(57)【要約】【課題】  本発明は、保護コートに混入されたフィラの沈下や剥離が生じにくく、ガラス基板自体に化学的な処理を行わず環境に与える影響を小さくしたタッチパネルを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のタッチパネルは、パネル用基材と、前記パネル用基材の表面に成膜した導電膜と、前記導電膜の上に積層したベース層と、前記ベース層の上に積層し、フィラを混入したAG層と、を含む。【選択図】    図１
2007004339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル用基材の表面に導電膜を成膜したタッチパネルの、該導電膜を保護する保護コートであって、
前記導電膜の上に積層したベース層と、
前記ベース層の上に積層し、フィラを混入したAG（Anti  Glare：防眩性）層と、
を含む防眩性保護コート。
【請求項２】
前記フィラは、径がφ０．５μｍ乃至φ１．５μｍのシリカフィラである請求項１に記載の防眩性保護コート。
【請求項３】
前記AG層は、フィラを混入したゾルゲル液を塗工して積層した請求項１または請求項２に記載の防眩性保護コート。
【請求項４】
前記ゾルゲル液は、ポリシラザンである請求項３に記載の防眩性保護コート。
【請求項５】
パネル用基材と
前記パネル用基材の表面に成膜した導電膜と、
前記導電膜の上に積層したベース層と、
前記ベース層の上に積層し、フィラを混入したAG層と、
を含むタッチパネルセンサ。
【請求項６】
パネル用基材を準備するステップと
前記パネル用基材の表面に導電膜を成膜するステップと、
前記導電膜の上にベース層を塗工するステップと、
フィラを混入したAG層を前記ベース層の上に塗工するステップと、
を含むタッチパネルセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＲＴ又は液晶ディスプレイの画面に重ねられ、同画面に触れた指等の位置を電気的に検出するためのタッチパネルに関し、特に静電容量方式タッチパネルにおける防眩性を備えた表面保護コート技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ等の画面に重ねて使用される透明のタッチパネルには、抵抗膜方式、光学方式、静電容量方式、超音波方式等種々の方式があり、使用用途により使い分けられている。例えばＡＴＭ（現金自動預け払い機）や券売機、案内画面等は、不特定多数の人がタッチするため耐久性・耐傷性が求められ、静電容量方式のタッチパネルが多く用いられている。
【０００３】
静電容量方式のタッチパネルはタッチパネルセンサとコントローラから構成される。タッチパネルセンサは、図３や図４に示すように、パネル用基材として例えばガラス基板１００を用い、その表面及び／または裏面に表面導電膜１４や裏面導電膜１６を成膜し、接触位置検出のためやディスプレイから発生するノイズをシールドするために用いる。ガラス基板１００の表面に検出用の表面導電膜１４を成膜した場合は、保護コート１１２で覆って表面導電膜１４の耐久性を強化する。
【０００４】
静電容量方式のタッチパネルは、指がタッチパネルセンサ１１０または１２０の検出用の導電膜にタッチすると、タッチした人にも充電電荷が蓄積され、タッチ前後の微小電荷変化をコントローラ（図示せず）が検出・計算してタッチ位置を求める。
【０００５】
上記タッチ前後の微小電荷変化検出方式としては、マトリックス方式（デジタル方式）とアナログ方式とがある。
【０００６】
マトリックス方式は、検出用の導電膜の検出領域をマトリックス状に区切ったパターンを全面に配置し、タッチした時に最も変化の大きい領域を入力位置として検出する方式である。マトリックス方式の特徴としては、マトリックスの領域毎にタッチの有無を検出するため検出可能距離が比較的長く、例えば図４のように、ガラス基板１００の裏面に設けた裏面導電膜１６の検出パターンによってもタッチ位置の検出が可能である。その場合、タッチする面は、タッチパネルセンサ１２０のガラス基板１００の表面であるため、タッチによる表面耐久性はガラス基板１００の表面耐久性になるが、その反面検出距離が長いため、検出の分解能は低くなる。
