JPH07219697A

JPH07219697A - タッチパネル及びその製造法

Info

Publication number: JPH07219697A
Application number: JP1047794A
Authority: JP
Inventors: Satoru Miyashita; 悟宮下
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-02-01
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】透明度が高くて見栄えの良い、製造安定性に
優れたタッチパネルを提供する。【構成】本発明のタッチパネルは、透明基板の透明電
極表面上に、導電性微粒子を含んだ高分子層が形成され
ていることを特徴とする。導電性微粒子は、一次粒径
０．１μｍ以下の酸化スズまたはＩＴＯを主成分とする
透明性酸化物であり、高分子は熱硬化性ポリシロキサン
または光硬化性アクリル樹脂である。膜厚は０．０５μ
ｍから０．３μｍが好ましい。また、前記タッチパネル
において、透明電極表面の少なくとも一面に、導電性微
粒子が分散した重合性モノマーまたはオリゴマー溶液を
塗布し、更に加熱、紫外線照射、電子線照射、オゾン曝
露いずれかの方法で硬化させ、導電性微粒子を含んだ高
分子層を形成することにより製造できる。それにより、
優れた減反射効果が得られ透明度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明度が高くて見栄え
の良い、製造安定性に優れたタッチパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】入力装置に用いられるタッチパネルは、
抵抗検出方式、静電容量方式、電磁誘導方式等検出方式
に違いがあるものの、一枚以上の透明電極を有する透明
基板から構成される構造が一般的である。透明基板とし
てはガラス板かＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
が通常用いられており、透明電極としてはＩＴＯや酸化
スズが用いられている。透明電極は全面均一の場合もあ
るし、パターンニングして用いる場合もある。ペン入力
面は書き味改善や防眩のため、プラスチックフィルムを
張り付けたり、表面に微細な凹凸面を設けた構造を取る
ようになった。タッチパネルは単体の入力装置としてだ
けでなく、ＣＲＴやＬＣＤと組み合せ、表示画面上で情
報操作できる装置としても利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、タッチパネル
は一枚以上の透明電極を有する透明基板から構成されて
いるため、透明基板内での光量の減衰がほとんどないも
のの、特に透明電極と空気界面による表面反射により、
１０％以上の光量が失われてしまうという課題があっ
た。また、表面反射によりパネルが見づらく、特に表示
素子と併用して用いる場合には大きな問題であった。防
眩のため、アンチグレアフィルムを張り付けたり、表面
に微細な凹凸面を設けた構造を取ると、更に光の全透過
量の１０％から２０％の光量が失われてしまい、表面の
乱反射により白ボケして表示画質が低下するという課題
があった。

【０００４】減反射コーティングとしては、フッ化マグ
ネシウム等の低屈折率材料を蒸着する方法や、屈折率の
異なる材料を多層蒸着する方法が知られ、眼鏡レンズな
どで実用化されている。また、屈折率の低い含フッ素高
分子を塗布により形成する方法も提示されている。しか
し、従来の減反射コーティング材料は絶縁性が高く、特
に最も一般的な抵抗検出方式では、電極上に形成される
と位置検出できないという致命的な欠陥があった。また
密着性や表面硬度にも問題があった。

【０００５】そこで本発明はこのような課題を解決する
もので、その目的とするところは、透明度が高くて見栄
えの良い、製造安定性に優れたタッチパネルを提供する
ところにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、一枚以上の
透明電極を有する透明基板から構成されるタッチパネル
において、透明電極表面の少なくとも一面に導電性微粒
子を含んだ高分子層が形成されていることで達成され
る。また、前記タッチパネルにおいて、透明電極表面の
少なくとも一面に、導電性微粒子が分散した重合性モノ
マーまたはオリゴマー溶液を塗布し、更に加熱、紫外線
照射、電子線照射、オゾン曝露いずれかの方法で硬化さ
せ、導電性微粒子を含んだ高分子層を形成することによ
り製造できる。

