(57)【要約】【課題】  周端部近辺に入力を繰り返しても、また特定箇所に入力による押圧の頻度が増加しても基板の屈曲によってタッチ感度が低下することがなく、耐久性に優れたタッチパネル構造体を提供すること。【解決手段】  抵抗膜式タッチパネル構造体において、（a）上部基板はフィルムより構成されその下面に透明導電性酸化金属膜が形成され、(b) 下部基板はフィルム或いはガラス板より構成され、その上面に透明導電性酸化金属膜が形成され、かつ(c) 上部基板においてフィルムと透明導電性酸化金属膜及び又は下部基板においてフィルム或いはガラス板と透明導電性酸化金属膜との間に、透明導電性高分子膜が存在する、ことを特徴とする抵抗膜式タッチパネル。【選択図】図４
2009129299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗膜式タッチパネル構造体において、
（a）    上部基板はフィルムより構成されその下面に透明導電性酸化金属膜が形成され、
（b）    下部基板は、フィルム或いはガラス板より構成されその上面に透明導電性酸化金属膜が形成され、かつ
（c）    上部基板においてフィルムと透明導電性酸化金属膜との間に及び又は下部基板においてフィルム或いはガラス板と透明導電性酸化金属膜との間に、透明導電性高分子膜が存在する、ことを特徴とする抵抗膜式タッチパネル。
【請求項２】
透明導電性高分子膜は、その電気伝導度（Ｓ/□）が１００〜２０００である請求項１記載のタッチパネル構造体。
【請求項３】
透明導電性高分子膜は０．０１〜１μｍの厚さを有する請求項１記載のタッチパネル構造体。
【請求項４】
透明導電性酸化金属膜は、ＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）である請求項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、タッチパネル構造体に関する。さらに詳しくは抵抗膜式タッチパネル構造体であって耐久性のあるタッチ感度を有する構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、指入力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。
一方抵抗膜式タッチパネルは、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膜を物理的に接触（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、高分子フィルム、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に基いて、種々の利点および欠点を有している。
殊にタッチパネルの上部基板（タッチ面）の材料として高分子フィルム（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。しかし、上部基板として高分子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。
【０００３】
この高分子フィルムの屈曲性は前記利点のみならず欠点を有することにもなる。この欠点の１つはペンや指で押圧する頻度の高い部分や周端部（額縁部）近辺部において押圧による感度の耐久性が低下することである。殊にタッチパネル面における平行電極の周端部（額縁部）において、電極層が介在しているため、その端部近辺では指（またはペン）で入力するとフィルム基板が大幅に屈曲することになる。この周端部のフィルム基板が屈曲半径が小さく押圧され、その押圧が繰り返されると、フィルム基板に形成されている導電性酸化金属膜（例えばＩＴＯ膜）が部分的に破壊されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
押圧による導電性酸化金属膜の破壊は上部基板側の方が起こり易いが下部基板でも起きる。この周端部近辺における指による入力を回避する手段として周端部の額縁部の幅を大きくすればよいがこの手段は表示面の有効面積を狭くすることになり、タッチパネルの小型化に不利となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明は、額縁部の幅を大きくすることなく周端部近辺に入力を繰り返してもまた特定箇所に入力による押圧の頻度が増加してもフィルム基板の屈曲によってタッチ感度に影響を与えない手段について研究を進めた。その結果、上部基板（フィルム）とその表面に形成された透明導電性酸化金属膜との間に透明導電性高分子膜を介在させると透明導電性酸化金属膜がフィルムの屈曲の繰返しによって、その一部が破損しても、導電性高分子膜その破損を補完し、タッチ感度が影響を受けず耐久性のある感度が維持されることを見出し本発明に到達した。
導電性高分子膜は、屈曲に対して抵抗性を有し、屈曲半径が小さくても、また繰返し屈曲しても導電性が損なわれることがない。
【０００６】
本発明は上記知見に基いて到達されたものである。本発明によれば、下記タッチパネル構造体が提供される。
（１）抵抗膜式タッチパネル構造体において、
（a）   
上部基板はフィルムより構成されその下面に透明導電性酸化金属膜が形成され、
（b）   
下部基板はフィルム或いはガラス板より構成され、その上面に透明導電性酸化金属膜が形成され、かつ
（c）    上部基板においてフィルムと透明導電性酸化金属膜との間に及び又は下部基板においてフィルム或いはガラス板と透明導電性酸化金属膜との間に、透明導電性高分子膜が存在する、ことを特徴とする抵抗膜式タッチパネル。