【０００７】
アナログ方式は、例えばタッチパネルセンサ１１０（図３参照）のように、一様な検出用の表面導電膜１４を備え、タッチした時の電流変化の比からパネル入力位置を計算する方式であり、検出座標分解能が高いというメリットがある。しかし、表面導電膜１４がタッチパネルセンサ１１０の最表面であると、表面導電膜１４は薄いためにタッチによる表面耐久性が弱いという課題がある。そのため、通常入力部分の表面導電膜１４を保護するため、透明な保護コート１１２が形成される。この保護コートは、通常ガラス系材料を使用し、スバッタやウェットコートなどの方法で積層される。
【０００８】
また、タッチパネルセンサ１１０表面の処理としては、表面凹凸が滑らかなクリア外観のものと、表面凹凸が大きく反射光を拡散して写り込みを防止するＡＧ（Anti  Glare：防眩性）外観のものと、大別して２種類ある。
【０００９】
クリア外観パネルは、パネル裏面側に配置されるディスプレイの画像をほぼそのまま透過してみることができる反面、パネル表面での反射や写り込みが大きくなる。従って医療用パネルなどのように比較的暗い場所で鮮明な画像が必要な場合に用いられる。
【００１０】
一方、上記のように静電容量方式のタッチパネル１１０、１２０は耐久性に優れるため、上述のようにＡＴＭや券売機等の、屋外など画面に強い光が当たる場所での用途や、不特定多数の人が操作する公共用の用途に広く用いられている。このため、クリア外観パネルに顕著な、反射や写り込みを制限する為に、表面凹凸が大きくして防眩性を高める表面処理（以下、本明細書において「ＡＧ表面処理」という。）を施したパネルが使用されることが多い。
【００１１】
ＡＧ外観のパネルを枚葉処理で製造するための−般的なＡＧ表面処理方法としては、例えばガラス基板１００の表面を化学的に荒らす処理、例えばフロスト処理がある。例えば、マトリックス方式のタッチパネルセンサ１２０の裏面導電膜１６でタッチ信号を検出する場合、検出に関係無いガラス基板の最表面をフロスト処理することで、ＡＧ外観のパネル構成にすることができる。
【００１２】
アナログ方式静電容量パネルの場合、上記の通り、検出精度の関係上、最表面に設けた表面導電膜１４でのタッチの検出が必要になる。そのため、導電膜保護のために保護コート１１２を設ける必要がある。しかし、フロスト加工されたガラス基材１００の表面上に、表面耐久性を保つ為に十分な厚みの保護コート１１２を積層した場合、ガラス基板１００の表面の凹凸に保護コート１１２が埋まって最表面が平らな保護コート層になるため、ＡＧ（防眩）性がなくなる。
【００１３】
そのため、このような場合、例えばガラス基板裏面にもフロスト加工を施して、ＡＧ（防眩）性を付与する構成が考えられる。しかし、フロスト処理をした場合、ガラス基板のコストが高くなるだけでなく、化学処理でフッ酸等を使用するため環境への影響が大きい製造方法になるという課題が生じる。
【００１４】
また、特許文献１には図５にのように、基板上の導電膜上に黒色の球状微粒子（フィラ）１５を分散した塗料層１１２を設けたディスプレイ表面材が開示されている。特許文献１に記載のディスプレイ表面材は、球状微粒子１５の平均粒径が塗料層の厚みの０．１〜２倍であり、球状微粒子１５の一部が塗料層１１２の表面から突出していることを特徴の一つとしており、ガラス基板のフロスト処理をせずに防眩性を得ることができると考えられる。
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−１３９４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、球状微粒子の一部が塗料層の表面から突出している特許文献１に記載のディスプレイ表面材は、不特定多数の人がその表面にタッチを繰り返すに従って球状微粒子（フィラ）が塗料層に沈下し、使用に伴い防眩性が失われてしまう。あるいは一般に、フィラの硬度が高い場合は、いわゆるフィラの剥離により防眩性が失われてしまう。
