JPWO2009025085A1 - 透明タッチパネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ペン入力に対してもリニアリティを長期間維持できるタッチパネルを提供する。【解決手段】透明タッチパネルは、下部透明基板と、下部透明基板上方に形成され、直交する対向辺を有する下部透明抵抗膜と、下部透明基板上方に対向配置され、可撓性を有する上部透明基板と、上部透明基板下面上に形成され、直交する対向辺と平行な対向辺を有する上部透明抵抗膜と、上部透明抵抗膜端部と下部透明基板との間に配置された積層壁と、上部透明基板と積層壁の間に配置され、積層壁より内側の上部透明抵抗膜上に延在し、積層壁内側端から第１の幅を有する一定膜厚領域と、一定膜厚領域より内側で、内側端から外側に向かって厚さがほぼ０から徐々に増大し、一定膜厚領域まで達する勾配領域とを有する絶縁保護膜と、を有し、絶縁保護膜が押圧力に対して弾性を変化させる片持ち梁構造を構成する。

Description

本発明は、透明タッチパネルとその製造方法に関し、特に位置検出のリニアリティを向上した透明タッチパネルとその製造方法に関する。

液晶表示装置等の表示装置全面に、タッチパネルを重ねて配置し、指やペン等でタッチすることで位置を指定することが広く行なわれている。抵抗膜を対向配置したアナログ抵抗膜方式のタッチパネルが広く用いられている。高分解能、高精度の表示画面にペンでタッチする場合、タッチ位置の検出も高精度であることが要求される。

図１２は、アナログ抵抗膜方式の透明タッチパネルの構成例を示す。ガラス板などの透明な絶縁基材１０１の上面にインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）等からなる透明な抵抗膜１０２および銀ペースト等からなる平行な一対の電極１０３を形成した下部抵抗１０４と、ポリエステルフィルムなどの透明な可撓性絶縁基材１０５の下面に前記と同様の抵抗膜１０６および電極１０７を形成した上部抵抗１０８とを、抵抗膜１０２，１０６間にドット状などのスペーサ１０９を介在させ、下部抵抗１０４の電極１０３方向と上部抵抗１０８の電極１０７方向が直交するように重ね合わせ、周縁部を両面テープなどの接着層１１０で接着する。なお、電極１０３，１０７と外部端子との接続は、通常、下部抵抗１０４または／および上部抵抗１０８に引き回し配線１１１を設けることなどで行う。

図１３は、透明タッチパネルのタッチ位置検出原理を示す。上部抵抗１０８上から任意の点Ｐを指やペンなどで押圧して両抵抗膜１０６，１０２の点Ｐの箇所を点接触させる。上部抵抗１０８に電圧を印加しかつ下部抵抗１０４には電圧を印加しないと、上部抵抗１０８の抵抗膜１０６にはｘ軸方向に電位勾配が生じ、上部抵抗１０８の抵抗膜１０６上の点Ｐに分圧された電圧ｅ_ｘが生じ、この電圧ｅ_ｘは下部抵抗１０４の分圧出力端１１２から検出される。

点Ｐの座標を（ｘ，ｙ）、上部抵抗１０８の電極１０７間の距離をＬ₁、電極１０７間の電圧をＥとすると、ｅ_ｘ／Ｅ＝ｘ／Ｌ₁という関係により、電圧ｅ_ｘから点Ｐのｘ座標を求めることができる。また、下部抵抗１０４に電圧を印加し、上部抵抗１０８には電圧を印加しないと、下部抵抗１０４の抵抗膜１０２上の点Ｐに分圧された電圧ｅ_ｙが生じ、この電圧ｅ_ｙは、上部抵抗１０８の分圧出力端１１３から検出される。下部抵抗１０４の電極１０３間の距離をＬ₂、電極１０３間の電圧をＥとすると、ｅ_ｙ／Ｅ＝ｙ／Ｌ₂という関係により、電圧ｅ_ｙから点Ｐのｙ座標を求めることができる。

両面テープは表示装置の額縁領域に配置され、枠に隠されるが、枠を押した時に上部抵抗が下部抵抗に接して誤入力を行なうことがある。誤入力を防止するため、両面テープ内側に絶縁層を配置することも知られている。

特開平８−２４１６４６号は、両面テープなどの接着層の内側に隣接する枠状領域に内側に向けて厚さが薄くなる絶縁層を配置することを提案する。均一な厚さの絶縁膜を配置すると、絶縁膜近傍をペン等で摺動すると、抵抗膜が絶縁膜内側角部により局部的に強い圧力を加えられることにより傷つき導電性や均一性を損なうと指摘し、絶縁膜の厚さが内側に向けて薄くなると、絶縁膜の内側角部によって局部的に強い圧力を加えられないので上部抵抗膜が傷つかないと記載する。

特開平８−２４１６４６号公報 従来は表示装置の額縁近傍の上部に筐体を設けることにより、額縁近傍はペン入力が出来ないように保護をする構造であった。最近は機器薄型化のために上部筐体をなくしてタッチパネル全体を表面に出す構造が採用されるようになった。この場合、上部抵抗、下部抵抗をそれぞれ絶縁レジスト膜で覆って絶縁性を確保し、絶縁レジスト膜上に粘着層を形成して両部材を貼り合わせる。

