JPH1069354A - 透明タッチパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック基板の上に透明導電膜を設けた
可動側の透明電極基板と、プラスチック基板または硝子
基板の上に透明導電膜を設けた固定側の透明電極基板と
を、互いの電極面同士が間隙をおいて向かい合うように
配置した透明タッチパネルにおける、耐久性向上。 【解決手段】 少なくとも固定側の透明電極基板上の透
明導電膜は、粒界構造を有する膜とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパーソナルコンピュ
ータ、携帯情報端末等に搭載されたディスプレー（ＬＣ
Ｄ等）上に取り付けられて用いられる透明タッチパネル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は透明タッチパネルの構成例を示す
断面図である。プラスチック基板１の上面にハードコー
ト層２、下面に透明導電膜３を設けてなる可動側の透明
電極基板と、硝子基板４の上面に透明導電膜５とドット
スペーサ６を設けてなる固定側の透明電極基板とが、互
いの電極面同士が間隙をおいて向かい合うように配置
し、基板の周縁部で貼り合わされて構成される。なお、
本図は構成の一部であり、周囲の絶縁層、粘着層、外部
への引き出し回路は省略してある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】透明タッチパネルの主
要な利用分野には携帯情報端末がある。携帯情報端末に
おいてはＬＣＤ上に取り付けられた透明タッチパネル上
面をペンで押し、上下透明電極基板の電極面を接触させ
る事により入力を行なう。入力モードとして、アイコン
をペンでタッチして入力するモードと、ペンを摺動させ
て、文字、図形等を入力するモードがある。後者の入力
モードでは、透明タッチパネルの同一箇所で入力を繰り
返すと、入力された文字や図形に歪みが発生し、正常に
入力できなくなる場合があった。本発明はかかる課題を
解決して、筆記耐久性に優れた透明タッチパネルの提供
を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の透明タッチパネ
ルは、プラスチック基板の上に透明導電膜を設けた可動
側の透明電極基板と、プラスチック基板または硝子基板
の上に透明導電膜を設けた固定側の透明電極基板とを、
互いの電極面同士が間隙をおいて向かい合うように配置
した透明タッチパネルにおいて、少なくとも固定側の透
明電極基板上の透明導電膜は、粒界構造を有する膜であ
ることを特徴としている。

【０００５】透明タッチパネルの同一箇所で入力を繰り
返すと、入力された文字や図形に歪みが発生し、正常に
入力出来なくなる場合についてその原因を調べた結果、
ペン摺動を繰り返した部分では、固定側の透明電極基板
上の透明導電膜が損傷を受け、抵抗直線性（リニアリテ
ィ）が崩れるために、入力された文字や図形に歪みが生
じることが分かった。そこで、透明タッチパネルの筆記
耐久性を向上させるために、透明導電膜の膜構造と筆記
耐久性との関係を調べた結果、固定側の透明電極基板上
の透明導電膜が粒界構造を有する膜の場合には、筆記耐
久性に優れるが、粒界構造がない膜の場合には、筆記耐
久性に劣るという事実を見出した。ここで、粒界構造を
有する膜とは、走査型電子顕微鏡（倍率１０万倍）で粒
界構造が観察される膜を言う。

【０００６】固定側の透明電極基板上の透明導電膜の膜
構造の違いにより、筆記耐久性が異なる理由は以下のよ
うに考察される。すなわち、固定側の透明電極基板上の
透明導電膜が粒界構造を有する膜の場合には、ペン摺動
時の応力が粒界で分散されるために透明導電膜は損傷し
ない。一方、粒界構造がない膜の場合には、ペン摺動時
の応力の逃げ場がなく、ペン摺動部の透明導電膜が損傷
すると考えられる。本発明においては、少なくとも固定
側の透明電極基板上の透明導電膜が粒界構造を有する膜
であることを特徴とするが、同時に可動側の透明電極基
板上の透明導電膜が粒界構造を有する膜であることが筆
記耐久性の点からはさらに好ましい。

