JPH10275541A

JPH10275541A - 抵抗膜型透明タッチパネル

Info

Publication number: JPH10275541A
Application number: JP9094591A
Authority: JP
Inventors: Yukio Murakami; 雪雄村上; Kazuhiro Noda; 和裕野田
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】抵抗膜型透明タッチパネルの特にペン（入
力）摺動に基づく抵抗膜の耐傷、耐摩耗性をより向上さ
せること。【解決手段】透明基体上に設けられた抵抗膜面に、非
反応性のシリコーン油（例えば粘度２００センチポイズ
のジメチルシリコーン油）を付着（約１０〜３００Å）
介在せしめてなる抵抗膜型透明タッチパネルによる。該
透明基体と該抵抗膜面との間に、下地層としてハードコ
ート層が設けられていてもよい。耐摩耗性は該付着介在
のない従来品よりも約３０％以上向上し、更に透明性も
若干向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐傷性、耐摩耗性
の改良された抵抗膜型透明タッチパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に抵抗膜型透明タッチパネル（以下
単にタッチパネルと呼ぶ。）は、タッチ側のフレキシブ
ルな透明フィルム基体（例えばＰＥＴフィルム）の一面
に、導電性物質、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）
による抵抗膜を、そしてディスプレイ側の硬直な透明板
基体（例えばガラス板、透明プラスチック板）の一面
に、前記同様に抵抗膜を設け、そしてこの両者の該抵抗
膜面を対向して、絶縁性スペーサー（一般に透明樹脂に
よる微細突起）を介して配置セットして得られるフラッ
ト状タッチパネルデバイスである。該タッチパネルは、
ペンタッチ入力によっても容易に迅速に入力できる機能
を持っていることから、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディ
スプレイ等と組み合わせて盛んに利用されている。

【０００３】ところで、情報の入力をタッチ側からのペ
ンの摺動によって行う場合、特に問題になるのは、長期
間の使用に対して抵抗膜が受ける損傷とか摩耗による耐
久性である。そこで、この耐久性に関しては、既に種々
な手段によって改良も試みられている。例えば基体とな
る前記タッチ側の透明フィルム又は／及びディスプレイ
側の透明基体と抵抗膜との間に、合成樹脂によるハード
コート層を設けるとか、この合成樹脂によるハードコー
ト層の代わりに、又は更に該ハードコート層の上に、二
酸化珪素層を設ける等の方法が提案されている。（例え
ば、特開平８−１３２５５４号公報）

【０００４】更には抵抗膜面間に介する絶縁性スペーサ
を高くするとか、より多く設けることによって耐久性を
向上させるという試みもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平８−１３２５５４号公報で開示される方法にして
も、絶縁性スペーサによる方法にしても、より長時間の
耐久性が求められている現状では、十分に満足されない
ばかりか、これらの方法では次のような新たな問題もあ
って、全体的に満足されるタッチパネルは得られていな
いのが実状である。つまり、タッチパネルとして必要な
透明性、視認性（目の疲労が小さく、見やすい）が改悪
の方向にあり、また特に絶縁性スペーサによる方法の場
合は、ペンタッチ入力動作がスムースに行われない、絶
縁性スペーサ自身が画面上ではっきりと観察されるよう
になる等、タッチパネルとしての品質面で問題がある。

【０００６】本発明は、前記問題点に鑑み、透明性、視
認性等を改悪することなく、ペン摺動に基づく抵抗膜の
耐久性をより一層向上させることを課題として鋭意検討
した結果、遂にその解決手段を見出すに至ったもので、
次の手段を講ずることによって容易に達成することがで
きる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係るタッ
チパネルは、透明基体上に設けられた抵抗膜面に、非反
応性シリコーン油が付着介在してなることを特徴とする
ものである。以下に本発明をより詳細に説明する。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、本発明に係るタッチパネル
は、一般に前記のように構成されるフラットデバイスで
あり、抵抗膜のパターンによってアナログ方式、マトリ
ックス方式又は両者混成方式の３方式に分けられるが、
ここでのタッチパネルは該方式には特定されることはな
い。尚、アナログ方式は抵抗膜が透明基体上に面状に設
けられているのに対して、マトリックス方式では各々透
明基体上に抵抗膜が帯状に設けられ、これをマトリック
ス状（交叉）に対向配置したものである。そして両者混
成方式は、タッチ側又はディスプレイ側のいずれか一方
の透明基体に帯状を、もう一方には面状の抵抗膜が設け
られてなるものである。

