(57)【要約】      （修正有）【課題】光透過性及び接続信頼性に優れる透明スイッチを提供する。【解決手段】透明電極３が一方の面に形成された２枚の透明基板１、２が、それぞれの透明電極が対向するように配置されてなる透明スイッチであって、前記２枚の透明基板の透明電極の間に透明柔軟スイッチ膜４を有し、前記透明柔軟スイッチ膜は、透明柔軟材料５と導電性粒子とを含有し、前記透明柔軟スイッチ膜中において、前記導電性粒子の周囲に前記透明柔軟材料のない空間８が設けられている透明スイッチ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極が一方の面に形成された２枚の透明基板が、それぞれの透明電極が対向するように配置されてなる透明スイッチであって、
前記２枚の透明基板の透明電極の間に透明柔軟スイッチ膜を有し、
前記透明柔軟スイッチ膜は、透明柔軟材料と導電性粒子とを含有し、
前記透明柔軟スイッチ膜中において、前記導電性粒子の周囲に前記透明柔軟材料のない空間が設けられている
ことを特徴とする透明スイッチ。
【請求項２】
導電性粒子は、樹脂粒子の表面に導電層を有するものであることを特徴とする請求項１記載の透明スイッチ。
【請求項３】
導電性粒子は、複数の突起を表面に有するものであることを特徴とする請求項１記載の透明スイッチ。
【請求項４】
導電性粒子は、複数の樹脂粒子を表面に有するものであることを特徴とする請求項１記載の透明スイッチ。
【請求項５】
透明柔軟スイッチ膜の平均厚みＴｔと導電性粒子の平均粒子径Ｄｃとの関係が、下記式（２）で示されることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の透明スイッチ。
Ｔｔ×０．６＜Ｄｃ＜Ｔｔ    （２）
【請求項６】
透明柔軟スイッチ膜は、破壊防止用粒子又は破壊防止ロッドを含有し、かつ、前記破壊防止用粒子の平均粒子径又は前記破壊防止ロッドの平均長さをＤｐとすると、Ｄｐは、導電性粒子の平均粒子径Ｄｃの５０％〜９５％であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の透明スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性及び接続信頼性に優れる透明スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン等の急速な市場拡大によって、タッチパネルのマルチ入力化が進んでいる。タッチパネルの接触検出方式には従来からの抵抗膜式、静電容量式、光学式等があるが、静電容量式は大型化が難しい、ペン入力が難しい等、抵抗膜式は光の透過率が低い等、それぞれ課題があり、用途に応じて各種方式の開発が進められている。
【０００３】
従来の抵抗膜方式のタッチパネル入力装置は、ＩＴＯ等からなる透明導電膜を有する透明電極が形成された上部基板及び下部基板が、該透明電極が対向するように配置されている。該透明電極間には、外部からの接触により圧力を加えられた場合にのみ導通させるために対向する透明電極間の間隔を保持するスペーサが配置され、通常、対向する透明電極間の間隔は３０〜１５０μｍとなっている。従来の抵抗膜方式のタッチパネル入力装置は、透明電極間にＩＴＯ等からなる透明導電膜との屈折率差が大きい空気層を有していたため、入射光に対する反射光の割合が大きくなっていたり、空気層の間隔によってはニュートンリングが発生したりする問題があった。
【０００４】
特許文献１には、透明電極間にＩＴＯ等と屈折率が近い絶縁性液体を封入する方法が開示されており、特許文献２には、透明電極間に透明柔軟材料からなる絶縁性透明弾性層を形成する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、粘度の低い絶縁性液体を使用するため液漏れが発生するおそれがあり、特許文献２に開示されている方法では、透明柔軟材料からなる絶縁性透明弾性層を設けることにより接続抵抗が大きくなって入力位置を正確に検知できないことがある等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−１４６３０号公報
【特許文献２】特開平６−３４２３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、光透過性及び接続信頼性に優れる透明スイッチ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】
【０００７】
本発明は、透明電極が一方の面に形成された２枚の透明基板が、それぞれの透明電極が対向するように配置されてなる透明スイッチであって、上記２枚の透明基板の透明電極の間に透明柔軟スイッチ膜を有し、上記透明柔軟スイッチ膜は、透明柔軟材料と導電性粒子とを含有し、上記透明柔軟スイッチ膜中において、上記導電性粒子の周囲に上記透明柔軟材料のない空間が設けられている透明スイッチである。
