(57)【要約】【課題】偏光板を有するタッチパネル製造プロセスを極めて単純なプロセスにして、然も機械的強度の強い透明導電膜を形成することである。【解決手段】本発明のタッチパネルは、透明導電膜を成膜し、その上にドットスペーサを形成した透明基板と、前記透明基板に対向して透明導電性ポリマを塗工した偏光板とを所定スペースを介して構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電ポリマを塗工し、その上にドットスペーサを形成した透明基板と、前記透明基板に対向して透明導電ポリマを塗工した偏光板とを、所定スペースを介して配置して構成されるタッチパネル。
【請求項２】
偏光板として透明導電ポリマを塗工した位相差板を有することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
偏光板に透明導電ポリマを塗工して上部透明基板を作成するステップを有するタッチパネル製造方法。
【請求項４】
保護フィルムに導電ポリマを塗工するステップと、前記導電ポリマを塗工した保護フィルムと、偏光素子フィルムと、更に前記保護フィルムとは異なる保護フィルムを貼り合せ上部透明基板を作成するステップとを有するタッチパネル製造方法。
【請求項５】
エキシマレーザーを保護フィルムの導電ポリマ印刷面に照射するステップと、導電ポリマを塗工するステップを有する請求項３又は４記載のタッチパネル製造方法。
【請求項６】
導電ポリマ形成の下地処理として、透明樹脂にバインダー粒子を分散させたアンダーコートを形成するステップを有する請求項３又は４記載のタッチパネル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は抵抗膜方式のタッチパネルに関するものであり、特に偏光板に透明導電ポリマを塗工形成したタッチパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルには、抵抗膜方式（アナログ抵抗膜方式）、超音波表面弾性波方式、赤外線遮光方式、静電容量方式、電磁誘導方式、画像認識方式等の方式が知られており、方式に応じてそれぞれの特徴がある。
本発明は、これらの方式の内、抵抗膜方式を採用するものである。抵抗膜方式は構造が単純で、回路接続も簡単で、低コストであるため、タッチパネルとして広く普及しており、現在使用されているタッチパネルの大半はこの方式が用いられている。
【０００３】
従来の抵抗膜方式のパネルの構成
公知の抵抗膜方式のタッチパネルの断面を図６に示す。図において、１はタッチパネル、２はＰＥＴフイルム、３は上部ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極、４はガラス基板、５はドットスペーサ、６は下部ＩＴＯ電極、７は両面接着テープ、８は偏光板である。タッチパネル１は、ガラス板４、同ガラス板の上のＩＴＯ電極６、同電極上のドットスペーサ５、並びに上部フレキシブル基板である厚さ２００μｍ程度のＰＥＴシートフィルム２及びこれをはさむ偏光板８とＩＴＯ電極３から構成されている。同スペーサ５は絶縁性のアクリル又はウレタン等の材料から構成されており、ドットスペーサ５の直径は、例えば５０μｍ、その高さは、例えば５〜６μｍである。ＩＴＯ電極３，６は、透明電極で、前記ＰＥＴフィルム２の下面及びガラス基板４の上面にパネル全域に設けられている。
【０００４】
図６は指又はペン先８がパネル表面を押圧していない状態を示しているが、このような場合には、スペーサ５により電極が分離されているためにＩＴＯ電極３，６間には電流は流れない。図７は、指（又はペン先）８がフィルム面にタッチされた状態を示すパネル装置の断面模式図である。同図において、押す力によりＰＥＴフイルム２とガラス４のＩＴＯ電極３、６は接触し、電流が流れる。その際、ガラス面、フイルム面のそれぞれのＩＴＯ電極３，６の抵抗に関して分圧比が測定され、押された位置が算出される（非特許文献１、特許文献１）。
【０００５】
図８は、タッチした座標点（Ｘ，Ｙ）を算出する原理を示す。図８（ａ）は、Ｘ座標を検出する状態を表わす模式図である。上部透明基板２のＸ方向に電圧Ｖｃｃを印加して、下部ガラスにおいて電圧を検出し、Ｘ座標を算出する。同様に、図８（ｂ）は、Ｙ座標を検出する状態を表わす模式図である。下部ガラスのｙ方向に電圧Ｖｃｃを印加して、上部透明基板において電圧を測定し、Ｘ座標を算出する。
【０００６】
タッチパネルの製造のフローについて
