JPS6149307A - 被覆透明導電パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像認識と耐久性にすぐれた入力装置などに有
用な透明でかつ導電性を有するガラス暴板パネルに関す
る。

〔従来の技術〕

ディスプレイの表示面上にその指示、図形に従って入力
を行なうことは池のキーボードなどの画面と離れた位置
での入力に比較して簡便で誤動作が少ない。ざらに入力
ボードを一定化し、その下の入力指示をテーブルなどの
差しかえによって多種の入力を可能ならしめることが考
えられる。このｉ前記の表示画面、可変テーブルを見な
がらその面上で入力させるための透明でかつ入力位置が
検出される入力装置が必要であり、光センサを用いるも
の、ストレインゲージを用いるもの、透明電極の接触に
より入力するものなど各種の方式が１！ｉ！業されてい
る。本発明は透明電極としての透明導Ｔｉ股上に誘電体
を被覆しこれを指またはその他の物体で接触し、静電容
Ｏ変化から入力位２な検出する方式において表示面にｍ
＠るべき被ヱ透明導電パネルに関するものである。ここ
で透明導電膜を被覆、するに藍する被膜としては所定の
範囲内の静゛電８ｍ７２有する誘電体を用いれば良いの
であるが、耐久性とくに透明性の維持Ｊ５よび絶縁膜の
保Ｊの観点からは硬質の？？２膜が好ましい。かかる硬
質の被膜を暴村上に形成する一般的な方法としては蒸着
、スパッタリングによる無別薄膜の形成法が古くから知
られてあり、また液相から形成するものとしてプラスチ
ックレンズなどに用いられた。有典ケイ素系高硬度彼Ｉ
ｔ！ｉｆ　（例えば待公０！７５１−２３４３、特開昭
５２−１１９６１８）がある。

（Ｒ明が解決しようとする問題点〕 透明導電パネル上の誘電体被膜は一般に何がつき易く耐
久性に乏しかった。

硬質被膜としての無償薄膜は硬度、付着性などに有効で
ある半面、薄膜形成の能率が低いこと、膜厚制υ口の困
デ１さ、とくに１Ｌｌ前俊以上の膜にあける耐熱性の低
さが問題になる。−万有別系被膜はとくにウェットコー
トの場合には被膜形成の能率、膜厚ｔＩＩＩ御は比較的
容易であるが被膜の耐久性とくにその硬度が低いためす
り（口などの欠陥が生じ易く十分なものが１ｑられてい
なかった。ざらにそのガラス板および透明導゛電膜の両
名に付着するちのが得られにくく、とくにパターン形成
パネルへのコートには良いものが１σられていなかった
。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明はかかる問題点を一挙に解決Ｔるもので特許請求
の範囲に記載の右側ケイ素化合物から得られる被膜を有
する透明導電パネルがその製造も簡便で有効であること
を見出したものである。

本発明はガラス基板上の全面もしくはその１部に透明導
電性を有する層を設けかつその上から誘電体液Ｉｌりを
設けてなる透明導電膜を中間に有するパネルに関するも
のであって誘電体被膜が一般式Ｒ工ＲｂＳｉ　　（○Ｒ
３）　４−（αヤリで表わされる化合物ないしはその加
水分解物の少なくとも１種から得られる被膜からなるも
のである。

ここでＲ１，Ｒ２はＣ１〜Ｃ＋Ｏのアルキル、アリール
、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、アルケニ
ルまたはエボ主シ基、（メタ）アクリルオキシ基、アミ
ノ基、メルカプト基もしくはシアノ基を有する有ｄ基で
あって炭素−ケイ素結合でＳｉに結合されているもので
あり、Ｒ３はＣ１〜Ｃ６のアルキル基、アルコキシアル
キル旦またはアシル基であり、ａおよびｂは０．１また
は２でかつａ＋ｂは０，１または２である。

本発明に用いられるガラス基板は透明なものであれば特
に限定されない。ここで透明であるとは本発明の目的に
必要なｆｉ！度に、透明導電膜の後方にある各種表示が
十分に識別できれば良く、必ずしも無色あるいはクリア
である必要はない。かえって画像のコントラストを上げ
たりちらつきをなくするために着色した基板を用いたり
、画像の＝ａｔ妨げない程度の微小凹凸をつけることも
可能である。