動作領域周縁部上面上に筐体を持たないタッチパネルにおいて、ペン入力に対する耐性が要求されている。

本発明の目的は、ペン入力に対してもリニアリティを長期間維持できるタッチパネルを提供することである。

本発明の１観点によれば、下部透明基板と、前記下部透明基板上方に形成され、直交する対向辺を有する下部透明抵抗膜と、前記下部透明基板上方に対向配置され、可撓性を有する上部透明基板と、前記上部透明基板下面上に形成され、前記直交する対向辺と平行な対向辺を有する上部透明抵抗膜と、前記上部透明抵抗膜端部と前記下部透明基板との間に配置された積層壁と、前記上部透明基板と前記積層壁の間に配置され、前記積層壁より内側の前記上部透明抵抗膜上に延在し、前記積層壁内側端から第１の幅を有する一定膜厚領域と、前記一定膜厚領域より内側で、内側端から外側に向かって厚さがほぼ０から徐々に増大し、前記一定膜厚領域まで達する勾配領域とを有する絶縁保護膜とを有し、前記絶縁保護膜が押圧力に対して弾性を変化させる片持ち梁構造を構成する透明タッチパネルが提供される。

図１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、例１による上側基板、下側基板、貼り合わせ後の透明タッチパネルの構成を概略的に示す断面図である。 透明タッチパネルの使用時の状態を概略的に示す断面図である。 本発明者の提案する透明タッチパネルの基本的構成を示す断面図である。 図４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、例３による上側基板、下側基板、貼り合わせ後の透明タッチパネルの構成を概略的に示す断面図である。 例５による透明タッチパネルの構成を示す断面図である。 例６による透明タッチパネルの構成を示す断面図である。 例７による透明タッチパネルの構成を示す断面図である。 例８による透明タッチパネルの構成を示す平面図である。 各例の構成の特徴をまとめた表１である。 各例の評価試験１の結果をまとめた表２である。 各例の評価試験２の結果をまとめた表３である。 公知の透明タッチパネルの構成要素を分解して示す斜視図である。 位置検出の原理を示す斜視図である。 タッチパネルの変形例を示す断面図である。

本発明者は、まずタッチパネルの特性の解析を行なった。まず、公知構造に基づき、例１のサンプルを作成し、その曲げ耐久性を測定した。

例１
図１Ａに示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムで形成された透明基板１の一方の表面上に結晶性ＩＴＯ膜（インジウム錫酸化膜）で形成された透明抵抗膜２を形成した透明基板（日東電工製エレクリスタフィルム）を上部基板として使用した。透明基板１は、厚さ２００μｍの可撓性を有するＰＥＴフィルムである。透明抵抗膜２の厚さは約０．２μｍ、抵抗率は３００Ω／□である。パネル当たりの上部基板の面積は、９０ｍｍ×４５ｍｍである。

以下、透明基板１を上部透明基板、透明抵抗膜２を上部透明抵抗膜と呼ぶ。マスクを用いたウェットエッチングにより上部透明抵抗膜２を、７０ｍｍ×４０ｍｍの直交する対向辺を有する矩形状にパターニングした。上部透明抵抗膜２の中央部が以下に述べる下部透明抵抗膜と対向し、動作領域を構成する。矩形状透明抵抗膜２の一対の対向短辺に隣接する端部上に、動作領域から１．５ｍｍ離して、Ａｇペーストを幅１．５ｍｍでスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて、厚さ約１０μｍの上部電極３を形成した。なお、引き出し配線も同時に形成した。上部電極３外側から、上部電極３を覆い、上部電極３の内側端１６から内側に０．２ｍｍ張り出す位置まで、伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が２５％である東洋紡製ポリエステルスクリーンインクを２００メッシュのスクリーン版を使用してスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて、膜厚約１５ｕｍの上部絶縁レジスト膜４を形成した。

この状態で観察すると、上部絶縁レジスト膜４は、内側端で厚さがほぼ０であり、内側端から外側に向かって段差が少なくほぼ均一な傾斜角を形成して徐々に厚さが厚くなり、幅８０μｍの範囲で平均勾配１０度の傾斜面を形成していた。この領域を勾配領域ないし傾斜領域と呼ぶ。勾配領域ないし傾斜領域の外側には膜厚１５μｍの一定膜厚領域が存在する。

粘着層５を絶縁レジスト膜４内側端より０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ外側から外周までスクリーン印刷し、乾燥させた。乾燥後の粘着層の厚さは２５μｍであった。

図１Ｂに示すように、厚さ０．７ｍｍのガラス板である下部透明基板７に下部透明抵抗膜６である結晶性ＩＴＯ膜を厚さ０．２μｍスパッタ法により成膜した。マスクを用いたウェットエッチングにより下部透明抵抗膜６を直交する対向辺を有する矩形状にパターニングした。電極を形成すべき領域を除き、矩形状下部透明抵抗膜６上に、絶縁性紫外線硬化樹脂をドット状にスクリーン印刷し、ＵＶ硬化させて、誤入力防止用のドットスペーサ１９を形成した。ドットスペーサは、典型的には直径４０μｍ、高さ７μｍの半球状であり、ピッチ１ｍｍ程度の密度で形成する。矩形状下部透明抵抗膜６の一対の対向長辺に隣接する端部上に幅１．５ｍｍでＡｇペーストをスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて、厚さ１０μｍの下部電極１１を形成した。下部電極１１を覆い、電極内側に０．２ｍｍ程度張り出す位置まで、東洋紡製ポリエステルスクリーンインクをスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて厚さ１５μｍの下部絶縁レジスト膜１８を形成した。

下部絶縁レジスト膜１８は、内側端で厚さがほぼ０で、外側に向かって段差が少なくほぼ均一な傾斜を形成して徐々に厚さが厚くなり、幅８０μｍの範囲で平均勾配１０度の傾斜面を形成していた。