【０００９】又、タッチ側及びディスプレイ側を形成す
る透明基体の種類も特定されるものではない。つまりタ
ッチ側は少なくともタッチによる入力と解除動作に対し
て、フレキシブルである透明フィルム基体（厚さ約５０
〜２００μm 程度）が使用される。具体的には、一般に
ＰＥＴ（二軸延伸のポリエチレンテレフタレート）フィ
ルムが使用されるが、他に例えば、ポリエチレンナフタ
レート、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエー
テルスルホン、非晶性ポリエステル、非晶性ポリオレフ
ィン等の各フィルムも使用される。

【００１０】一方、ディスプレイ側はタッチ側透明基体
とは異なり、硬直な透明板、つまり少なくともタッチ入
力動作に対して、その押圧に追従して屈曲しないもの
で、一般に厚さ１mm前後のガラス板が使用される。しか
し最近ではポリメチルメタアクリレート、ジエチレング
リコールビスアリルカーボネート又はその他のポリカー
ボネート、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリスチ
レン又はスチレンとメチルメタアクリレートとの共重合
体等の透明プラスチック板も基体として検討されるよう
になった。つまり前記各透明基体の種類については、タ
ッチパネルとして有効なものであれば特定されるような
ものではない。尚、透明というのは、一般には全光線透
過率で約８０％以上を云うが、これに限定されることは
ない。

【００１１】又、前記透明基体上に設けられる抵抗膜
は、前記のように一般に使用されているＩＴＯ等の導電
物質を使って、これをスパッタリング等の薄膜形成手段
によって、薄膜（一般に膜厚１５〜３０nm程度）状に蒸
着して設けられるものであり、該導電物質とか、該形成
手段が特定されるものでもない。尚、該抵抗膜は、該透
明基体上に直接設けても良いし、又間接的でも良い。こ
こで間接的とは、まず予め特に使用する透明基体自身の
硬度よりも、より高硬度の物質を該透明基体上にコーテ
ィングする。つまりハードコート層を設け、これを下地
層として、この上に該抵抗膜を設けることを云う。

【００１２】前記ハードコート層を形成する高硬度の物
質は、一般に使用されているアクリル系、シリコーン
系、ウレタン系等の熱又は紫外線によって硬化する透明
硬化性樹脂が挙げられるが、その他に二酸化珪素等の絶
縁性無機物も挙げられる。該無機物によるハードコート
層は、二酸化珪素等をスパッタリング等の薄膜形成手段
によって形成するか、又はペルヒドロポリシラザン（例
えば東燃株式会社製の低温硬化タイプ）をコーティング
した後加熱し、該ポリシラザンを分解して二酸化珪素膜
を形成する等の方法により形成する。これらハードコー
ト層の厚さは、該物質の種類によって異なるが、全体と
して可能な限り薄い方が望ましい。これは厚くなればな
るほど、タッチパネルの透明性、視認性、クラックの発
生による耐久性等が低下する傾向にあるためである。一
般に、該透明硬化性樹脂の場合は３〜８μm 程度、該絶
縁性無機物の場合は１０〜５５nm程度を目標とするのが
よい。

【００１３】尚、本発明に係る非反応性シリコーン油に
よる効果は、前記の通りハードコート層の有無は問わな
いが、より大きな効果は該層を下地に持つ抵抗膜面であ
る。

【００１４】次に非反応性シリコ−ン油について説明す
る。まずシリコーン油は一般に次式の一般式で示される
直鎖オルガノシロキサン構造を有する重合体で、重合度
ｎによって、低粘度から高粘度の広い範囲（一般に２５
℃の温度で０．６〜数１０万センチポイズ）で存在す
る。

【００１５】

【化１】

【００１６】上記一般式において各Ｒは置換基で、この
置換基の種類によって、性質が異なる。かかるシリコー
ン油の中でも本発明では非反応性に特定されるが、この
非反応性はこのＲの種類によるもので、経時的変化もな
く、化学的に安定なものということになる。前記非反応
性のＲは、例えばこれが全てメチル基、エチル基等のア
ルキル基であるものや、このアルキル基の一部がフェニ
ル基、クロロフェニル基、フッ化アルキル基等の場合で
ある。従って、Ｒにアルコキシ基、エポキシ基、カルボ
キシル基、アセトキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基等の
官能基が含まれるものは反応性であって化学的に不安定
なものといえる。従ってこれらが油状であっても、本発
明に言う効果は得られない。これは非反応性シリコーン
油と同程度に効果的な耐摩耗性が得られないばかりか、
抵抗膜自身を浸蝕したり、着色し透明性を低下したり、
更には粘度自身が変化（より高く）したりして抵抗膜間
で安定して存在しないことによる。

