JP2010061309A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】 塗布法により形成された酸化チタン系透明導電性膜を用い、大幅なコスト低減を可能にするとともに、入力耐久性をも向上させたタッチパネルを提供する。
【解決手段】 各々に透明基材２，５と該透明基材の表面に設けられる透明導電性膜３，６とを備えた上部電極板４および下部電極板７が、それぞれの透明導電性膜３，６を互いに導電接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされてなるタッチパネルにおいて、前記上部電極板４および前記下部電極板７の少なくとも一方が有する透明導電性膜を、（Ａ）チタン化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物と（Ｂ）ニオブ化合物またはタンタル化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物とを含む前駆体液を透明基材上に塗布し、焼成した後、還元雰囲気下にて加熱によるアニール処理を施すことにより形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、抵抗膜方式のタッチパネルに関する。

タッチパネルは、指先やスタイラス（ペン先）等の接触体が接触した接触位置を検出するものであり、例えば、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、携帯電話、パソコン、カーナビゲーション等の製品に広く用いられるＬＣＤ、有機ＥＬ、ＣＲＴ等の表示装置に搭載されて用いられる。タッチパネルの位置検出方式としては、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、画像認識方式等が知られているが、それらの中でも、構造が単純であり安価でパネルの薄型化も可能な抵抗膜方式が主流となっており、種々の抵抗膜方式のタッチパネルが提案されている（特許文献１〜４）。

抵抗膜方式のタッチパネルは、上述したように、他の方式と比べると比較的安価ではあるが、近年、急激な市場成長の下タッチパネルが普及するなか、さらなる低コスト化が要望されている。これまで、抵抗膜方式のタッチパネルの材料原価構成における大部分は、透明導電性膜が占めていた。すなわち、従来、抵抗膜方式のタッチパネルにおける透明導電性膜としては、スパッタ法やＰＬＤ（パルスレーザーデポジション）法のように真空系で成膜する方法にて形成された酸化インジウム錫（ＩＴＯ）膜が汎用されており、原料として希少金属であるＩｎ（インジウム）を必須とすること、および成膜方法として大掛かりな装置が必要で設備的なコストが嵩むとともにバッチ生産によるため生産性も低い真空プロセスが必要であることが、コスト高騰の要因となっていたのである。したがって、透明導電性膜をＩＴＯ膜から他の金属酸化物膜に変更し、かつ、その成膜方法を簡便な操作で安価に実施することができる塗布法に変更することが望まれるが、そのような透明導電性膜の成膜技術は確立されていないのが現状であり、コスト低減は実現されていなかった。

他方、抵抗膜方式のタッチパネルにおける透明導電性膜には、指先やスタイラス（ペン先）等の接触体により繰り返し押圧されたときにも損傷しないだけの機械的強度（すなわち、入力耐久性）が要求される。従来の真空系で成膜されたＩＴＯ膜は、この点においても改善が求められていた。すなわち、抵抗膜方式のタッチパネルにおいては、ある程度の導電性が必要であるが、逆に導電性が高すぎても、誤動作が生じたり、タッチパネルが導通状態となり電流が流れるため消費電力が大きくなったりするといった問題を招くことになるため、その透明導電性膜は適度な表面抵抗（例えば、２００〜２０００Ω／□程度）を有することが必要になる。従来のＩＴＯ膜は比抵抗が非常に小さい（通常、１〜２×１０^-4Ω・ｃｍ程度）ので、タッチパネルに最適な表面抵抗とするには、膜厚を薄くせざるを得ず（例えば、１０ｎｍ以下）、その結果、機械的強度が弱くなり、入力耐久性が不充分となる場合があったのである。また、膜厚が薄すぎると、成膜工程の変動や製造プロセス中の熱履歴などの変化により再現性の良好な表面抵抗を得ることができず、面内の抵抗均一性の実現が困難となる等の問題をも有する。これら入力耐久性等の問題を解決するうえでも、抵抗膜方式のタッチパネルにおける透明導電性膜をＩＴＯ膜から比抵抗の大きい膜に変更し、その成膜方法も膜厚の設定が容易な塗布法に変更することが望まれる。