以下に本発明を詳述する。
【０００８】
本発明者らは、透明電極間に透明柔軟材料からなる絶縁性透明弾性層を設けた場合に接続抵抗が大きくなる原因が、押圧時に導通すべき透明電極間の透明柔軟材料を充分に排除することができていないことであることを見出した。
そこで本発明者らは、透明電極間に透明柔軟材料と導電性粒子とを含有する透明柔軟スイッチ膜を有する透明スイッチにおいて、導電性粒子の周囲に透明柔軟材料のない空間を設けることにより、押圧していない状態で導通する誤作動を防止しつつ、押圧時に透明電極間を導通させるために排除すべき透明柔軟材料を少なくすることができるため、入力する際には小さな荷重で押圧部の透明電極間を導通させることができ、光透過性及び接続信頼性に優れたものとすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
本発明の透明スイッチは、２枚の透明基板の透明電極の間に透明柔軟スイッチ膜を有する。
上記透明柔軟スイッチ膜は、透明柔軟材料と導電性粒子とを含有する。
上記透明柔軟材料としては、シリコンオイル、シリコーン系エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー、可撓性エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、上記透明柔軟材料としては、屈折率が上記透明電極に用いる材料の屈折率にできるだけ近いものが用いられる。具体的には、上記透明柔軟材料の屈折率の好ましい下限は１．４である。
【００１０】
上記透明柔軟材料の圧縮時のヤング率は、１×１０〜１×１０６ｄｙｎｅ／ｃｍ２であることが好ましい。上記ヤング率が１×１０６ｄｙｎｅ／ｃｍ２を超えると、得られる透明スイッチが応答性に劣るものとなることがある。
なお、上記透明柔軟材料のヤング率が低すぎて、入力を終え圧力を取り除いた際に回復が遅くなったり、押圧していない状態で導通する誤作動が生じたりするおそれがある場合は、透明柔軟スイッチ膜中に後述するスペーサ粒子を配合することで、回復速度を上げたり誤作動を防止したりすることができる。
【００１１】
本発明の透明スイッチにおいて、上記導電性粒子の周囲には上記透明柔軟材料のない空間が設けられている。
上記導電性粒子の周囲に空間を設けることにより、押圧していない状態で導通する誤作動を防止しつつ、入力する際には小さな荷重で押圧部の透明電極間を導通させることができる。
【００１２】
上記空間の大きさ（体積）は上記導電性粒子と同程度からその４倍であることが好ましい。
上記空間を上記導電性粒子の表面に均等に設ける場合、上記空間の厚みは上記導電性粒子の粒子径の５〜２５％であることが好ましい。上記導電性粒子の周囲に空間を作る方法の一つとして、後述するように、可溶性の材料を導電性粒子にコーティングしたものを透明柔軟材料に分散させ、該透明柔軟材料をシート化した後に、可溶性材料を溶解除去する方法があるが、この場合、例えば、上記導電性粒子の粒子径の１０％の厚みのコーティングとすることで上記導電性粒子の粒子径の１０％前後の厚みの空間を容易に形成できる。
上記導電性粒子と上記導電性粒子の周囲に設けた空間とを合わせた最大径は６０μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
上記導電性粒子としては、樹脂粒子の表面に導電層を有するもの（以下、態様１ともいう）、複数の突起を表面に有するもの（以下、態様２ともいう）、複数の樹脂粒子を表面に有するもの（以下、態様３ともいう）等が挙げられる。
【００１４】
上記態様１の導電性粒子を用いた本発明の透明スイッチの一例を模式的に示す断面図を図１に示す。
図１において、本発明の透明スイッチは、透明電極３が一方の面に形成された上部基板１及び下部基板２を透明電極３が対向するように配置されてなり、上部基板１及び下部基板２の透明電極３の間に、透明柔軟材料５、及び、表面に導電層６を有する樹脂粒子７からなる導電性粒子を含有する透明柔軟スイッチ膜４を有する。表面に導電層６を有する樹脂粒子７からなる導電性粒子の周囲には空間８が設けられている。上部基板１を押圧することにより、押圧部が変形し、押圧部でのみ導電性粒子６を介して上部基板１及び下部基板２の透明電極間を導通させることができる。
【００１５】
上記態様１の導電性粒子の周囲に設けられる空間を模式的に示す断面図を図２に示す。上記導電性粒子は、図２（ａ）のように透明電極との間に透明柔軟材料を介さないものであってもよいし、図２（ｂ）〜（ｄ）のように一部に透明柔軟材料を介するものであってもよい。
【００１６】
上記態様１の導電性粒子における上記樹脂粒子としては、適度の圧縮特性を有する粒子であれば特に限定されず、架橋樹脂粒子であってもよく、非架橋樹脂粒子であってもよい。なかでも、架橋樹脂微粒子が好ましい。
