(57)【要約】【課題】  構造が簡単で製造コストが高価にならず、耐久性が大幅に改善されたタッチパネル構造体を提供すること。【解決手段】（ａ）上部基板および下部基板がスペーサーを介して配置され（ｂ）上部基板および下部基板は、それぞれの片面に透明導電性層が形成されかつ（ｃ）上部基板および下部基板とは、それぞれの透明導電性層が形成されている面が対向し て接触しうるように構成された抵抗膜式タッチパネル構造体であって（ｄ-1）上部基板は、透明フィルム基板で構成され、その表面には透明導電性層が形成され、さらにその透明導電性層の表面に多数の微細孔を有する透明保護層が形成されている、     および/または（ｄ-2）下部基板は、透明ガラスまたは透明シートで構成され、その表面には透明導電性層 が形成されさらにその透明導電性層の表面に多数の微細孔を有する透明保護層が形成  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】図１
2009271595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）上部基板および下部基板がスペーサーを介して配置され
（ｂ）上部基板および下部基板は、それぞれの片面に透明導電性層が形成されかつ
（ｃ）上部基板および下部基板とは、それぞれの透明導電性層が形成されている面が対向し       て押圧により接触しうるように構成された抵抗膜式タッチパネル構造体であって
（ｄ-1）上部基板は、透明フィルム基板で構成され、その表面には透明導電性層が形成され、     さらにその透明導電性層の表面に多数の微細孔を有する透明保護層が形成されてい
る、
および/または
（ｄ-2）下部基板は、透明ガラスまたは透明プラスチックシートで構成され、その表面には       透明導電性層が形成されさらにその透明導電性層の表面に多数の微細孔を有する透明   保護層が形成されている、
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】
該透明保護層は、平均直径（円換算）が50μｍ〜500μｍの微細孔を多数有するものである、請求項1記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
【請求項３】
該透明保護層は、全面積当りの微細孔の合計面積の割合（空隙率）が20〜80％である、請求項1記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
【請求項４】
該透明保護層は、0.1μｍ〜1μｍの膜厚を有する請求項1記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
【請求項５】
該導電性層がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜である、請求項1記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
【請求項６】
該導電性層がカーボンナノチューブ層である、請求項1記載の抵抗膜式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。
【０００３】
この透明フィルムを上部基板として使用したタッチパネルは、透明フィルムの屈曲性の利点を有するものではあるが、いくつかの改良すべき点を有している。すなわち上部基板はペンや指で直接押圧されるため、押圧頻度の高い部分や長期間の使用によって上部基板の表面に形成された導電性層が部分的に磨耗や剥離が起こり、タッチ感度が劣化することになる。このような導電性層の劣化はタッチパネル構造体の耐久性の低下の大きな原因となっている。
従来、タッチパネル構造体の耐久性を向上させるために上部基板または下部基板を改良するいくつかの提案がなされている。その１つは、フィルム基板として中間にクッション材の機能を発揮する粘着剤層を介した高価な二層フィルムを使用することが知られている（特許文献１および特許文献２）。また透明フィルム基板の表面に特殊な硬化樹脂層を形成させ、その層の表面に導電性層を積層させた複合基板が提案されている（特許文献３）。
【０００４】
ところが、前記したクッション材に粘着剤層を介在させた透明フィルム基板を使用する場合は、耐久性の改善に効果を有するものの、構造が煩雑で高価なものとなる欠点があった。一方透明フィルムと導電性層との間に硬化樹脂層を介在させた複合基板の場合は、耐久性の向上を目的としながらもその効果は殆んどなかった。
【特許文献１】特開２００８−４１３６４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８８８０号公報
【特許文献３】特開２００７−４２２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、構造が簡単で製造コストが高価にならず、耐久性が大幅に改善されたタッチパネル構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで本発明者は、前記本発明の目的を達成するため、鋭意研究を進めたところ、透明基板上に形成された導電性層の表面に、特定の形状の微細孔を多数有する透明な保護層を設けることによって、耐久性が大幅に向上したタッチパネル構造体となることが判明し、本発明に到達した。
本発明においては、前記微細孔を多数有する透明な保護層は、上部基板或いは下部基板のいずれに設けられてもよく、また両基板に設けれてもよい。
【０００７】
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）（ａ）上部基板および下部基板がスペーサーを介して配置され
（ｂ）上部基板および下部基板は、それぞれの片面に透明導電性層が形成されかつ
（ｃ）上部基板および下部基板とは、それぞれの透明導電性層が形成されている面が対向       して押圧により接触しうるように構成された抵抗膜式タッチパネル構造体であって
（ｄ−１）上部基板は、透明フィルム基板で構成され、その表面には透明導電性層が形成さ
れ、さらにその透明導電性層の表面に多数の微細孔を有する透明保護層が形成されている、
および／または