特開２００８−４７０２８号公報 特開２００５−１４１３２５号公報 特開２００８−６５７６２号公報 特開２００７−１７２６５１号公報

そこで、本発明の目的は、塗布法により形成された酸化チタン系透明導電性膜を用い、大幅なコスト低減を可能にするとともに、入力耐久性をも向上させたタッチパネルを提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決するべく鋭意検討を行った。その結果、（Ａ）チタン化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物と（Ｂ）ニオブ化合物またはタンタル化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物とを含む前駆体液を透明基材上に塗布し、焼成した後、還元雰囲気下にて加熱によるアニール処理を施すことにより、ニオブまたはタンタルがドープされた酸化チタンからなる透明導電性膜を形成でき、この酸化チタン系透明導電性膜であれば、充分な機械的強度を有する程度の膜厚においてタッチパネルに最適な表面抵抗を発現させることが可能になることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
（１）各々に透明基材と該透明基材の表面に設けられる透明導電性膜とを備えた上部電極板および下部電極板が、それぞれの透明導電性膜を互いに導電接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされてなるタッチパネルにおいて、
前記上部電極板および前記下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜を、（Ａ）チタン化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物と（Ｂ）ニオブ化合物またはタンタル化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物とを含む前駆体液を透明基材上に塗布し、焼成した後、還元雰囲気下にて加熱によるアニール処理を施すことにより形成することを特徴とする、タッチパネル。
（２）前記上部電極板および前記下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜の膜厚を２０〜１００ｎｍとする、前記（１）記載のタッチパネル。
（３）前記上部電極板および前記下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜の表面抵抗が２００〜１０００Ω／□である、前記（１）または（２）記載のタッチパネル。

本発明によれば、塗布法により形成された酸化チタン系透明導電性膜を用い、大幅なコスト低減を可能にすることができる、という効果が得られる。詳しくは、本発明によれば、従来の真空プロセスを要する成膜方法を、膜形成材料を塗布し加熱するという簡便な方法に変更することにより、設備的なコストを削減できるとともに、連続生産が可能になり、例えば、大面積のフィルム状透明基材を用いて、いわゆるロールｔｏロール法を採用すれば、生産性を格段に向上させることができる。また、本発明によれば、透明導電性膜の主原料としてインジウムのような高価な希少金属を必要としないため、原料コストの面からもコスト低減を図ることができ、しかも、将来的な原料供給不安を解消することもできる。なお、本発明によるコスト低減効果は、具体的には、従来の真空プロセスを要する成膜方法で得られたＩＴＯ膜を用いたタッチパネルと比較して、おおよそ１／３０のコストで製造できるものである。

また、本発明によれば、塗布法により形成された酸化チタン系透明導電性膜を用い、入力耐久性をも向上させることができる、という効果も得られる。すなわち、本発明における酸化チタン系透明導電性膜は、比抵抗が１０^-3Ω・ｃｍオーダーであるので、例えば２０ｎｍ以上の膜厚でタッチパネルに最適な表面抵抗を発現させることができ、充分な入力耐久性が得られるだけの膜厚に設定することが可能であり、しかも、前記酸化チタン系透明導電性膜は塗布法により形成されるものであるので、膜厚の設定も容易である。加えて、前記酸化チタン系透明導電性膜は、結晶性の無機酸化物膜である点でも機械的強度に優れるので、入力耐久性の向上に寄与するものである。

本発明のタッチパネルは、各々に透明基材と該透明基材の表面に設けられる透明導電性膜とを備えた上部電極板および下部電極板が、それぞれの透明導電性膜を互いに導電接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされてなる、抵抗接触方式のタッチパネルである。抵抗接触方式には、文字入力等のアナログ入力が可能なアナログ抵抗接触方式と、指先やスタイラス（ペン先）等の接触体を接触させた箇所のスイッチのオンおよびオフのみが可能なデジタル抵抗接触方式とがあるが、本発明にかかるタッチパネルは、いずれの方式であってもよい。