菰だ使用される基板の形状は必ずしも平板である必要は
なく、例えばＣＲＴのような曲面の表示装置に装着され
る場合はこれに適合する曲面の基板を使用するのが好ま
しい場合もある。

このガラス基板上に適用される透明♂電膜はこれまでそ
の名の下に知られている各柾材料、すなわち金、限、パ
ラジウムなどの金屈薄膜、導電性を有する無機酸化物コ
膜などを用いることができるがとくに酸化インジウムＺ
Ｉａ化ずず系薄膜（［Ｔｏと略称する）が有用である。

これらの薄膜は要求される入力磯構によって異なるが該
当するガラス基板の全面もしくは入力位置がブロック化
されているパターン状に形成される。薄１＋！；Ｉ　ｆ
７）　／ｉ９ざは要求される導電性および透明性によっ
て選択されるが好ましくは１００ｍ〜３００　ｒｖであ
る。

かかる薄膜の形成にあたっては真空蒸着法、スパッタリ
ング法その他の物理的気相法や該当する金工のハロゲン
化物、有別系誘導体の化学的気相法や場合により液相か
らの薄膜形成法が適宜用いられる。かかる薄膜形成にあ
たっての各柾化学的、物理的なガラス表面の処理、ガラ
スの表面改質は必要に応じ行なうことができる。

透明導電膜をその表面に形成したガラスＤ板の上に形成
するべき誘電体液Ｐａとしては特許請求の範囲記載の化
合物ないしはその加水分解物がら成る被ＩＩりが適用で
きるがこれらの化合物の例としてはメチルシリケート、
エチルシリケート、ｎ−プロピルシリケート、１−プロ
ピルシリケート、ｎ−ブチルシリケート、５ｅｃ−ブチ
ルシリケートおよびし−ブチルシリケートなどのテトラ
アルコキシシラン類、メチルトリメ１〜キシシラン、メ
チルトリアルコキシシラン、メチル１−リメトキシエト
キシシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリ
ブトキシシラン、エチルトリメトキシシランエチルトリ
エトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシエトキシシラン、フェニルトリメトキシ
シラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ７
セトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−クロ
ロプロピルトリアセトキシシラン、３．３．３−トリフ
ロロプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロビルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロビル
トリエトキシシラン、γ−（β−グリシドキシエトキシ
）プロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキ
シシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、β−（
３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシ
シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−７ミノブロビルトリメトキシシラン、γ−（
β−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン
、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン キシシランなどのトリアルコキシシラン、トリアルコキ
シアルコキシシラン、ないしはトリアジルオキシシラン
類およびジメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジェトキシシラン、フェニル
メチルジェトキシシラン、γーグリシドキシプロビルメ
チルジメトキシシラン、γーグリシドキシプロビルメチ
ルジェトキシシラン、γーグリシドキシプロビルフェニ
ルジメトキシシラン、Ｔ−グリシドキシプロごルフェニ
ルジエトキシシラン，γークロロプロピルメチルジメト
キシシラン、Ｔ−クロロプロピルメチルジェトキシシラ
ン、ジメチルジアセトキシシラン、メチルビニルジメト
キシシラン、メチルビニルジアセトキシシラン、γーメ
タクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、５γ
−メタクリルオキシプロピルメチルジェトキシシランな
どのジアルコキシシランないしはジアシルオキシシラン
が挙げられる。これらは単独またはｍａａ用いることが
できるし、複数秤を共加水分解することでオリゴマを作
成した後被膜の形成に供することもできる。これらの化
合物はそれ自体でも使用できるが好ましくは加水分解す
ることにより塗布後の被膜形成性を向上させることがで
きる。

加水分解物を装造することは対応する化合物を化学量論
以下ないしはそれ以上の水と氾合潰拝することによって
１５られる。すなわらこれらの化合物を単独または２種
以上組み合わせて無溶剤または適当な溶剤の存在下で水
を添加して行なわれる。