（ｄ−２）下部基板は、透明ガラスまたは透明プラスチックシートで構成され、その表面に   は透明導電性層が形成されさらにその透明導電性層の表面に多数の微細孔を有する透明 保護層が形成されている、
ことを特徴とする抵抗膜式タッチパネル構造体。
【０００８】
（２）該透明保護層は、平均直径（円換算）が５０μｍ〜５００μｍの微細孔を多数有するもので
ある、前記（１）記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
（３）該透明保護層は、全面積当りの微細孔の合計面積の割合（空隙率）が２０〜８０％である、
前記（１）記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
（４）該透明保護層は、０．１μｍ〜１μｍの膜厚を有する前記（１）記載の抵抗膜式タッチパネ
ル構造体。
（５）該導電性層がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜である、前記（１）記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
（６）該導電性層がカーボンナノチューブ層である、前記（１）記載の抵抗膜式タッチパネル構造体。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による抵抗膜式タッチパネル構造体は、押圧による導電性層の耐劣化性に優れているので、耐久性が大幅に改良されたものとなる。しかも構造が簡単であって、その製造コストの上昇は僅少であって工業的にも優れた価値を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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詳細に説明する。先ず、本発明の抵抗膜式タッチパネル構造体の一例を図１により解説する。図１はタッチ面（押圧面）からの直角断面構造を模式的に示したものである。図１において、上方から順にハードコート層４／上部基板１／導電性層２／透明保護層３が積層された上部基板層９が構成されている。この上部基板層９における最上表面のハードコート層４は必ずしも必要ではないが通常は存在している。一方上部基板層９の下方には空間部８を介して導電性層６／下部基板５がこの順序で積層された下部基板層１０が構成されている。
上部基板層９と下部基板層１０とはそれら両端部において粘着剤層７により一体化されている。上部基板層９と下部基板層１０との間にはこれら２つの層を一定間隔に保持するため空間部８が存在し、その空間部８にはスペーサーが存在しているがこのスペーサーは図面上省略されている。
【００１１】
図１に示したタッチパネル構造体は、上部基板層９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９が部分的に屈曲し、上部基板１の表面における導電性層２と、下部基板５の表面における導電性層６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。
図１に示したタッチパネル構造体は上部基板１の表面に形成された透明の導電性層２に、さらにその表面に透明保護層３が形成されている点に特徴を有している。この透明保護層３は表面に多数の微細孔を有し、その微細孔では導電性層２が露出した部分であるから押圧により上部基板層９の導電性層２と下部基板層１０の導電性層６が接触することになる。
透明保護層３は、膜厚が薄くしかも多数の微細孔を有しているために、２つの導電性層２および６の接触の障害とならずクッションの役割りを果たすことになり、導電性層の劣化を抑制する効果を有している。
【００１２】
図１に示した構造体では、下部基板層１０における導電性層６の表面には透明保護層が形成されていない態様であるが、下部基板層１０の導電性層６の表面にも上部基板層９と同様に透明保護層が積層されていてもよい。また別の態様として上部基板層９には透明保護層３が存在しないで下部基板層１０の導電性層６の表面にのみ透明保護層が形成されていても差し支えない。
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１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。
【００１３】
下部基板５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。
前記上部基板１および下部基板５の表面には、それぞれ透明導電性層２および６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。
透明導電性層２および６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１に導電性層２が形成された上部基板層９および下部基板層５に導電性層６が形成された下部基板層１０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。
【００１４】
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。
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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１上にまたは下部基板５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。
【００１７】
本発明のタッチパネル構造体においては、上部基板層９または下部基板層１０の導電性層２または６の表面に透明保護層が形成されている。この透明保護層は前述したように、微細孔を多数有していてその微細孔から導電性層が露出している。図２により透明保護層における微細孔の形状について説明する。図２は、図１に示した構造体を例にすると導電性層２の表面に形成された透明保護層３の部分拡大図であり、微細孔は９で示されている。図２−ａおよび図２−ｂは微細孔の形状が四角形であり、図２−ｃは微細孔の形状が円形であることを示している。押圧した場合上部基板層９と下部基板層１０とは微細孔９を通してそれぞれの導電性層２および６が接触することになる。