図１Ｃに示すように、上下透明抵抗膜２，６を対向させ、上部電極３と下部電極１１が直交するように上部基板と下部基板を位置あわせし、異方導電フィルムを端部両面に貼ったＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を上下基板間に挿入して、熱圧着を行った。この様にして、アナログ型透明タッチパネルを作成した。上部透明抵抗膜２と下部透明抵抗膜６が対向する領域が動作領域９を構成する。

上部電極３、上部絶縁レジスト膜４、粘着層５、下部絶縁レジスト膜１８の積層が、上部抵抗膜２を支持する積層壁ＬＷを構成し、段差を画定している。上下絶縁レジスト膜４，１８は、上下透明抵抗膜２，６、上下電極３，１１間の絶縁の機能を果たし、パネル寸法にもよるが、一般的に上下各層の厚さは１０μｍ〜２０μｍである。

使用の際には、上部透明基板１の上面にペン１２を押し当て、上部透明基板１、上部透明抵抗膜２を押し下げ、上部抵抗膜２を下部抵抗膜６に接触させて、位置を指定する。この時の上部抵抗膜２の曲げ耐久性が問題となる。

図２は、ペン１２が積層壁ＬＷ近傍を押し下げた時の状態を示す。使用者は、上部透明基板１上面の操作面をペン１２で押圧する。動作領域９内においては、ペン１２下方の上部透明抵抗膜２は、下部透明抵抗膜６に当接するまで押し下げられる。上部透明抵抗膜２は、積層壁ＬＷの角から下方に曲げられ、ペン１２の下方で曲げ方向を反転する。

動作領域９が、積層型壁ＬＷから例えば１．５ｍｍ離れていても、ペン１２を動作領域９より外側まで摺動することは避けがたい。積層壁ＬＷ上の上部透明抵抗膜２は高さが固定されているので、ペン１２が積層壁ＬＷ上方を押し下げようとしても上部抵抗膜２は曲がらない。ペン１２の先端が動作領域９と積層壁ＬＷの間の領域を押し下げると、抵抗膜は急角度で曲がることになる。ペン１２が積層壁ＬＷに近付く程、曲げの程度は急となる。急角度の曲げは、抵抗膜にクラックなどを生じさせ、局所的な抵抗率増大の原因となるであろう。

タッチパネルにおいては、抵抗のリニアリティが求められ、規格として、
｛（測定電圧Ｅｘ（ｙ）ｍ−理論電圧Ｅｘ（ｙ）ｔ）／電極間電圧Ｅ｝＊１００（％）
として定義されるリニアリティ値が１．５％以下であることが要求される。

曲げ耐久性を試験するため、上部電極３の内側端１６より１．５ｍｍ（評価試験１）および１．０ｍｍ（評価試験２）内側を上部電極３に平行方向に長さ３０ｍｍに亘って、先端０．８ｍｍのＰＯＭペンにて荷重４．９Ｎ（５００ｇｆ）で摺動テストを行った。

評価試験１においては摺動回数１００００でリニアリティ値が５．６％に達した。評価試験２においては摺動回数１００でリニアリティ値が３．５％に達した。実用に耐える曲げ耐久性とは言えない。

本発明者は、積層壁の角で上部透明抵抗膜が急角度に曲げられるのを抑制するよう、上部透明抵抗膜を下側から支持する片持ち梁構造の絶縁保護膜を積層壁構造から動作領域に向かって内側に延在させることを考えた。片持ち梁構造の絶縁保護膜として、絶縁レジスト膜を内側に延長した例２のサンプルを作成し、特性を調べた。

例２
例１と異なる点は、上部絶縁レジスト膜４を、図１Ａ中破線で示すように、上部電極３の内側端１６より内側１．３ｍｍの位置まで形成したことである。形成された上部絶縁レジスト膜４は、一定膜厚領域の厚さが約１５μｍで、内側端で厚さがほぼ０で、外側に向かって段差が少なくほぼ均一な傾斜角を形成して徐々に厚さが厚くなり、幅８０μｍの勾配領域で平均勾配１０度の傾斜面を形成していた。

例１同様に、曲げ耐久性に対する評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００でリニアリティ値が４．８％に達した。評価試験２においては、摺動回数１００でリニアリティ値が２．７％に達した。例１と比べると、曲げ耐久性は改善されている。片持ち梁構造の有効性を示唆すると考えられる。但し、未だ実用に耐える曲げ耐久性とは言えない。

本発明者は、上部絶縁レジスト膜４を動作領域に向かって延在させると、積層壁ＬＷ角における上部透明抵抗膜２の急角度の曲げは緩和されるが、上部絶縁レジスト膜４の柔軟性は十分でなく、内側端において上部透明抵抗膜の急角度の曲げを許容するのではないかと考えた。力Ｆに対する梁先端の変位ΔｚをＦ＝ｃ＊Δｚと表わすと、梁の弾性係数ｃが強すぎると考えられる。一定膜厚領域の膜厚が厚すぎ、勾配領域の勾配が大きすぎると考えられる。一定膜厚部の膜厚を小さくし、勾配領域の勾配を小さくすることが考えられる。一定膜厚部をより柔軟にし、さらに内側端部により柔軟で押圧力に応じて弾性を変化させる片持ち梁構造を上部透明抵抗膜下面上に形成し、上部透明抵抗膜を下側から柔軟に支持することが考えられる。材料として絶縁レジストと同種類の材料を用いても、通常の上部絶縁レジスト膜の厚さよりも薄くすれば、内側端の勾配部の角度が小さくなり、より柔軟な片持ち梁構造を形成できるであろう。絶縁性が不足する場合は、絶縁保護膜の上に補助的絶縁レジスト膜を積層すればよい。上部透明抵抗膜を可撓性を有する上部透明基板と片持ち梁構造がサンドイッチすることにより、上部透明抵抗膜のクラック発生も抑制されよう。