次に従来のタッチパネルの製造フローを図９を使って簡単に説明する。パネル製造フローの概略は、最初に、上部透明基板を作成し、次に下部透明基板を作成して、これら２つの基板を張り合わせて製造するというものである。そこで、初めに上部透明基板作成フローについて説明する。ここで、上部透明基板とは、タッチパネルの上部に配置される電極層を有するフィルムからなるフレキシブルな透明基板である。
【０００７】
上部透明基板の作成フロー（ｇ１−ｇ５）
上部透明基板は図９の左側のフローに沿って作成される。最初に、たとえば約１００℃の雰囲気で高温のスパッタプロセスにおいて、ＰＥＴフィルムにＩＴＯを成膜し、ロール状に巻いたものを用意する（ｇ１）。これを作業に好適な大きさに切断する（ｇ２）。次にフィルムの巻きぐせ修正や、ＩＴＯの結晶化促進のためにアニール処理を行う（ｇ３）。こうしてできたフィルム側の電極パターンを形成するためにＡｇを印刷する（ｇ４）。最後にフィルムを型で打ち抜いて（ｇ５）上部透明基板が作成される。
【０００８】
下部透明基板の作成フロー（ｈ１−ｈ５）
次に下部透明基板の作成フローであるが、図９の右側のフローに沿って作成される。即ち、上記フィルムと同様にスパッタ、真空蒸着等によりＩＴＯを成膜した適当なサイズのガラス基板又は透明樹脂基板を用意する（ｈ１）。この基板にドットスペーサの材料である絶縁体材料（例えばアクリル、ウレタン）を印刷技術、又はフォトリソグラフイ技術により形成し（ｈ２）、更にレジストを印刷する（ｈ３）。その後、下部基板の電極パターン及び配線パターンを形成するためにＡｇを印刷し（ｈ４）、更にレジストを印刷して透明下部基板を作成する（ｈ５）。
【０００９】
前記上部透明基板と前記下部透明基板との貼り合わせ（ｊ１−ｊ５）
こうして作成された前記上部透明基板と前記下部透明基板とを貼り合わせる（ｊ１）。次に基板を分断するためのスクライブ（すじ入れ）ラインを入れた（ｊ２）後、基板を精度良く切断しパネル製品とする。こうして作成されたパネルにＦＰＣ（flexible Printed Circuit）を接続して（ｊ３）、更に必要に応じ、偏光板をパネル上部に貼り付け（ｊ４）、最後に実際に正常に動作するかを試験する（ｊ５）。
【００１０】
上記の通り、従来の抵抗膜方式タッチパネルでは透明導電膜としてＩＴＯ等金属酸化膜使って形成しているが、金属酸化物であるため成膜するには、１００℃以上の高温でスパッタ、又は真空蒸着という真空プロセスが必要である。このために、フィルム上に成膜するには製造コストが高い、製造装置が大型になる、時間がかかる等の問題があった。他方、ＩＴＯフイルムは樹脂フィルムの上にセラミックのようなＩＴＯ薄膜を形成したもので、押圧等が繰り返されると、マイクロクラックが発生し、特性が劣化するという欠点があった。つまり製造コストが大きく、フィルムとして機械的強度が低いという問題点があったが、ＩＴＯフィルムに代えて透明導電膜材料として導電ポリマが提案されている（特許文献２）。
【００１１】
タッチパネルは、ＬＣＤと組合せて使用することが多く、ＬＣＤ表示画面がはっきり見える構成にしなければならない。このため、偏光板付きタッチパネルが特に高級機種向けタッチパネルには多く採用されている。
図１０は偏光板８の斜視図である。偏光板８は内部からの反射光が外部に漏れないようにするものである。つまり、外部から入射した光が内部で反射し再び外部に漏れるとタッチパネルの下部の表示が見え難くなるので、これを防止するものである。
【００１２】
偏光板８は図１０に示すように透明保護フィルム膜１１であるＴＡＣ（トリアセチル・セルロース）、偏光フィルム膜１２であるＰＶＡ（ポリビニル・アルコール）、透明保護フィルム膜１３であるＴＡＣから構成されている。
【００１３】
偏光板８作成のプロセスは次の通りである。初めにＰＶＡ１２に染料、ヨウ素等の偏光素子を染込ませ、その後こうしてできたＰＶＡを１軸延伸し、２色性を持つように分子配列させ、更にこの両面に保護のためにＴＡＣを張り合わせて偏光板が作成される。
【００１４】
特許文献１  特開平７−８４７０５
特許文献２  特開２００３−１９６０２９
非特許文献１  フジクラ技報  第１０２号  ２００２年４月  Ｐ４２−４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
通常の偏光板付きタッチパネルでは最表面に偏光板を貼合せているため、タッチパネル全体の厚さが厚くなっており、製造工程も複雑になっているという問題点がある。
【００１６】
一方、偏光板そのものに透明導電膜を形成しようとする場合、偏光板は通常タッチパネルで透明導電フィルムの基材として使用されているＰＥＴフィルムなどより耐熱性が低く、また耐薬品性なども劣るため、安定した透明導電膜を偏光板表面に形成するのは困難である。
【００１７】
