JP2009004236A

JP2009004236A - 透明タッチスイッチ

Info

Publication number: JP2009004236A
Application number: JP2007164227A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Deguchi; 哲志出口; Eishiyo Mizumoto; 英詔水元
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2009-01-08

Abstract

【課題】
有機導電性ポリマー組成物よりなる透明導電膜を有している透明タッチスイッチにおいて、紫外線に対する耐久性の優れた透明タッチスイッチを提供する。
【解決手段】
透明タッチスイッチを構成する少なくとも一つの透明高分子フィルム基材の３５０ｎｍでの光線透過率が３５％以下であり、該透明高分子フィルム基材に、ポリチオフェンを含有してなる有機導電性ポリマー組成物よりなる透明導電膜を有していることを特徴とする透明タッチスイッチ。
【選択図】図２

Description

本発明は、透明導電フィルムおよび透明タッチスイッチの製造方法に関する。

入力位置を検出するための抵抗膜式透明タッチスイッチの導電膜には、通常電極として用いられる金属は不透明なため使用できず、インジウム錫酸化物膜（以下ＩＴＯ膜と呼称する。）を代表とする導電性酸化物が知られている。また、タッチスイッチは液晶表示器、ブラウン管などの表示装置の前面に配置され、そのタッチ面における任意の座標が指またはペンの先端などで押圧されると、その座標位置を電気信号として出力可能な２次元情報入力装置である。近年、タッチスイッチは電子手帳、携帯遊戯器、ＧＰＳ、銀行ＡＴＭシステム、ＰＯＳシステム、などの多方面への応用が広がっている。

透明タッチスイッチは、透明基板の一方面に所定のパターン形状を有する透明導電膜をそれぞれ備えた一対の透明導電膜の間にドットスペーサーが介在されて構成されており、指などが操作面に触れると、両透明導電膜が接触し、その接点の抵抗値を横方向と縦方向に時分割的測定をすることで接触位置の座標が検出される。

従来、透明導電膜においては、ＩＴＯ膜を蒸着やスパッタリング等の物理的方法を用いて作製されてきた。また、基材にはポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィルムと呼称する。）が多く用いられてきた。タッチスイッチを実現するのに必要な所定のパターン形状を有する透明導電膜を形成するためには、ＩＴＯをＰＥＴフィルム基材全面に蒸着した後、当該ＩＴＯ膜の表面に所望のパターン形状を有するマスク部をスクリーン印刷法やフォトリソグラフィー法等の方法により形成し、マスキングされていない露出部分を酸液などでエッチング除去した後、更に、アルカリ液などによりマスク部を溶解させる必要があった。このように、透明導電膜のパターンニングを行うためには、多くの煩雑な行程を必要とし、透明導電膜やこれを用いた透明タッチスイッチを効率よく製造することが困難であるという問題があった。

そこで、上述のＰＥＴフィルム基材上に有機導電性高分子化合物を直接パターン印刷し、透明タッチスイッチを構成する事が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）しかし、この場合、紫外線光による劣化が著しく、耐久性が十分でなく、特に透明タッチスイッチの屋外用途には向かないと言う問題がある。

再表２００４／１０６４０４

そこで、本発明の目的は、効率よく製造することが可能で、紫外線光による耐久性に優れた透明導電フィルムと透明タッチスイッチを提供することにある。

本発明の、請求項１に記載の透明タッチスイッチは、透明導電膜を有する透明高分子フィルム基材が、互いに前記透明導電膜を対向するようにドットスペーサーを介して配置された透明タッチスイッチにおいて、少なくとも一つの前記透明高分子フィルム基材の３５０ｎｍでの光線透過率が３５％以下であり、有機導電性ポリマー組成物よりなる透明導電膜を有していることを特徴としている。

請求項２の発明による透明タッチスイッチは、請求項１記載の透明タッチスイッチにおいて、前記有機導電性ポリマー組成物よりなる透明導電膜を有している透明高分子フィルム基材が、ポリエチレンナフタレートフィルムであることを特徴としている。

請求項３の発明による透明タッチスイッチは、請求項１〜２記載の透明タッチスイッチにおいて、前記有機導電性ポリマー組成物がポリチオフェンを含有してなることを特徴としている。

請求項４の発明による透明タッチスイッチは、請求項１〜３記載の透明タッチスイッチにおいて、前記ドットスペーサーが熱硬化性樹脂であることを特徴としている。

請求項５の発明による透明タッチスイッチは、請求項１〜４記載の透明タッチスイッチにおいて、互いに透明導電膜を対向する前記透明高分子フィルム基材が、共に同一材料からなることを特徴としている。