以下、アナログ抵抗接触方式のタッチパネルの一実施形態を例に挙げ、図面を用いて本発明にかかるタッチパネルの基本構造について説明する。
図１は、アナログ抵抗接触方式のタッチパネルの一実施形態を模式的に示す概略断面図である。図１に示すように、タッチパネル１は、透明基材２と該透明基材２の表面（下面の略全域）に設けられた透明導電性膜３とからなる上部電極板４と、透明基材５と該透明基材５の表面（上面の略全域）に設けられた透明導電性膜６とからなる下部電極板７とで構成されており、両電極板４、７は、それぞれの透明導電性膜３、６が互いに空気層８を介して対向するよう離間させた状態で組み合わされ、粘着テープ等の固定部材（図示せず）によって表示領域外（タッチパネルの操作領域外）のみで固定されている。なお、図１に示すタッチパネル１においては、例えば透明基材２がフィルム状透明基材である場合などに外的要因による該フィルム状透明基材の撓みが生じ、上部電極板４と下部電極板７とが誤接触しないようにする目的で、下部電極板７に空気層８側に突出する複数のドットスペーサ９が形成されているが、該ドットスペーサ９は必要に応じて設ければよい。

タッチパネル１は、図１に示すような押圧されていない状態においては、上部電極板４と下部電極板７とが空気層８により分離されているので電気を通さないが、図２に示すように、指先やスタイラス（ペン先）等の接触体１０によりパネル表面の一部を押圧すると、押圧した位置において上部電極板４が下方に湾曲して変形し、上部電極板４と下部電極板７とが互いに接触して通電するようになっている。

このようなタッチパネル１は、下部電極板７の透明基材５における対向する２辺（例えば図１では紙面の左右方向の２辺；この対向方向をＸ方向とする）に電極端子をそれぞれ設けるとともに、上部電極板４の透明基材２における前記Ｘ方向に直交するＹ方向に対向する２辺（例えば図１では紙面の奥手前方向の２辺）に電極端子をそれぞれ設けて、指先やスタイラス（ペン先）等の接触体が接触した接触位置を検出する。すなわち、接触位置のＸ方向の座標（Ｘ座標）の検出については、上部電極板４側の透明基材２の電極端子に電圧を印加すると、上部電極板４の透明導電性膜３の抵抗によってＸ方向に電位勾配が生じるため、接触位置の電位を下部電極板７側を通じて検出することによって、接触位置のＸ座標が得られる。他方、接触位置のＹ方向の座標（Ｙ座標）の検出については、下部電極板７側の透明基材５の電極端子に電圧を印加すると、下部電極板７の透明導電性膜６の抵抗によってＹ方向に電位勾配が生じるため、接触位置の電位を上部電極板４側を通じて検出することによって、接触位置のＹ座標が得られる。

本発明のタッチパネルは、上部電極板および下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜を後述する特定の方法で形成するものであり、この透明導電性膜の形成以外の点については特に制限はなく、公知の方法を採用して得ることができる。例えば、上部電極板と下部電極板とを各々作製し、それらを所定の配置で組み合わせて貼り合わせるようにすればよい。

本発明において、上部電極板および下部電極板を構成する透明基材としては、後述する焼成およびアニール処理における加熱温度において形状を維持しうるものであり、かつ透明性を有するものであれば、特に制限はない。例えば、各種ガラス等の無機材料、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリイミド、ノルボルネン系樹脂、シロキサン系樹脂、エポキシアクリル樹脂などのプラスチック類）等の高分子材料などで形成された板状物やフィルム状物（シート状物を含む）等から、用途等に応じて適宜組み合わせて用いることができる。透明基材の可視光透過率は、通常、９０％以上、好ましくは９５％以上であるのがよい。

上部電極板を構成する透明基材と下部電極板を構成する透明基材との組み合わせとしては、例えば、上部電極板側／下部電極板側が、プラスチック製フィルム状物／無機材料製板状物（ガラス）、プラスチック製フィルム状物／プラスチック製板状物、プラスチック製フィルム状物／プラスチック製フィルム状物、無機材料製板状物（ガラス）／無機材料製板状物（ガラス）である組み合わせが挙げられるが、上部電極板側は押圧可能な程度の可撓性を有することが望ましく、下部電極板側は無機材料製板状物（ガラス）であることが望ましいため、通常、プラスチック製フィルム状物／無機材料製板状物（ガラス）の組み合わせが好適に用いられる。ただし、例えば、得られたタッチパネルをカーナビゲーションの表示装置に搭載する場合など、用途によっては使用時に高温環境下に曝されることがあるので、そのような場合には、上部電極板側と下部電極板側の両方ともに無機材料製板状物（ガラス）を用いることが好ましい。
上部電極板および下部電極板を構成する透明基材のいずれか、又はいずれもがプラスチック製フィルム状物である場合、該プラスチック製フィルム状物の厚みは、通常、１００〜５００μｍであり、好ましくは１５０〜３００μｍであるのがよい。また、上部電極板を構成する透明基材が無機材料製板状物（ガラス）である場合、厚みは２００〜１１５０μｍであるのがよく、一方、下部電極板を構成する透明基材が無機材料製板状物（ガラス）である場合、厚みは５００〜１１００μｍであるのがよい。

