JPH11110133A - タッチセンサ用ガラス基板およびタッチパネル - Google Patents
タッチセンサ用ガラス基板およびタッチパネルInfo
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- JPH11110133A JPH11110133A JP26835497A JP26835497A JPH11110133A JP H11110133 A JPH11110133 A JP H11110133A JP 26835497 A JP26835497 A JP 26835497A JP 26835497 A JP26835497 A JP 26835497A JP H11110133 A JPH11110133 A JP H11110133A
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Abstract
性波の減衰を抑制でき、タッチ位置座標を検出できるタ
ッチパネル用ガラス基板を得る。 【解決手段】 抗菌剤(銀成分含有無機系抗菌剤)とケ
イ素含有バインダー(シラザン化合物,加水分解縮合性
シリコーン化合物又はその予備縮合物)とで構成された
硬化被膜(抗菌層)1bをガラス基板1a上に形成し、
タッチ位置の座標情報を検出するためのガラス基板の表
面に抗菌性を付与する。この抗菌性ガラス基板は、伝播
弾性波の減衰を抑制でき、弾性波(レーリー波,ラブ波
などの弾性表面波など)を利用してタッチ位置の座標情
報を得るために有用である。
Description
タッチし、タッチ位置の座標情報を出力する上で有用な
タッチセンサ用ガラス基板、およびそれを用いたタッチ
パネルに関する。
液晶表示LCD,プラズマディスプレーPDPなどの表
示装置と組み合わせて、種々の分野で入力装置として用
いられている。しかし、銀行のATM等のように不特定
多数の人が指で触るタッチパネルにおいて、細菌,微生
物が増殖すると、悪臭で利用者に不快感を与えたり、食
中毒などにより利用者の健康を損なう可能性がある。そ
のため、定期的に清掃や除菌を行う必要がある。しか
し、上記の清掃や除菌操作は煩雑であるため、清掃作業
などを行うことなく、長時間に亘り有効に細菌や微生物
(かびなど)の増殖を防止することが望まれている。
対するタッチ位置(座標入力位置)の座標情報を検出す
るため、(1)前記ガラス基板に抵抗膜を形成したタッ
チパネルと、(2)抵抗膜を形成することなく表面弾性
波を利用したタッチパネルが知られている。これらいず
れのタッチパネルでも抗菌性が必要とされるが、特に後
者のタッチパネルでは、有機樹脂のコーティングにより
抗菌性を付加すると、弾性波(超音波表面弾性波など)
の減衰が大きくなる。そのため、検出信号強度が低下
し、タッチパネルとして正常に動作させることができな
い。また、大型のパネルを備えたタッチパネルでは、弾
性波の伝播距離が大きくなるため、減衰が大きくなり、
大型の表示装置に対応することが困難である。
は、細菌や微生物の増殖を防止できるタッチセンサ用抗
菌性ガラス基板と、この基板を備えた抗菌性タッチパネ
ルを提供することにある。本発明の他の目的は、弾性波
を利用しても減衰を抑制でき、タッチ位置に対応する座
標情報を精度よく検出できるタッチセンサ用ガラス基板
と、この基板を備えたタッチパネルを提供することにあ
る。本発明のさらに他の目的は、高い抗菌性を長期間に
亘って維持できるタッチセンサ用ガラス基板と、この基
板を備えたタッチパネルを提供することにある。
を達成するため鋭意検討の結果、タッチ位置の座標情報
を得る手段として弾性波が伝播可能なガラス基板を用い
たタッチパネルにおいて、前記ガラス基板に抗菌性を付
与すると、さほど減衰率を大きくすることなく、弾性波
が伝播可能であり、ガラス基板を大型化できることを見
いだし、本発明を完成した。すなわち、本発明のタッチ