【０００７】

【作用】光の反射強度は屈折率差が大きい界面ほど大き
くなる。透明電極として通常用いられる酸化スズやＩＴ
Ｏは、屈折率が１．６から１．７と高く、透明電極と空
気との界面での反射が最も大きい。減反射コーティング
として用いるには、コーティング材の屈折率が、基材の
屈折率の平方根となるのが理想的である。計算上は屈折
率１．３０以下が理想であるが、透明電極の屈折率が高
いため、コーティング材の屈折率１．５５以下であれば
ある程度の効果が得られる。

【０００８】普通に反射防止効果を得るために用いられ
る膜厚は、（光の波長）÷４÷（膜の屈折率）の奇数倍
で求められ、実用的には０．０５μｍ以上０．３５μｍ
以下の平均膜厚であり、より好ましくは０．０７μｍ以
上０．１２μｍ以下であるため成膜が容易である。導電
性を付与するために添加する導電性微粒子が、一次粒径
０．１μｍ以下の酸化スズまたはＩＴＯを主成分とする
透明性酸化物であり、分散が十分であれば、膜厚が薄い
ためコート膜の吸収による光の減衰もほとんど無い。

【０００９】重合性モノマーまたはオリゴマー溶液を塗
布し、更に加熱、紫外線照射、電子線照射、オゾン曝露
いずれかの方法で硬化させ三次元的に架橋させると、薄
膜でも十分な膜強度と密着強度が得られる。具体的な材
料としては熱硬化性ポリシロキサンまたは光硬化性アク
リル樹脂が挙げられる。重合性モノマーまたはオリゴマ
ーを溶かす溶剤は、アルコール系溶媒であり、ガラスや
一般的に用いられるフィルム材料の樹脂を犯すことはな
い。原料段階で三次元的に架橋させてしまうと、溶解し
にくくなるため、塗布後に反応させ硬化させなければな
らない。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）メチルセロソルブにγ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシランを溶解し触媒量の塩酸を加え、
室温で攪拌して加水分解を行なった。そこに平均粒径８
０Åの酸化スズ微粒子の分散液を混合し、更に過塩素酸
マグネシウムを触媒量添加し、十分に攪拌し塗布液とし
た。塗布液は均質なゾルであり長期保存しても安定で、
沈澱はみられなかった。

【００１１】この塗布液をＩＴＯ付きＰＥＴフィルムの
透明電極面、及び酸化スズ付きガラス板の透明電極面に
ロールコート法で塗布し、７０℃で乾燥させ、膜厚０．
１μｍの酸化スズ微粒子を含んだシロキサン高分子層を
形成した。膜厚は０．００５μｍ程度の範囲で十分制御
できる。顕微鏡観察により形成された薄膜は、非常に緻
密かつ均質であることを確認した。酸化スズ微粒子の存
在は、肉眼では認められなかった。図１に酸化スズ付き
ガラス板の、導電性微粒子を含んだ高分子層形成前後の
透過率の分光特性を示す。透過率が５５０ｎｍの波長に
おいて、１０％以上改善されていることがわかる。また
曇度も０．５％以下で、透明感が高かった。

【００１２】このようにして作製した透明基板を用いた
タッチパネルの、模式的な断面図を図２に示す。図２に
おいて、２１はガラス基板、２２がＰＥＴ基板、２３と
２４が透明電極、２５がスペーサーである。また、２６
が前述の方法で形成した酸化スズ微粒子を含んだシロキ
サン高分子層である。この減反射層は電気導電性を有し
ており、抵抗検出方式のタッチパネルとして、全く問題
なく位置検出することができた。

【００１３】入力面内のむらは全く観察されず、透明感
のある見やすいタッチパネルを歩留まり良く、コストも
ほとんど割高にならず達成できた。表面反射による眩し
さはほとんど感じなかった。また、熱、湿度、耐光等の
信頼性も十分であった。