前記上部電極板および前記下部電極板は、上述した各透明基材に透明導電性膜を形成することにより作製されるのであるが、本発明においては、前記上部電極板および前記下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜を、（Ａ）チタン化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物と（Ｂ）ニオブ化合物またはタンタル化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物とを含む前駆体液を透明基材上に塗布し、焼成した後、還元雰囲気下にて加熱によるアニール処理を施す方法（以下「塗布法」と称することもある）により形成する。なお、前記上部電極板および前記下部電極板のいずれか一方の透明導電性膜の形成に、上述した塗布法を採用しない場合、当該透明導電性膜については、従来公知の方法で形成すればよく特に制限されない。ただし、前記上部電極板および前記下部電極板の両方の透明導電性膜を上述した塗布法で形成するのがよいことは言うまでもない。また、前記上部電極板および前記下部電極板における各透明導電性膜は、いずれの成膜方法で形成される場合にも、それぞれ、単層で構成されていてもよいし、複数の層が積層されて構成されていてもよい。

以下、本発明における前記塗布法について詳しく述べる。
前記塗布法においては、まず、膜形成材料として、（Ａ）チタン化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物と（Ｂ）ニオブ化合物またはタンタル化合物（以下、「ニオブ化合物またはタンタル化合物」を纏めて「ドーパント化合物」と称し、「ニオブまたはタンタル」を纏めて「ドーパント」と称することもある）に過酸化水素を反応させた反応生成物とを含む前駆体液を得る。この前駆体液は、チタン化合物およびドーパント化合物がペルオキシ化されてなる錯体（ペルオキシ錯体）であり、加熱によりニオブまたはタンタルがドープされた酸化チタンとなる金属酸化物前駆体である。周期律表のＶＡ族に属する５価のニオブまたはタンタルが酸化チタンにドープされた金属酸化物で形成された膜は、良好な導電性を発現させる。

前記前駆体液は、ｉ）（Ａ）チタン化合物に過酸化水素を反応させることにより得られた反応生成物であるチタンのペルオキシ錯体と、（Ｂ）ドーパント化合物に過酸化水素を反応させることにより得られた反応生成物であるドーパントのペルオキシ錯体とを所望の割合で混合して得られたものであってもよいし、ｉｉ）（Ａ）チタン化合物と（Ｂ）ドーパント化合物とを予め所望の割合で混合した混合物に対して過酸化水素を反応させることにより得られたものであってもよい。

前記前駆体液を得るに際し、（Ａ）チタン化合物もしくは該チタン化合物由来のペルオキシ錯体と、（Ｂ）ドーパント化合物もしくは該ドーパント化合物由来のペルオキシ錯体との混合割合は、特に制限されないが、最終的に形成された酸化チタン膜におけるドーパント（ニオブまたはタンタル）の含有比率が０．１〜３０モル％、好ましくは１〜２５モル％となるようにすればよい。前記（Ｂ）（ドーパント化合物もしくは該ドーパント化合物由来のペルオキシ錯体）が前記範囲よりも少ないと、ドープ効果が不充分となり、導電性が低下するおそれがあり、一方、前記（Ｂ）が前記範囲よりも多いと、導電性が低下したり、膜の透明性が低下するおそれがある。

前記前駆体液を得るに際し、過酸化水素による反応（すなわち、ペルオキシ化反応）は、例えば、チタン化合物、ドーパント化合物またはこれらの混合物を適当な溶媒により溶解させ、必要に応じて攪拌しつつ、濃度１〜６０重量％程度の過酸化水素水を添加することにより行うことができる。ペルオキシ化反応の反応時間は、通常１秒〜６０分、好ましくは５分〜２０分程度である。なお、過酸化水素によるペルオキシ化反応は、通常、激しい発熱を伴うので、反応は冷却しながら（具体的には、内温を−１０℃以下に保つようにして）行うことが望ましい。反応後、さらに、−１０℃以下に冷却しつつ熟成保持してもよい。