【００１７】
上記架橋樹脂微粒子を構成するモノマーは、架橋性モノマーを含有していれば特に限定されず、架橋性モノマーのみであってもよく、架橋性モノマーに加えて非架橋性モノマーを含有してもよい。
上記架橋性モノマーは特に限定されず、例えば、ジビニルベンゼン及びその誘導体、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類等が挙げられる。ここで、（メタ）アクリレートとは、メタクリレート又はアクリレートを意味する。上記架橋性モノマーは、単独で使用されてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００１８】
上記非架橋性モノマーは特に限定されず、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン誘導体、塩化ビニル、アクリロニトリル等の不飽和ニトリル類、イソブチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート等の単官能（メタ）アクリレート類等が挙げられる。上記非架橋性モノマーは、単独で使用されてもよく、２種類以上が併用されてもよい。
【００１９】
上記樹脂粒子を得る方法は特に限定されず、例えば、懸濁重合、シード重合、分散重合、分散シード重合、乳化重合等の重合法による方法等が挙げられる。
【００２０】
上記態様１の導電性粒子における上記導電層は、単層であってもよく、複数の層を有していてもよい。
上記導電層としては、具体的には例えば、金、銀、銅、プラチナ、パラジウム、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、コバルト、錫等を含有する金属層が挙げられる。上記導電層が複数の層を有する場合、最外層は、ニッケル層又は貴金属層であることが好ましく、ニッケル層、金層、又はパラジウム層であることがより好ましい。上記最外層が金層であることで、電極間の接続抵抗値が低くなる。また、上記最外層がニッケル層又はパラジウム層であることで、上記導電層が硬くなり、導電性が向上する。
また、上記導電層は、錫又は錫と他の金属の合金からなる低融点金属層であってもよい。上記合金は特に限定されず、例えば、錫−銅合金、錫−銀合金、錫−ビスマス合金、錫−亜鉛合金、錫−インジウム合金等が挙げられる。
【００２１】
上記態様１の導電性粒子において、上記樹脂粒子の表面に導電層を形成する方法は特に限定されず、例えば、無電解めっき、電気めっき、スパッタリング等の方法が挙げられる。なかでも、樹脂粒子の表面に導電層を形成する方法は、無電解めっきにより形成する方法であることが好ましい。
【００２２】
上記態様１の導電性粒子において、上記導電層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は２０ｎｍ、好ましい上限は５００ｎｍである。上記導電層の厚みが２０ｎｍ未満であると、導電層の連続性が不充分となり、導電性粒子の導電性が充分に得られないことがある。上記導電性粒子の導電層の厚みのより好ましい下限は１００ｎｍである。
【００２３】
上記態様２の導電性粒子を用いた本発明の透明スイッチの一例を模式的に示す断面図を図３に示す。
図３において、本発明の透明スイッチは、透明電極３が一方の面に形成された上部基板１及び下部基板２を透明電極３が対向するように配置されてなり、上部基板１及び下部基板２の透明電極３の間に、透明柔軟材料５、及び、複数の突起を表面に有する導電性粒子１１を含有する透明柔軟スイッチ膜４を有する。複数の突起を表面に有する導電性粒子１１の周囲には空間８が設けられている。上部基板１を押圧することにより、押圧部が変形し、押圧部でのみ導電性粒子１１を介して上部基板１及び下部基板２の透明電極間を導通させることができる。
【００２４】
上記態様２の導電性粒子の周囲に設けられる空間を模式的に示す断面図を図４に示す。上記導電性粒子は、図４（ａ）のように透明電極との間に透明柔軟材料を介さないものであってもよいし、図４（ｂ）〜（ｄ）のように一部に透明柔軟材料を介するものであってもよい。
【００２５】
上記態様２の導電性粒子においては、複数の小さな突起を表面に有することにより、押圧時に導通すべき透明電極間に透明柔軟材料が存在しても、該透明柔軟材料を速やかに排除することができる。
上記態様２の導電性粒子としては、樹脂からなるコア粒子の表面に突起の芯物質を付着させた後、導電層を形成し、芯物質を導電層が被覆したものであることが好ましい。芯物質を導電層が被覆していることにより、芯物質により導電層の表面が隆起されており、導電層の外側の表面に複数の突起が形成される。
【００２６】