センサ用ガラス基板は、タッチ位置の座標情報を検出す
るための基板の表面に抗菌性が付与されている。このガ
ラス基板は、弾性波を利用してタッチ位置の座標情報を
得るための基板として有用であり、レーリー波およびラ
ブ波から選択された少なくとも一種を伝播可能であり、
かつタッチ位置の座標情報を得るための基板としても有
用である。さらに、レーリー波の送信と受信が可能な一
対のトランスデューサをガラス基板に密着させ、送受信
トランスデューサ間の距離を変化させたとき、得られた
受信電圧と距離とのプロットから求められるガラス基板
の減衰率は、通常、1.5dB/cm以下である。前記
抗菌性は種々の方法、例えば、抗菌剤(銀成分などで構
成された無機系抗菌剤など)とケイ素含有バインダー
(シラザン化合物,加水分解縮合性シリコーン化合物又
はその予備縮合物など)とで構成されたコーティング層
や硬化膜をガラス基板の表面に形成することにより付与
できる。本発明には、前記抗菌性が付与されたタッチセ
ンサ用の前記基板を備えたタッチパネルも含まれる。
びそれを用いたタッチパネルの特色は、信号特性、光学
特性や強度などの点から有利であり、かつタッチ入力さ
れるガラス基板に、抗菌作用を付加した点にある。ガラ
ス基板への抗菌性の付与は、基板に、直接又は間接的
(下地層を介して)に、抗菌層を形成することにより行
うことができる。この抗菌層は、少なくとも1種類以上
の抗菌剤とバインダーとで構成されたコーティング剤を
基板に塗布し、乾燥又は硬化させることにより形成でき
る。
膜の形成のため高温処理プロセスによっても抗菌性を保
持させるため、耐熱性の高い抗菌剤、例えば、無機系抗
菌剤が好ましい。また、抗菌剤には、抗菌活性を有する
成分(銀,銅成分などの抗菌性金属成分)のほか、抗菌
性が生成する成分(例えば、紫外線などの光線照射によ
り抗菌性が発現する酸化チタン成分などの光活性成分)
が含まれる。このような抗菌剤のうち、好ましい無機系
抗菌剤には、銅成分で構成された銅系抗菌剤、銀成分で
構成された銀系抗菌剤などが含まれ、抗菌活性を示す金
属成分(銅や銀成分)は担体(例えば、ゼオライト,シ
リカ,シリカゲル,アルミナ,ジルコニア,リン酸ジル
コニウムなどの無機質担体)に担持してしてもよい。特
に好ましい無機系抗菌剤は、銀系無機抗菌剤であり、例
えば、銀を担体(リン酸ジルコニウム)に担持させた銀
系無機質抗菌剤は、東亜合成(株)から商品名「ノバロ
ン」などとして入手できる。
剥離を防止するためには基板(特にガラス基板)との密
着性が高く、しかも耐擦傷性を向上させるためには硬質
であるのが有利である。そのため、バインダーとして
は、弾性波を利用したときにはタッチ位置の座標情報の
検出精度が損なわれない範囲で、硬質硬化膜を形成可能
な有機質バインダー又は無機質バインダー(特に比較的
低温で硬化可能なバインダー)が使用できるが、架橋又
は硬化可能な無機質バインダー、特にケイ素含有バイン
ダーが好ましい。無機質バインダー(シリコーン系バイ
ンダーなど)としては、コルコート(株)製,シリカコ
ート剤,「CNG−005」,「CNG−005N」な
どが例示できる。
単位−(NHSiH2 )−を有するシラザン化合物、例
えば、下記式 H3 Si[NHSiH2 ]n NHSiH3 (式中、nは2以上の整数)で表されるポリシラザン、
加水分解縮合性シリコーン系バインダー(ヒドロキシル
基,C1-2 アルコキシ基などの加水分解縮合性基を有す
る加水分解縮合性オルガノポリシロキサン又はその予備
縮合物)などが例示でき、シリコーン系バインダーとし
ては、ハードコート剤として利用されている、アルキル
トリアルコキシシランや4官能性シリコーン化合物の加
水分解縮合物(予備縮合物)を用いる場合が多い。
割合は、例えば、固形分換算で、0.01/99.99
〜50/50(重量比)、好ましくは0.05/99.