【００１７】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、保護コート（塗料層）に混入されたフィラ（球状微粒子等）の沈下や剥離が生じにくく、防眩性に関する耐用寿命が長い保護コートを提供することを目的とする。
【００１８】
また本発明の別の目的は、ガラス基板自体に化学的な処理を行わず環境に与える影響を小さくしたタッチパネルを提供することにある。即ち、本発明は、コストが低い製造方法により十分な表面保護機能をもつとともに、上記耐用性の高い防眩性を付与することができる保護コートを設けた横成のタッチパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の防眩性保護コートは、パネル用基材の表面に導電膜を成膜したタッチパネルの、該導電膜を保護する保護コートであって、前記導電膜の上に積層したベース層と、前記ベース層の上に積層し、フィラを混入したAG（Anti  Glare：防眩性）層と、を含む。
【００２０】
本発明の防眩性保護コートは、径がφ０．５μｍ乃至φ１．５μｍのシリカフィラであり得る。
【００２１】
本発明の防眩性保護コートは、フィラを混入したゾルゲル液を塗工して積層してもよい。
【００２２】
本発明の防眩性保護コートは、ポリシラザンであり得る。
【００２３】
本発明のタッチパネルセンサは、パネル用基材と、前記パネル用基材の表面に成膜した導電膜と、前記導電膜の上に積層したベース層と、前記ベース層の上に積層し、フィラを混入したAG層と、を含む。
【００２４】
本発明のタッチパネルセンサの製造方法は、パネル用基材を準備するステップと、前記パネル用基材の表面に導電膜を成膜するステップと、前記導電膜の上にベース層を塗工するステップと、フィラを混入したAG層を前記ベース層の上に塗工するステップと、を含む。
【００２５】
以下、本明細書において、パネル用基材とは、導電膜やフィルム、コーティング等を積層してパネルを製造するための板状の基材をいい、例えばクリアガラス、AGガラス等のガラス基材やその他表面が平滑なあるいは加工されたプラスチック基材等が相当する。
【００２６】
また、本明細書において、タッチする面である表面に成膜した導電膜を表面導電膜と、ディスプレイに対向する面である裏面に成膜した導電膜を裏面導電膜という。
【００２７】
また、本明細書において、防眩性、防眩外観等はそれぞれＡＧ性、ＡＧ外観等ともいう。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の防眩性保護コートは、塗工液にフィラを混入して防眩性を付与するが、基材表面にベース層と、フィラを混入したAG層を順に積層するため、フィラの沈下や剥離が少なく安定である。従って本発明の防眩性保護コートは、耐用性の高い防眩性を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の防眩性保護コートを用いれば、基材となるガラス基板等の表面を化学的なフロスト処理をする必要なく、基材の表面に防眩性保護コートを積層すればよいので、環境に影響を及ぼすことなく、より安価なガラス基板により光学設計が容易で十分な表面保護機能をもつとともに、耐用性の高い防眩性を持つタッチパネル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】
【００３０】
図１は、本実施形態にかかるアナログ方式静電容量タッチパネルセンサ１０の断面図である。タッチパネルセンサ１０は、ガラス基板１００と、ガラス基板１００の表面に成膜した表面導電膜１４と、表面導電膜１４の上に積層したベース層３と、ベース層３の上に積層し、フィラ５を混入したAG層２とを含む。
【００３１】