上記態様２の導電性粒子のコア粒子は特に限定されず、例えば、樹脂、金属、ガラス、セラミック等からなるものが挙げられる。なかでも、押圧時に変形し接触点が多くなるため抵抗値を下げることができ、かつ、透明電極の損傷を抑制することができるため、樹脂粒子であることが好ましい。金属、ガラス、セラミックの場合は、入力時の押圧で大きな荷重がかかった場合、透明電極が傷つくおそれがあるため、後述する破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを用いることが好ましい。
【００２７】
上記態様２の導電性粒子のコア粒子として上記樹脂粒子を用いる場合、上記樹脂粒子としては、上記態様１の導電性粒子における樹脂粒子と同様のものが挙げられる。
【００２８】
上記芯物質としては、例えば、金属、金属の酸化物及び黒鉛等の導電性非金属、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。なかでも、導電性を高める効果に優れることから、金属が好ましい。上記芯物質を構成する上記金属としては、例えば、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム等の金属、錫−鉛合金、錫−銅合金、錫−銀合金、錫−鉛−銀合金等の２種類以上の金属で構成される合金等が挙げられる。なかでも、ニッケル、銅、銀又は金等が好ましい。
【００２９】
上記芯物質の形状は特に限定されないが、塊状であることが好ましく、例えば、粒子状の塊、複数の微小粒子が凝集した凝集塊、及び、不定形の塊等が挙げられる。
また、形成する突起の高さを好適な範囲に制御できるので、上記芯物質の平均粒子径の好ましい下限は５０ｎｍ、好ましい上限は２５０ｎｍである。また、上記芯物質の平均粒子径は導電性粒子全体の１／１００〜１／２０の範囲内にあることが好ましい。
なお、本明細書において上記平均粒子径は、光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いて無作為に選んだ５０個の粒子の粒子径を測定し、測定した粒子径を算術平均することにより求められる。
【００３０】
上記態様２の導電性粒子において、上記樹脂粒子の表面に上記芯物質を付着させる方法としては、例えば、上記樹脂粒子の分散液中に、上記芯物質又は上記芯物質となる導電性物質を添加し、上記樹脂粒子の表面に上記芯物質を、例えば、ファンデルワールス力又はヘテロ凝集により集積させ、付着させる方法や、上記樹脂粒子を入れた容器に、上記芯物質又は上記芯物質となる導電性物質を添加し、容器の回転等による機械的な作用により上記樹脂粒子の表面に上記芯物質を付着させる方法等が挙げられる。なかでも、上記芯物質の付着量を制御しやすいため、分散液中の上記樹脂粒子の表面に上記芯物質を集積させ、付着させる方法が好ましい。
【００３１】
上記態様２の導電性粒子における導電層としては、上記態様１の導電性粒子における導電層と同様のものが挙げられる。上記芯物質と上記導電層とは、異なる導電性物質により形成されていることが好ましい。この場合には、透明電極間の接続抵抗値をより容易に低くすることができ、上記導電性粒子の導電性のバラツキを小さくすることができる。ただし、上記芯物質と上記導電層とは、同じ導電性物質により形成されていてもよい。
上記態様２の導電性粒子において、上記導電層を形成する方法としては、上記態様１の導電性粒子における上記樹脂粒子の表面に導電層を形成する方法と同様の方法が挙げられる。
【００３２】
上記態様２の導電性粒子において、上記導電層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は２０ｎｍ、好ましい上限は５００ｎｍである。上記導電層の厚みが２０ｎｍ未満であると、導電層の連続性が不充分となり、導電性粒子の導電性が充分に得られないことがある。上記導電性粒子の導電層の厚みのより好ましい下限は１００ｎｍ、より好ましい上限は２００ｎｍである。
【００３３】
上記態様２の導電性粒子において、表面に突起を形成する方法としては、上記樹脂粒子の表面に芯物質を付着させた後に無電解めっきにより導電層を形成する方法や、上記樹脂粒子の表面に無電解めっきにより導電層を形成した後に上記芯物質を付着させ、更に無電解めっきにより導電層を形成する方法等が挙げられる。
【００３４】
上記態様３の導電性粒子を用いた本発明の透明スイッチの一例を模式的に示す断面図を図５に示す。
図５において、本発明の透明スイッチは、透明電極３が一方の面に形成された上部基板１及び下部基板２を透明電極３が対向するように配置されてなり、上部基板１及び下部基板２の透明電極３の間に、透明柔軟材料５、及び、複数の樹脂粒子１２を表面に有する導電性粒子を含有する透明柔軟スイッチ膜４を有する。複数の樹脂粒子１２を表面に有する導電性粒子の周囲には空間８が設けられている。上部基板１を押圧することにより、押圧部が変形し、押圧部でのみ導電性粒子１２を介して上部基板１及び下部基板２の透明電極間を導通させることができる。