前記過酸化水素によるペルオキシ化反応に用いることのできる溶媒としては、特に制限はないが、水系やアルコール系等の水溶性溶剤が好ましく用いられる。具体的には、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコール等が挙げられる。

前記（Ａ）チタン化合物は、チタン源としてＴｉ原子を含むものであれば特に制限はなく、例えば、塩化チタン（二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタン等）、チタンアルコキシド（メトキシド、エトキシド、イソプロポキシド等）、硫酸チタニル、金属チタン、水酸化チタン（オルトチタン酸）、オキシ硫酸チタン等を用いることができる。
前記（Ｂ）ドーパント化合物のうちニオブ化合物は、ニオブ源としてＮｂ原子を含むものであれば特に制限はなく、例えば、塩化ニオブ、ニオブアルコキシド（メトキシド、エトキシド等）、金属ニオブ、水酸化ニオブ等を用いることができる。他方、前記（Ｂ）ドーパント化合物のうちタンタル化合物は、タンタル源としてＴａ原子を含むものであれば特に制限はなく、例えば、塩化タンタル、タンタルアルコキシド（メトキシド、エトキシド等）、金属タンタル、水酸化タンタル等を用いることができる。
なお、上記のうち、チタンアルコキシド、ニオブアルコキシド、タンタルアルコキシドは、水分と接触すると直ちに反応する不安定な物質なので、乾燥（低湿度）雰囲気で扱うことが好ましい。

本発明においては、前記（Ａ）チタン化合物および前記（Ｂ）ニオブ化合物またはタンタル化合物として水酸化物を用いることが好ましい。すなわち、前記（Ａ）として水酸化チタンを用い、前記（Ｂ）として水酸化ニオブまたは水酸化タンタルを用いるか、もしくは、これら水酸化物以外のチタン化合物およびドーパント化合物を用い、過酸化水素と反応させる前に予めアルカリあるいは水を加えるなどして水酸化し、生じた水酸化物の沈殿を分取、洗浄すればよい。このように、水酸化物を過酸化水素と反応させて得られたペルオキシ錯体であれば、炭素原子を含む有機部位が全く存在しないことになり、高温に加熱して有機部位を分解・揮散させる必要がないため、酸化物に変換する際の加熱温度を比較的低温に設定することができるので好ましい。例えば、水酸化物以外のチタン化合物およびドーパント化合物をそのまま用いて過酸化水素と反応させた場合には、得られたペルオキシ錯体の一部に有機部位が存在することになり、この有機部位を分解・揮散させるためには、少なくとも４００℃以上、好ましくは５００〜６００℃程度の温度に加熱することが必要になる。

前記前駆体液の固形分濃度は、通常、１０重量％以下とするのが好ましく、特に、前駆体液の保存安定性（ポットライフ）の観点からは、２重量％以下であるのがより好ましい。固形分濃度が１０重量％を超えると、前駆体液の保存安定性が大幅に低下し、塗布時に粘度が上昇するので、透明基材上に均一に塗布することが困難になるおそれがある。
なお、ここでいう固形分濃度は、前駆体液を得る際に用いたチタン化合物およびドーパント化合物の合計重量が、前駆体液の全重量中に占める割合（重量％）を意味するものである。

前記塗布法においては、次に、前記前駆体液を透明基材上に塗布し、焼成した後、特定条件下でアニール処理を施す。

前記前駆体液を透明基材上に塗布する際の塗布方法は、均一にウェットコーティングできる方法であれば特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができる。例えば、キャピラリコート法、スピンコート法、スリットダイコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、バーコーター法等を採用することができる。
前記前駆体液を塗布するに際の塗布量は、最終的に形成される透明導電性膜の厚み（ドライ膜厚）が後述する範囲になるように適宜設定すればよい。なお、所望の厚みに前駆体液を塗布する際には、１回の塗布作業で行ってもよいし、複数回の塗布作業を重ねて行うようにしてもよい。

