JPH1027068A - 透明タッチパネル及び透明タッチパネル用フィルム - Google Patents

透明タッチパネル及び透明タッチパネル用フィルム

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JPH1027068A
JPH1027068A JP18320296A JP18320296A JPH1027068A JP H1027068 A JPH1027068 A JP H1027068A JP 18320296 A JP18320296 A JP 18320296A JP 18320296 A JP18320296 A JP 18320296A JP H1027068 A JPH1027068 A JP H1027068A
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JP
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touch panel
transparent conductive
film
transparent
sheet resistance
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Akifumi Katsumura
明文 勝村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明タッチパネルにおいて、手書き入力用に
好適な、機械的強度を備えた透明導電性電極を採用する
ことにより、耐久性の高い透明タッチパネルを得る。 【解決手段】 任意の押圧位置の座標を検出する透明タ
ッチパネルにおいて、少なくとも押圧側の透明な平板上
基材が、高分子組成物からなるフィルム・シートであ
り、フィルム・シート上の透明導電性の電極が、シート
抵抗300Ω/□以上、2KΩ/□以下であり、かつ厚
さが30nm以上である透明タッチパネルである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、CRTやLCDな
どの表示装置上に配置されて表示を見ながら指等で押さ
えることによりデータや指示・命令等を入力できる入力
装置である透明タッチパネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】透明タッチパネルは、CRTやLCDな
どの表示装置上に配置されて表示を見ながら指等で押さ
えることによりデータや指示・命令等を入力できる入力
装置であり、コンピュータの入出力装置についてあまり
知識のない者でも容易に操作が可能となるため、コンピ
ュータ、情報通信分野において非常に期待されている装
置である。特に透明な平板状基材上に透明導電性の平面
電極を設けて対向させ、一方の平面電極の面内に傾斜し
た電位を形成し、任意の押圧位置で他方の平面電極によ
って電位を検出することで押圧位置の座標を検出する透
明タッチパネルは、アナログ形タッチパネルとも呼ば
れ、従来の短冊状に作成した電極を直交方向に対向させ
るマトリクス形タッチパネルより、精細な入力が可能と
なるために、限られた面積で多様な入力を、ペンで手帳
に書き込むように処理することができる手書き入力装置
として携帯情報機器の発達とともに、キーボードに代わ
る画期的デバイスとして注目を集めている。
【0003】図1は、アナログ形タッチパネルの座標検
出機構を説明するものであり、対向する基板A、Bのそ
れぞれ対辺に設けられた捕集電極X1、X2およびY
1、Y2によって、押圧位置Pの座標がX座標は、X1
−X2間に電圧Vを印加してX1−X2間に傾斜電位を
生成し、Pの位置に生じる電位を、Y1、Y2の捕集電
極とX1もしくはX2の捕集電極(この場合は基準電位
側電極として機能する)の間で検出し、X1−X2間の
電位差との比較で計算により求められる。Y座標は、同
様にして、XとYの役割を反転させることで求められ
る。
【0004】しかし、アナログ形タッチパネルを構成す
る透明導電性の電極材料は、従来からのマトリクス形タ
ッチパネル用の材料を用いる場合、導電性が低すぎると
いう問題があった。従来のマトリクス形タッチパネルで
は、押圧位置で導通が生じることを検出するために、導
電性は低い方が好ましかったが、アナログ形では、傾斜
した電位を検出するために、抵抗が低すぎると押圧位置
の違いによる電位の傾斜度合いが小さくなり検出が難し
くなる。タッチパネルの形状により、求められるシート
抵抗値に違いは生じるが、通常300Ω/□以上のシー
ト抵抗が求められている。一方、従来のマトリクス形タ
ッチパネル用の透明導電性電極材料は、300Ω/□以
下であった。これは、従来のマトリクス形タッチパネル
用途と同様に、押圧による損傷を受け、シート抵抗が急
激に増加するという問題のために透明導電性の電極材料
には機械的強度が求められていたが、300Ω/□以上
のシート抵抗では、満足される機械的強度が得られなか
ったためである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アナ
ログ形タッチパネルの少なくとも押圧側に用いられる高
分子組成物からなるフィルム・シート上に透明導電性の
電極を設けた構成部材が、300Ω/□以上のシート抵
抗を有し、なおかつアナログ形タッチパネル用部材とし
て必要な機械的強度を有するタッチパネルを完成させ
る。
【0006】