【００３５】
上記態様３の導電性粒子の周囲に設けられる空間を模式的に示す断面図を図６に示す。上記導電性粒子は、図６（ａ）のように透明電極との間に透明柔軟材料を介さないものであってもよいし、図６（ｂ）〜（ｄ）のように一部に透明柔軟材料を介するものであってもよい。
【００３６】
上記態様３の導電性粒子としては、例えば、上記態様１の導電性粒子の表面に複数の樹脂粒子を付着させたもの等が挙げられる。
上記樹脂粒子を構成する樹脂としては、上記態様１の導電性粒子における樹脂粒子と同様のものが挙げられる。
上記態様３における導電性粒子の表面に有する樹脂粒子の平均粒子径の好ましい下限は５０ｎｍ、好ましい上限は８００ｎｍである。また、上記樹脂粒子の平均粒子径は、上記態様３における導電性粒子全体の１／１０〜１／４の範囲内にあることが好ましい。
【００３７】
上記導電性粒子としては、上記態様１〜３の導電性粒子以外に、金属粒子等の他の導電性粒子を用いることもできる。
【００３８】
本発明の透明スイッチにおいて、上記導電性粒子は、目視できない大きさであることが好ましい。具体的には、上記導電性粒子の平均粒子径の好ましい上限は６０μｍであり、目立たなくさせるため、より好ましい上限は５０μｍであり、上記透明柔軟スイッチ膜に配合する上記導電性粒子の数を多くすることができるため、更に好ましい上限は４０μｍである。
上記導電性粒子は２μｍ程度まで製造可能であるが、上記導電性粒子の粒子径を小さくする場合、透明柔軟スイッチ膜全体の膜厚を薄くする必要が生じ、薄い透明柔軟スイッチ膜は膜厚のばらつきを制御することが困難となるため、上記導電性粒子の平均粒子径の好ましい下限は５μｍである。
【００３９】
上記導電性粒子のＣＶ値は、押圧時に小さい荷重で反応させつつ、押圧していない状態で導通する誤作動を抑制するため、できるだけ小さいことが好ましく、好ましい上限は５．０％であり、より好ましい上限は３．０％である。
なお、本明細書において上記ＣＶ値とは粒度分布の変動係数であり、下記式（１）により求められる。
【００４０】
ＣＶ値（％）＝（σ／Ｄｎ）×１００    （１）
【００４１】
上記式（１）中のσは粒子の粒子径の標準偏差を表し、Ｄｎは平均粒子径を表す。
【００４２】
上記透明柔軟スイッチ膜における上記導電性粒子の含有量は特に限定されないが、上記導電性粒子の量を多くしすぎると、光透過率の低下が引き起こされるため、導電性粒子による光の遮蔽率を考慮して決定される。具体的には、上記透明柔軟スイッチ膜の膜内に上記導電性粒子が均等に分散した状態で、光の遮蔽率が１％以下であることが好ましく、０．５％以下であることがより好ましい。
なお、本明細書において上記光の遮蔽率とは、透明スイッチの入力部全体の面積に対する粒子によって遮蔽される面積の割合を表す。透明な粒子を用いた場合は遮蔽率を０％とする。
【００４３】
上記透明柔軟スイッチ膜の厚みは、上記導電性粒子の粒子径よりも大きいことが必要であるが、押圧時に小さい荷重で反応させるためには、上記透明柔軟スイッチ膜の厚みと上記導電性粒子の粒子径との差ができるだけ小さいことが好ましい。上記導電性粒子の粒子径が大きすぎると、押圧していない状態で導通する誤作動が発生するおそれがあり、上記導電性粒子の粒子径が小さすぎると、入力に大きな荷重が必要になる。具体的には、上記透明柔軟スイッチ膜の平均厚みをＴｔ、上記導電性粒子の平均粒子径をＤｃとした場合、ＴｔとＤｃとの関係が下記式（２）で示されることが好ましく、下記式（３）で示されることがより好ましい。
また、ＴｔとＤｃとの関係はＴｔやＤｃのバラツキを考慮して設定することが好ましい。
【００４４】
Ｔｔ×０．６＜Ｄｃ＜Ｔｔ    （２）
【００４５】
Ｔｔ×０．７５＜Ｄｃ＜Ｔｔ×０．９    （３）
【００４６】
上記導電性粒子の周囲に透明柔軟材料のない空間を設ける方法の一例を示す模式図を図７に示した。
まず、導電性粒子１３をアルカリ可溶性材料１４でコーティングする（図７（ａ））。また、同様に、ガラス等の基板１５上にアルカリ可溶性材料１４をコーティングする。次に、アルカリ可溶性材料１４でコーティングされた導電性粒子１３を、アルカリ可溶性材料１４でコーティングされたガラス等の基板１５上に均等に分散する状態で散布する（図７（ｂ））。その後、アルカリ可溶性材料１４を乾燥させ、透明柔軟材料１６を塗布し、加熱して透明柔軟材料１６を硬化させる（図７（ｃ））。次に、導電性粒子１３を含んだ透明柔軟材料１６を基板１５から剥離し（図７（ｄ））、アルカリ水溶液に浸してアルカリ可溶性樹脂を溶解除去することにより、導電性粒子１３の周囲には、透明柔軟材料のない空間１７が設けられた透明柔軟スイッチ膜を製造することができる（図７（ｅ））。