95〜40/60(重量比)、さらに好ましくは1/9
9〜30/70(重量比)程度の範囲から選択でき、通
常、0.1/99.9〜30/70(重量比)程度であ
る。抗菌層は、熱可塑性樹脂(アクリル系樹脂,ポリエ
ステル樹脂,熱可塑性ポリウレタン樹脂),熱硬化性樹
脂(熱硬化性アクリル系樹脂,ポリウレタン樹脂,エポ
キシ樹脂など)の有機質バインダーを含んでいてもよ
い。
わない範囲で適当に選択できるが、膜厚が大きくなると
応力により欠陥部(クラックなど)が生成しやすくな
る。そのため、抗菌層の厚みは、薄い方が好ましく、例
えば、0.1〜5μm、さらに好ましくは0.2〜3μ
m(特に0.3〜1μm)程度である。
常、有機溶媒を含む均一溶液,分散液の形態で使用で
き、慣用の方法(スピンコーティング法、ディッピング
法、スプレーコーティング法、流延法など)で基材に塗
布できる。塗布後、塗膜は、通常、加熱乾燥により架橋
又は硬化される。
出するためのガラス基板の表面に抗菌性が付与されてい
る。このガラス基板は、弾性波を伝播可能であり、弾性
波を利用してタッチ位置の座標情報を得るための基板と
して有用である。弾性波としては、表面弾性波(超音波
表面弾性波など)[例えば、レーリー波(Rayleigh wav
e)およびラブ波(Love wave)など]や、プレート波
[例えば、ラム波(Lambwave),Horizontally Polariz
ed Shear WaveなどのSH波(shear horizontalwave)
など]などが利用できる。
能するためには、受信信号の強度が高いことが必要があ
るため、パネル表面を伝播する弾性波の減衰率は小さい
方が望ましい。例えば、レーリー波の送信と受信が可能
な一対のトランスデューサをガラス基板に密着させ、送
受信トランスデューサ間の距離を変化させたとき、得ら
れた受信電圧と距離とのプロットから求められるガラス
基板の減衰率は、通常、1.5dB/cm以下(好まし
くは1.0dB/cm以下)である。減衰率の測定方法
の詳細については後述する。
は、ブラウン管などの曲面を有する通常のパネルとして
も形成できるが、通常、フラットパネル(特に等方性フ
ラットパネル)又は低曲率パネル(特に等方性低曲率パ
ネル)として形成するのが有利である。表面がフラット
又は低曲率のパネルは、例えば、液晶ディスプレイ装置
やプラズマディスプレイ装置などに好適に利用できる。
ス基板の表面全域に付与してもよいが、通常、少なくと
もデータや画像が表示される表示領域(画像表示領域)
に抗菌性を付与すればよい。
示体によりデータを鮮明に表示するため、抗菌性ガラス
基板は、ガラスと同程度の透過率(例えば、可視光線領
域での透過率90%以上)を有するのが好ましい。抗菌
層は、必要により、撥水性、防汚性、帯電防止性などを
備えていてもよい。また、表示データを見やすくするた
め、抗菌性ガラス基板には、反射防止処理(ARコー
ト)や防眩処理(ノングレア処理)を施してもよい。こ
の防眩処理は、バインダーにフィラーを添加することに
より容易に実現できる。
概略平面図であり、図2は図1の基板を示す概略断面図
である。図3は受信信号の一例を示す波形図である。
サ)は、抗菌性ガラス基板1、弾性波送信手段(素子)
3、弾性波反射アレイ4,5、弾性波受信手段(素子)
6、送信及び受信信号ケーブル7,8などを備えてい
る。また、図2に示すように、このタッチパネルを構成
する抗菌性ガラス基板1は、ガラス基板1a、抗菌剤1