図３に、基本構成を示す。上部透明基板１下面上に上部透明抵抗膜２が形成され、その端部上に上部電極３が形成されている。絶縁保護膜１０は外側から上部電極３を覆い、さらに内側に延在し、上部透明抵抗膜３の下面上ある幅で形成される。絶縁保護膜１０は上部電極３の内側端１６から内側に幅ｄ１で形成される。内側端１７から外側に幅ｄ２の領域は厚さが徐々に増大する勾配ないし傾斜領域となる。絶縁保護膜１０の下面上に、上部電極３を覆うように上部絶縁レジスト膜４、粘着層５、下部絶縁レジスト膜１８が積層配置され、積層壁ＬＷを形成し、下部透明基板７に達する。

上部電極３の内側端１６から積層壁ＬＷの内側壁面までの距離をｄ３とすると、絶縁保護膜１０が積層壁ＬＷより内側に張り出す幅ｄ４は、ｄ４＝ｄ１−ｄ３となる。片持ち梁構造の梁部分の長さに相当する。張り出し幅ｄ４のうち、勾配ないし傾斜領域の幅ｄ２を除いた幅、ｄ４−ｄ２＝ｄ５が一定厚さ領域であり、一定の弾性係数を有する板バネに近似されよう。先端の幅ｄ２の勾配ないし傾斜領域は小さい傾斜角度を有し、内側先端はバネ力が弱く、容易にしなりを許す。内側先端から外側に向かって、次第にバネ力が強くなる。

絶縁保護膜１０の内側端近傍に上方から押圧力を印加すると、まず絶縁保護膜の勾配領域内側先端が曲がりだし、次第に外側部分も曲げられる。上部透明抵抗膜２は滑らかな曲線を形成して下部透明抵抗膜に達することが期待される。積層壁ＬＷは、上部透明保護膜２を下方から支持し、高さが変わらないようにする構造であり、必要に応じて上部電極３、絶縁保護膜１０を含めてもよい。なお、上部絶縁レジスト膜４は、積層壁ＬＷとして必ずしも必須の構成要件ではない。

絶縁保護膜１０の勾配ないし傾斜領域ｄ２のバネ特性は、勾配角度によって変化する。絶縁保護膜１０は、スクリーン印刷やインクジェット印刷で形成することができる。スクリーン印刷はスクリーン版上にインクを載せ、スキージでインクをスクリーン版下方に押し出して印刷する。押し出されたインクの一部がスクリーン版に残るため印刷端部のインク量が少なくなり、完成した印刷の端面から内部に向かって徐々に印刷膜厚が厚くなり、一定距離以降は均一の膜厚になる。この印刷面の厚さの変化はスキージの動作方向により変化が生じる。一定の勾配を安定して形成するため、スキージの動作方向に平行に勾配領域が生じるようにした。勾配領域の勾配角度、幅は、スキージ角、スキージ速度、スクリーン版のメッシュ、インク粘度、インクの粘弾性、等の組み合わせにより調整した。勾配領域の幅は約０．１ｍｍに設計した。絶縁保護膜の外周部は、上部電極の大きさより大きく印刷することにより、スクリーン印刷のダレのない、均一膜厚の膜とすることができる。インクジェット印刷の場合は、勾配領域の勾配角度の調整は、印刷回数と印刷ピッチを制御することにより行う。

絶縁保護膜１０の材料として、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコン樹脂などの有機質膜を用いることができる。通常の絶縁保護膜の伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）は、１０％から４０％程度であり、絶遠保護膜の伸び率としては１０％以上が望ましい。また、絶遠保護膜１０は、単層構造でも複数層の積層でもよい。絶遠保護膜は絶縁レジスト膜の役目も兼ねる事ができる。

絶遠保護膜１０は、スクリーン印刷、グラビア印刷、凸版印刷、インクジェット印刷などの各種印刷法により形成できる。マスクなどを用いれば、スパッタ法や蒸着法によって形成することもできる。以上の考察に基づき、上部透明抵抗膜２上に、膜厚を薄く制限し、勾配領域の角度を小さくした絶遠保護膜１０を形成し、その上に上部絶遠レジスト膜４を形成した例３のサンプルを作成した。

例３
図４Ａに示すように、一方の表面上に上部透明抵抗膜２である結晶性ＩＴＯ膜（インジウム錫酸化膜）を形成した上部透明基板１であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム（日東電工製エレクリスタフィルム）を上部基板として使用した。上部透明基板１は厚さ２００μｍの可撓性を有するＰＥＴフィルムである。上部透明抵抗膜２の厚さは約０．２μｍ、抵抗率は３００Ω／□である。パネル当たりの上部基板の面積は、９０ｍｍ×４５ｍｍである。

マスクを用いたウェットエッチングにより上部透明抵抗膜２を、７０ｍｍ×４０ｍｍの直交する対向辺を有する矩形状にパターニングした。矩形状透明抵抗膜２の一対の対向辺（短辺）に隣接する端部上に、動作領域から１．５ｍｍ離して、Ａｇペーストを幅１．５ｍｍでスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて、厚さ１０μｍの上部電極３を形成した。なお、引き出し配線も同時に形成した。

伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が２５％である、セイコウアドバンス製ポリエステルスクリーンインクに専用希釈液３０％を加えた材料を絶縁保護膜原料とする。上部電極３の外側から電極内側端１６より１．３ｍｍ内側までの範囲に、５０８メッシュのスクリーン版を使用して、絶縁保護膜原料をスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて絶縁保護膜１０を形成した。絶縁保護膜１０の一定膜厚領域の膜厚は５μｍ、内側端の厚さはほぼ０であり、外側に向かって段差が少なくほぼ均一な傾斜角を形成して徐々に厚くなる。内側端１７から０．１ｍｍの傾斜領域の平均勾配は３度であった。

伸び率２０％であるポリエステル系絶縁レジスト膜４を、上部電極３内側端１６より０．２ｍｍ内側までスクリーン印刷により塗布し、乾燥硬化させた。絶縁レジスト膜４の一定膜厚領域の膜厚は１５μｍであり、幅８０μｍの勾配領域に形成された傾斜面の平均勾配は１０度であった。粘着層５を絶縁レジスト膜内側端より０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ外側から外周までスクリーン印刷により塗布し、乾燥させた。粘着層５の膜厚は、２５μｍであった。この構成においては、ｄ１＝１．３ｍｍ、ｄ２＝０．１ｍｍ、ｄ３＝０．２ｍｍ、ｄ４＝１．１ｍｍ、ｄ５＝１．０ｍｍである。

図４Ｂに示すように、厚さ０．７ｍｍのガラス板である下部透明基板７に下部透明抵抗膜６である結晶性ＩＴＯ膜を厚さ０．２μｍスパッタ法により成膜した。マスクを用いたウェットエッチングにより下部透明抵抗膜６を矩形状にパターニングした。電極を形成すべき領域を除き、矩形状下部透明抵抗膜６上に、絶縁性紫外線硬化樹脂をドット状にスクリーン印刷し、ＵＶ硬化させて、誤入力防止用のドットスペーサ１９を形成した。ドットスペーサは、典型的には直径４０μｍ、高さ７μｍの半球状であり、ピッチ１ｍｍ程度の密度で形成する。矩形状下部透明抵抗膜６の一対の対向辺（長辺）に隣接する端部上に幅１．５ｍｍでＡｇペーストをスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて、厚さ１０μｍの下部電極１１を形成した。下部電極１１を覆い、電極内側に０．２ｍｍ張り出す位置まで、東洋紡製ポリエステルスクリーンインクをスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて厚さ１５μｍの下部絶縁レジスト膜１８を形成した。

下部絶縁レジスト膜１８は、端部で厚さがほぼ０で、外側に向かって段差が少なくほぼ均一な傾斜を形成して徐々に厚さが厚くなり、幅８０μｍの勾配領域で平均勾配１０度の傾斜面を形成していた。

図４Ｃに示すように、上下透明抵抗膜２，６を対向させ、上部電極３と下部電極１１が直交するように上部基板と下部基板を位置あわせし、異方導電フィルムを端部両面に貼ったＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を上下基板間に挿入して、熱圧着を行った。この様にして、アナログ型透明タッチパネルを作成した。

評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００ではリニアリティ値は製造時同様の０．５％であり、摺動回数１０００００でもリニアリティ値は０．７％であった。評価試験２においては、リニアリティ値は、摺動回数１００では製造時同様の０．５％であり、摺動回数１００００でも０．７％であった。例１と比べると、飛躍的に曲げ耐久性は改善されている。十分実用化に耐える曲げ耐久性である。絶縁保護膜の材料を変え、積層壁から張り出す長さを大幅に短くしたサンプルを作成してみた。

例４
図４Ａに示すように、可撓性を有する上部透明基板１上の上部透明抵抗膜２をパターニングし、その上に、動作領域から１．５ｍｍ離して、上部電極３を形成した。ここまでは例３と同じである。

上部電極３の外側から始まり、上部電極３の内側端面１６より内側０．４ｍｍまでの範囲に、伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が１５％である、アクリル樹脂をスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて絶縁保護膜１０を形成した。絶縁保護膜１０の一定膜厚領域の厚さは５μｍ、内側端１７より０．１ｍｍの勾配領域の平均勾配は３度であった。

絶縁レジスト膜４を上部電極３の内側端面１６より内側０．１ｍｍまでスクリーン印刷により膜厚１４μｍで形成し乾燥硬化させた。さらに粘着層５をスクリーン印刷にて形成し乾燥させた。この構成においては、ｄ１＝０．４ｍｍ、ｄ２＝０．１ｍｍ、ｄ３＝０．１ｍｍ、ｄ４＝０．３ｍｍ、ｄ５＝０．２ｍｍである。

下部透明基板７は、例３と同じである。上部透明基板と下部透明基板を貼りあわせ、熱圧着を行い、アナログ型透明タッチパネルを作成した。

評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００でリニアリティ値は３．６％に達した。評価試験２においては、リニアリティ値は、摺動回数１００で２．１％に達した。例２と較べると、曲げ耐久性は改善されている。絶縁保護膜の一定膜厚領域の膜厚を薄くし、勾配領域の傾斜角度を小さくした効果が見られる。但し、実用には耐えない曲げ耐久性である。一定膜厚領域の積層壁ＬＷからの張出し幅ｄ５が短かく、曲げ耐久性の改善が小さいと考えられる。