【００１４】（実施例２）ガラス基板の両面にＩＴＯ電
極をパターンニングし、実施例１と同様の塗布液中にこ
のタッチパネルを完全に浸し、適当な速度で引き上げ１
５０℃で３０分間加熱して硬化させ、膜厚０．３μｍの
酸化スズ微粒子を含んだシロキサン高分子層を形成し
た。膜厚は０．０１μｍ程度の範囲で十分制御できる。
顕微鏡観察および光学的評価により形成された薄膜は、
非常に緻密かつ均質であることを確認した。酸化スズ微
粒子の存在は、肉眼では認められなかった。この減反射
膜の密着性は、碁盤目試験１００／１００と良好で、耐
擦傷性は＃００００のスチールウールを１ｋｇ／ｃｍ²
の荷重をかけて１０往復させても傷が認められなかっ
た。また、アルコール、酸、アルカリ、洗剤の滴下実験
において異常は認められなかった。

【００１５】このようにして作製したガラス基板を用い
た静電容量方式のタッチパネルの、模式的な断面図を図
３に示す。図３において、２１はガラス基板、２３がＩ
ＴＯ電極、２６が酸化スズ微粒子を含んだシロキサン高
分子層からなる減反射層である。静電容量方式のタッチ
パネルとして、全く問題なく位置検出することができ
た。また２Ｈの鉛筆では、表面に傷をつけることができ
なかった。ペン先にデルリンを用いた専用ペンに対し
て、使用上問題の無い硬度が得られた。バックライトを
有するＬＣＤとタッチパネルを組み合せたところ、表示
表面における輝度は、従来の５０カンデラから６０カン
デラに向上した。面内の輝度分布もほとんど観察され
ず、明るく見栄えの良いパネルを達成できた。

【００１６】このタッチパネルに対し、信頼性試験をお
こなった。５０℃、９０％ＲＨで１０００時間の高温高
湿試験において、剥がれ、クラック等は発生せず、ヤケ
も発生しなかった。また−２０℃、２５℃、６０℃の熱
衝撃試験においても、異常は認められなかった。２００
００ラングレイの日光暴露試験においても、異常は認め
られなかった。

【００１７】（実施例３）エチルセロソルブに３−メタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシランを溶解し触媒
量の塩酸を加え、室温で攪拌して加水分解を行なった。
そこに平均粒径２００ÅのＩＴＯ微粒子の分散液を混合
し、更にベンゾフェノンを触媒量添加し、十分に攪拌し
塗布液とした。塗布液は均質なゾルであり冷暗所で保存
すれば安定で、沈澱はみられなかった。

【００１８】イエロールーム内で、この塗布液をＩＴＯ
付きＰＥＴフィルムの透明電極面、及び酸化スズ付きガ
ラス板の透明電極面に、ロールコート法で塗布し成膜し
た。５０℃で３時間加熱した後、紫外線を１ジュール照
射し、膜厚０．０８μｍの硬く密着性の高いＩＴＯ微粒
子を含んだアクリルシロキサン高分子層とした。膜厚は
０．００５μｍ程度の範囲で十分制御できる。顕微鏡観
察により形成された薄膜は、非常に緻密かつ均質である
ことを確認した。ＩＴＯ微粒子の存在は、肉眼では認め
られなかった。この減反射膜の密着性は、碁盤目試験１
００／１００と良好で、耐擦傷性は＃００００のスチー
ルウールを１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をかけて１０往復させ
ても傷が認められなかった。また、アルコール、酸、ア
ルカリ、洗剤の滴下実験において異常は認められなかっ
た。

【００１９】実施例１と同様の構造をもつ抵抗検出方式
のタッチパネルを組み立てたところ、タッチパネルとし
ての全線透過率が、１０％以上改善されて８９％となっ
た。また曇度も１％以下で、透明感が高かった。反射型
のＬＣＤとタッチパネルを組み合せたところ、表示表面
における明るさが格段に改善され、見やすく見栄えの良
いパネルを達成できた。このＬＣＤ付タッチパネルに対
し、信頼性試験をおこなった。５０℃、９０％ＲＨで１
０００時間の高温高湿試験において、剥がれ、クラック
等は発生せず、ヤケも発生しなかった。また−２０℃、
２５℃、６０℃の熱衝撃試験においても、異常は認めら
れなかった。２００００ラングレイの日光暴露試験にお
いても、異常は認められなかった。