cを含有する抗菌層1bとを備えており、この抗菌層1
bにおいて抗菌剤1cは表面に散在していてもよい。
ッチセンサ)は、表面にタッチ可能であり、X軸および
Y軸方向に左右対称な表示領域(画像表示領域)2が形
成され、かつ弾性表面波が伝播可能な表面を有する伝播
媒体としての前記ガラス基板1と、この抗菌性ガラス基
板のX軸方向とY軸方向にそれぞれ弾性表面波を発信さ
せるための弾性波送信手段3とを備えている。これらの
送信手段3は、それぞれ、抗菌性ガラス基板1の適当な
位置(例えば、ガラス基板のうち隣接又は対向する2つ
のコーナー部の側部や底部など)に配設された送信素子
(すなわち、セラミックスなどの圧電振動子で構成され
たX軸方向の超音波送信素子,Y軸方向の超音波送信素
子)と、これらの送信素子からの超音波を、抗菌性ガラ
ス基板1の表面の発信領域において表面波に変換するた
めの変換媒体(この例では、楔型のプラスチック製信号
伝達素子3a,3b)とで構成されている。
からの弾性表面波は、抗菌性ガラス基板1のうちY軸方
向の両側部に形成された第1の反射アレイ(第1の反射
手段)4a,4b、およびX軸方向の両側部に形成され
た第2の反射アレイ(第2の反射手段)5a,5bで構
成された反射手段により、前記表示領域2の全域に亘っ
てY軸方向およびX軸方向に伝播する。すなわち、弾性
波反射アレイ4,5は、弾性波をガラス基板1の全面に
均一に分配するために配置されており、この例では、ス
クリーン印刷法などにより形成されている。
はX軸方向およびY軸方向に集束され、弾性波受信手段
6により受信される。これらの受信手段6は、前記送信
手段と同様な部材で構成されている。すなわち、受信手
段は、それぞれ、抗菌性ガラス基板1の受信領域(この
例では、ガラス基板のうち発信素子とは反対側のコーナ
ー部)に配設され、表面波をバルク波などに変換するた
めの変換媒体(この例では、楔型のプラスチック製信号
伝達素子6a,6b)と、ガラス基板1の適当な位置
(例えば、信号伝達素子6a,6bに対応するガラス基
板1の側部や底部など)に配設され、変換された信号を
受信するための受信素子(すなわち、セラミックスなど
の圧電振動子で構成されたX軸方向の超音波受信素子,
Y軸方向の超音波受信素子)とで構成されている。すな
わち、弾性波送信素子3、弾性波受信素子6は、それぞ
れ同じエレメントの組み合わせ(セラミック製などの発
振素子と楔型のプラスチック製信号伝達素子との組み合
わせ)で構成されている。なお、発信素子には信号ケー
ブル7a,7bが接続され、受信素子には信号ケーブル
8a,8bが接続されている。
ピーク強度が一定の信号を間欠的に発信(送信)する
と、超音波弾性表面波は反射アレイ4a,5aにより反
射され、ガラス基板1の表面を伝播した後、反射アレイ
4b,5bにより反射され、受信素子で受信される。受
信された信号は信号ケーブル7a〜8bを介して、信号
処理コントローラに与えられ、受信信号が認識されると
ともに、受信信号の強度が検出される。表示装置は、検
出信号に応答して所定のデータを表示する。
と、タッチパネルシステムズ社製のコントローラとを組
み合わせた装置において、周波数5.53MHz、振幅
50V(ピークからピークの振幅電圧)のバースト送信
信号を用い、タッチ位置の座標検出を行ったところ、図
3に示すように、受信信号強度Dに対してタッチ位置の
検出信号(検出波形)はシャープな谷部Dtを示し、明
確にタッチ位置を確認できた。
は、ガラス基板表面へのタッチに応答して、音声を発す