本発明によれば、紫外線光による耐久性に優れた透明導電フィルムと透明タッチスイッチを効率よく製造することができる。

以下、本発明の実態形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る透明タッチスイッチの概略構成を示す平面図である。（ｂ）は、第１の透明導電フィルム１を、（ｃ）は、第２の透明導電フィルム２を示している。図２は、図１に示す透明タッチスイッチの概略の断面図である。

この透明タッチスイッチ１０は、抵抗膜式のタッチスイッチであり、透明基板１１の上に透明導電膜１２が形成された第１の透明導電フィルム１と、透明基板２１の上に透明導電膜２２が形成された第２の透明導電フィルム２とを備えている。第１の透明導電フィルム１と第２の透明導電フィルム２とは、それぞれの透明導電膜１２，２２が対向するようにして、両面接着テープなどからなるスペーサー１６で接着している。第２の透明導電フィルム２にはドットスペーサー１５が設けられている。

透明基板１１，２１は、透明性が高く、紫外線透過率の低い材料からなる。紫外線の波長は３８０ｎｍより短いので、波長３８０ｎｍ以下で光線透過率が小さい材料となる。
ＰＥＴの場合、波長３５０ｎｍでは約７０％の光線透過率を有しているので、透明基板１１，２１は、３５０ｎｍでの光線透過率が３５％以下であることが好ましい。また、透明基板１１，２１は、３５０ｎｍでの光線透過率が２０％以下であるポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮフィルムと呼称する。）を用いてもよい。また、透明基板１１，２１の厚みは、８０〜２５０μｍ程度が好ましい。

紫外線が、透明タッチスイッチの片方、例えば透明基板１１側からのみ照射される場合は、透明基板１１側のみ紫外線透過率の低い材料とすることができる。しかし、透明タッチスイッチの両方から照射の可能性がある場合は、透明基板１１も透明基板２１も紫外線透過率の低い材料を用いる。

透明導電膜１２，２２は、平面状の導電膜であり、その表面抵抗値が10,000Ω/□以下のものが用いられる。透明導電膜１２，２２は、互いに直交するように配置されている。透明導電膜１２，２２は、導電性インクなどからなる引き廻し回路１３，２３を介して外部の駆動回路（図示せず）に接続される。

透明タッチスイッチにおいては、第１の透明導電フィルム１の任意の位置で押圧されると第1の透明導電フィルム１が変形し、第２の透明導電フィルム２に部分的に接触する。押圧された電極における座標位置が電気信号として出力され、横方向と縦方向に時分割的測定をすることで押圧位置が検知される。

次に、透明導電膜１２，２２の形成方法について説明する。まず、有機導電性ポリマー組成物を印刷法等により透明基板１１，２１の一方面にパターンを有する形状に塗布する。透明基板１１，２１の一方面に塗布される膜状の有機導電性ポリマー組成物の厚みは、０．０５〜０．５μｍ程度が好ましい。ここで、有機導電性ポリマー組成物は、例えば、ポリチオフェンまたはポリチオフェン誘導体、ポリアニリンまたはポリアニリン誘導体、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレンなどの高分子マトリクス中に、ハロゲン系、ルイス酸系、プロトン酸系、遷移金属ハライド系などのドーパントをドープしたものであり、優れた導電性を示す。

有機導電性ポリマーとしては、特にポリチオフェンあるいはポリチオフェン誘導体、ポリアニリンまたはポリアニリン誘導体等が好ましい。なお、印刷法としては、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等を例示することができる。

本発明の発明者は、耐候性を確認するための試験を行ったので、この結果について説明する。透明基板フィルムとしてＰＥＴフィルムを採用し、その一方面に有機導電性ポリマー組成物を膜状に塗布した有機導電性ポリマー組成物を用いた。当該有機導電性ポリマー組成物の露出面側にＰＥＮフィルムとＰＥＴフィルムとを配置した試作品、及び、比較のための直接紫外線があたる試作品（カバーなし品）を作製し、耐候光試験機（スガ試験機製、名称：紫外線フェードメーター、型番：Ｕ４８）にて紫外線を照射した。

有機導電性ポリマー組成物として、ナガセケムテック社製の「デナトロン」を用いた。有機導電性ポリマー組成物を有する導電性フィルムの大きさは、３０ｍｍ×３０ｍｍであり、その厚みは、１８８μｍである。該フィルム上に形成した有機導電性ポリマー組成物膜の大きさは、３０ｍｍ×３０ｍｍであり、その厚みは、０．１μｍである。