本発明の目的は、偏光板を有するタッチパネル製造プロセスを極めてシンプルなプロセスにして、透明導電膜として有機導電ポリマを採用し、その成膜方法を工夫することで、安定した導電膜付き偏光板を実現し、優れた特性のタッチパネルを作成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的は、透明導電ポリマを塗工し、その上にドットスペーサを形成した透明基板と、前記透明基板に対向して透明導電ポリマを塗工した偏光板とを、所定スペースを介して配置して構成されるタッチパネルにより達成される。また、請求項２の発明は、請求項１に記載のタッチパネルにおいて、偏光板として透明導電ポリマを塗工した位相差板を有することを特徴とするものである。請求項３の発明は、偏光板に透明導電ポリマを塗工して上部透明基板を作成するステップを有するタッチパネル製造方法である。請求項４の発明は、保護フィルムに導電ポリマを塗工するステップと、前記導電ポリマを塗工した保護フィルムと、偏光素子フィルムと、更に前記保護フィルムとは異なる保護フィルムを貼り合せ上部透明基板を作成するステップとを有するタッチパネル製造方法である。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項３又は４のタッチパネル製造方法において、エキシマレーザーを保護フィルムの導電ポリマ印刷面に照射するステップと、導電ポリマを塗工するステップを有する方法であり、請求項６の発明は、請求項３又は４記載のタッチパネル製造方法において、導電ポリマ形成の下地処理として、透明樹脂にバインダー粒子を分散させたアンダーコートを形成するステップを有する方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、製造プロセスにおいてＩＴＯ蒸着という大掛かりなプロセスを、導電ポリマを塗工するという、単純なプロセスに代えるため、このプロセスを大気中において実施でき、然も大面積のフィルムを使って連続工程で実施できるので、製造コスト、製造時間、製造の手間を大幅に削減することができる。更に導電ポリマは偏光板と同様なプラスチックの特性を持つので柔軟で繰り返し変形に強く、タッチパネルの寿命が大幅に改善される。
更に、従来技術ではＰＥＴフィルム基板の１つの面にＩＴＯ膜を形成し、他の面に偏光板を貼り付けていたが、本発明ではＰＥＴフィルムを省略したので、更に製造プロセスが大幅に簡素化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
従来は上記図６で示される通り、タッチパネルの上部透明基板は、偏光板８、ＰＥＴフィルム２及び透明導電膜３とから形成されていた。
これに対し、本発明は、ＰＥＴフィルム２を省き、タッチパネルの上部透明基板部分を偏光板８と導電ポリマの透明電極とから形成するという画期的なものである。次に本発明の実施例を説明する。
【００２２】
第１実施例
図１は、本発明の直線偏光板を用いた抵抗膜方式タッチパネルの断面模式図である。図の符号として、従来技術の説明において用いた符号と同一の符号を用いる。即ち、１はタッチパネル、３は透明電極で導電ポリマから構成されている。４はガラス基板、５はスペーサ、６は透明導電膜でＩＴＯから構成される。７は両面接着テープ、８は偏光板である。
ＰＥＴフィルム２は本発明では取り除かれて存在しない。なお、導電ポリマ層３は偏光板８全面に亘って膜状に形成されており、その厚みは１００〜２００ｎｍである。ＩＴＯ６はガラス基板４全面に亘って膜状に形成されている。
本実施例では、透過率の良いＩＴＯ膜付ガラスを下部透明基板に用いたが、透明導電膜として導電ポリマをガラス基板に塗膜したもの、又は、透明樹脂基板にＩＴＯ、又は導電ポリマなどの透明導電膜を形成したものを下部透明基板として用いても良い。
【００２３】
従来の上部透明基板は前記したようにＰＥＴフィルムを中心にその面に偏光板８を配置し、下面にＩＴＯ電極を配置するものであったが、発明者らは、ＰＥＴを使用しなくても偏光板単独で上部透明基板として機能できるように工夫した。これによりＰＥＴに関する製造プロセスを省略することができた。
【００２４】
図２は本発明のタッチパネルの製造フローを示す図である。
パネル作成フローの概略は従来の製造フロー（前記の図９）と同様である。まず、上部透明基板を作成し、次に下部のＩＴＯ電極が蒸着され、ドットスペーサが配置されたガラス基板（以下ガラス基板とも言う）を作成して、これら上部透明基板とガラス基板を張り合わせて製造する。
【００２５】
上部透明基板の作成フロー
上部透明基板を製造するには次のように２通りの製造工程がある。