【００２０】（実施例４）アルコール系溶媒にアクリル
系のオリゴマーを溶解し、平均粒径４００ÅのＩＴＯ微
粒子の分散液を混合し、十分に攪拌し塗布液とした。塗
布液は均質なゾルであり冷暗所で保存すれば安定で、沈
澱はみられなかった。

【００２１】イエロールーム内で、この塗布液をＩＴＯ
付きＰＥＴフィルムの透明電極面、及び酸化スズ付きガ
ラス板の透明電極面に、ロールコート法で塗布し成膜し
た。５０℃で２時間加熱した後、電子線を２００キロボ
ルトの加速電圧で照射して硬化させ、膜厚０．１μｍの
硬く密着性の高いＩＴＯ微粒子を含んだアクリル高分子
層とした。膜厚は０．００５μｍ程度の範囲で十分制御
できる。顕微鏡観察により形成された薄膜は、非常に緻
密かつ均質であることを確認した。ＩＴＯ微粒子の存在
は、肉眼では認められなかった。この減反射膜の密着性
は、碁盤目試験１００／１００と良好で、耐擦傷性は＃
００００のスチールウールを１ｋｇ／ｃｍ² の荷重をか
けて１０往復させても傷が認められなかった。また、ア
ルコール、酸、アルカリ、洗剤の滴下実験において異常
は認められなかった。

【００２２】実施例１と同様の構造をもつ抵抗検出方式
のタッチパネルを組み立て、ＰＥＴフィルム表面に防眩
フィルムを貼りつけたところ、タッチパネルとしての全
線透過率が改善されて８５％となった。また外光の映り
込みがなく、見やすく見栄えの良いパネルを達成でき
た。また、熱、湿度、耐光、耐擦等の信頼性も十分であ
った。

【００２３】（実施例５）平均粒径５０Åから１００Å
のアンチモン含有酸化スズ超微粒子が分散している、シ
ロキサン系低分子が溶解したアルコール溶液「透明帯電
防止コーティング液Ｐ１０４」（秩父セメント社製）
を、酸化スズ付きガラス板の両面にディッピングにより
塗布した。引き上げ速度２０ｃｍ／分で成膜し、８０℃
で３０分間加熱して定着させた。膜厚は０．０６μｍで
あったので、更に引き上げ速度２０ｃｍ／分で重ねて成
膜し、１６０℃で３０分間加熱して硬化させた。膜厚は
０．１２μｍとなり、優れた減反射効果を示した。この
酸化スズ微粒子を含んだシロキサン高分子層のガラス基
板との密着性は、碁盤目試験１００／１００と良好で、
耐擦傷性は＃００００のスチールウールを１ｋｇ／ｃｍ
² の荷重をかけて１０往復させても傷が認められなかっ
た。また、アルコール、酸、アルカリ、洗剤の滴下実験
において異常は認められなかった。

【００２４】得られたガラス基板の全線透過率は、８８
％から９３％改善された。また曇度も０．２％であり、
透明感が高かった。ＩＴＯの透明電極を片面に、裏面に
防眩コートを施したＰＥＴフィルムを用いて、実施例１
と同様の構造をもつ抵抗検出方式のタッチパネルを組み
立てたところ、タッチパネルとしての全線透過率が、５
％以上改善されて８５％となった。また曇度も１％以下
で、透明感が高かった。反射型のＬＣＤとタッチパネル
を組み合せたところ、表示表面における明るさが格段に
改善され、見やすく見栄えの良いパネルを達成できた。
このＬＣＤ付タッチパネルに対し、信頼性試験をおこな
った。５０℃、９０％ＲＨで１０００時間の高温高湿試
験において、剥がれ、クラック等は発生せず、ヤケも発
生しなかった。また−２０℃、２５℃、６０℃の熱衝撃
試験においても、異常は認められなかった。２００００
ラングレイの日光暴露試験においても、異常は認められ
なかった。