この場合塩酸などの酸を坐位併用すると加水分解が効果
的に進行することが多い。この際通常加水分解中に１部
生成したシラノールの縮合が起こることがあるが茗しい
増砧ゲル化に至らない限りとくにざしつかえない。加熱
はとくに必要ないが場合により適用する方が反応が早い
場合もある。

またとくに発熱が著しい場合は冷却しつつ加水分解を行
なうことが好ましいこともある。これらの化合物ないし
はそれらの加水分解物はそのまま適用することができる
が被膜形成のために要求される各種作業特性、被膜とし
て要求される各種物性からその他の各種１カ質を併用す
ることができる。

これらの化合物から被膜を形成するにはこれらの化合物
を含有する組成物を塗布後、加熱により乾燥硬化させる
。この際塗布に必たっては水その他の有０Ｉ溶剤で希釈
して用いることもできる。

塗布法は公知の各種方式！ことえば浸漬コート、スプレ
ーコート、スピンコード、カーテンフローコートなどが
適用できる。

塗布後溶剤を除去すると同時に加熱硬化する。

硬化温度は選択される化合物、作業条件によっても異な
るが５０〜３００℃、好ましくは６０〜２５０″Ｃが用
いられる。これより低温度では硬化が不十分であり、ｇ
　４度ではクラック、被膜の分解などの不都合が生ずる
。

ざらに被膜形式組成物中に物性改良の目的で各種の物質
が直入可能である。これらの中には硬化触媒、硬化剤、
変性用樹脂、微粒子状酸化物などが好ましく用いられる
。硬化剤、硬化触媒としてはこれまでシラノール化合物
ないしは特許請求の範囲中に記載された右側官能基と反
応またはそれ、　　らの反応を促進することが知られて
いる各種の化合物が使用可能であり、これらの例として
は次のようなものがある。

触媒としてはシラノールの縮合触媒、ｍ合ｙｍ　Ｉｓ。

とじて知られる各秤化合物（Ｗ、　Ｎｏ１ｌ　、　　’
“Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ　ｏｆ’　　５ｉｌｉｃｏｎｅｓ　”　、Ａｃａｄｃ
ｍｉｃ　ｐｒｅｓｓ　　（１９６８）　＃Ｊ照）すなわ
らルイス止、ルイス塩基を含む酸、塩およびこれらから
形成される１５５性または中性塩、各種金属のフルコキ
シド、キレート化合物、とくにアセチルアセトナート、
Ｎ−Ｈ，Ｎ−Ｃ，Ｎ−ＣおよびまたはＮＥＣ結合を含む
有は化合物が挙げられる。この他エポキシ基を官（１’
Ｑ基として有するシランに必ってはエポキシ樹脂の硬化
剤として知られる化合物（ト１．　Ｌｅｅ、　Ｋ、　Ｎ
ｅｖｉｌｌｅ、　　”Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｒ　ｅｐｏ
ｘｙ　ｒｅｓｉｎｓ　”　、　Ｍｅ　Ｑｒａｗ　Ｈｉｌ
ｌ（１９６７＞、参照） すなわち上記シラノール用ｙ／Ｊ！媒を正視しないもの
として配無水物、多官Ｏｅチオール、などが挙げられる
。

これらのうちとくに好ましいものとしては有はカルボン
酸のアルカリ金属塩、アルミニウムキレート化合物、イ
ミダゾール化合物、などの含窒素系化合物ジチオ酸など
の含イオウ系化合物などがある。

さらに炭素−炭素不飽和結合を有するシランに必っては
７ゾ系、過酸化物系のラジカル囲始剤を用いるともでき
る。

変性用樹脂としては形成される被膜の透明性を損わない
程度の相溶性を有するものであれば何でも良いのである
がとくにアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリビニルアル
コール樹脂、誠維素系樹脂などが好ましい。とくにこれ
らの中でもＨ許請求の範囲に述べたケイ素化合物と反応
し得る官能基、例えば水酸基、メチロール基、エポキシ
基を有ずさらに被膜の硬度向上に好ましい配合物として
微粒子状酸化物がある。