このうち、表面導電膜１４の上に積層したベース層３と、ベース層３の上に積層し、フィラ５を混入したAG層２を総称して防眩性保護コート１という。即ち、本発明の防眩性保護コート１は少なくとも２層からなり、第１層に耐久性確保のためのべ一ス層３、第２層にＡＧ性付与のために、例えばシリカフィラ５を混入したコート液を用いて塗工、積層したＡＧ層２を形成している。ただし、フィラ５を含まないべ一ス層３は表面導電膜１４の上に２層以上積層してもよく、表面導電膜１４の上にべ一ス層３、フィラ５を含むが両面滑らかな表面形状（本明細書において、「クリア表面」ともいう。）の層、およびAG層２をそれぞれ複数層積層してもよい。
【００３２】
本実施形態のタッチパネルセンサ１０はアナログ方式静電容量タッチパネルセンサ１０であり、パネル用基材は、両面に均−な導電膜を設けた、滑らかな表面形状のガラス基板１００を基材として使用する。
【００３３】
図１に表す本実施形態のアナログ方式静電容量タッチパネルセンサ１０は、表面導電膜１４のタッチエリア周囲に検出用電極２０を設け、表面導電膜１４を保護するためにタッチエリア上に防眩性保護コート１を設けている。
【００３４】
またガラス基板１００裏面には、パネルを貼り合わせる液晶モニタ等からノイズをカットしたり、また浮遊容量の変化の影響を抑えるため、シールド用の裏面導電膜１６及びシールド用電極２２が設けられている。
【００３５】
AG層２は、フィラ５を混入したゾルゲル液を塗工して積層する。ゾルゲル液としては例えばポリシラザンを用い、これをベース層３上に塗工することで本発明のタッチパネルセンサ１０に防眩性を付与する。フィラ５は径がφ０．５〜φ１．５μｍの範囲の、例えばシリカフィラ等の高温安定性のあるフィラが好適であるが、上記径の範囲は以下の事由を考慮して実験的に得られる。
【００３６】
（粒径が大きすぎる場合）
・ヘイズ値を下げるためフィラ濃度を下げると、フィラ分布が疎となり、モアレの発生原因となる。
・粒径の大きいフィラを把持するためにはAG層の塗工厚を大きくする必要があり、乾燥ムラの原因となる。
・粒径が大きくなると沈降しやすくなり、塗工安定性が低くなる。
【００３７】
（粒径が小さすぎる場合）
・AG塗工面からフィラの凹凸を出すために、非常に薄い塗工膜厚制御が必要となる。
・絶対的なAG膜厚が薄いため、耐久性が下がる。
【００３８】
次に、本発明のタッチパネルセンサ１０の製造方法について説明する。
【００３９】
本発明のタッチパネルセンサ１０の製造方法は、パネル用基材を準備するステップと、前記パネル用基材の表面に導電膜を成膜するステップと、前記導電膜の上にベース層を塗工するステップと、前記ベース層の上に積層し、フィラを混入したAG層を塗工するステップと、を含む。下記実施例１において、以上説明した本発明に係る防眩性保護コート及びタッチパネルセンサの製法の例を詳説する。
【実施例１】
【００４０】
本実施例の製造方法、積層条件について以下に説明する。
【００４１】
・（ガラス基板）
パネル用基材であるガラス基板は、一般的なソーダガラスを用いた。厚みは不特定多数の人が触ることを想定した耐久性を考慮し、２．５ｍｍ〜３ｍｍのガラス基板を使用するのが好ましい。
【００４２】
導電膜については、後加熱工程による抵抗値変化等が少ない安定な材料、例えばSnO２やＡＴＯ（アンチモンドープ酸化錫）で形成されることが望ましい。本実施例では、SnO２で形成された導電膜を用い、表面導電膜（検出用）のシート抵抗は１５００〜２７００Ω、裏面導電膜（シールド用）のシート抵抗は６００〜１６００Ωの範囲に設定した。
【００４３】
・（塗エ方法）
保護コートのコート方法としては、印刷により行なった。その他の枚葉コート方法として、ダイコート、ディップコート、バーコート、スピンコート等の方法を用いることも可能である。
【００４４】
・（塗エ液）
透明保護コート層を形成するための無機材料として、次の２点を満たすゾルゲル液を選定した。
（Ａ）固形分濃度が高い（Wet塗工に続く乾燥後のDry膜厚を確保するため）