また、導電性粒子１３をアルカリ可溶性材料１４でコーティングした後に、導電性粒子１３の１／４〜１／１の大きさの粒子径のアルカリ可溶性材料からなる粒子が導電性粒子１３に１〜２個付着した連球の状態にすることでより大きな空間を得る方法も挙げられるが、この場合、連球の状態の制御が難しく、スリット等によるふるい分けが必要となる。
【００４７】
本発明の透明スイッチにおいて、上記２枚の透明基板のうちの一方の透明基板（上部基板）は、可撓性を有する材料からなることが好ましく、具体的には例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるもの等が挙げられる。本発明の透明スイッチは、上記上部基板を入力ペン等によって押圧することにより押圧部が変形し、導電性粒子を介して上部基板及び下部基板の透明電極間が導通することで入力位置を検出することができる。上記上部基板は、上面にハードコートが施され、透明電極との界面の密着性を改善するために下面にアンダーコートが施されていることが好ましい。
また、上記２枚の透明基板のうちの他方の透明基板（下部基板）は、上記可撓性を有する材料からなるものであってもよいし、アクリル樹脂やガラス等の剛直な材料からなるものであってもよい。
【００４８】
上記上部基板の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は１００μｍ、好ましい上限は２００μｍである。また、用途によっては、上記上部基板として厚みが１５０〜３００μｍのガラス基板を用いることもできる。
上記下部基板の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は７００μｍ、好ましい上限は１１００μｍである。
【００４９】
本発明の透明スイッチにおいて、上記２枚の透明基板には、透明電極が一方の面に形成されている。
上記透明電極に用いる材料としては、透明で導電性に優れ、耐久性が高い材料であれば特に限定されず、有機導電材料や金属酸化物等を用いることができる。なかでも、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）が好適に用いられる。
【００５０】
各基板における上記透明電極のシート抵抗は特に限定されないが、好ましい下限は２００Ω／□、好ましい上限は６００Ω／□である。
【００５１】
上記透明基板に上記透明電極を形成する方法は特に限定されず、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の方法を用いることができる。
【００５２】
上記導電性粒子は、過度に圧縮すると破壊したり、表面に導電層を有するものである場合は該導電層が剥離したりすることがある。
そのため、上記透明柔軟スイッチ膜は、図１、３及び５に示したように、押圧時に上記導電性粒子が過度に圧縮されることによる上記透明電極や上記導電性粒子の破壊を防止することを目的として、破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを含有することが好ましい。
【００５３】
上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを構成する材料は特に限定されず、樹脂でもＳｉＯ２等の無機材料でもよいが、上記導電性粒子の過度の圧縮を抑制することを目的とするため、上記透明柔軟材料や上記導電性粒子や後述するスペーサ粒子よりも硬いものであることが好ましい。
また、上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを構成する材料として、透明かつ上記透明柔軟材料に近い屈折率の材料を用いれば、得られる透明スイッチの光透過性にほとんど影響を与えることがない。即ち、上記破壊防止用粒子又は上記破壊防止用ロッドとしては、屈折率が１．４〜１．６の範囲内の透明材料を使用することが好ましい。
【００５４】
上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを構成する材料として、透明かつ上記透明柔軟材料に近い屈折率の材料を用いる場合、上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドの使用量は、用いる破壊防止用粒子の硬さに応じて調整することができる。具体的には、上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを構成する材料としてＳｉＯ２等の硬い材料を用いる場合は使用量を少なくし、樹脂等の比較的柔軟な材料を使用する場合は使用量を多くする。
また、上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを上記柔軟スイッチ膜中に均一に分散又は配置させるため、上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドの数は上記導電性粒子の数の０．２倍〜２０倍の範囲内であることが好ましい。