【００２５】（比較例１）実施例５と同様に「透明帯電
防止コーティング液Ｐ１０４」（秩父セメント社製）
を、酸化スズ付きガラス板の両面にディッピングにより
塗布した。引き上げ速度１０ｃｍ／分で成膜し、１６０
℃で３０分間加熱して硬化させた。膜厚は０．０４μｍ
であり、短波長側ではわずかに減反射効果を示したもの
の、このガラス基板の全線透過率は、８８％のままで変
化がなかった。肉眼による観察においても、わずかに色
味が変化した程度で、明らかな視認性の向上は認められ
なかった。

【００２６】（比較例２）実施例２と同様な方法で両面
にＩＴＯ電極が付いたガラス基板に、膜厚０．３μｍの
酸化スズ微粒子を含んだシロキサン高分子層を形成した
後、もう一度成膜を繰り返し０．６μｍの膜厚とした。
このガラス基板の全線透過率は僅かに低下し、独特の色
がついた干渉縞が観察された。

【００２７】（比較例３）メチルセロソルブにγ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシランを溶解し触媒量の
塩酸を加え、室温で攪拌して加水分解を行なった。そこ
に平均粒径０．１２μｍのＩＴＯ微粒子の分散液を混合
し、更に過塩素酸マグネシウムを触媒量添加し、十分に
攪拌し塗布液とした。塗布液は攪拌後は均質なゾルであ
ったが、１時間後には沈澱がみられた。

【００２８】この攪拌直後の塗布液をＩＴＯ付きガラス
板の透明電極面にロールコート法で塗布し、１２０℃で
乾燥させ、平均膜厚０．１２μｍのＩＴＯ微粒子を含ん
だシロキサン高分子層を形成した。このガラス基板の全
線透過率は、８８％から８０％に低下し、曇度も１０％
と高かった。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば容易
に形成可能かつ、優れた減反射効果のある導電性微粒子
を含んだ高分子層を積層した透明電極を提供することに
よって、透明度が高くて見栄えの良い、製造安定性に優
れたタッチパネルを提供することができた。検出精度
や、信頼性においても実用にかなうものであった。本発
明のタッチパネルは部品構成上は全く従来と変わらない
ため、本発明の導入により即座に大きな効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における酸化スズ付きガラス板の、反
射率の分光特性を示すスペクトル図である。

【図２】本発明の実施例１におけるタッチパネルの概
念を模式的に表す断面図である。

【図３】本発明の実施例２におけるタッチパネルの概
念を模式的に表す断面図である。

【符号の説明】

１１‥‥‥‥酸化スズ付きガラス板の分光特性曲線１２‥‥‥‥導電性微粒子を含んだ高分子層を形成した
酸化スズ付きガラス板の分光特性曲線２１‥‥‥‥ガラス基板２２‥‥‥‥ＰＥＴ基板２３‥‥‥‥酸化スズ電極２４‥‥‥‥ＩＴＯ電極２５‥‥‥‥スペーサー２６‥‥‥‥導電性微粒子を含んだ高分子層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一枚以上の透明電極を有する透明基板か
ら構成されるタッチパネルにおいて、透明電極表面の少
なくとも一面に導電性微粒子を含んだ高分子層が形成さ
れていることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】前記高分子が、熱硬化性ポリシロキサン
または光硬化性アクリル樹脂であることを特徴とする請
求項１記載のタッチパネル。
【請求項３】前記導電性微粒子が、一次粒径０．１μ
ｍ以下の酸化スズまたはＩＴＯを主成分とする透明性酸
化物であることを特徴とする請求項１記載のタッチパネ
ル。
【請求項４】前記導電性微粒子を含んだ高分子層が、
０．０５μｍ以上０．３５μｍ以下の平均膜厚であるこ
とを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
【請求項５】一枚以上の透明電極を有する透明基板か
ら構成されるタッチパネルにおいて、透明電極表面の少
なくとも一面に、導電性微粒子が分散した重合性モノマ
ーまたはオリゴマー溶液を塗布し、更に加熱、紫外線照
射、電子線照射、オゾン曝露いずれかの方法で硬化さ
せ、導電性微粒子を含んだ高分子層を形成することを特
徴とするタッチパネルの製造法。