【０００７】プラスチック基板または硝子基板上に設け
られる透明導電膜としては、不純物として錫、テルル、
カドミウム、モリブデン、タングステン、フッ素等を添
加した酸化インジウム、不純物としてアンチモン又はフ
ッ素を添加した酸化錫、酸化錫と酸化カドミウムよりな
る酸化物等の金属酸化物薄膜が挙げられる。中でも、不
純物として酸化錫を２〜２０重量％添加した酸化インジ
ウム（ＩＴＯ）や不純物としてアンチモンまたはフッ素
を添加した酸化錫の薄膜が好ましい。透明導電膜の形成
方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法、イオン
プレーティング法等のＰＶＤ法あるいは、ＣＶＤ法があ
る。透明導電膜の厚さは、透明性と導電性の点から５〜
５０ｎｍが好ましい。本発明においては、透明タッチパ
ネルの筆記耐久性の観点から、少なくとも固定側の透明
電極基板上の透明導電膜は、粒界構造を有する必要があ
る。前述の様に、粒界構造を有する膜とは、走査型電子
顕微鏡（倍率１０万倍）で粒界構造が観察される膜を言
う。

【０００８】ここで、粒界を楕円に近似した時の長径の
長さを粒界サイズと定義すると、筆記耐久性の観点から
透明導電膜の粒界サイズは５〜１５０ｎｍであることが
好ましい。更に、固定側の透明電極基板がプラスチック
電極基板の場合には、筆記耐久性の観点から透明導電膜
の粒界サイズは５〜５０ｎｍであることがより好まし
い。一方、固定側の透明電極基板が硝子電極基板の場合
には、筆記耐久性の観点から透明導電膜の粒界サイズは
１０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。また、可
動側のプラスチック電極基板上の透明導電膜が粒界構造
を有する膜である場合には、筆記耐久性の観点から透明
導電膜の粒界サイズは５〜５０ｎｍであることが好まし
い。粒界構造を有する膜を製造する方法としては、基板
温度を１００℃未満にしてＰＶＤ法により透明導電膜を
形成した後、１３０〜２５０℃の雰囲気で熱処理する方
法や基板温度を１００〜２５０℃にしてＰＶＤ法により
透明導電膜を形成する方法等がある。

【０００９】本発明において、プラスチック基板を構成
する有機高分子化合物としては、耐熱性に優れた透明な
有機高分子化合物であれば特に限定しない。例えば、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレート、ポリジアリルフタレート等のポリエステル
系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリサルフォン、ポ
リエーテルサルフォン、ポリアリルサルフォン等のポリ
サルフォン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアリレ
ート系樹脂、アクリル樹脂、セルローストリアセテート
等のアセテート系樹脂が挙げられる。もちろんこれらは
ホモポリマー、コポリマーとして、また、単独あるいは
ブレンドとしても使用し得る。かかるプラスチック基板
の形状は特に限定しないが、通常シート状、フィルム状
のものが好ましい。また、２枚以上のフィルムおよび／
またはシートを積層した構成であっても良い。

【００１０】そして可動側に設けるプラスチック基板
は、透明タッチパネルをスイッチとして動作させるため
の可撓性と平坦性を保つための強度の点からは、厚さが
７５〜４００μｍのフィルム状のものが好ましい。一方
固定側に設けた場合のプラスチック基板としては、透明
タッチパネルの平坦性を保つための強度の点からは、厚
さが０．１〜２ｍｍのフィルム状あるいはシート状のも
のが好ましい。

【００１１】また本発明において硝子基板は、透明な硝
子板であれば、特に限定しない。厚さは、透明タッチパ
ネルの強度、重量の点から厚さ０．４〜２ｍｍのものが
好ましい。透明導電膜を形成する前にＳｉＯ₂ディップ
コートをすることが好ましい。

【００１２】可動側の透明電極基板の外力が加わる方の
面、すなわち外界と接触する側の面には、ハードコート
層を設けることが好ましい。ハードコート層を形成する
ための材料としては、メチルトリエトキシシラン、フェ
ニルトリエトキシシラン等のオルガノシラン系熱硬化型
樹脂やエーテル化メチロールメラミン等のメラミン系熱
硬化型樹脂、ポリオールアクリレート、ポリエステルア
クリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレ
ート等の多官能アクリレート系紫外線硬化型樹脂等があ
り、必要に応じてシリカ等の微粒子を混合したものを用
いることができる。ハードコート層の厚さは、可撓性、
耐摩耗性の点から２〜１０μｍが好ましい。

