dyn/cm2 (10N/cm2 )に調整されたアクリル系の透明な粘着剤層(アクリル酸ブチルとアクリル酸と酢酸ビニルとの重量比が100:2:5のアクリル系共重合体100部に、イソシアネート系架橋剤を1部配合したもの)を約20μmの厚さに形成し、この粘着剤層を介して、液晶ディスプレイのガラス板上に貼り合わせることにより、図2に示すタッチパネル一体型ディスプレイを作製した。
両パネル板のギャップとしてITO薄膜間の距離が120μmとなるようにした以外は、実施例4と同様にして、タッチパネル一体型ディスプレイを作製した。
液晶ディスプレイに貼り合わせるための粘着剤層の厚さを40μmにした以外は、比較例3と同様にして、タッチパネル一体型ディスプレイを作製した。
ペン入力側の上部パネル板として、実施例1の透明導電性積層フイルムに代えて、厚さが125μmのPETフィルムの一方の面に厚さが30nmのITO薄膜を形成し、ペン入力側の他方の面に厚さが5μmのハードコート処理層を形成したものを用いた以外は、比較例3と同様にして、タッチパネル一体型ディスプレイを作製した。
これらの結果は、表2に示されるとおりであった。なお、表2には、上下部パネル板間のギャップとしてITO薄膜間の距離dと、下部パネル板を液晶ディスプレイに貼り付けるための粘着剤層の厚さtとを、併記した。
┌────┬──────┬────┬─────────┬──────────┐
│ │ITO薄膜間│粘着剤層│r=1.5mm地点で│端押しペン入力耐久性│
│ │の距離d │の厚さt│の入力ペンによる │〔銀電極からの位置:│
│ │ (μm) │(μm)│押し角度θ (°)│ 距離r〕 (mm) │
├────┼──────┼────┼─────────┼──────────┤
│ │ │ │ │ │
│実施例4│ 60 │ 20 │ 3.1 │ 1.2 │
│ │ │ │ │ │
│実施例5│ 30 │ 20 │ 1.9 │ 0.9 │
│ │ │ │ │ │
│実施例6│ 80 │ 20 │ 3.8 │ 1.6 │
│ │ │ │ │ │
│実施例7│ 30 │ 10 │ 1.5 │ 0.7 │
│ │ │ │ │ │
├────┼──────┼────┼─────────┼──────────┤
│ │ │ │ │ │
│比較例3│ 120 │ 20 │ 5.4 │ 2.3 │
│ │ │ │ │ │
│比較例4│ 120 │ 40 │ 6.1 │ 2.5 │
│ │ │ │ │ │
│比較例5│ 120 │ 20 │ 5.4 │ 4.0 │
│ │ │ │ │ │
└────┴──────┴────┴─────────┴──────────┘
2 第1の誘電体薄膜
3 第2の誘電体薄膜
4(4a,4b,4c) 導電性薄膜(ITO薄膜)
5 粘着剤層
6 別のプラスチックフィルムからなるフィルム基材
7 ハードコート処理層
8 スペーサ
10 入力ペン
11 ガラスからなる基材
12 プラスチックフィルムからなる基材
13 粘着剤層
14 表示装置のガラス板
40 銀電極
P1 上部パネル板
P2,P3 下部パネル板
d 導電性薄膜間の距離
t 粘着剤層の厚さ
r パネル板端部の銀電極からの距離
Claims (4)
- 導電性薄膜を有する上下一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するようにスペーサを介して対向配置してなり、ペン入力側の上部パネル板がプラスチックフィルムを基材とし、下部パネル板がガラスを基材としたタッチパネルにおいて、両パネル板の導電性薄膜間の距離を20〜100μmに設定して、パネル板端部に設けられる電極から1.5mm地点での入力ペンによる押し角度が3.9°以下となるようにしたことを特徴とするタッチパネル。
- 導電性薄膜を有する上下一対のパネル板を、導電性薄膜同士が対向するようにスペーサを介して対向配置してなり、ペン入力側の上部パネル板および下部パネル板が、いずれもプラスチックフィルムを基材とし、下部パネル板を粘着剤層を介して表示装置のガラス板に貼り付けるタッチパネルにおいて、両パネル板の導電性薄膜間の距離を20〜100μmに設定するとともに、上記表示装置に貼り付けるための粘着剤層の厚さを2〜30μmに設定して、パネル板端部に設けられる電極から1.5mm地点での入力ペンによる押し角度が3.9°以下となるようにしたことを特徴とするタッチパネル。
- 上部パネル板として、厚さが2〜120μmのプラスチックフィルムからなる基材の一方の面に導電性薄膜が形成され、他方の面に粘着剤層を介して別のプラスチックフィルムからなる基材が貼り合わされた透明導電性積層体を使用した請求項1または2に記載のタッチパネル。
- 画像表示装置の視覚面側に、請求項1〜3のいずれかに記載のタッチパネルを有することを特徴とする画像表示装置。
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