【００５５】
上記破壊防止用粒子又は破壊防止用ロッドを配置する場合、上記破壊防止用粒子の平均粒子径又は上記破壊防止ロッドの平均長さをＤｐとすると、Ｄｐは、上記導電性粒子の平均粒子径Ｄｃの５０％〜９５％であることが好ましく、上記導電性粒子の平均粒子径Ｄｃの７５％〜９５％であることがより好ましい。
【００５６】
上記透明柔軟スイッチ膜は、図１、３及び５に示したように、更にスペーサ粒子を含有することが好ましい。上記スペーサ粒子を有することにより、入力を目的としない極めて小さな荷重による誤作動を防止したり、入力時に変形した押圧部を、入力を終えた際に速やかに押圧前の状態に復元したりすることができる。
また、スペーサ粒子を含有することにより透明柔軟スイッチ膜の厚みのばらつきを低下させることができる。
上記透明柔軟スイッチ膜の平均厚みＴｔと、上記導電性粒子の平均粒子径Ｄｃと、上記スペーサ粒子の平均粒子径Ｄｓとの関係は、下記式（４）で示されることが好ましい。上記スペーサ粒子の平均粒子径Ｄｓは、上記透明柔軟スイッチ膜の平均厚みＴｔと同じにすることがより好ましい。
【００５７】
Ｔｔ≧Ｄｓ＞Ｄｃ    （４）
【００５８】
上記スペーサ粒子は特に限定されず、柔軟性を調整することが容易であることから、有機粒子であることが好適である。具体的には例えば、アクリロニトリル、ジビニルベンゼン等からなる粒子が挙げられる。
【発明の効果】
【００５９】
本発明によれば、光透過性及び接続信頼性に優れる透明スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】態様１の導電性粒子を用いた本発明の透明スイッチの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】態様１の導電性粒子の周囲に設けられる空間を模式的に示す断面図である。
【図３】態様２の導電性粒子を用いた本発明の透明スイッチの一例を模式的に示す断面図である。
【図４】態様２の導電性粒子の周囲に設けられる空間を模式的に示す断面図である。
【図５】態様３の導電性粒子を用いた本発明の透明スイッチの一例を模式的に示す断面図である。
【図６】態様３の導電性粒子の周囲に設けられる空間を模式的に示す断面図である。
【図７】導電性粒子の周囲に透明柔軟材料のない空間を設ける方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００６２】
（表面に導電層を有する樹脂粒子（導電性粒子Ａ）の作製）
シード粒子分散液と樹脂乳化液を攪拌しながら反応させることにより樹脂粒子を作製した。得られた樹脂粒子の表面にニッケル層、金層を順にメッキし、表面に導電層を有する樹脂粒子（導電性粒子Ａ）を作製した。
作製した導電性粒子Ａについて、電子顕微鏡を用いて無作為に選んだ５０個の粒子の粒子径を測定し、測定した粒子径を算術平均した結果、導電性粒子Ａの平均粒子径は２５μｍであった。また、導電性粒子Ａの粒子径のＣＶ値は３．０％であった。
【００６３】
（複数の突起を表面に有する導電性粒子（導電性粒子Ｂ）の作製）
導電性粒子Ａと同様にして得られた樹脂微粒子の表面に樹脂粒子を付着させ、その上にニッケル層、金層を順にメッキし、複数の突起を表面に有する導電性粒子（導電性粒子Ｂ）を作製した。
作製した導電性粒子Ｂについて、導電性粒子Ａと同様にして測定した結果、導電性粒子Ｂの平均粒子径は２６μｍであった。また、導電性粒子Ｂの粒子径のＣＶ値は３．１％であった。
【００６４】
（複数の樹脂粒子を表面に有する導電性粒子（導電性粒子Ｃ）の作製）
導電性粒子Ａの表面に更に小さな樹脂微粒子を付着させ、複数の樹脂粒子を表面に有する導電性粒子（導電性粒子Ｃ）を作製した。
作製した導電性粒子Ｃについて、導電性粒子Ａと同様にして測定した結果、導電性粒子Ｃの平均粒子径は２６μｍであった。また、導電性粒子Ｃの粒子径のＣＶ値は３．２％であった。
【００６５】
（実施例１）
作製した導電性粒子Ａ０．７４重量部をアルカリ可溶性材料でコーティング（膜厚３μｍ）した。また、同様に、ガラス基板上にアルカリ可溶性材料をコーティング（膜厚３μｍ）した。次に、アルカリ可溶性材料でコーティングされた導電性粒子Ａを該ガラス基板上に均等に分散するように散布した。次いで、アルカリ可溶性材料を乾燥させ、破壊防止用粒子（平均粒子径２０μｍ、ＣＶ値３．２％）１．２７重量部及びスペーサ粒子（平均粒子径３３μｍ、ＣＶ値３．１％）１．１４重量部をシリコーン樹脂（ダウコーニング社製、「ＣＹ５２−２７６」）９７重量部に混合して得られた混合液を、硬化後の高さがスペーサ粒子の高さと等しくなるように塗布し、加熱してシリコーン樹脂を硬化させた。次に、硬化したシリコーン樹脂をガラス基板から剥離し、アルカリ水溶液に浸してアルカリ可溶性樹脂を溶解除去することにより、導電性粒子の周囲に透明柔軟材料のない空間が設けられた厚さ３３μｍの透明柔軟スイッチ膜を作製した。
