(57)【要約】【課題】  指による押圧を確実に感知でき、しかもキーボードをタッチしたような押圧感が得られるタッチパネル構造体を提供すること。【解決手段】  上部基板の片面に透明導電性層が形成された上部基板層および下部基板の片面に透明導電性層が形成された下部基板層を含み、該上部基板層と該下部基板層とは、それぞれ透明導電性層が形成されている面が対向して、スペーサーを介して構成された抵抗膜式タッチパネル構造体であって、（ａ）該上部基板層と該下部基板層とは、５０〜２００μｍの間隔で空間層を形成し、（ｂ）外上部基板層と下部基板層との間には、弾性を有するドットスペーサーが存在し且つ（ｃ）該ドットスペーサーは、２〜３ｃｍの間隔で配置されていることを特徴とする抵抗膜式タッチパネル構造体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部基板の片面に透明導電性層が形成された上部基板層および下部基板の片面に透明導電性層が形成された下部基板層を含み、該上部基板層と該下部基板層とは、それぞれ透明導電性層が形成されている面が対向して、スペーサーを介して構成された抵抗膜式タッチパネル構造体であって、（ａ）該上部基板層と該下部基板層とは、５０〜２００μｍの間隔で空間層を形成し、（ｂ）該上部基板層と下部基板層との間には、弾性を有するドットスペーサーが存在し且つ（ｃ）該ドットスペーサーは、２〜３ｃｍの間隔で配置されていることを特徴とする抵抗膜式タッチパネル構造体。
【請求項２】
該ドットスペーサーの高さは５０〜２００μｍである請求項１記載のタッチパネル構造体。
【請求項３】
該ドットスペーサーは、反発弾性率が３０％以上の透明樹脂からなる請求項１記載のタッチパネル。
【請求項４】
該ドットスペーサーがシリコーン系、あるいはウレタン系弾性樹脂または弾性ゴムで形成されている請求項３記載のタッチパネル構造体。
【請求項５】
該上部基板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムで形成されている請求項１記載のタッチパネル構造体。
【請求項６】
該下部基板は、ガラスシートまたはポリカーボネートシートで形成されている請求項１記載のタッチパネル構造体。
【請求項７】
該上部基板層および下部基板層における透明導電性層は、ＩＴＯ膜、ＩＴＯ微粒子層膜、導電性高分子膜またはカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）層膜から選ばれたものである請求項１記載のタッチパネル構造体。
【請求項８】
指による押圧により、該上部基板層と該下部基板層とが、互いの透明導電性層が接触した際、その接触を感知して発信音を発する発信装置を見備した、請求項１記載のタッチパネル構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗膜式タッチパネル構造体に関する。さらに詳しくは指で押圧した時にタッチ感を確実に認知できる抵抗膜式タッチパネル構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、指またはペン入力によるモバイル情報端末として抵抗膜式タッチパネルの用途が拡大しつつある。抵抗膜式タッチパネルは、特殊なペンを使用しないで、指または通常のペンで容易に入力でき、しかも低コスト化が比較的簡単であるという利点を有している。
一方抵抗膜タッチパネルは、上部基板と下部基板との間にスペーサーによる空気層を有し、上部基板と下部基板の内部の表面に形成された透明導電性層を物理的に接触（タッチ）させることによって接触位置を感知する構造となっている。
この上部基板および下部基板の基板材料として、ガラス、透明プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが使用され、それぞれの基板材料の組合せに基づいて、種々の利点および欠点を有している。
【０００３】
殊にタッチパネルの上部基板（タッチ面）の材料として透明フィルム（例えばＰＥＴフィルムの如きポリエステルフィルム）は、割れない、軽量である、薄い、屈曲性に優れているなどの多くの利点のために、広く利用されてきた。また、上部基板として透明フィルムを使用した場合、その優れた屈曲性のために局所的なタッチ圧が容易に感知される。
現在、一般的使用されているタッチパネルは、表面を指で軽くタッチすることによりその接触位置を感知できる構造であり、この点が利点の１つになっている。すなわち、通常のタッチパネルは、上部基板層と下部基板層とは、その空間の間隔が５０〜１００μｍと狭く、しかもその間隔の保持のために使用されているドットスペーサーはその粒子の高さが５〜１０μｍと小さくその上粒子は弾性がないものが使用されていた。そのため、指で押圧した場合軽いタッチによって接触位置を感知できた。
一方、パーソナルコンピューター、ゲーム機器や携帯電話の普及により、キーボードの押圧になれたユーザーにとって、タッチパネルの押圧はその軽いタッチ感のため、信頼性に不安を感じるとの声もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、指で押圧した時に、キーボードを押した時と同じような押圧感、つまりタッチパネル表面を押圧した時のタッチ感と弾性とが指に確実に感じられるタッチパネル構造体について研究を進めた。