る音声生成手段や報知手段、タッチ位置を表示するため
の表示手段、タッチ位置に応答して表示領域の画像をコ
ントロールするための制御手段(例えば、表示画面の切
替や消去手段)、他の駆動装置の制御手段などを接続し
てもよい。
の送信と受信が可能な一対のトランスデューサを基板に
密着させ、送受信トランスデューサ間の距離を変化させ
たとき、得られた受信電圧をプロットすることにより求
めることができる。図4は減衰率の測定方法を説明する
ための概略図である。この減衰率の測定においては、ま
ず、レーリー波送信素子10を基板1に固定し、レーリ
ー波受信素子11の受信信号強度V1(ピークからピー
クの電圧)を測定する。次いで、レーリー波受信素子1
1をレイリー波送信素子10から離れる方向にXcm移
動させ、受信信号電圧V2(ピークからピークの電圧)
を測定する。このような操作を複数回繰り返し、受信信
号電圧Vと距離Xとの関係を片対数プロットし、その傾
きlog(V1/V2)/Xから下記式で減衰率を算出で
きる。 減衰率(dB/cm)=20×log(V1/V2)/X 減衰率の測定は、例えば、周波数5.53MHz,振幅
約50Vの信号を用いて行うことができる。
に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定され
るものではない。 実施例 [抗菌性ガラス基板の作製]フロートソーダガラス基板
(横318mm、縦245mm、厚さ3mm)を用い、
以下のようにして、タッチパネルを表面弾性波方式タッ
チパネルとして作製した。無機銀系セラミックス抗菌剤
(東亜合成(株)製,ノバロンAG300)1.0重量
%、ポリシラザン(東燃(株)製,−(SiH2 NH)
−で表される「ポリシラザン」シリーズ)5重量%、お
よびキシレン94.0重量%のコーティング剤(抗菌剤
が分散した分散液)を、デイッピング法により前記ガラ
ス基板上に塗布し、平均膜厚約0.5μmの被膜を形成
し、450℃で1時間加熱硬化した。
対する硬化被膜(抗菌層)の密着性をテープ剥離試験に
より調べたところ、剥離はなく高い密着性を示した。ま
た、硬化被膜(抗菌層)の鉛筆硬度を測定したところ、
9H以上であり硬い抗菌層を形成できた。得られた抗菌
性ガラス基板の可視光線透過率を、測定器(スガ試験機
(株)製,ヘーズコンピュータHGM−2D)で測定し
たところ、91.5%と高い値を示した。また、抗菌性
ガラス基板の減衰率を、レイリー波を用いて測定したと
ころ、1.0dB/cmと低い値であった。
抗菌剤研究会のフィルム密着法1995年版に準拠して
大腸菌の増殖試験を行った。この方法は、5×5cmの
サンプル表面に大腸菌液を接種した後、ラップし、35
℃で水の入ったデシケータ中で、24時間保存後の生菌
数を測定する方法である。その結果、初期生菌数1.2
×105 に対して、試験後は生菌が認められず、高い抗
菌性を示した。
に、低融点ガラスをスクリーン印刷し、450℃で1時
間焼成し、反射アレイを形成した。次いで、ガラス基板
にレイリー波発信素子と受信素子を接着剤で接着し、信
号ケーブルを結線することにより、タッチパネルのパネ
ル部を作製した。そして、このパネル部をコントローラ
(タッチパネルシステムズ(株)製,表面弾性波方式タ
ッチパネル用コントローラ1040)に接続し、動作の
確認を行ったところ、タッチ位置座標を明瞭に検出でき
た。その際、X軸(横軸)、Y軸(縦軸)について信号
強度を測定したところ、X軸が5.0mV、Y軸が7.