照射に用いた光源は紫外線カーボンアークランプであり、ランプの発光波長は約３００ｎｍから７００ｎｍの範囲である。放射強度は５００Ｗ/平方メートルであり、試料は光源から２５４ｍｍの位置に固定されている。照射時間は４８時間である。

紫外線照射後における表面電気抵抗値を測定した。抵抗測定には、テスター（横河電機製、名称：ディジタルマルチメーター型番：7537-04）を用い、１ｃｍの間隔で電気抵抗値を測定した。本測定器の測定範囲は０〜４０ＭΩである。

測定結果を表１に示す。

表１に示すように、ＰＥＮフィルム品の抵抗変化比は１．４であり、ＰＥＴフィルム品の抵抗変化比は６．６であった。このことより透明タッチスイッチに用いられる有機導電性ポリマー組成物からなる透明導電膜として、ＰＥＮフィルム品は優れており、ＰＥＴフィルム品は好ましくないことが判る。

次に、発明者らは、実際に図１に示すタッチスイッチを試作し、その性能試験を行ったので、この結果について以下に説明する。まず、試作された透明タッチスイッチ１０について説明する。透明基板１１，２１として帝人デュポンフィルム社製のＰＥＮフィルムを採用し、そのフィルム厚みは、２００μｍである。その一方面に有機導電性ポリマー組成物（ナガセケムテック社製、品番：デナトロンP-502S）を電極パターン状に塗布し、１００℃で２分間乾燥し、パターニングされた透明導電膜１２，２２を有する透明導電フィルム１，２を作製した。ＰＥＮフィルム上に形成したパターン状の有機導電性ポリマー組成物の厚みは、０．１μｍであった。

前記透明導電膜２２上にドットスペーサー１５を作製した。ドットスペーサーの材料としては、エポキシ系樹脂を採用し、ドット状にスクリーン印刷し、８０℃で６０分間で熱硬化させた。ドットスペーサーは、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂など透明なインクが用いられるがＵＶ硬化タイプでなく熱硬化タイプが好ましい。

さらに、透明導電膜１２，２２からの電気信号を取出すために、透明導電フィルム上に銀ペーストを塗布し、１００℃で１０分間乾燥させることにより、リード端子部が形成されている。

そして、これら２つの透明導電フィルム１，２を、図２に示すように、それぞれの透明導電膜１２，２２が対向するようにしてスペーサー１６を介して所定間隔を空けて配置することにより、透明タッチスイッチ１０を作製した。本実施形態に係るタッチスイッチは、性能上問題なく使用できることが確認できた。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。上記実施形態においては、透明導電膜１２，２２としてアナログタイプの導電膜を採用して透明導電フィルム１，２を構成しているが、例えば、マトリクスタイプの導電膜を採用して透明導電フィルム１，２を構成してもよい。また、片面に有機導電性ポリマー組成物を塗布したＰＥＴフィルムの反対面にＰＥＮフィルムを貼り合せることにより、同等の効果が得られる。

本発明は各種透明タッチパネルなどの入力位置検出装置に適用できる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る透明タッチスイッチの概略構成を示す平面図である。（ｂ）は、第１の透明導電フィルム１を示す平面図である。（ｃ）は、第２の透明導電フィルム２を示す平面図である。図１に示す透明タッチスイッチの概略の断面図である。

符号の説明

１第１の透明導電フィルム
２第２の透明導電フィルム
１０透明タッチスイッチ
１１，２１透明基板
１２，２２透明導電膜
１３，２３リード端子部
１２ｂ，２２ｂ紫外線照射部
１５ドットスペーサー
１６スペーサー

Claims

透明導電膜を有する透明高分子フィルム基材が、互いに前記透明導電膜を対向するようにドットスペーサーを介して配置された透明タッチスイッチにおいて、
少なくとも一つの前記透明高分子フィルム基材の３５０ｎｍでの光線透過率が３５％以下であり、有機導電性ポリマー組成物よりなる透明導電膜を有していることを特徴とする透明タッチスイッチ。
前記有機導電性ポリマー組成物よりなる透明導電膜を有している透明高分子フィルム基材が、ポリエチレンナフタレートフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の透明タッチスイッチ。
前記有機導電性ポリマー組成物がポリチオフェンを含有してなることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の透明タッチスイッチ。
前記ドットスペーサーが熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明タッチスイッチ。
互いに透明導電膜を対向する前記透明高分子フィルム基材が、共に同一材料からなることを特徴とする項１〜４のいずれかに記載の透明タッチスイッチ。