(57)【要約】【課題】効率よく製造することができる透明面状体、透明タッチスイッチ及び透明面状体の製造方法を提供する。  【解決手段】透明基板１１及び透明導電膜１２を有する透明面状体１であって、透明導電膜１２は、透明基板１１の一方面に有機導電性ポリマー組成物を塗布した後、所定領域に紫外線を照射して、前記所定領域における前記有機導電性ポリマー組成物の電気抵抗値を高めることによりパターニングされている透明面状体１。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板及び透明導電膜を有する透明面状体であって、
前記透明導電膜は、前記透明基板の一方面に有機導電性ポリマー組成物を塗布した後、所定領域に紫外線を照射して、前記所定領域における前記有機導電性ポリマー組成物の電気抵抗値を高めることによりパターニングされている透明面状体。
【請求項２】
請求項１に記載の透明面状体を複数備え、
前記各透明面状体は、前記透明導電膜が互いに対向するように、スペーサーを介して所定間隔を空けて配置された抵抗膜式の透明タッチスイッチ。
【請求項３】
透明基板及び透明導電膜を有する透明面状体の製造方法であって、
前記透明基板の一方面に有機導電性ポリマー組成物を塗布する塗布ステップと、
紫外線非透過性を有し所定形状にパターニングされたマスク部材を、塗布された前記有機導電性ポリマー組成物上に載置するマスキングステップと、
前記マスク部材の上方から紫外線を照射することによって、前記マスク部材によりマスキングされていない前記有機導電性ポリマー組成物の所定領域における電気抵抗値を高めることによりパターニングされた透明導電膜を形成する紫外線照射ステップとを備える透明面状体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明面状体、透明タッチスイッチ及び透明面状体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力位置を検出するための透明タッチスイッチの構成は、従来から種々検討されているが、一例として抵抗膜式の透明タッチスイッチが知られている。例えば、特許文献１に開示された透明タッチスイッチは、透明基板の一方面に所定のパターン形状を有する透明導電膜をそれぞれ備えた一対の透明面状体の間にスペーサーが介在されて構成されており、指などが操作面に触れると、両透明導電膜が接触し、その接点の抵抗値を横方向と縦方向に時分割的測定をすることで接触位置の座標が検出される。透明導電膜の材料としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化インジウム等が一般的に使用されている。
【特許文献１】特開２００３−１７３２３８号公報（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の透明面状体において、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等を用いて所定のパターン形状を有する透明導電膜を形成するためには、印刷法等により透明基板の一方面にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を膜状に塗布した後、当該インジウム錫酸化物膜（ＩＴＯ膜）の表面に所望のパターン形状を有するマスク部を印刷法により塗布形成し、マスキングされていない露出部分を酸液などでエッチング除去した後、更に、アルカリ液などによりマスク部を溶解させる必要があった。このように、透明導電膜のパターンニングを行うためには、多くの複雑な行程を必要とし、透明面状体やこれを用いた透明タッチスイッチを効率よく製造することが困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、効率よく製造することができる透明面状体、透明タッチスイッチ及び透明面状体の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の前記目的は、透明基板及び透明導電膜を有する透明面状体であって、前記透明導電膜は、前記透明基板の一方面に有機導電性ポリマー組成物を塗布した後、所定領域に紫外線を照射して、前記所定領域における前記有機導電性ポリマー組成物の電気抵抗値を高めることによりパターニングされている透明面状体により達成される。
【０００６】
また、本発明の前記目的は、前記透明面状体を複数備え、前記各透明面状体は、前記透明導電膜が互いに対向するように、スペーサーを介して所定間隔を空けて配置された抵抗膜式の透明タッチスイッチにより達成される。
【０００７】