例３においては、例１の絶縁レジスト膜４を、絶縁保護膜１０と絶縁レジスト膜４の積層で置換した。厚さを制限した単層構造の絶縁保護膜を用いた場合も調べた。

例５
図５に示すように、例３同様可撓性を有する上部透明基板１上の結晶性ＩＴＯ膜の上部透明抵抗膜２をパターニングし、動作領域から１．５ｍｍ離して、上部電極３を形成した。伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が２５％である、セイコウアドバンス製ポリエステルスクリーンインクに専用希釈液２０％を加えた材料を絶縁保護膜原料とする。上部電極３の外側から電極内側端１６より１．３ｍｍ内側までの範囲に、４２０メッシュのスクリーン版を使用して、絶縁保護膜原料をスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて絶縁保護膜１０を形成した。絶縁保護膜１０の一定膜厚領域の膜厚は１０μｍ、内側端１７から０．１ｍｍまでの勾配領域の平均勾配は６度であった。絶縁レジスト膜４は形成せず、絶縁保護膜１０の上に粘着層５をスクリーン印刷にて形成し、乾燥させた。

下部透明基板７は例３と同様である。上下透明抵抗膜２，６を対向させ、上部電極３と下部電極１１が直交するように上部基板と下部基板を位置あわせし、異方導電フィルムを端部両面に貼ったＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を上下基板間に挿入して、熱圧着を行った。この様にして、アナログ型透明タッチパネルを作成した。

評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００ではリニアリティ値は製造時同様の０．５％であり、摺動回数１０００００でもリニアリティ値は０．８％であった。評価試験２においては、リニアリティ値は、摺動回数１００では製造時同様の０．５％であり、摺動回数１００００でも０．８％であった。例３と比べて、若干曲げ耐久性が低下しているが、ほぼ同等の曲げ耐久性が得られた。絶縁保護膜原料は上記のものに限らない。絶縁保護膜原料を変えたサンプルも作成した。

例６
図６に示すように、例３同様に、可撓性を有する上部透明基板１上の上部透明抵抗膜２をパターニングし、その上に上部電極３を形成した。

伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が３０％である、十条ケミカル製ウレタン系スクリーンインクに専用希釈液２５％を加えた材料を絶縁保護膜原料とする。上部電極３の外側から電極内側端１６より１．３ｍｍ内側までの範囲に、４６０メッシュのスクリーン版を使用して、絶縁保護膜原料をスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて絶縁保護膜１０を形成した。絶縁保護膜１０の一定膜厚領域の膜厚は約５μｍ、内側端１７から０．１ｍｍまでの勾配領域の平均勾配は３度であった。例３同様に、絶縁保護膜１０上に、厚さ１５μｍの絶縁レジスト膜４、粘着層５を形成した。この構成においては、ｄ１＝１．３ｍｍ、ｄ２＝０．１ｍｍ、ｄ３＝０．２ｍｍ、ｄ４＝１．１ｍｍ、ｄ５＝１．０ｍｍである。

下部透明基板７は例３同様である。上記上部透明基板と下部透明基板を貼りあわせ、熱圧着を行い、基礎アナログ型透明タッチパネルを作成した。

最表面にハードコートが付き、裏面額縁部にグラフィック印刷がなされている厚みが１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム２０を粘着層２１を介して上部透明基板１上面全面に貼り付けた。加飾付きアナログ型透明タッチパネルとなる。

この構成は、例３の応用例であり、上面外周部に筐体がないタッチパネルとして実用化される構成である。タッチパネルの動作領域外の領域をグラフィック印刷で覆い、下部の構造が見えにくくなっている。

評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００ではリニアリティ値は製造時同様の０．５％であり、摺動回数１０００００でもリニアリティ値は０．８％であった。評価試験２においては、リニアリティ値は、摺動回数１００では製造時同様の０．５％であり、摺動回数１００００でも０．８％であった。例３と比べて、若干曲げ耐久性が低下しているが、例５同等の曲げ耐久性が得られた。曲げ耐久性の若干の劣化は、絶遠保護膜の材料の差に起因すると考えられる。

例７
図７に示すように、可撓性を有する上部透明基板２３として（１／４）λ位相差ノルボルネン樹脂を採用した。上部透明基板２３上に、透明抵抗膜である非晶質ＩＴＯ膜（インジウム錫酸化膜）をスパッタ法により成膜し、パターニングを行なって、矩形状の透明抵抗膜２を作成した。矩形状透明抵抗膜２の一対の対向辺（短辺）に隣接する端部上にＡｇペーストを幅１．５ｍｍでスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて、厚さ約１０μｍの上部電極３を形成した。

セイコウアドバンス製ポリエステルスクリーンインクに専用希釈液２５％を加えた材料を絶縁保護膜原料とする。上部電極３の外側から電極内側端１６より１．３ｍｍ内側までの範囲に、４２０メッシュのスクリーン版を使用して、絶縁保護膜原料をスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて絶縁保護膜１０を形成した。絶縁保護膜１０の一定膜厚領域の膜厚は９μｍ、内側端１７から０．１ｍｍまでの勾配領域の平均勾配は５度であった。

例３同様に、絶縁保護膜１０上に厚さ約１５μｍの絶縁レジスト膜４を上部電極３内側端から０．２ｍｍ内側まで形成し、その上に粘着層５を形成した。この構成においては、ｄ１＝１．３ｍｍ、ｄ２＝０．１ｍｍ、ｄ３＝０．２ｍｍ、ｄ４＝１．１ｍｍ、ｄ５＝１．０ｍｍである。

下部透明基板２４として１／４λ位相差ノルボルネン樹脂を採用し、これに下部透明抵抗膜（ＩＴＯ膜）をスパッタ法により成膜し、マスクを用いたウェットエッチングにより下部透明抵抗膜６を矩形状にパターニングした。下部透明抵抗膜６上に誤入力防止用のドットスペーサ１９をスクリーン印刷にて形成しＵＶ硬化させた。下部透明抵抗膜６端部上に下部電極１１をＡｇペーストにてスクリーン印刷にて形成し、乾燥硬化させた。さらに絶縁レジスト膜をスクリーン印刷し、乾燥・硬化させ、絶縁レジスト膜１８を形成した。