微粒子状の酸化物とは被膜としての透明性を失わない粒
子径に分散された化合物を指す。これらの例としては酸
化チタン、醇化ジルコニウムのゾル体が有効であるがと
くに平均粒子径５〜２００ｎｍのシリカ微粒子（コロイ
ダルシリカ）が有効である。これは粉末状または溶剤中
にコロイド状に分散さた形で供されるものであり、他の
塗膜形成成分を含む溶液中に容易に分散されるものであ
る。

また分散性を向上させる意味で表面処理ないしは表面被
覆したシリカ微粒子もこれに含めることができる。これ
らの微粒子状醇化物は被膜形成侵も透明性を失うもので
あってはならない。

これらの配合物の使用によって被膜は所望の硬度、耐久
性の伯に付着性、耐汚染性、耐薬品性の向上が見られ、
さらに帯電防止性、防公性、印刷性などを付与すること
もできる。さらにエポキシシランを含有するものにあっ
ては染色性を付与することができ１、捺染、浸染、各種
の方法で着色、模様付けを行なうこともできる。

上記配合物は被膜形成成分中徽粒子状醇化力は７０ｍｍ
％以下、その他は４０瓜足％以下で使用されるべきであ
り、この限度を越えると微粒子状酸化物にあってはクラ
ックの発生、その他の成分では硬度の低下を生ずる。

またその他の添加剤としては塗布段階での塗膜の流動性
を調節して表面平滑性２増し、かつ表面の摩擦係数を減
少Ｔるために各種の界面活性剤が有効である。ざらに紫
外線吸収剤、大酸化剤、発泡防止剤、粘度調節剤などが
随時使用できる。

得られた被膜の比誘導率は入力装置として使用される場
合の方式、検出感度、閉度などによっても異なり、かつ
所要とされる膜淳によっても異なるが２〜５０好ましく
は２〜１５のものが使用される。

〔実施ＦＡ） 以下実施例をψげて本発明をざらに詳しく説明する。

実施例１ （１）　　被覆組成物の調製 （ａ）　　７−ゲリシドキシブロビルトリメトキシシラ
ン加水分解物の調製 Ｔ−グリシドキシプロビル１−リメトキシシラン６３．
６ｇをビーカー中に入れ、マグネチックスクーラーで攪
拌し、つつ、１０±２℃で０．０１Ｎ−塩酸水溶液１４
．６０を滴下温合して、加水分解物を得た。

（ｂ）　　□□□料の調製 前記シラン加水分解物にエポキシ砺脂（゛デナコールＥ
ｘ−３２０”、長瀬産業（株）製品）３０ｑ、シアヒド
ンアルコール２６．３Ｑ、ベンジルアルコ−ルミ３．ｉ
Ｑ、メタノール１１１．２９、シリコーン系界面活性剤
０．４Ｃｌ、アルミニウムアセチルアセトネート３．８
ｇをそれぞれ屓拌しながら至温下で添加皿合し？＋２覆
組成物を４！７だ。

（２）　　塗布およびキュア 萌項被旧組成物を用いてＩＴＯ膜をつけた透明導電性ガ
ラス基板に浸漬法（引ぎ上げ速度１０ｃ＋ｎ／分）で塗
布し、９０℃の熱圧乾燥じスで４時間加熱キュアした。