その結果、上部基板層と下部基板層との空間の間隔を或る一定の距離を保持しつつ、かつその空間の間隔の保持のために介在するドットスペーサーとして弾性を有するスペーサーを使用し、その上ドットスペーサーを一定の間隔をおいて配置したタッチパネル構造体は、前記本発明の目的を達成しうることを見出し本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、上部基板の片面に透明導電性層が形成された上部基板層および下部基板の片面に透明導電性層が形成された下部基板層を含み、該上部基板層と該下部基板層とは、それぞれ透明導電性層が形成されている面が対向して、スペーサーを介して構成された抵抗膜式タッチパネル構造体であって、（ａ）該上部基板層と該下部基板層とは、５０〜２００μｍの間隔で空間層を形成し、（ｂ）該上部基板層と下部基板層との間には、弾性を有するドットスペーサーが存在し且つ（ｃ）該ドットスペーサーは、２〜３ｃｍの間隔で配置されていることを特徴とする抵抗膜式タッチパネル構造体が提供される。
【０００６】
また、本発明のタッチパネル構造体は、下記（１）〜（７）の態様であることが好ましい。
（１）該ドットスペーサーの高さは５０〜２００μｍであること、
（２）該ドットスペーサーは、反発係数が３０％以上好ましくは５０％以上の透明樹脂で形成されていること、
（３）該ドットスペーサーがシリコーン系、あるいはウレタン系弾性樹脂または弾性ゴムで形成されていること、
（４）該上部基板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムで形成されていること、
（５）該下部基板は、ガラスシートまたはポリカーボネートシートで形成されていること、
（６）該上部基板層および下部基板層における透明導電性層は、ＩＴＯ膜、ＩＴＯ微粒子層膜、導電性高分子膜またはカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）層膜から選ばれたものであること、
（７）指による押圧により、該上部基板層と該下部基板層とが、互いの透明導電性層が接触した際、その接触を感知して発信音を発する発信装置を見備したタッチパネル構造体であること、
【発明の効果】
【０００７】
本発明の抵抗膜式タッチパネル構造体は、表面を指で押圧する場合、或る程度の押圧力によって接触位置を感知し、押圧による反撥の弾性も同時に感じられる。従ってパーソナルコンピューター、ゲーム機器や携帯電話のようなキーボードを押圧した感覚でタッチパネル表面を指で触れることができ、押圧の確実な信頼性を得ることができる。
また、本発明のタッチパネル構造体は、基本的な構造、殊に上部基板層、下部基板層およびそれに付随する情報処理機器は従来のものをそのまま利用でき、かつ構造も簡単であるから、有利なコストで製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の抵抗膜式タッチパネル構造体についてさらに具体的に説明する。本発明のタッチパネル構造体は基本的には通常のように上部基板層および下部基板層より構成され、上部基板層と下部基板層とは、それぞれの透明導電性膜が形成されている面が対向するようにドットスペーサーを介して構成されている。
また、上部基板層と下部基板層とはそれらの両端部において粘着剤層により一体化されている。上部基板層と下部基板層との間には、これら２つの層を一定間隔に保持するための空間部が存在し、この空間部にはドットスペーサーが介在している。このドットスペーサーについては後で詳しく説明する。
【０００９】
タッチパネル構造体は、上部基板層の上面をペンまたは指で押圧することによって、上部基板層が部分的に屈曲し、上部基板層の表面における導電性層と、下部基板層の表面における導電性層が局所的に接触し、その位置を電気的に感知する構造になっている。
次に本発明のタッチパネル構造体における各構成要素について具体的に説明する。本発明のタッチパネル構造体において、上部基板（好ましく）はフィルム基板で構成されるが、そのフィルムは高分子フィルムであり、透明であればよい。かかるフィルムとしてはポリエステルフィルムとりわけポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）フィルムが好適である。フィルム基板の厚さは、１００〜３５０μｍ好ましくは１２０〜２５０μｍであるのが望ましい。
【００１０】
下部基板は、ガラスシート、またはプラスチックシートの種々の透明な素材が使用される。ガラスとしては通常０．５〜１．８ｍｍ、好ましくは０．６〜１．２ｍｍの厚さのものが使用される。またプラスチックシートとしては、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、またはアクリル樹脂のシートが望ましく、そのシートの厚さは０．３〜２．５ｍｍ好ましくは０．４〜２ｍｍの範囲が有利である。下部基板として好ましい素材は、ガラスシートまたはポリカーボネートシートである。
前記上部基板および下部基板の表面には、それぞれ透明導電性層が形成される。これら透明導電性層としてはタッチパネル構造体の導電性層として使用することができ、透明かつ一定の表面抵抗値を有するものであればよい。具体的にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜および酸化亜鉛（ＺｎＯ）膜の如き酸化金属膜；ＩＴＯ微粒子層；カーボンナノチューブ層；導電高分子膜などが挙げられるがこれらの中でＩＴＯ膜およびカーボンナノチューブ層が好適である。
【００１１】