（第１の製造工程）
初めに第１の製造工程を、図２，３を参照して説明する。第１の製造工程は偏光板を作成した後、導電ポリマを塗工する方法である。図２の左は上部透明基板の作成フローであり、以下、図２を参照しながら説明する。
最初にＴＡＣ、ＰＶＡ、ＴＡＣの３層からなる偏光板となる積層フィルム２０を作成し（ｓｌ）、これを作業しやすい大きさ（ワークサイズ）に切断する（ｓ２）。次に巻き癖、撓みを取るためにアニール処理を行い（ｓ３）、その後導電ポリマ塗工のステップ（ｓ４）に進む。
【００２６】
ステップＳ４では導電ポリマを前記積層フィルム２０の表面に塗工する。塗工方法として、バーコーター、スプレーコート、スクリーン印刷等を採用し、導電膜の不要な部分はマスクで覆い、必要部分にのみ導電膜を形成することも可能である。このときの導電ポリマの膜厚は、乾燥前の膜厚で10〜30μｍである。100〜120℃で乾燥させた後の透明導電膜の抵抗値は400〜900Ωである。
透明導電ポリマとして、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン等を用いる。次に導電ポリマを塗布された積層フィルム２０は乾燥器２４で１００〜１２０℃の下で乾燥される。このようにして、積層フィルム２０に溶液状の導電ポリマを塗工し乾燥させることにより導電ポリマ膜を簡単に形成することができる（ｓ４）。
【００２７】
次にフィルム側の電極パターンを形成するためにＡｇを印刷する（ｓ５）。最後にタッチパネルの大きさに合わせ、フィルムを打ち抜いて（ｓ６）上部透明基板が作成される。なお、回路パターンを作成するのに金属材料としてＡｇに限定されないことは勿論である。
【００２８】
（第２の製造工程）
第２の製造工程は、最初に保護フィルムＴＡＣ（偏光素子フィルムの）に透明導電ポリマ膜を形成してから偏光素子フィルムＰＶＡに貼合わせる方法である。図３及び図４を参照しながら説明する。偏光素子フィルム１２の保護フィルム（ＴＡＣ、シクロオレフィン等）１３に、図３のように、ロールコータ、グラビアコーター等を用いて透明導電ポリマ３を印刷し、１００〜１２０℃で乾燥させる。
【００２９】
この方法で作成した例では、このときの導電ポリマの膜厚は乾燥前の膜厚で10〜30μｍで、乾燥後の透明導電膜３の抵抗値は400〜900Ωであった。次に、偏光板を作成するために、偏光素子フィルム１２の片面に前記導電ポリマが印刷された保護フィルム（１３，３）を、偏光素子フィルム１２の他面に導電ポリマを印刷していない保護フィルム１１を貼合せ、導電ポリマ膜を形成した偏光板８を作成する。このようにして作成された偏光板８について、適当なワークサイズに切断し、アニール処理、Ａｇによる電極パターンの印刷、フィルムの型抜きを行って、上部透明基板が作成される（図示しない）。
【００３０】
なお、前記保護フィルム１３への導電ポリマ密着性を向上させるため、導電ポリマ３を印刷する前に、エキシマレーザーを保護フィルム１３の導電ポリマ印刷面に照射し、表面を活性化させると、より安定した導電ポリマ膜が形成される。
また、他の方法として、導電ポリマ形成の下地処理（易接着層）として、透明樹脂にバインダー粒子を分散させたアンダーコートを形成することにより、導電ポリマの密着性が向上し、安定した導電ポリマ膜３を形成することができる。
【００３１】
ガラス基板の作成のフロー
ガラス基板の製造フローは従来のフローと同一であるから省略する。なお、前記の通りガラス基板に代え、透明樹脂基板を用いてもよい。
【００３２】
前記フィルムと前記ガラス基板との貼り合わせ
本発明においてはフィルムを作成する段階で既に偏光板を使っているのであるから、従来の製造工程と対比すると、ＦＰＣ接続後の偏光板の貼付け（ｊ４）の工程は不要となる。
【００３３】
上記のように、本発明によれば、製造プロセスにおいてＰＥＴフィルム形成プロセスを省略し、然も導電膜として導電ポリマを塗工するのであるから、製造コスト、製造時間、製造の手間を削減することができる。
【００３４】
第２実施例
第２実施例は偏光板として円偏光板を用いる実施例である。図５は本発明の円偏光板を用いた抵抗膜方式タッチパネルの断面模式図である。図の符号として、従来技術の説明において用いた符号と同一の符号を用いる。図５において、１はタッチパネル、３は透明電極で導電ポリマから構成されている。４はガラス基板、５はスペーサ、６は透明導電膜でＩＴＯから構成される。７は両面接着テープ、８は偏光板、９はλ／４板（位相差板）である。
【００３５】