更に、本発明の前記目的は、透明基板及び透明導電膜を有する透明面状体の製造方法であって、前記透明基板の一方面に有機導電性ポリマー組成物を塗布する塗布ステップと、紫外線非透過性を有し所定形状にパターニングされたマスク部材を、塗布された前記有機導電性ポリマー組成物上に載置するマスキングステップと、前記マスク部材の上方から紫外線を照射することによって、前記マスク部材によりマスキングされていない前記有機導電性ポリマー組成物の所定領域における電気抵抗値を高めることによりパターニングされた透明導電膜を形成する紫外線照射ステップとを備える透明面状体の製造方法により達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、効率よく製造することができる透明面状体、透明タッチスイッチ及び透明面状体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。尚、各図面は、構成の理解を容易にするため、実寸比ではなく部分的に拡大又は縮小されている。
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る透明タッチスイッチの概略構成を示す平面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。この透明タッチスイッチ１０は、抵抗膜式のタッチスイッチであり、透明基板１１の一方面にパターニングされた透明導電膜１２が形成された第１の透明面状体１と、透明基板２１の一方面にパターニングされた透明導電膜２２が形成された第２の透明面状体２とを備えている。第１の透明面状体１と第２の透明面状体２とは、それぞれの透明導電膜１２，２２が対向するようにして、スペーサー１５を介して所定間隔を空けて配置されている。
【００１１】
透明基板１１，２１は、透明性が高い材料からなることが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、脂肪族環状ポリオレフィン、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などの可撓性フィルムやこれら２種以上の積層体、或いは、ガラス板などを挙げることができる。透明基板１１，２１の厚みは、８０〜２５０μｍ程度が好ましい。
【００１２】
透明導電膜１２，２２は、マトリクスタイプの導電膜であり、図２及び図３に示すように、平行に延びる複数の帯状導電部１２ａ，２２ａをそれぞれ備えており、各透明導電膜１２，２２の帯状導電部１２ａ，２２ａは、互いに直交するように配置されている。透明導電膜１２，２２は、導電性インクなどからなる引き廻し回路（図示せず）を介して外部の駆動回路（図示せず）に接続される。透明導電膜１２，２２のパターン形状は、本実施形態のものに限定されず、指などの接触ポイントを検出可能である限り、任意の形状とすることが可能である。
【００１３】
次に、透明導電膜１２，２２の形成方法について図４を用いて説明する。まず、図４（ａ）に示すように、有機導電性ポリマー組成物Ｚを印刷法や塗布法等により透明基板１１，２１の一方面に膜状に塗布する（塗布ステップ）。透明基板１１，２１の一方面に塗布される膜状の有機導電性ポリマー組成物Ｚの厚みは、０．０５μｍ〜０．５μｍ程度が好ましい。ここで、有機導電性ポリマー組成物Ｚは、例えば、ポリチオフェンまたはポリチオフェン誘導体、ポリアニリンまたはポリアニリン誘導体、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレンなどの高分子マトリクス中に、ハロゲン系、ルイス酸系、プロトン酸系、遷移金属ハライド系などのドーパントをドープしたものであり、優れた導電性を示す。有機導電性ポリマーとしては、特にポリチオフェンあるいはポリチオフェン誘導体、ポリアニリンまたはポリアニリン誘導体等が好ましい。なお、印刷法としては、スクリーン印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法等を例示することができ、塗布法としては、ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法、カーテンコート法等を例示することができる。
【００１４】
そして、図４（ｂ）に示すように、透明基板１１，２１の一方面に塗布された膜状の有機導電性ポリマー組成物Ｚの上面に、所定形状にパターニングされたマスク部材５０を載置する（マスキングステップ）。このマスク部材５０は、紫外線を透過させない紫外線非透過性を有する材料により形成されている。このような材料としては、例えば、銅、ステンレス、鉄等の金属材料や、塩化ビニル樹脂等の紫外線が透過しにくい紫外線非透過性樹脂を挙げることができる。
【００１５】
その後、図４（ｃ）に示すように、膜状の有機導電性ポリマー組成物Ｚの上面に載置されたマスク部材５０の上方から、低圧水銀ランプ等の紫外線照射装置により紫外線の照射を行うことによりパターニングされた透明導電膜１２，２２を形成する（紫外線照射ステップ）。この紫外線の照射によって、マスク部材５０によりマスキングされていない領域（紫外線照射部１２ｂ，２２ｂ）における有機導電性ポリマー組成物は、改質されて電気抵抗値が高くなり、電気を通しにくい性質に変化する。なお、マスク部材５０によりマスキングされている領域（帯状導電部１２ａ，２２ａ）においては、紫外線が照射されないので、電気抵抗値はほとんど変化しない。
【００１６】