（２）透明導電性高分子膜は、その電気伝導度（Ｓ/□）が１００〜２０００である前記（１）項記載のタッチパネル構造体。
（３）透明導電性高分子膜は０．０１〜１μｍの厚さを有する前記（１）項記載のタッチパネル構造体。
（４）透明導電性酸化金属膜は、ＩＴＯ膜（Indium Tin Oxide）である前記（１）項記載のタッチパネル構造体。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の抵抗膜式タッチパネル構造体は、周端部近辺に入力を繰り返しても、また特定箇所に入力による押圧の頻度が増加しても基板の屈曲によってタッチ感度が低下することはなく耐久性に優れたものである。
以下本発明のタッチパネル構造体についてさらに詳細に説明する。
先ずタッチパネル構造体の一般的な構造を図１により説明する。図１はタッチパネルの基本的な構造の模式図（平面図）を示す。図１はタッチパネル表示面から見た平面図であり、１は表示面であり、２および２´はそれぞれ横端部であり、３および３´はそれぞれ縦端部である。２、２´、３および３´は矩形（長方形）の形状をし額縁部を形成している。５は回路端子を示す。
【０００８】
図２は、図１のｘ−ｘ´直角横断面の模式図を示す。図２において、上部基板６の表面には透明導電性酸化金属膜７が形成され、下部基板８の表面にも透明導電性酸化金属膜９が形成されている。上部基板６と下部基板８とは、両端部に平行電極層１０および１０´を介して空間部１１を有している。空間部１１には上部基板６および下部基板８を一定間隔に保持するためのスペーサーが介在しているが図面上スペーサーは省略されている。図２は、上部基板６の表面上にペン（または指）１２により押圧している状態を示している。ペン１２により表面を押圧することにより、上部基板６の押圧部分が屈曲し、２つの透明導電性膜７および９が接触することになる。１３はタッチパネル表面の周囲を囲む額縁部を示す。
【０００９】
図３は図２と同様の横断面図において、片方の平行電極層１０の内側近辺をペン１２により押圧した場合の上部基板の変形状況を模式的に示したものである。図３に示すように平行電極１０の内側の近辺をペン１２により押圧すると、この近辺では平行電極１０が存在しその厚みのために上部基板６が大きく屈曲し、その上部基板６の表面に形成された透明導電性酸化金属膜７に大きな張力がかかる。一般に酸化金属膜は、厚さが約１０〜５０ｎｍ程度の薄膜であり剛性が小さいので、上部基板６が大きく屈曲しかつ繰返し屈曲すると、その表面に形成された酸化金属膜の一部に破損が発生することになる。タッチパネルの実際の使用形態では平行電極部分（額縁部）の近辺ではペン１２の押圧力は他の部分（中心部）よりは強くなる傾向にある。そのため平行電極部分の近辺では上部基板６の屈曲が大きくなり、導電性酸化金属膜の破断を起こし易くなる。
【００１０】
そこで従来は、平行電極１０の内側の近辺にペン１２が押圧されることを防止するために、平行電極１０上部部分における額縁部１３を内側に幅広く実装することが行われていた。前述したように額縁部１３を内側に幅広く実装することは、タッチパネルの有効表示面積を減少させることになり望ましいことではない。導電性酸化金属膜の破断は上部基板側が起こり易いが下部基板側でも度々起こる。
本発明のタッチパネルは図４に示すように上部基板６であるフィルム基板と透明導電性酸化金属膜７との間に透明導電性高分子膜１４を介在させたものである。すなわち、上部基板６／導電性高分子膜１４／導電性酸化金属膜７が一体化されて複合化されて上部基板層を形成している。このように本発明では上部基板層がフィルム基板６と透明導電性酸化金属膜７との間に透明導電性高分子膜１４が介在することによってペン（または指）による押圧の耐久性が向上する。押圧の頻度が局所的に多い部分が介在しても、また平行電極１０の内側の近辺において基板６の屈曲が大きい部分であっても押圧耐久性が増大する。これらの部分において透明導電性酸化金属膜７が一部破断したとしても、透明導電性高分子膜１４が存在することによって上部基板層の導電性は維持されることになる。上部基板層における透明導電性高分子膜１４は透明導電性酸化金属膜７に比べて屈曲に対して抵抗性に優れ且つ柔軟であるので局所的な押圧に対して耐久性を有している。
【００１１】
また本発明のタッチパネルは図４に示すように下部基板８と透明導電性酸化金属膜９との間に透明導電性高分子膜を介在させることもできる前述したように押圧による透明導電性酸化金属膜の破断は下部基板側よりも上部基板側のみに透明導電性高分子膜を介在させることにより耐久性が向上する。しかし、下部基板側にも透明導電性高分子膜１５を介在させることにより一層耐久性は向上することになる。
本発明のタッチパネル構造体において、上部基板６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。
本発明のタッチパネル構造体においては前記上部基板６であるフィルム基板の表面に透明導電性高分子膜１４が形成されている。この高分子膜１４は厚さが０．０１〜１μｍ好ましくは０．０５〜０．８μｍであるのが望ましい。この高分子膜１４は後述する導電性高分子の溶液を上部基板６の表面に塗布し乾燥することによって調製することができる。
【００１２】
下部基板７は、ガラス、フィルム、プラスチックシート或いはフィルム／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。フィルムとしてはポリエステルフィルム特にポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）フィルムが好適であり、５０〜２００μｍ好ましくは８０〜１９０μｍ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。