λ／４板９は光を吸収せず、位相のみを変えるものであって、直交する偏光成分間に位相差π／２（90゜）を与える複屈折素子で、直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換し、あるいは円偏光を直線偏光に変換する。コーティング層１２は内部を保護するもので、その厚みは３〜４μｍである。
【００３６】
λ／４板９は、原材料であるポリカーボネート（ＰＣ）又はポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を溶剤キャスティングで成膜した後、一軸延伸を行うことにより作成することができる。第２の実施例では、このλ／４板の一方の面に前述の方法（ロールコータ、グラビアコータ、バーコータ、スプレーコータ、スクリーン印刷等）により導電ポリマを塗膜した後、偏光素子フィルムに貼り合せる。又は前記原材料（ＰＣ，ＰＶＡ）に導電ポリマ３を塗工した後、１軸延伸して、導電ポリマ膜つきの位相差板（３，９）を作成し、更に偏光板８を貼合わせて、上部透明基板を作成することも可能である。このような処理は、硬く、もろい材料であるＩＴＯでは不可能である。
【００３７】
最後に、ＩＴＯ層６、ドットスペーサ５が形成されたガラス板４の端部において両面接着テープ７を介して前記フィルム（８，９，３）を貼合わせ、パネルを作成する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、透明導電ポリマを塗工するという簡単なプロセスでタッチパネルの上部透明基板を作成できるもので、このプロセスは大気中において、連続工程でできるので、製造コスト、製造時間、製造の手間を大幅に削減することができる。又、導電ポリマを塗工された偏光板は柔軟で繰り返し変形に強く、タッチパネルの寿命が大幅に改善される。更に従来のＰＥＴフィルム部分を省略したので、製造プロセスが簡略化される。抵抗膜方式タッチパネルは既に大きく普及されているものであるから、本発明によるタッチパネルは産業上の利用性が大きいことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施例のタッチパネルの断面模式図である。
【図２】本発明のタッチパネルの製造工程のフローを示す図である。
【図３】本発明の導電ポリマの塗工の装置の概略図である。
【図４】導電ポリマ膜を形成した保護フィルムを示す図である。
【図５】本発明の第２実施例のタッチパネルの断面模式図である。
【図６】従来の抵抗膜方式のタッチパネルの断面模式図である。
【図７】従来のタッチパネルにおいて指で押圧した場合を示す断面模式図である。
【図８】抵抗膜方式タッチパネルの押圧点の検知原理を説明する図である。
【図９】公知の偏光板の斜視図である。
【図１０】従来のタッチパネルの製造工程のフローを示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008047028.tif 000011
【図１０】
2008047028.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月10日(2007.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
ステップＳ４では導電ポリマを前記積層フィルム２０の表面に塗工する。塗工方法として、バーコーター、スプレーコート、スクリーン印刷等を採用し、導電膜の不要な部分はマスクで覆い、必要部分にのみ導電膜を形成することも可能である。このときの導電ポリマの膜厚は、乾燥前の膜厚で10〜30μｍである。100〜120℃で乾燥させた後の透明導電膜の抵抗値は400〜900Ω／□である。
透明導電ポリマとして、例えば、ポリチオフェン、ポリアニリン等を用いる。次に導電ポリマを塗布された積層フィルム２０は乾燥器２４で１００〜１２０℃の下で乾燥される。このようにして、積層フィルム２０に溶液状の導電ポリマを塗工し乾燥させることにより導電ポリマ膜を簡単に形成することができる（ｓ４）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
この方法で作成した例では、このときの導電ポリマの膜厚は乾燥前の膜厚で10〜30μｍで、乾燥後の透明導電膜３の抵抗値は400〜900Ω／□であった。次に、偏光板を作成するために、偏光素子フィルム１２の片面に前記導電ポリマが印刷された保護フィルム（１３，３）を、偏光素子フィルム１２の他面に導電ポリマを印刷していない保護フィルム１１を貼合せ、導電ポリマ膜を形成した偏光板８を作成する。このようにして作成された偏光板８について、適当なワークサイズに切断し、アニール処理、Ａｇによる電極パターンの印刷、フィルムの型抜きを行って、上部透明基板が作成される（図示しない）。