（Ｂ）反応温度が低い（焼成温度が低いほど、導電膜シート抵抗の加熱変化が小さくなるため）
【００４５】
以上の条件を考慮の結果、本実施例においては、アクアミカ（ＡＺエレクトロニックマテリアル株式会社製、ゾルゲル固形分濃度：２０ｗｔ％）を採用した。（以下、「塗工液１」という。）
【００４６】
・（第１層塗工）
塗工液１を用いて、第１層（べ−ス層）をWet膜厚３．５μｍ（焼成後膜厚０．７μｍ）で塗工する。塗工後、ＩＲ焼成炉にて１８０℃１９５秒の条件で仮焼成を行う。
【００４７】
・（第２層へのＡＧ性付与）
ＡＧ性を付与するために、塗工液１にシリカフィラを添加・分散して塗工して、塗工膜表面に凹凸を形成する方法を採用した。
【００４８】
・（塗工液改善）
ただし、標準の塗工液１の粘度は低い（１．１ｃｐ）ためフィラが沈降しやすく、経時的にフィラの分散状態にバラツキが発生し易いという問題がある。この沈降を抑制する方法としては、ストークスの沈降モデル式より、次の２点が考えられる。
（Ｃ）塗工液の粘度を上げる
（Ｄ）フィラの径を小さくする
【００４９】
上記（Ｃ）の塗工液１の粘度を上げる方法としては、塗工液１の溶媒を高粘度の材料に変更することが考えられる。そこで、本実施例においては、反応性の高い塗工液１への適性があり、粘度が高く、濡れ性の良い溶媒を選定し、エクソンモービル社製エクソールＤ１３０（粘度７．５ｃｐ、沸点３０２℃）を採用した（エクソールＤ１３０を加え高粘化した塗工液を、以下「塗工液２」という。）。
【００５０】
添加するフィラは、表面凹凸を形成するためμｍサイズの１次粒子で、塗工液２に分散した時に２次凝集が発生しにくいという条件が必要である。そこで本実施例では、日本触媒株式会社製シーフォスタ（シリカフィラ、球形１次粒子）を採用した。
【００５１】
また、「（Ｄ）フィラの径を小さくする」という条件から、径が小さいほど望ましいが、表面凹凸を形成できるだけのサイズがあることとのトレード・オフから、平均径が約φ１．０μｍのフィラを採用した（以下、「フィラ１」という。）。
【００５２】
・（第２層塗工）
塗工液２に対し、フィラ１を０．２２ｗｔ％分散した液を用いて、仮焼成までした第１層の上に、第２層（ＡＧ層）をWet膜厚１．６μｍで重ね塗りをする。膜厚は、フィラ１で表面凹凸を形成出来、また沸点の高い溶媒（エクソールＤ１３０、沸点３０２℃）による焼成ムラが発生しないことを条件として最適化を行なった。塗工後、ＩＲ焼成炉にて１８０℃、１９５秒の条件で仮焼成を行う。
【００５３】
以下に、上記の本実施例のベース層及びAG層の積層条件を、それぞれ初期条件及び改善条件として表１に示す。
【００５４】
【表１】
2007004339.tif 000003
【００５５】
・（保護コートの焼成）
２重構成で塗工、仮焼成まで行った基材を、熱風循環式ＢＯＸオーブンに入れ、３００℃以上の状態を１時間以上保つ条件で焼成を行うことで、ゾルゲル液をシリカ転化し、無機材質のＡＧ保護膜(AG層)を形成した。
【００５６】
その後、通常の公知のタッチパネル製造工程を経て、本発明に係るタッチパネルセンサ１０を製造した。
【００５７】
・（実施結果）
保護コートがＡＧ層とベース層の２重塗り構成の本実施例のタッチパネルセンサは、以下のヘイズ値と耐久性を得た。ＡＧ層とベース層の構成は表２に示す。
【００５８】
また、本実施例で耐久性の測定は次のように行なった。即ち、保護コートを塗工した導電膜ガラスを１００ｍｍ角にカットし、対向する２辺に５ｍｍ幅程度の電極を設けて摺動時の抵抗変化を測定した。摺動はシリコンゴム（先端は半径３ｍｍの半円球）に５００ｇ荷重して３０ｍｍ摺動し、上記抵抗値が２％上がったところで摺動耐久性の限界回数とした。
（ヘイズ）  ４．０％
（耐久性）  シリコンゴム摺動耐久性：１２万回以上
【００５９】
尚、本実施例において製造した保護コートの上記摺動耐久性は、従来の一層の保護コートの１．５倍以上であった（当社比）。
【００６０】
【表２】