上部透明基板２３と下部透明基板２４との間に異方導電フィルムを端部両面に貼ったＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を挿入して、熱圧着を行い、基礎アナログ型透明タッチパネルを作成した。下部透明基板２４下面に粘着層２５を全面に貼り、その上に光学等方性ＰＣ（ポリカーボネート）板２６を貼り合せた。上部透明基板２３の上面に粘着層付偏光板２２を貼った。最表面ハードコート付き裏面額縁部にグラフィック印刷済み、厚み２００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム２０を粘着層２１を介して偏光板２２全面に貼り付け、加飾付き偏光板付きインナータイプアナログ型透明タッチパネルを作成した。この構成も応用例であり、面外周部に筐体がないタッチパネルとして実用化される構成である。

評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００ではリニアリティ値は製造時同様の０．５％であり、摺動回数１０００００でもリニアリティ値は０．８％であった。評価試験２においては、リニアリティ値は、摺動回数１００では製造時同様の０．５％であり、摺動回数１００００でも０．８％であった。例５同等の曲げ耐久性が得られた。例１の上部透明基板上面に、ハードコート付きＰＥＴフイルムを粘着層を介して張り付けたサンプルも作成した。

例８
図１に示すように、例１同様に、可撓性を有する上部透明基板１上の透明抵抗膜２をパターニングし、その上に上部電極３を形成した。東洋紡製のポリエステルスクリーンインクを、２００メッシュのスクリーン版を使用し、上部電極３内側端面１６より内側０．２ｍｍまでの範囲にスクリーン印刷し、乾燥・硬化させて絶縁レジスト膜４を形成した。絶縁レジスト膜４の一定膜厚領域の膜厚は１５μｍであり、内側端から幅８０μｍまでの勾配領域にほぼ均一な角度の平均勾配１０度の傾斜部が形成された。絶縁レジスト膜４上に、粘着層５を形成した。

例１同様の下部透明基板７を作成した。上部透明基板と下部透明基板を貼りあわせ、熱圧着を行った。

例６同様、図６に示すように、最表面ハードコート付き、裏面額縁部にグラフィック印刷付き、厚み１２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム２０を光学粘着層２１を介して上部透明基板１全面に貼り付け、加飾付きアナログ型透明タッチパネルを作成した。

例１同様に、曲げ耐久性に対する評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００でリニアリティ値が４．８％に達した。評価試験２においては、摺動回数１００でリニアリティ値が４．６％に達した。例１と比べると、評価試験１では曲げ耐久性が若干改善されているが、未だ実用に耐える曲げ耐久性とはいえない。評価試験２では曲げ耐久性が例１よりも悪化している。ハードコートは、曲げ耐久性の改善にあまり寄与しないと考えられる。スクリーン印刷に代え、インクジェット印刷で絶縁保護膜を形成するサンプルも作成した。

例９
図４Ａに示すように、可撓性を有する上部透明基板１上の上部透明抵抗膜２をパターニングし、その上に上部電極３を形成した。

伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）が１５％である、アクリル系インクジェットインクを使用し、１４４０ＤＰＩのインクジェット印刷により、上部電極３の外側から電極内側端１６より１．３ｍｍ内側までの範囲に、絶縁保護膜１０を形成した。印刷端部より０．０２ｍｍピッチで印刷回数を増やすことによりほぼ均一の勾配を有する部分を形成した。絶縁保護膜１０の一定膜厚領域の厚みは５μｍ、内側端面１７より０．１ｍｍまでの勾配領域の平均勾配は３度であった。

図８に示すように、絶遠保護膜１０の内面端面１７はピッチ５０μｍで、長さ２０μｍの波形に形成させた。なお、ピッチ、長さは任意に変更可能である。例えばピッチ１００μｍ、長さ１００μｍとしてもよい。ピッチ、長さは規則的でも不規則的でもよい。

図４に示すように、例３同様、上部電極３内側端から０．２ｍｍの位置まで、絶縁レジスト膜４、粘着層５をスクリーン印刷にて形成した。下部透明基板７は例３と同様である。上部透明基板と下部透明基板を貼りあわせ、熱圧着を行い、アナログ型透明タッチパネルを作成した。

評価試験１,２を行なった。評価試験１においては、摺動回数１００００ではリニアリティ値は製造時同様の０．５％であり、摺動回数１０００００でもリニアリティ値は０．７％であった。評価試験２においては、リニアリティ値は、摺動回数１００では製造時同様の０．５％であり、摺動回数１００００では０．７％であった。例３同等の曲げ耐久性が得られた。絶縁保護膜の形状が同様であれば、製造方法による性能の差は小さいと考えられる。本例では効果が確認できなかったが、絶遠保護膜の内端を波型に整形すると、実質的な勾配領域の幅を拡げる効果が期待できる。

図９は、例１〜例９により作成した抵抗膜式透明タッチパネルにおける、絶縁保護膜１０（ないし絶縁レジスト膜）の上部電極３内端より内側の幅ｄ１、勾配領域の幅ｄ２. 上部電極３内端から積層壁ＬＷ内壁までの距離ｄ３、積層壁ＬＷより内側の張り出し幅ｄ４、ｄ４の内一定厚部分の幅ｄ５、勾配角度、膜厚、をまとめて示す表１である。