前記前駆体液を塗布した後の基板は、続いて焼成に付する。これにより、基材上のペルオキシ錯体（前駆体液）はＮｂまたはＴａドープ酸化チタンに変化する。このときの結晶状態は、通常、アモルファス相からアナターゼ結晶相となる。
焼成の際の加熱温度は、例えば、室温〜５００℃、好ましくは４００℃以下とするのがよい。焼成時の加熱温度が高すぎると、安定した結晶相が析出し、アニール処理効果の発現が見られなくなるおそれがある。また、焼成時間は、加熱温度等に応じて適宜設定すればよいのであるが、通常、１分〜１時間程度である。なお、焼成は、どのような雰囲気下で行ってもよく、特に制限はされない。例えば、塗布した前駆体液の固形分濃度が低い場合には、焼成に先立ち、真空乾燥や減圧乾燥等の手段によって溶媒を均一に揮散させてもよく、これにより、均一な膜を形成しやすくなる。

前記塗布法においては、焼成した後の基板に対し、還元雰囲気下にて加熱によるアニール処理を施す。これにより、膜を形成するＮｂまたはＴａドープ酸化チタンに酸素欠損を生じさせて導電性を向上させることができる。しかも、通常、酸素欠損を導入すると抵抗の高いルチル結晶相に変化しやすい傾向となるが、本発明においては、酸化チタンにドープしたニオブまたはタンタルが、酸素欠損を導入してもアナターゼ結晶相を安定化させる作用をなすため、高い導電性を発現しうる結晶状態を維持させることができる。

前記アニール処理の際の還元雰囲気には、特に制限はなく、例えば、窒素、一酸化炭素、アルゴンプラズマ、水素プラズマ、水素、真空、アンモニア、不活性ガス（アルゴン等）、あるいはこれらの混合ガスの雰囲気など、一般的な還元雰囲気であればよい。好ましくは、強還元雰囲気である水素雰囲気（水素ガス１００％雰囲気）を採用するのがよい。

前記アニール処理における加熱温度は、使用する透明基材の耐熱温度に応じて適宜設定すればよい。例えば、無アルカリガラスのような無機材料製板状物を透明基材として用いる場合には、通常５５０℃以下、好ましくは２５０〜５５０℃であり、また、各種プラスチック類からなるフィルム状物や板状物等を透明基材として用いる場合には、通常２５０〜５００℃、好ましくは２５０〜３５０℃であるのがよい。アニール処理時間（加熱時間）は、加熱温度等に応じて適宜設定すればよいのであるが、通常、１分〜１時間程度である。

以上のような塗布法によって、ニオブまたはタンタルがドープされた酸化チタンからなる透明導電性膜が透明基材上に形成された電極板が作製される。この透明導電性膜は、ＮｂまたはＴａドープ酸化チタンの多結晶体からなる薄膜であり、良好な透明性を備えると同時に、タッチパネルに要求される適度な導電性を発現するものである。具体的には、前記塗布法により得られた透明導電性膜の比抵抗は、通常９×１０^-3Ω・ｃｍ以下、好ましくは８×１０^-3Ω・ｃｍ以下で、かつ１．０×１０^-3Ω・ｃｍ以上であるのがよい。また、前記塗布法により得られた電極板の透過率は、可視光領域で、通常８０％以上、好ましくは８５％以上である。なお、これらの透過率および比抵抗は、例えば実施例で後述する方法によって測定することができる。

前記塗布法によって形成された透明導電性膜の膜厚は、２０〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは、２０〜７０ｎｍである。透明導電性膜の膜厚が前記範囲よりも小さいと、膜の機械的強度が不充分となり、タッチパネルの入力耐久性が低下するおそれがあり、一方、前記範囲を超えると、透明性が低下するおそれがある。

前記塗布法によって形成された透明導電性膜の表面抵抗は、通常、２００〜２０００Ω／□であり、好ましくは２００〜１０００Ω／□、より好ましくは４５０〜８００Ω／□である。表面抵抗が前記範囲であれば、タッチパネルに求められる適度な導電性を発現させることができる。前記塗布法によって形成された透明導電性膜は、上述したように比抵抗が１０^-3Ω・ｃｍオーダーであるので、膜厚を比較的大きい前記範囲に設定しても、表面抵抗を前記範囲にできるのである。