前記した上部基板６に高分子膜１４を形成した高分子膜の表面および下部基板８の表面に形成される透明導電性酸化金属膜７および９としては通常抵抗膜式タッチパネルの導電性膜として使用されるものであればよく、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜または酸化亜鉛（ＺnO）膜が挙げられる。これら酸化金属膜は、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る。これら酸化金属膜は１０〜５０ｎｍの厚さを有することが望ましい。
【００１３】
上部基板６の表面に透明導電性高分子膜１４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６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電気伝導性を有するものであればよく、電気伝導度としては１００〜２０００（Ｓ／□）、好ましくは２００〜１５００（Ｓ／□）を有するものが望ましい。
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。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。
【００１４】
前述した導電性高分子の溶液を上部基板６上にまたは下部基板８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。
上部基板６の表面に透明導電性高分子膜１４が形成され、さらにその表面に透明導電性参加金属膜７が存在した上部基板層は、透明性および導電性を有している。この上部基板層は表面抵抗値が３００〜３０００Ω／□、好ましくは５００〜２５００Ω／□の範囲の電気伝道度を有することが望ましい。また透明性は高透過度（波長５５０ｎｍ）が８８％以上、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９３％以上であることが有利である。一方下部基板８の表面に透明導電性高分子膜１５および透明導電性酸化金属膜９がこの順序で形成された下部基板層を使用する場合、その表面抵抗値および透明度は前記上部基板層とほぼ同様の値を有することが望ましい。
【００１５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
参照例；
厚さ１８８μｍのポリエステル（ＰＥＴ）フィルムの片面にＩＴＯ膜を形成させた導電性フィルムを上部基板層として使用した。一方、厚さ１．１ｍｍのガラス板の片面にＩＴＯ膜を形成させた導電性ガラス板を下部基板層として使用した。
前記、上部基板層と下部基板層とを導電性膜（ＩＴＯ膜）が互いに向い合うようにスペーサーを介して貼り合せてタッチパネル構造体を作成した。
【実施例１】
【００１６】
厚さ１８８μｍのポリエステル（ＰＥＴ）フィルムの片面にポリ（３．４−エチレンジオキシチオフェン）系の導電性高分子膜（厚さ＝約０．５μｍ）を塗設し、次いでその表面にＩＴＯ膜を形成させ上部基板層とした。この上部基板層と参照例記載の下部基板層とを導電性膜（ＩＴＯ膜）が互いに向かい合うようにスペーサーを介して貼り合せてタッチパネル構造体を作成した。
【実施例２】
【００１７】
厚さ１ｍｍポリカーボネートシートの片面にポリ（３．４−エチレンジオキシチオフェン）系の導電性高分子膜（厚さ＝約０．５μｍ）を塗設し、次いでその表面にＩＴＯ膜を形成させ下部基板層とした。この下部基板層と前記実施例１記載の上部基板層とを導電性膜（ＩＴＯ膜）が互いに向かい合うようにスペーサーを介して貼り合せてタッチパネル構造体を作成した。
押圧評価および結果；
前記参照例、実施例１および実施例２で作成したタッチパネル構造体についてそれぞれ押圧・ペンによる押圧・耐久テストを行った。押圧・ペンによる打鍵試験は、２５０ｇの金属棒（先端は約０．５ｍｍφ）を使用し、主としてタッチパネル構造体の表面の周端部近辺について行った。その結果タッチ感度が異常を来すまでの回数を調べた。それぞれの構造体の表面の４個所の周端部近辺の平均値を取った。その値を比べると実施例１および実施例２の構造体はそれぞれ参照例のものと比べて１．５倍および１．６倍の耐久性を示した。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】タッチパネルの一般的な構造を占めす表示面から見た平面図を模式的に示したものである。
【図２】図１の平面図におけるｘ−ｘ´の直角断面図を示す。
【図３】タッチパネルの直角断面図において片方の端部内側近辺をペン１２により押圧した状態を模式的に示したものである。
【図４】本発明のタッチパネル構造体の直角断面図を模式的に示したものである。
【符号の説明】
【００１９】
１；表示面
２；横端部；
２´；横端部；
３；縦端部
３´；縦端部
５；回路端子
６；上部基板
７；透明導電性酸化金属膜
８；下部基板
９；透明導電性酸化金属膜
１０；平行電極
１０´；平行電極
１１；空間部
１２；ペン
１３；額縁部
１４；導電性高分子膜
１５；導電性高分子膜
【図３】
2009129299.tif 000003
【図１】
2009129299.tif 000004
【図２】
2009129299.tif 000005
【図４】
2009129299.tif 000006