5mVと高い信号強度が得られた。
のみを用いて、実施例と同様にしてタッチパネルを作製
した。抗菌層を備えていないガラス基板の透過率を前記
と同様にして測定したところ、91.0%であり、実施
例の抗菌性ガラス基板よりも少し低い値であった。ま
た、レーリー波を用いたガラス基板の減衰率は、0.6
dB/cmと良好であった。
験を行ったところ、初期の生菌数1.2×105 に対し
て、試験後では生菌数1.5×106 であり、生菌数が
少し増加しており、このガラス基板は抗菌性がないこと
が確認できた。
ル部の動作の確認を行ったところ、タッチ位置座標を明
確に検出でき、X軸(横軸)の信号強度は6.0mV、
Y軸(縦軸)の信号強度は8.5mVであった。
製,−(SiH2 NH)−で表される「ポリシラザン」
シリーズ)5重量%、およびキシレン95重量%のコー
ティング剤を、実施例1で用いたガラス基板に塗布し、
実施例と同様にして硬化被膜を形成した。
より調べたところ、剥離はなく密着性は良好であった。
また、鉛筆硬度を測定したところ9H以上であった。ま
た、可視光線透過率を測定したところ。92.2%と高
い値を示した。さらに、レーリー波を用いて基板の減衰
率を測定した結果、1.0dB/cmであった。
初期の生菌数1.2×105 に対して、試験後では生菌
数1.5×106 であり、抗菌性が認められなかった。
紫外線硬化型樹脂を塗布し、紫外線を照射して硬化被膜
を形成した。この硬化被膜の密着性をテープ剥離試験に
より調べたところ、剥離が発生し、密着性は不良であっ
た。また、レーリー波を用い、この抗菌性ガラス基板の
減衰率を測定したところ、2.0dB/cmよりかなり
大きいことがわかった。なお、大腸菌の増殖試験を行っ
た結果、初期の生菌数1.2×105 に対して、試験後
では生菌数1.5×106 であり、抗菌性が認められな
かった。さらに、タッチパネルとしての動作確認を行っ
た結果、タッチ位置座標を検出できず、X軸(横軸)の
信号、およびY軸(縦軸)の信号を得ることができなか
った。
されているので、細菌や微生物の増殖を防止でき、安全
衛生性に優れている。また、ケイ素含有バインダーを用
いて抗菌層を形成したガラス基板では、弾性波を利用し
ても減衰を抑制でき、タッチ位置に対応する座標情報を
精度よく検出できる。さらに、無機系抗菌剤を用いた抗
菌性ガラス基板では、高い抗菌性を長期間に亘って維持
できる。
平面図である。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 タッチ位置の座標情報を検出するための
ガラス基板の表面に抗菌性が付与されているタッチセン
サ用ガラス基板。 - 【請求項2】 ガラス基板が、弾性波を利用してタッチ
位置の座標情報を得るための基板である請求項1記載の
タッチセンサ用ガラス基板。 - 【請求項3】 ガラス基板が、レーリー波およびラブ波
から選択された表面弾性波を伝播可能であり、かつタッ
チ位置の座標情報を得るための基板である請求項1記載
のタッチセンサ用ガラス基板。 - 【請求項4】 レーリー波の送信と受信が可能な一対の
トランスデューサを基板に密着させ、送受信トランスデ
ューサ間の距離を変化させたとき、得られた受信電圧と
距離とのプロットから求められるガラス基板の減衰率が
1.5dB/cm以下である請求項1記載のタッチセン
サ用ガラス基板。 - 【請求項5】 抗菌剤とケイ素含有バインダーとで構成
されたコーティング層を備えている請求項1記載のタッ
チセンサ用ガラス基板。 - 【請求項6】 無機系抗菌剤と、シラザン化合物,加水
分解縮合性シリコーン化合物又はその予備縮合物から選
択された少なくとも一種で構成された硬化膜を備えてい
る請求項1記載のタッチセンサ用ガラス基板。 - 【請求項7】 抗菌剤が銀成分を含有している請求項1
記載のタッチセンサ用ガラス基板。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかの項に記載のガ
ラス基板を備えたタッチパネル。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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