有機導電性ポリマー組成物Ｚに照射される紫外線のエネルギーは、有機導電性ポリマー組成物Ｚを効率よく改質させるという観点から３００〜７００ｋＪ／ｍｏｌであることが好ましい。また、紫外線の照射時間は、有機導電性ポリマー組成物Ｚの厚みや、紫外線照射装置が照射する紫外線のエネルギー等によって異なるが、例えば、膜状の有機導電性ポリマー組成物Ｚの厚みが約０．１μｍであり、紫外線照射装置が照射する紫外線の照度が約１１ｍｗ／ｃｍ２である場合、３０分間〜６０分間照射することが好ましい。紫外線の照射時間が３０分以下であると、紫外線照射部１２ｂ，２２ｂにおける抵抗値を十分に高めることが困難になるおそれがある。また、照射時間が６０分以上であると、紫外線照射部１２ｂ，２２ｂにおける光線透過率が低下し、十分な透明性を確保することが困難になるおそれがある。
【００１７】
その後、マスク部材５０を上方に持ち上げるなどして取り除くことにより本実施形態に係る透明面状体１，２を得ることができる（図４（ｄ））。
【００１８】
このように、本実施形態に係る透明面状体１，２における透明導電膜１２，２２のパターン形状は、透明基板１１，２１の一方面に塗布された有機導電性ポリマー組成物Ｚの表面に所望のパターン形状を有する金属製等のマスク部材５０を載置し、紫外線を照射するという簡単な行程により形成することができる。従来のように、透明基板１１，２１の一方面に透明導電膜材料を塗布した後、透明導電膜材料の表面に、所望のパターン形状を有するマスク部を印刷法により塗布形成した後、マスキングされていない露出部分の透明導電膜材料を酸液などでエッチング除去し、更に、アルカリ液などによりマスク部を溶解させるという複雑で多くの行程を必要とせず、透明面状体１，２やこれを用いた透明タッチスイッチ１０を効率よく製造することができる。
【００１９】
以上の構成を備える透明タッチスイッチ１０において、タッチ位置の検出方法は、従来の抵抗膜式のタッチスイッチと同様であり、第１の透明面状体１の表面側における任意の位置を指などで押圧することで、透明導電膜１２，２２が接触し、その接点の抵抗値を横方向と縦方向に時分割的測定をすることで接触位置の座標が演算される。
【００２０】
本発明の発明者は、好ましい紫外線照射時間を確認するための試験を行ったので、この結果について説明する。透明基板１１，２１としてポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を採用し、その一方面に有機導電性ポリマー組成物Ｚを膜状に塗布し、当該有機導電性ポリマー組成物Ｚの露出面にステンレス製のマスク部材５０を配置し、低圧水銀ランプ（セン特殊光源製、名称：PHOTO SURFACE PROCESSOR  型番：PL3-906  ）にて紫外線を照射した。有機導電性ポリマー組成物Ｚとして、帝人デュポンフィルム社製の          「Current Fine」と、ナガセケムテック社製の「デナトロン」とを用いた。ＰＥＴフィルムの大きさは、３０ｍｍ×４０ｍｍであり、その厚みは、１８８μｍとした。ＰＥＴフィルム上に形成した有機導電性ポリマー組成物膜の大きさは、３０ｍｍ×４０ｍｍであり、その厚みは、０．１μｍとした。また、マスク部材５０の形状は、３０ｍｍ×２０ｍｍの矩形状とし、フィルムの半分を覆った。また、低圧水銀ランプから照射される紫外線の照度は約１１ｍｗ／ｃｍ２であった。
【００２１】
紫外線の照射時間をパラメータとし、紫外線照射部および紫外線非照射部（帯状導電部に相当）における表面電気抵抗値を測定した。抵抗測定には、テスター（横河社製、名称：ディジタルマルチメーター  型番：7537-04）を用い、２ｃｍ間隔で電気抵抗値を測定した。本測定器の測定範囲は０〜４０ＭΩである。紫外線照射部における表面電気抵抗値の測定結果を表１に示す。なお、表１中の試作品Ａは、帝人デュポンフィルム社製の有機導電性ポリマー組成物を用いた透明面状体であり、試作品Ｂは、ナガセケムテック社製の有機導電性ポリマー組成物を用いた透明面状体である。
【００２２】
【表１】
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表１に示すように、試作品Ａ及び試作品Ｂ共に、紫外線照射部においては、紫外線照射時間が長くなるにつれて電気抵抗値が高くなることが分かる。また、紫外線の照射時間が３０分の場合、紫外線照射部における電気抵抗値はオーバーレンジ（Ｏ／Ｒ）となっている。今回の計測に用いたテスターの測定可能範囲は、４０ＭΩ以下であるので、紫外線を３０分間照射した場合の紫外線照射部における抵抗値は、４０ＭΩ以上であり、透明タッチスイッチ１０に用いられる透明面状体として、好ましい絶縁状態になっていることが分かる。一方、紫外線を３０分間照射した場合の紫外線非照射部における電気抵抗値は、試作品Ａが１．５ＫΩであり、試作品Ｂが２．０ＫΩであり、紫外線照射前と比べて電気抵抗値に著しい変化が生じていなかった。
【００２３】
また、紫外線照射部において、紫外線を照射する前の光線透過率と、紫外線を３０分間照射した後の光線透過率とを計測した結果を表２に示す。なお、光線透過率の測定には、日立社製の分光光度計（型番：Ｕ−３４００）を用いて行った。
【００２４】
【表２】