透明導電性層は、３００〜３０００Ω／□、好ましくは５００〜２５００Ω／□の表面抵抗値を有しているものが望ましく、また上部基板に導電性層が形成された上部基板層および下部基板に導電性層が形成された下部基板層はそれぞれ高い透明性を有していることが好ましく、それぞれの光透過率（波長５５０ｎｍ）が８５％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９３％以上であることが望ましい。
導電性層が酸化金属膜の場合ＩＴＯ膜であるのが好適であり、その膜は基板上にスパッタリングまたはＣＶＤ方式によって形成することができ、酸化金属膜は１０〜５０ｎｍの厚さを有するのが望ましい。導電性層がカーボンナノチューブ層である場合、カーボンナノチューブは単層、複層或いは多層のいずれでもよいが単層のものが好ましい。カーボンナノチューブは長さが０．２〜１μｍの範囲が適当である。導電性層の素材としてＩＴＯ微粒子層を使用することもできる。このＩＴＯ微粒子層は、ＩＴＯ微粒子を層状に基板上に形成させたものである。
【００１２】
このＩＴＯ微粒子は、粒径が１００ｎｍ以下であって平均粒径が２〜４０ｎｍ、好ましくは５〜２０ｎｍの範囲のものが好適である。導電性層中のＩＴＯ微粒子の含有量は重量
で１０〜８０％好ましくは２０〜６０％の範囲が有利である。導電性層として透明導電性
高分子膜を使用することもできる。
透明導電性高分子膜を形成するには導電性高分子の溶液またはドープを上部基板または下部基板の表面に塗布または印刷すればよい。この導電性高分子としては透明性に優れかつ表面抵抗値を有するものであればよく、表面抵抗値としては１００〜２０００（Ω／□）、好ましくは２００〜１５００（Ω／□）を有するものが望ましい。
【００１３】
導電性高分子膜の具体例としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であるのが有利であり、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリフェンレン類、ポリフェンレンビニレン類、ポリアニリン類、ポリアセン類、ポリチオフェンビニレン類およびこれらの共重合体が挙げられる。これらの中でポリピロール類、ポリチオフェン類、およびポリアニリン類が安定性および膜の形成の容易性の点から好ましい。とりわけ、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（Ｎ−メチルピロール）、ポリ（３−
メチルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３，４―エチレンジオキ
シチオフェン）およびこれらの共重合体が好ましい。
【００１４】
これら導電性高分子の溶液を調製するために使用される溶媒としては水；Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトニトリルおよびベンゾニトリルの如き極性有機溶媒；フェノール、クレゾールおよびキシレノールの如き、フェノール類；メタノール、エタノール、プロパノールおよびブタノールの如きアルコール類；アセトンおよびメチルエチルケトンの如きケトン類；ヘキサン、ベンゼン、トルエン、およびキシレンの如き炭化水素類；ジオキサンおよびジエチルエーテルの如きエーテル類などが例示される。これら溶媒は、一種でも或いは２種以上の混合溶媒として使用される。
前述した導電性高分子の溶液を上部基板上にまたは下部基板上に塗布または印刷する方法としては、例えば浸漬、コンマコート、スプレーコート、ロールコート、グラビア印刷などが挙げられる。塗布後薄膜を硬化させることが望ましい。
【００１５】
本発明のタッチパネル構造体は、上部基板層と下部基板層とは５０〜２００μｍ、好ましくは７０〜１７０μｍ、特に好ましくは８０〜１５０μｍの間隔で空間を形成している。また、上部基板層と下部基板層との間には前記間隔を保持するためのドットスペーサーが存在し、このドットスペーサーは、弾性を有する樹脂で形成されている。タッチパネルにタッチした時のクリック感を確実なものにするためには、押圧に対する反発力がある程度必要であり、反発係数で規定される値が３０％以上有する事が好ましい。さらに好ましくは５０％以上である。この弾性を有する樹脂としては、シリコーン系弾性樹脂あるいはウレタン系樹脂、または弾性ゴムが挙げられるが、光学的に透明である事が好ましく、シリコーン系樹脂であるのが特に好適である。ドットスペーサーは上部基板層または下部基板層のいずれの表面或いは両方の表面に付着して接合されていてもよい。
前記ドットスペーサーの高さ（上部基板層または下部基板層の表面からの高さ）は、５０〜２００μｍ、好ましくは７０〜１７０μｍであるのが適当であり、ドットスペーサーは前記高さを有する柱状の形状であるのが望ましく、柱状は円柱状、角柱状或いは砲弾状などの形状であってもよい。
【００１６】
ドットスペーサーは、２〜３ｃｍ、好ましくは２．２〜２．８ｃｍの間隔で配置されるべきである。この間隔はタッチパネル構造体の全体の指の接触面において横方向、縦方向または斜め方向いずれの方向に対して互いに隣り合うドットスペーサーの距離を意味する。ドットスペーサーの配置は横方向と縦方向とも同じ間隔（ドットスペーサーの位置は矩形となる）またはドットスペーサーの位置の形が３角形や菱形となるような配置であってもよい。
本発明のタッチパネル構造体は、タッチ面を指で押圧した時に指に押圧感を充分に感じられるが、一層その押圧感を確実とするために、押圧と同時に発信音を発する発信装置を装着することもできる。この発信装置を装着することにより、押圧を指で感知すると共に聴覚的にも押圧を検知することができる。