抵抗膜式タッチパネル基板（タッチテック社製、「タッチモニターＴＰＫ−０８４」）の外周が粘着剤で貼り付けてある下面の透明導電ガラス基板と上面の透明導電フィルムとを剥離し、その間に作製した透明柔軟スイッチ膜を貼り付け、透明スイッチを作製した。なお、透明導電フィルムと透明導電ガラス基板とを再貼り付けする際には、上側と下側の銀電極を接合するため、透明柔軟スイッチ膜を貼り付けた後にホットアイロンで加熱した。
また、上下接続が必要な部位には異方導電ペーストを塗布しホットアイロンで加熱した。
得られた透明スイッチを光学顕微鏡で観察したところ、１ｍｍ２あたりに導電性粒子Ａは約２０個、スペーサ粒子は約２０個、破壊防止用粒子は約５０個確認された。また、導電性粒子Ａの遮蔽率は０．９％であった。なお、スペーサ粒子及び破壊防止用粒子は透明であるので遮蔽率は０％とみなせる。
【００６６】
（実施例２）
導電性粒子Ａの代わりに導電性粒子Ｂ０．７４重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして透明スイッチを作製した。得られた透明スイッチを実施例１と同様にして観察したところ、１ｍｍ２あたりに導電性粒子Ｂは約１９個、スペーサ粒子は約２０個、破壊防止用粒子は約５０個確認された。また、導電性粒子Ａの遮蔽率は１．０％であった。
【００６７】
（実施例３）
導電性粒子Ａの代わりに導電性粒子Ｃ０．７４重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして透明スイッチを作製した。得られた透明スイッチを実施例１と同様にして観察したところ、１ｍｍ２あたりに導電性粒子Ｃは約１９個、スペーサ粒子は約２０個、破壊防止用粒子は約５０個確認された。また、導電性粒子Ａの遮蔽率は１．０％であった。
【００６８】
（比較例１）
透明柔軟材料として、シリコーン樹脂（ダウコーニング社製、「ＣＹ５２−２７６」）９７重量部に、導電性粒子Ａ０．７４重量部、破壊防止用粒子（平均粒子径２０μｍ、ＣＶ値３．２％）１．２７重量部、及び、スペーサ粒子（平均粒子径３３μｍ、ＣＶ値３．１％）１．１４重量部を混合した。
得られた混合液をコーターで塗工し厚さ３３μｍの透明柔軟スイッチ膜を作製した。
得られた透明柔軟スイッチ膜を用いたこと以外は実施例１と同様にして透明スイッチを作製した。得られた透明スイッチを実施例１と同様にして観察したところ、１ｍｍ２あたりに導電性粒子Ａは約２０個、スペーサ粒子は約２０個、破壊防止用粒子は約５０個確認された。また、導電性粒子Ａの遮蔽率は０．９％であった。
【００６９】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた透明スイッチについて以下の評価を行った。結果を表１に示した。
【００７０】
（１）応答性
実施例及び比較例で作製した透明スイッチについて、先端の曲率半径Ｒが１ｍｍのポリアセタール樹脂押圧子を用いて押圧したときの、導通に必要な圧力加重を測定し、２０ｇ以下であった場合を「○」、２０ｇを超えた場合を「×」として応答性を評価した。
【００７１】
（２）耐久性
実施例及び比較例で作製した透明スイッチの透明導電フィルム（上部基板）の上から、先端の曲率半径Ｒが１ｍｍのポリアセタール樹脂押圧子で３００ｇの荷重を加えて往復摺動させた。顕微鏡を用いて観察し、導電性粒子の破壊がみられなかった場合を「○」、導電性粒子が破壊されていた場合を「×」として透明スイッチの耐久性を評価した。
【００７２】
【表１】
2012032863.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、光透過性及び接続信頼性に優れる透明スイッチを提供することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  上部基板
２  下部基板
３  透明電極
４  透明柔軟スイッチ膜
５  透明柔軟材料
６  導電層
７  樹脂粒子
８  空間
９  破壊防止用粒子
１０  スペーサ粒子
１１  複数の突起を表面に有する導電性粒子
１２  樹脂粒子
１３  導電性粒子
１４  アルカリ可溶性材料
１５  基板
１６  透明柔軟材料
１７  空間
【図１】
2012032863.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2012032863.tif 000007
【図５】
2012032863.tif 000008
【図６】
2012032863.tif 000009
【図７】
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