【課題を解決する為の手段】透明な平板状基材上に透明
導電性の平面電極を設けて対向させ、一方の平面電極の
面内に傾斜した電位を形成し、任意の押圧位置で他方の
平面電極によって電位を検出することで押圧位置の座標
を検出する透明タッチパネルにおいて、少なくとも押圧
側の透明な平板上基材が、高分子組成物からなるフィル
ム・シートであり、該フィルム・シート上の透明導電性
の電極が、シート抵抗300Ω/□以上、2KΩ/□以
下であり、かつ厚さが30nm以上である透明タッチパ
ネルであり、更に好ましい態様は、150℃・3時間加
熱後の該透明導電性の電極のシート抵抗変化率が10%
以下である透明タッチパネルであり、または、高分子組
成物からなるフィルム・シート上に透明導電性の電極が
設けられ、該透明導電性電極のシート抵抗が300Ω/
□以上、2KΩ/□以下であり、かつ厚さが30nm以
上である透明タッチパネルに使用される透明タッチパネ
ル用フィルムである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に使用される高分子組成物
からなるフィルム・シートとしては、耐熱性のあるもの
であれば特に限定されず、例えばポリエステル、ポリエ
ーテルサルホン、ポリサルホン、ポリカーボネート、ポ
リアリレート等の樹脂より作成されるフィルム・シート
をあげることができる。このフィルム・シートを形成す
る透明導電層の形成方法としては限定されず、例えば真
空蒸着法、スパッタリング法、プラズマCVD法、ゾル
ゲル法等の方法を使用できるが、特に比抵抗や厚さの均
一性においてスパッタリング法が好ましい。透明導電層
は、フィルム・シートに直接形成してもよいが、密着力
や品質安定性を向上させるために、下地層を塗布等の方
法により形成しても構わない。下地層としては、UV硬
化型アクリル樹脂や、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂
等の耐熱性のある材料から選ばれることが必要である。
【0008】形成された透明導電層のシート抵抗は30
0Ω/□以上、2KΩ/□以下であり、好ましくは50
0Ω/□以上、1KΩ/□以下である。シート抵抗が3
00Ω/□以下ではシート抵抗が低すぎて押圧位置の違
いによる電位の傾斜度合いが小さくなり検出が難しくな
る。2KΩ/□以上では抵抗が高すぎて押圧による信号
検出が困難になるためである。
【0009】形成された透明導電層の機械的強度を満た
すために、透明導電層の厚さは30nm以上である。機
械的強度の判定法としては、作成したタッチパネルで実
際に特定領域に文字をペンで手書き入力し、文字が識別
されなくなるまでの入力文字数で評価するのが良いが、
評価に時間と労力がかかりすぎるために、機械的にタッ
チパネルをペンで摺動し、摺動後の摺動部分のシート抵
抗を測定し、摺動回数との相関を求めることで評価し
た。市場で求められている手書き耐久性は10万字を満
足することであり、この耐久性はペン摺動試験で1万回
の摺動に相当することを予備試験で把握した。図2にそ
のペン摺動試験方法を示す。
【0010】従来の透明導電性電極部材のシート抵抗が
300Ω/□品は20〜25nmの厚さであり、この場
合のペン入力耐久文字数が3〜6万字であった。各種透
明導電性の電極を、高分子組成物からなるフィルム・シ
ート基材に形成させたものを使用して作成したタッチパ
ネルにおいて、摺動回数とシート抵抗変化を測定した結
果、摺動回数は透明導電性の電極の厚さに関連している
ことが見いだされ、透明導電層の厚さが30nm以上で
あれば1万回以上のペン摺動に耐えることを見いだし
た。その測定結果を図3に示す。
【0011】300Ω/□以上のシート抵抗で厚さが3
0nm以上となるためには、電極の比抵抗が、9×10
-4 Ω・cm以上であればよいことが計算できる。ま
た、アナログ形タッチパネルとして、より好ましい50
0Ω/□以上のシート抵抗を得るためには、15×10
-4 Ω・cm以上であればよいことが計算できる。これ
らの比抵抗は、透明導電性の電極材料としては大きく、
従来の用途からは一般的ではないが、低比抵抗化の逆の
処理方法を採用することによって達成できその方法は特
に限定されるものではない。
【0012】例えば、SnO2やZnOが透明導電性材
料として相当する性質を示しており、このような材料を
スパッタリング法等で高分子フィルム・シート表面に製
膜することによって比抵抗は大きくなる。また、現在透
明導電性電極として一般的になっているITO(インジ
ウムすず酸化物)においても、Snの比率や、他種金属
を混合することによって、比抵抗は大幅に変化すること
が知られている。また、透明導電性の電極を基材に形成
する装置・技術・条件によっても比抵抗は変化する。た
だし、結晶性や酸化度等を不安定な状態へずらして形成
された透明導電性の電極は、初期において求める比抵抗
を示していても、タッチパネルを作成するときの熱履歴
によって安定化方向に変化し、結果として、求める比抵
抗から外れてしまうことがある。その場合、タッチパネ
ルとしては十分な機能が期待できなくなる。
【0013】透明導電性の電極のシート抵抗変化率は1
50℃・3時間加熱後の変化率で10%以下である。一
般的なタッチパネルへの加工に関わる熱履歴は、周囲の
引き回し電極や、電位の印加、検出の為の捕集電極を形
成するために銀ペーストが焼成される工程であり、最も
高温長時間を要する場合でも150℃・3時間以内であ