透明保護層における微細孔の大きさは、１つの微細孔の面積を円換算した場合の円の直径として表して、平均が５０μｍ〜５００μｍ、好ましくは６０〜４００μｍ、特に好ましくは７０〜３５０μｍの範囲が有利である。また微細孔は透明保護層の表面全体に亘って均一に多数形成されていることが肝要であり、微細孔の配置は必ずしも規則的である必要はない。
【００１８】
透明保護層の全面積に対する、全微細孔の合計面積の割合（以下“空隙率”ということがある）は、２０〜８０％、好ましくは３０〜７０％であることが望ましい。
透明保護層３の膜厚は０．１μｍ〜１μｍ、好ましくは０．２μｍ〜０，８μｍの範囲が有利である。透明保護層は透明であり、多数の微細孔を形成し易いポリマーを材料として使用するのが適当であり、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂またはウレタン系樹脂が好ましい。これら樹脂を含有する溶液またはドープを微細孔が形成されるようにグラビア印刷、ロールコートの如き手段を用いて導電性層の表面に透明保護層を塗設する。透明保護層を形成させた後、透明樹脂を降下させることが望ましい。また多数の微細孔を形成させるために、感光性樹脂を使用してフォートマスクにて感光させ現像処理して後硬化させえる方法を実施することもできる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【参照例】
【００１９】
（従来のタッチパネル構造体）
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】
【００２０】
前記参照例の上部基板層におけるＩＴＯ膜の表面上に、アクリル系感光性樹脂を１μｍの膜厚で塗布し、次いでフォートマスクを用いて感光し、現像処理し、図２−ａに示した透明保護層を形成させて上部基板層として使用した。この透明保護層は微細孔の平均直径（円換算）は５０μｍであり空隙率は５０％であった。得られた上部基板層と参考例の下部基板層とを導電性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】
【００２１】
厚さ２００μｍのポリカーボネートフィルムの片面にＩＴＯ膜を形成させたものを使用し、そのＩＴＯ膜の表面にアクリルエポキシ系感光性樹脂を塗布し、フォートマスクを用いて感光し現像処理して図２−ｂに示した透明保護層を形成させて上部基板層として使用した。この透明保護層は微細孔の平均直径（円換算）は６０μｍであり空隙率が５０％であった。得られた上部基板層と参考例の下部基板層とを導電性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３】
【００２２】
厚さ１８８μｍのポリエステル（ＰＥＴ）フィルムの片面にＩＴＯ膜を形成させたものを使用し、そのＩＴＯ膜の表面にエポキシウレタン系感光性樹脂を塗布しフォートマスクを用いて感光し現像処理して図２−ｃに示した透明保護層を形成させて上部基板層として使用した。この透明保護層は微細孔の平均直径（円換算）は８０μｍであり空隙率は６０％であった。一方、前記上部基板層と全く同じものを作成し、厚さ１ｍｍのポリカーボネートシートの前面にポリエステル（ＰＥＴ）フィルム側面を貼り付けて下部基板層を作成した。前記上部基板層と下部基板層とをＩＴＯ膜（透明保護層面）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４】
【００２３】
（耐久性試験）
前期参照例および実施例１〜３で作成したタッチパネル構造体について下記筆記摺動試験および打鍵試験を行った。
（１）筆記摺動試験
直径０．８ｍｍのペン先を有するポリアセタールペンを使用し、２５０ｇ荷重で筆記試験を行った。感知する感度が得られなくなるまでの摺動数を調べた。
（２）打鍵試験
直径３ｍｍのシリコンゴムを使用し２５０ｇ荷重で３Ｖ・１０Ｈｚ印加打鍵試験を行った。感知する感度が得られなくなるまでの打数を調べた。得られた試験結果を下記表１に示した。
【表１】
2009271595.tif 000003
評価結果
（１）透明保護層がＩＴＯ膜表面に形成されていない参照例の従来品に比べて、実施例１〜３の本発明のタッチパネル構造体はいずれも耐久性が向上していることが判った。
（２）すなわち、ペン筆記による入力時において、ＩＴＯ膜どうしの接触面積よりも透明保護層によりＩＴＯ膜が小さい面積部分を被覆するため接触エリアにおいてＩＴＯ膜の露出部分と被覆部分が存在するため入力に支障なく、また露出部分が筆記摺動による劣化が生じ難く、その劣化にしても劣化していない被覆部分により直線性の劣化として現れてこない。
（３）殊に実施例３の構造体は上部基板層および下部基板層におけるＩＴＯ膜両面に透明保護層が形成されているため筆記摺動試験および打鍵試験共に著しく耐久性が向上している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のタッチパネル構造体において、タッチ面（押圧面）からの直角断面構造を模式的に示したものである。
【図２−ａ】本発明のタッチパネル構造体における基板上の導電性層の表面に形成された透明保護層の部分的拡大図を示すものであり、透明保護層に形成されている多数の微細孔の配置と形状を模式的に示したものである。微細孔の形状が四角形である例である。
【図２−ｂ】本発明のタッチパネル構造体における基板上の導電性層の表面に形成された透明保護層の部分的拡大図を示すものであり、透明保護層に形成されている多数の微細孔の配置と形状を模式的に示したものである。微細孔の形状が四角形である別の例である。
【図２−ｃ】本発明のタッチパネル構造体における基板上の導電性層の表面に形成された透明保護層の部分的拡大図を示すものであり、透明保護層に形成されている多数の微細孔の配置と形状を模式的に示したものである。微細孔の形状が円形である例である。
【符号の説明】
【００２５】
１；上部基板
２；導電性層
３；透明保護層
４；ハードコート層
５；下部基板
６；導電性層
７；粘着剤層
８；空間部
９；上部基板層
１０；下部基板層
１１；微細孔
【図１】
2009271595.tif 000004
【図２−ａ】
2009271595.tif 000005
【図２−ｂ】
2009271595.tif 000006
【図２−ｃ】
2009271595.tif 000007