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表２に示すように、紫外線を３０分間照射した場合、紫外線を照射する前に比べて、光線透過率がほとんど変化していないことが分かる。紫外線を３０分間照射することにより、光線透過率が２〜３％程度低下しているが、この程度の変化は、視認性の観点から特に問題ない。
【００２５】
次に、発明者は、実際に透明タッチスイッチ１０を試作し、その性能試験を行ったので、この結果について以下に説明する。まず、試作された透明タッチスイッチ１０について説明する。透明基板１１，２１としてポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を採用し、その一方面に有機導電性ポリマー組成物Ｚを膜状に塗布し、膜状の有機導電性ポリマー組成物Ｚの露出面に銅製矩形状のマスク部材５０を配置した後、低圧水銀ランプ（セン特殊光源製、名称：PHOTO SURFACE PROCESSOR  型番：PL3-906）にて紫外線を照射することにより、パターニングされた透明導電膜１２，２２を有する透明面状体１，２を作成した。照射される紫外線の照度が約１１ｍｗ／ｃｍ２であり、照射時間を３０分とした。有機導電性ポリマー組成物Ｚとしては、ナガセケムテック社製の「デナトロン」を用いた。ＰＥＴフィルムの大きさは、縦４５ｍｍ×横３５ｍｍであり、その厚みは、１８８μｍとした。ＰＥＴフィルム上に形成した膜状の有機導電性ポリマー組成物Ｚの大きさは、ＰＥＴフィルムの大きさと同一とし、その厚みは、０．１μｍとした。また、マスク部材５０の形状は、長さ４５ｍｍ×幅１０ｍｍであり、このマスク部材５０を図５に示すように５ｍｍ間隔で膜状の有機導電性ポリマー組成物Ｚの上面に２本載置した。
【００２６】
そして、これら２つの透明面状体１，２を、図６に示すように、それぞれの透明導電膜１２，２２が対向するようにしてスペーサー１５を介して所定間隔を空けて配置することにより、透明タッチスイッチ１０を作成した。なお、紫外線が照射されていない矩形状の領域（帯状導電部１２ａ，２２ａ）における一方の端部には、端子部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２が形成されている。これら端子部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２は、帯状導電部１２ａ，２２ａの端部に銀ペーストを塗布し、１００℃で１０分間乾燥させることにより形成されている。
【００２７】
このようにして作成された透明タッチスイッチ１０において、図６中のＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で示される部分を綿棒にてそれぞれ押圧した場合の、Ａ１−Ｂ１間、Ａ１−Ｂ２間、Ａ２−Ｂ１間およびＡ２−Ｂ２間の各表面電気抵抗値を測定した。測定にはＬＣＲメータ（HEWLETT PACKARD社製  4284A）を用いた。この表面電気抵抗値測定の結果を表３に示す。
【００２８】
【表３】
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表３に示すように、各押圧部の表面電気抵抗値は２０ｋΩ以下であり、表面電気抵抗値のクロストークは全て６ＭΩ以上である。したがって、本実施形態に係るタッチスイッチは、性能上問題なく使用できることが確認できた。
【００２９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。上記実施形態においては、透明導電膜１２，２２としてマトリクスタイプの導電膜を採用して透明面状体１，２を構成しているが、例えば、アナログタイプの導電膜を採用して透明面状体１，２を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る透明タッチスイッチの概略構成を示す平面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す透明タッチスイッチの一部を示す平面図であり、（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）は図１に示す透明タッチスイッチの他の一部を示す平面図であり、（ｂ）は、そのＣ−Ｃ断面図である。
【図４】図１に示す透明タッチスイッチを構成する透明面状体の製造方法を説明する説明図である。
【図５】製造過程における試作品の透明面状体を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、試作品の透明タッチスイッチの構成を示す平面図であり、（ｂ）はそのＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  第１の透明面状体
２  第２の透明面状体
１０  透明タッチスイッチ
１１，２１  透明基板
１２，２２  透明導電膜
１２ａ，２２ａ  帯状導電部
１２ｂ，２２ｂ  紫外線照射部
１５  スペーサー
５０  マスク部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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