図１０は、例１〜例９により作成した抵抗膜式透明タッチパネルに対する評価試験１の結果をまとめた表２である。例３、例５、例６、例７、例９は１０万往復回後でもリニアリティー値が１％未満と実用に問題がない。例１、例２、例４、例８は１万往復回でリニアリティ値が３．６％以上となり、寿命（規格１．５％以下）になっている。その効果は１０倍以上であった。

図１１は、例１〜例９により作成した抵抗膜式透明タッチパネルに対する評価試験２の結果をまとめた表３である。例３、例５、例６、例７、例９は１万往復回後でもリニアリティー値が１％未満と問題がない。例１、例２、例４、例８は１００往復回でリニアリティ値が２％を超えて、寿命（規格１．５％以下）になっている。その効果は１００倍以上であった。

図９に戻って、例２と例５を比較する。勾配領域の幅ｄ２は０．１ｍｍで共通である。絶縁保護膜の一定膜厚領域の厚さが１０μｍ、勾配領域の勾配が６度であれば、曲げ耐久性を十分発揮でき、絶縁保護膜の一定膜厚領域の厚さが１５μｍ、勾配領域の勾配が１０度であれば曲げ耐久性が大幅に不足する。絶縁保護膜の一定膜厚領域の膜厚は、１２μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以下とするのが好ましいであろう。勾配領域の勾配は７度以下、より望ましくは６度以下とすることが好ましいであろう。勾配領域の勾配の下限は、実用的見地から０．５度であろう。

例４と例６を比較する。絶縁保護膜の厚さが５μｍ、勾配部の勾配が３度は、両者に共通である。積層壁ＬＷからの張り出し幅ｄ４が１．１ｍｍの場合曲げ耐久性は十分あるが、張り出し幅ｄ４が０．３ｍｍの場合曲げ耐久性は大幅に不足する。積層壁ＬＷからの張り出し幅ｄ４は、少なくとも０．７ｍｍ以上、より望ましくは１．１ｍｍ以上とすることが好ましいであろう。

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限られるものではない。例えば、図１４に示すように、絶縁保護膜は電極３と上部電極膜２の接点の一部より形成しても良い。タッチパネルの寸法、動作領域の寸法等は目的に応じて任意に選択できる。その他、種々の変更、置換、改良、修正、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

Claims (10)

1. 下部透明基板と、前記下部透明基板上方に形成され、直交する対向辺を有する下部透明抵抗膜と、前記下部透明基板上方に対向配置され、可撓性を有する上部透明基板と、前記上部透明基板下面上に形成され、前記直交する対向辺と平行な対向辺を有する上部透明抵抗膜と、前記上部透明抵抗膜端部と前記下部透明基板との間に配置された積層壁と、前記上部透明基板と前記積層壁の間に配置され、前記積層壁より内側の前記上部透明抵抗膜上に延在し、前記積層壁内側端から第１の幅を有する一定膜厚の一定膜厚領域と、前記一定膜厚領域より内側で、内側端から外側に向かって厚さがほぼ０から徐々に増大し、前記一定膜厚まで達する勾配領域とを有する絶縁保護膜とを有し、前記絶縁保護膜が押圧力に対して弾性を変化させる片持ち梁構造を構成する透明タッチパネル。
2. 前記一定膜厚領域の膜厚が、１２μｍ以下である請求項１記載の透明タッチパネル。
3. 前記一定膜厚領域の膜厚が、１０μｍ以下である請求項２記載の透明タッチパネル。
4. 前記勾配領域の平均勾配が７度以下である請求項１記載の透明タッチパネル。
5. 前記絶縁保護膜が前記積層壁より内側に張り出す幅が、０．７ｍｍ以上である請求項１記載の透明タッチパネル。
6. 上記絶縁保護膜が、伸び率（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）１０％以上の有機質膜にて形成された請求項１〜５のいずれか１項記載の透明タッチパネル。
7. 上記絶縁保護膜の内側端がピッチ５０μｍ以上で、振幅２０μｍ以上の波形で形成された請求項１〜６のいずれか１項記載の透明タッチパネル。
8. （ａ）上部透明抵抗膜を備え、可撓性を有する上部透明基板と、下部透明抵抗膜を備えた下部透明基板とを準備する工程と、
   （ｂ）前記上部透明抵抗膜、前記下部透明抵抗膜を平行な直交する対向辺を有する矩形にパターニングする工程と、
   （ｃ）前記上部透明抵抗膜端部と前記下部透明基板との間に配置された積層壁を形成する工程と、
   （ｄ）前記上部透明基板と前記積層壁の間に配置され、前記上部透明抵抗膜上に延在し、前記積層壁内側端から第１の幅を有する一定膜厚の一定膜厚領域と、前記一定膜厚領域より内側で、内側端から外側に向かって厚さがほぼ０から徐々に増大し、前記一定膜厚まで達する勾配領域とを有する絶縁保護膜を形成する工程と、
   を含み、前記絶縁保護膜が押圧力に対して弾性を変化させる片持ち梁構造を構成する透明タッチパネルの製造方法。
9. 前記工程（ｄ）が、絶遠樹脂インクに希釈剤を混合した原料を、前記勾配領域と平行な方向にスキージを移動させて、スクリーン印刷することを含む請求項８記載の透明タッチパネルの製造方法。
10. 前記工程（ｄ）が、前記勾配領域内側端から前記一定膜厚領域に向かって一定ピッチで印刷回数を増加させて、インクジェット印刷を行なうことを含む請求項８記載の透明タッチパネルの製造方法。

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