2007004339.tif 000004
【実施例２】
【００６１】
次に、上記実施例１におけるフィラ濃度を変えた場合の、保護コートのヘイズ値の変化を測定し、図２を得た。図２よりフィラ濃度とヘイズ値には、少なくともフィラ濃度の薄い範囲で比例関係があることがわかる。
【００６２】
使用上、表示装置の画像を透過してみることも考慮に入れた場合、好適なヘイズ値は２〜７％程度であることから、実施例１の製造条件においては、フィラ濃度は０．１％〜０．４％が好ましいことがわかる。
【００６３】
以上、本発明の防眩性保護コート及びタッチパネルセンサについて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、本発明の保護コートの原材料やフィラ濃度を変化させることにより、上記のようにヘイズ値を変化させることができる。即ち、本発明の防眩性保護コートは、保護コートの材料やフィラの濃度や径を変更する事で外観を広い範囲で調整することが可能である。
【００６４】
従って、本発明の防眩保護コートは、アナログ方式静電容量タッチパネルに特に有用であるが、静電容量方式あるいはアナログ方式のタッチパネルに限定されるわけではない。マトリックス方式のタッチパネルや、抵抗膜方式等他方式のタッチパネルに用いられてもよく、その他の種々のディスプレイを始めとしたパネルにも使用され得る。
【００６５】
また、本発明の防眩保護コートの製法は上記実施例に限定されるものではないが、上記製法であってもＬＲ（LowReflection）膜など光学基材を枚葉コートで低コストで製造可能であり、化学的処理を行なわないので環境影響の低減を招くこともない。従って、本発明の防眩保護コートは保護機能、防眩性等を目的とするだけではなく、上記その他の目的を有する基材等にも使用され得る。尚、当業者の常識の範囲で本発明の防眩保護コートを製造し得るすべての方法が本発明に係る防眩保護コートの製法に含まれ得る。
【００６６】
更に、上記実施例において、防眩保護コートの原材料のゾルゲル液としてポリシラザンを用いたが、特にこれに限定されるものではない。その他のゾルゲル液を用いてもよい。また、ベース層とＡＧ層で異なる種類のゾルゲル液を用いてもよい。
【００６７】
更に、上記実施例では、平均径が約φ１．０のシリカフィラを用いたが、フィラの径はφ０．５〜φ１．５μｍの範囲であれば、好適に用いられる。フィラの形状は球状に限ることは無く、又、フィラの原材料も上記シリカに限定されず、他の種類のフィラを用いてもよい。また、フィラの濃度は上記実施例２で得られた０．１％〜０．４％に特に限定されず、ゾルゲル液の原材料、フィラの濃度・径、所望のヘイズ値等により、適宜調整される。
【００６８】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、アナログ方式静電容量タッチパネルに特に有用であるが、広くはあらゆるパネルに対して利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係るタッチパネルセンサの断面図。
【図２】本発明の防眩保護コートが含むフィラ濃度とヘイズ値の関係を表すグラフ。
【図３】従来の静電容量方式のアナログ方式タッチパネルセンサの断面図。
【図４】従来の静電容量方式のマトリックス方式（デジタル方式）タッチパネルセンサの断面図。
【図５】従来の表面保護コートと保護コートの断面図。
【符号の説明】
【００７１】
１：防眩保護コート
２：AG層
３：ベース層
５、１５：フィラ
１０、１１０：タッチパネルセンサ
１４：表面導電膜
１６：裏面導電膜
２０：検出用電極
２２：シールド用電極
１００：ガラス基板
１１２：保護コート
【図１】
2007004339.tif 000005
【図２】
2007004339.tif 000006
【図３】
2007004339.tif 000007
【図４】
2007004339.tif 000008
【図５】
2007004339.tif 000009