前記塗布法によって作製された電極板は、そのまま上部電極板または下部電極板として用いることもできるが、下部電極板については、必要に応じて、その透明導電性膜の上にさらにドットスペーサを形成してもよい。ドットスペーサの形成材料としては、絶縁性の材料であれば特に制限はなく、例えば、アクリル樹脂やウレタン樹脂等が用いられる。ドットスペーサの形成方法についても、特に制限はなく、例えば、印刷技術やフォトリソグラフイ技術などの公知の方法を採用すればよい。ドットスペーサの直径は、適宜設定すればよいが、通常２５〜７５μｍ程度であり、その高さは、上部電極板と下部電極板を組み合わせたときに両電極板の離間距離（すなわち、空間層の厚み）よりも小さくなる範囲で適宜設定すればよいが、通常５〜６μｍ程度である。

かくして作製された上部電極板と下部電極板は、導電接触可能に対向かつ離間させた相対配置で、換言すれば、両電極板を、それぞれの透明導電性膜が互いに空気層を介して対向するよう離間させた状態で、組み合わせて固定する。ここで、両電極板の離間距離（すなわち、空間層の厚み）は、押圧により両電極板が接触し、導電可能となる程度に設定する。両電極板の固定に際しては、公知の手段を採用すればよいが、例えば、固定部材として、所望する両電極板の離間距離と同等の厚みを有する両面粘着テープ等を用いることが好ましい。なお、両電極板の固定に際し、例えば両電極板の周囲のみで固定するなど、固定位置を表示領域外（タッチパネルの操作領域外）に設けることは当然である。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例により限定されるものではない。
なお、各電極板およびその透明導電性膜の物性は、以下の方法で測定した。

＜結晶性＞ 透明導電性膜の結晶性は、Ｘ線回折装置（理学電機（株）製「ＲＩＮＴ２０００」）を用いて、薄膜測定用のアタッチメントを使用して評価した。

＜比抵抗＞ 透明導電性膜の比抵抗は、低抵抗率計（三菱化学（株）製「ＬＯＲＥＳＴＡ−ＧＰ，ＭＣＰ−Ｔ６１０」)を用いて、四探針法により測定した。詳しくは、サンプルに４本の針状の電極を直線上に置き、外側の二探針間に一定の電流を流し、内側の二探針間に一定電流を流し、内側の二探針間に生じる電位差を測定し、抵抗を求めた。

＜表面抵抗＞ 表面抵抗は、比抵抗を膜厚で除することにより求めた。

＜透過率＞ 電極板の透過率は、紫外可視近赤外分光光度計（日本分光（株）製「Ｖ−６７０」）を用いて、１９０ｎｍ〜２７００ｎｍの範囲で測定した。

（実施例１）
（下部電極板の作製）
まず、アルゴンガス雰囲気中でチタンテトライソプロポキシド４．０ｇを脱水エタノール２８．５ｇ中に溶解させ、得られた溶液に濃度３０重量％の過酸化水素水８．０ｇを攪拌下で徐々に添加し、添加終了後、５分間攪拌して、ペルオキシ化反応させた。なお、反応は、溶液を入れたフラスコの周囲をドライアイスで冷却しながら行い、過酸化水素水の添加によって発熱した際に溶液の内温が−１０℃を超えないように制御した。このようにして得られた反応生成物をチタンペルオキシ錯体（ａ１）とした。

他方、アルゴンガス雰囲気中でニオブペンタエトキシド１．５ｇを脱水エタノール１９．２ｇ中に溶解させ、得られた溶液に濃度３０重量％の過酸化水素水１．６ｇを攪拌下で徐々に添加し、添加終了後、５分間攪拌して、ペルオキシ化反応させた。なお、反応は、上記と同様に、溶液を入れたフラスコの周囲をドライアイスで冷却しながら行い、過酸化水素水の添加によって発熱した際に溶液の内温が−１０℃を超えないように制御した。このようにして得られた反応生成物をニオブペルオキシ錯体（ｂ１）とした。