【００１３】またプラスチック基板においては、密着性
向上の目的で透明導電膜とプラスチック基板間に、中間
層を形成しても良い。中間層としては、有機ケイ素化合
物の加水分解により生成された層が好ましく用いられ
る。中でも特に筆記耐久性の点で、官能基としてアミノ
基（−ＮＨ₂）を含むものが好ましく、例えばＮＨ₂−
（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ−（ＯＣＨ₃）₃、および／またはＮＨ
₂−（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ−（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、および／または
ＮＨ₂−（ＣＨ₂）₂−ＮＨ−（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ−（ＯＣ
Ｈ₃）₃、および／またはＮＨ₂−（ＣＨ₂）₂−ＮＨ−
（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ−（ＯＣ₂Ｈ₅）₃、および／またはＮ
Ｈ₂−（ＣＨ₂）₂−ＮＨ−（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ（ＣＨ₃）−
（ＯＣＨ₃）₂、および／またはＮＨ₂−（ＣＨ₂）₂−Ｎ
Ｈ−（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ（ＣＨ₃）−（ＯＣ₂Ｈ₅）₂、の単
量体および／またはこれらの加水分解により生成した会
合度１０以下のオリゴマーからなる群から選ばれた１種
または２種以上の化合物であることが特に好ましい。

【００１４】こうした中間層の塗工には、ドクターナイ
フ、バーコーター、グラビアロールコーター、カーテン
コーター、ナイフコーター、ダイコーター、リバースロ
ールコーター等の公知の塗工機械を用いる方法、スプレ
ー法、浸漬法等が用いられる。

【００１５】本発明において、プラスチック基板として
光学等方性プラスチック基板を用いれば、タッチパネル
部と液晶表示部を挟む両側に２枚の偏光板を配置した構
成も可能になる。この様な構成では、透明タッチパネル
内部の光は、可動側偏光板通過時に光量の低下を伴うの
で、透明タッチパネルの内部構造（ドットスペーサ）が
目立ちにくくなる。また、透明タッチパネルの内部構造
を認識させる像は上記の様に偏光板を通過する光、すな
わち液晶表示部での表示パターンを認識させる光と同質
の光で認識されることになるので両者の一体感が増し、
これによっても透明タッチパネルの内部構造は目立たな
くなる。この様な構成にすることにより、視認性を向上
させることができる。ここで光学等方性プラスチックフ
ィルムまたはシートとは、リターデーション値が３０ｎ
ｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下の光学等方性を有する
ものであり、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリサ
ルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリルサルフ
ォン等のポリサルフォン系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、セルローストリアセテート等のアセテート系樹脂、
ポリアリレート系樹脂等のフィルムまたはシートが挙げ
られる。

【００１６】

【実施例１】厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム（帝人（株）製の商品名「ＨＬＥ」）のプ
ライマー処理面に、シリカ粒子を混合した紫外線硬化型
ウレタンアクリレート樹脂塗料を用いて厚さ３μｍのハ
ードコート層を形成した。次に反対面側に、分子式ＮＨ
₂−（ＣＨ₂）₃−Ｓｉ−（ＯＣ₂Ｈ₅）₃で表される化合物
の加水分解により生成した会合度５のオリゴマーを１重
量％含有するリグロイン・ブタノール・エタノール・エ
チルセロソルブ溶液をバーコーターで塗布後１３０℃で
５分間乾燥し、厚さ３０ｎｍの中間層を形成した。次に
中間層上にスパッタリング法により、厚さ１８ｎｍのＩ
ＴＯの低級酸化物膜を形成後、１５０℃の熱風乾燥機中
で１０時間熱処理する事により透明導電膜に転化させ
た。こうしてプラスチック電極基板からなる可動側の透
明電極基板を作製した。ここで透明導電膜面を走査型電
子顕微鏡（倍率１０万倍）で観察した所、粒界サイズ５
〜２０ｎｍの粒界構造が観察された。

【００１７】一方、厚さ１．１ｍｍの硝子板の両面にＳ
ｉＯ₂ディップコートを行なった後、基板温度を２５０
℃に設定し、真空蒸着法により、厚さ１８ｎｍのアンチ
モンドープ酸化錫膜を形成する事により、硝子電極基板
からなる固定側の透明電極基板を作製した。ここで透明
導電膜面を走査型電子顕微鏡（倍率１０万倍）で観察し
た所、粒界サイズ２０〜９０ｎｍの粒界構造が観察され
た。