る。シート抵抗の変化率が10%を越えると、正確な位
置の検出が難しくなるという問題が発生する。
【0014】
【実施例】
(実施例1)ポリエステルフィルム(帝人(株)製テトロ
ンHLA、厚み125μm)の透明導電性電極形成面
に、エポキシアクリレート15部、ウレタンアクリレー
ト10部、ポリエステルアクリレート10部、シランカ
ップリング剤2部、UV架橋開始剤1部、溶剤65部を
混合した塗布液を、グラビアコーターにより、乾燥厚み
3μとなるよう塗布し硬化させた。その面に、比抵抗が
18×10-4 Ω・cmであるITO系金属酸化物ター
ゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタリング法に
より透明導電性電極膜を形成した。シート抵抗は350
Ω/□で、電極厚さは30nmだった。このようにして
得られた透明導電フィルムを150℃・3時間加熱処理
した後、シート抵抗を測定したところ、抵抗変化率は+
5%だった。この透明導電フィルムを用いて、アナログ
形タッチパネルを作成した。ペン摺動試験でのシート抵
抗が急上昇する摺動回数では、1万回と評価され、実際
に手書き入力により文字を10万字入力したが、最後ま
で正常に文字が識別された。
【0015】(実施例2)ポリエーテルサルホンフィル
ム(住友ベークライト(株)製スミライトFS−530
0、ガラス転移温度223℃、厚み100μm、リター
デーション10nm)の両面に、エポキシアクリレート
15部、ウレタンアクリレート10部、ポリエステルア
クリレート10部、シランカップリング剤2部、UV架
橋開始剤1部、溶剤65部を混合した塗布液を、グラビ
アコーターにより、乾燥厚み3μmとなるよう塗布し硬
化させた。その一方の面に、比抵抗が28×10-4Ω・
cmであるZnO系金属酸化物ターゲットを用いて、D
Cマグネトロンスパッタリング法により透明導電性電極
膜を形成した。シート抵抗は550Ω/□で、電極厚さ
は40nmだった。このようにして得られた透明導電フ
ィルムを用いて、アナログ形タッチパネルを作成した。
ペンスライド試験でのシート抵抗が急上昇する摺動回数
では5万回と評価された。また、実際に手書き入力によ
り文字を10万字入力したが、最後まで正常に文字が識
別された。
【0016】(比較例1)実施例1の透明導電性電極膜
を形成する工程において、インジウムスズ合金(Sn1
0%)を用いてリアクティブスパッタリング法を用い、
酸素不足状態で製膜を行い透明導電性電極膜を形成し
た。シート抵抗は400Ω/□で、電極厚さは25nm
だった。150℃・3時間加熱後のシート抵抗変化率
は、−35%であり、シート抵抗が300Ω/□以下と
なってしまった。このようにして得られた透明導電フィ
ルムを用いてアナログ形タッチパネルを作成した。ペン
スライド試験でのシート抵抗が急上昇する摺動回数は5
千回と評価された。シート抵抗が小さくなったためにペ
ン入力の分解能が低下し文字認識率が低下した。また、
手書き入力により文字を8万字入力したところで、断線
によりタッチパネルの機能は失われていた。
【0017】(比較例2)比抵抗が10×10-4Ω・c
mであるITOターゲットを用いた以外は実施例1と同
様にして透明導電性電極を形成したところ、シート抵抗
は230Ωであり、膜厚は35nmであった。この透明
導電フィルムを用いてアナログ形タッチパネルを作成し
たところ、座標検出精度が悪く、ペン入力で文字を入力
することは難しく、アナログ形タッチパネルとしては採
用不可能であった。
【0018】
【発明の効果】この発明により、ペン入力に好適な手書
き入力耐久性の高い、アナログ形タッチパネルが得られ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はアナログ形タッチパネルの座標検出機構
の説明図である。
【図2】図2は本発明の効果を確認するためのペン摺動
試験方法の説明図である。
【図3】図3は本発明の要素を説明する、各種透明導電
性電極厚さでの、ペン摺動試験における摺動回数とシー
ト抵抗変化の関係を示したものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明な平板状基材上に透明導電性の平面
    電極を設けて対向させ、一方の平面電極の面内に傾斜し
    た電位を形成し、任意の押圧位置で他方の平面電極によ
    って電位を検出することで押圧位置の座標を検出する透
    明タッチパネルにおいて、少なくとも押圧側の透明な平
    板上基材が、高分子組成物からなるフィルム・シートで
    あり、該フィルム・シート上の透明導電性の電極が、シ
    ート抵抗300Ω/□以上、2KΩ/□以下であり、か
    つ厚さが30nm以上であることを特徴とする透明タッ
    チパネル。
  2. 【請求項2】 150℃・3時間加熱後の該透明導電性
    の電極のシート抵抗変化率が10%以下であることを特
    徴とする請求項1記載の透明タッチパネル。
  3. 【請求項3】 高分子組成物からなるフィルム・シート
    上に透明導電性の電極が設けられ、該透明導電性電極の
    シート抵抗が300Ω/□以上、2KΩ/□以下であ
    り、かつ厚さが30nm以上であることを特徴とする透
    明タッチパネルに使用される透明タッチパネル用フィル
    ム。
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