（３）試験結果 ）ｑられた被覆透明導電性パネルの性能試論のために次
のテストを行なった。

（ａ）　　スチールウール硬度 ａｏｏｏｏのスチールウールで塗布をこすり、（具のつ
き具合を目視により以下の３段階に分けて判定した。

Ａ・・・・・・まったり（口がつかない。

Ｂ・・・・・・わずかに傷あとがみとめられる。

Ｃ・・・・・・通常の有ｄプラスチックと同程度の全面
すり傷あとがつく。

（ｂ）　　付着性 ゴバン目、セロテープ剥離試験。

１００個のゴバン目中付岩残存しているゴバン目の数で
表示する。

（Ｃ）　　透明性 ＩＴＯ蒸着部の全光線透過率（％）を測定した。

試験結果は第１表に示す。

実施例２ 実施例１の（１）、（ａ）項のシラン加水分解物にエポ
キシ樹脂（゛デナコールＥｘ−３２０”）３０ｇ、シア
ヒドンアルコール５２．５Ｑ、ベンジルアルコール２６
．３１；ｌ、メタノール８０．６９１メタノ一ル分散コ
ロイド状シリカ２５０．０ＣＩ、シリコーン系界面活性
剤０．８Ｑ、アルミニウムアセチルアセトネート７．６
９をそれぞれ攪拌しなから空Ｑ下で添加混合し被覆組成
物を得た。

なお塗布とキュアは実施例１と同様にして行なった。、
試験結果を第１表に示す。

実力恒例３ γ−グリシドキシプロビルメチルジェトキシシラン８９
．８Ｃｌ、メタノール分散コロイド状シリカ３２０．８
ｇ、エポキシ樹脂（゛デナコールＥλ−９２１”　、長
瀬産業（株）製品＞１５．８ｇ、アルミニウムアセチル
アセトネート５．３ｇ、硝酸アンモニウム０．０３２ｏ
、アセチルアセトン１０；５ＱをそれぞれｌＩ２捧しな
がら至温下で添加混合し被覆組成物を（ｑた。

なｆ３塗布は実施例１と同様であるがキュアを１６０’
Ｃ／６０分とした。試験結果を第１表に示す。

比較例１ （１）　　被覆組成物の調製 アクリル系共重合体ワニス（゛コータツクスＳＡ　−１
０５”東しく株）￥Ｊ品、固形分５０％）３１．８Ｑ、
ブチル化メチロールメラミン８ＩＩｌ旨（゛スーパーベ
ッカミンＧ−８２１”大日本インキ化学工業（株）製品
、固形分６０％）７．６Ｑ、ビスフェノールＡＷエポキ
シ樹脂（゛エピコート１００１　”シェル化学（株）製
品）４．５０をｎ−ブタノール／キシレン混合（３０／
７０１ｍ比）溶媒にｄ解したワニス（固形分５０％）を
ざらにキシレン、セロソルブアセテートの等ｍ混合Ｍ媒
で希釈し固形分２５％の被覆組成物を得た。

（２）　　塗布およびキュア 前項被覆組成物を用いてＩＴＯ膜を付けた透明導電性ガ
ラス基板に浸漬法く引き上げ速度１０ｃｍＺ分）で痘布
し、１６０“Ｃの熱凪乾燥殿で１時間加熱キュアした。

試験結果を第１表に示す。

第　　１　　表 実施例の結果本発明の被膜を有する透明心電パネルが十
分な耐すりイロ性と透明性を兼備していることがわかる
。

〔発明の効果〕

本発明による；２明導電パネルはその製造が簡便であり
かつ膜厚すなわち電電容量が均一でその入力位置の検出
が容易である。かつ高硬度であるために導電膜の保護効
果もあって信頼性の高いものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ガラス基板上の全面もしくはその１部に透明導電性を有
   する層を設けかつその上に下記一般式で表わされる化合
   物または加水分解物の少なくとも１種から得られる被膜
   を設けてなる被覆透明導電パネル。 Ｒ＾１＿ａＲ＾２＿ｂＳｉ（ＯＲ＾３）＿４＿−＿（＿
   ａ＿＋＿ｂ＿）ここでＲ＾１、Ｒ＾２はＣ＿１〜Ｃ＿１
   ＿０のアルキル、アリール、ハロゲン化アルキル、ハロ
   ゲン化アリール、アルケニルまたはエポキシ基、（メタ
   ）アクリルオキシ基、アミノ基、メルカプト基もしくは
   シアノ基を有する有機基であって炭素−ケイ素結合でＳ
   ｉに結合されているものであり、Ｒ＾３はＣ＿１〜Ｃ＿
   ６のアルキル基、アルコキシアルキル基またはアシル基
   であり、ａおよびｂは０、１または２でかつａ＋ｂは０
   、１または２である。