【００１８】可動側透明電極基板と固定側透明電極基板
として、それぞれ上記のプラスチック電極基板と硝子電
極基板とを用い、互いの電極面同士が間隙をおいて向か
い合うように配置して、透明タッチパネルを作製した。
なおその際、固定側の透明電極基板の透明導電膜上に
は、高さ７μｍ、直径７０μｍ、ピッチ１．５ｍｍのド
ットスペーサを設けた。

【００１９】先端が０．８Ｒのポリアセタール製のペン
を用いて、ここで得られた透明タッチパネルの上面を、
荷重２５０ｇの条件で直線状に５０００回摺動後、摺動
した線を横切る方向に直線を入力したが、歪みは全く無
く正常に入力できた。

【００２０】

【実施例２】固定側にも可動側と同じプラスチック電極
基板を用いた以外は、実施例１と同じ方法で、透明タッ
チパネルを作製した。すなわち一対のプラスチック電極
基板からなる透明電極基板を、互いの電極面同士が間隙
をおいて向かい合うように配置して、実施例１と同様に
して透明タッチパネルを作製した。

【００２１】そして先端が０．８Ｒのポリアセタール製
のペンを用いて、ここで得られた透明タッチパネルの上
面を、荷重２５０ｇの条件で直線状に５０００回摺動
後、摺動した線を横切る方向に直線を入力したが、歪み
は全く無く正常に入力できた。

【００２２】

【比較例１】実施例１と同じ方法で可動側のプラスチッ
ク電極基板を作製した。一方、厚さ１．１ｍｍの硝子板
の両面にＳｉＯ₂ディップコートを行なった後、基板温
度を５０℃に設定し、スパッタリング法により、厚さ１
８ｎｍのＩＴＯ膜を形成することにより、固定側の硝子
電極基板を作製した。ここで透明導電膜面を走査型電子
顕微鏡（倍率１０万倍）で観察した所、全く粒界構造が
観察されなかった。可動側の透明電極基板と固定側透明
電極基板として、これらのプラスチック電極基板と硝子
電極基板とを用いた以外は、実施例１と同様にして透明
タッチパネルを作製した。

【００２３】そして先端が０．８Ｒのポリアセタール製
のペンを用いて、ここで得られた透明タッチパネルの上
面を、荷重２５０ｇの条件で直線状に５０００回摺動
後、摺動した線を横切る方向に直線を入力した所、線が
歪み、正常に入力できなかった。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の透明タッチ
パネルは筆記耐久性に優れる。本発明により、携帯情報
端末に好適な透明タッチパネルが得られ、実用上の意義
は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】透明タッチパネルの構成例

【符号の説明】

１ プラスチック基板 ２ ハードコート層 ３、５ 透明導電膜 ４ 硝子基板 ６ ドットスペーサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック基板の上に透明導電膜を設
   けた可動側の透明電極基板と、プラスチック基板または
   硝子基板の上に透明導電膜を設けた固定側の透明電極基
   板とを、互いの電極面同士が間隙をおいて向かい合うよ
   うに配置した透明タッチパネルにおいて、少なくとも固
   定側の透明電極基板上の透明導電膜は、粒界構造を有す
   る膜であることを特徴とする透明タッチパネル。
2. 【請求項２】 固定側の透明電極基板上の透明導電膜の
   粒界サイズが５〜１５０ｎｍ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】 固定側の透明電極基板はプラスチック基
   板上に透明導電膜を設けたものであり、かつ固定側の透
   明電極基板上の透明導電膜の粒界サイズが５〜５０ｎｍ
   であることを特徴とする請求項２記載の透明タッチパネ
   ル。
4. 【請求項４】 固定側の透明電極基板が硝子電極基板で
   あり、固定側の透明電極基板上の透明導電膜の粒界サイ
   ズが１０〜１５０ｎｍであることを特徴とする請求項２
   記載の透明タッチパネル。
5. 【請求項５】 可動側の透明電極基板上の透明導電膜が
   粒界構造を有する膜であり、かつ可動側の透明電極基板
   上の透明導電膜がの粒界サイズが５〜５０ｎｍであるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の透明タ
   ッチパネル。