次に、上記チタンペルオキシ錯体（ａ１）と、上記ニオブペルオキシ錯体（ｂ１）とを、チタン：ニオブ＝８０：２０（モル比）となるような割合で混合し、固形分濃度７重量％の前駆体液（１）とした。
得られた前駆体液（１）を、透明基材（無アルカリガラス「コーニング社製１７３７」、厚さ０．７ｍｍ）上にドライ膜厚６８ｎｍとなるように、スピンコーターで１回塗布し、１００℃で１０分間焼成（プリベーク）し、その後、水素１００％の還元雰囲気下にて５００℃で６０分間アニール処理を施して、下部電極板を作製した。

得られた下部電極板における透明導電性膜の結晶相をＸ線回折により調べたところ、アナターゼ型であり、該透明導電性膜の膜厚は６８ｎｍ、比抵抗は５．４×１０^-3Ω・ｃｍ、表面抵抗は８００Ω／□であった。また、下部電極板の透過率は、可視領域で約８３％、赤外領域で約８０％であった。

（上部電極板の作製）
下部電極板の作製と同様にして得たチタンペルオキシ錯体（ａ１）と、下部電極板の作製と同様にして得たニオブペルオキシ錯体（ｂ１）とを、チタン：ニオブ＝９３：７（モル比）となるような割合で混合し、固形分濃度７重量％の前駆体液（２）とした。
得られた前駆体液（２）を、透明基材（透明ポリイミドフィルム、厚さ３０μｍ）上にドライ膜厚９１ｎｍとなるように、スピンコーターで１回塗布し、１００℃で１０分間焼成（プリベーク）し、その後、水素１００％の還元雰囲気下にて４５０℃で５分間アニール処理を施して、上部電極板を作製した。

得られた上部電極板における透明導電性膜の結晶相をＸ線回折により調べたところ、アナターゼ型であり、該透明導電性膜の膜厚は９１ｎｍ、比抵抗は６．４×１０^-3Ω・ｃｍ、表面抵抗は７００Ω／□であった。また、上部電極板の透過率は、可視領域で約８０％、赤外領域で約８０％であった。

（タッチパネルの作製）
タッチパネルの背面側に上記で得た下部電極板を、タッチパネルの前面側に上記で得た上部電極板を配し、それぞれの透明導電性膜が互いに対向するようにして、両電極板の周囲を貼合後の厚みが約１ｍｍとなる両面粘着テープで貼合することにより、両電極板の間に約１ｍｍの離間距離で空気層を介したタッチパネルを得た。

（タッチパネルの評価）
得られたタッチパネルの表面（上部電極板の透明基材）に対して、ポリアセタール製のペン（先端の形状：０．８ｍｍＲ）に５００ｇの荷重をかけ、１００万回（往復５０万回）の直線摺動させる摺動試験を行った。このとき、摺動距離は３０ｍｍ、摺動速度は６０ｍｍ／秒とした。この摺動試験後に、タッチパネルを分解して両電極板の透明導電性膜の表面を目視にて観察したところ、損傷は認められなかった。

本発明にかかるアナログ抵抗接触方式のタッチパネルの一実施形態を模式的に示す概略断面図である。 図１に示すタッチパネルが押圧されたときの状態を模式的に示す概略断面図である。

符号の説明

１ タッチパネル
２、５ 透明基材
３、６ 透明導電性膜
４ 上部電極板
７ 下部電極板
８ 空気層
９ ドットスペーサ
１０ 接触体

Claims (3)

1. 各々に透明基材と該透明基材の表面に設けられる透明導電性膜とを備えた上部電極板および下部電極板が、それぞれの透明導電性膜を互いに導電接触可能に対向かつ離間させた相対配置で組み合わされてなるタッチパネルにおいて、
   前記上部電極板および前記下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜を、（Ａ）チタン化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物と（Ｂ）ニオブ化合物またはタンタル化合物に過酸化水素を反応させた反応生成物とを含む前駆体液を透明基材上に塗布し、焼成した後、還元雰囲気下にて加熱によるアニール処理を施すことにより形成することを特徴とする、タッチパネル。
2. 前記上部電極板および前記下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜の膜厚を２０〜１００ｎｍとする、請求項１記載のタッチパネル。
3. 前記上部電極板および前記下部電極板の少なくとも一方が有する透明導電性膜の表面抵抗が２００〜１０００Ω／□である、請求項１または２記載のタッチパネル。

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