【００１７】粘度については、前記のとおり広範囲であ
るので、実際に選択するに際しては、種々予備実験を行
って決めるのが良いが、その場合、特に抵抗膜面への付
着性（塗布のし易さ、塗布の均一性）とか、付着による
透明性への影響とか、タッチ入力動作における入力と解
除への影響（応答に遅れはないか）等のことも考慮して
最終判断するのがよい。かかる点を考えるとあまりにも
低いものでも、逆にあまりにも高いものでも好ましくな
く、一般には約１０〜１００００センチポイズ程度の範
囲を目標として検討するのがよい。

【００１８】また、前記非反応性シリコーン油は、具体
的には好ましいものとして、前記一般式のＲが全てメチ
ル基であるジメチルシリコーン油、主鎖のＲに例えば２
個のフェニル基が結合し、他のＲは全てメチル基である
メチルフェニルシリコーン油、更には主鎖のＲの１つに
例えばフッ素原子置換プロピル基が結合し、他のＲは全
てメチル基であるフッ化プロピルメチルシリコーン油
（フロロシリコーン油の１種）が挙げられる。これは一
般には、１種を使用するが、２種以上を適宜混合した混
合シリコーン油であってもよい。尚、混合して使用する
ことに関しては、同一種でも異種の場合でも、粘度の同
じか、又は異なるものを適宜混合して粘度を調整して得
た混合シリコーン油としてもよい。

【００１９】次に、前記非反応性シリコーン油を抵抗膜
面に付着介在させることについて説明する。まず、ここ
で付着介在とは、前記タッチ側の抵抗膜面か、ディスプ
レイ側の抵抗膜面か、又はその両面に沿って、可能な限
り薄く均一に塗布し、両抵抗膜間に介在させておくこと
を云う。従って、必要以上の厚膜で介在させることを意
味しない。これは必要以上の厚膜では塗布ムラになり易
く、又絶縁性スペーサである微細ドットが顕在化して観
察されるようになり、画面として見にくい状態になり易
い。この状態は、より高粘度の該シリコーン油に、その
傾向がみられる。更にまた、より軽タッチで入力しよう
とする場合、接触が不安定にやり易く、迅速に正確な応
答ができにくくなる等の理由による。このような付着の
意味をもって、具体的には予備実験によって適切な膜厚
を決めればよいが、一般的には約１０〜３００Å、好ま
しく２０〜２００Åを目標とするのがよい。

【００２０】そして、前記非反応性シリコーン油による
付着手段は一般に利用されているスプレー、ロール、ス
ピン等の各コーティング方法によって行う。ここでコー
ティングに際して、該シリコーン油は低粘度の場合には
そのままコーティングに供してもよいが、高粘度で所望
の膜厚で迅速に均一にコーティングしづらい場合には、
トルエン、キシレン等の有機溶剤で希釈し、適当な粘度
に調整して使用するのがよい。また、該シリコーン油に
は微量の水分が含まれる場合があるので、予め真空乾燥
して使用するのがよい。そして付着コーティングは、タ
ッチ側の抵抗膜面でも、ディスプレイ側の抵抗膜面で
も、或は、両抵抗膜面でも良いが望ましいのは絶縁性ス
ペーサの設けられていない抵抗膜面のみに行う。

【００２１】尚、前記絶縁性スペーサは、非タッチ時
（解除）には両抵抗膜が完全に絶縁状態を維持し、逆に
タッチ入力動作では、軽タッチでも容易に接触して導通
状態にするのに必要なものである。そしてそれは一般に
タッチ側、又はディスプレイ側の抵抗膜面に設けられる
が、具体的には例えばタッチ側又はディスプレイ側に設
けられている抵抗膜面上に硬化性透明アクリル樹脂を使
って、これをスクリーン印刷等の方法によって、微細ド
ット（例えば接地面積約０．００１〜０．００３mm² 、
高さ３〜１０μm ）を約２〜５mmピッチで印刷し、硬化
固着する。

【００２２】本発明に係る非反応性シリコーン油による
抵抗膜面の耐傷、耐摩耗の効果発現は次のような作用に
よるものと考えられる。まず、一般に抵抗膜面に発生す
る傷、摩耗は、次のようなメカニズムによると考えられ
る。タッチ入力面をペン（一般に半径０．８mmのポリア
セタール製の先端）で押して摺動すると、抵抗膜間に次
の２つの作用が働く。つまりその１つに元来抵抗膜には
若干のタック性があって、ペンタッチで両抵抗膜が接す
ると一瞬密着状態になる。この密着と解除（タッチ動作
を止める）の繰り返しで、その部分に傷（抵抗膜のはが
れ）がつく。もう１つの作用は横滑りである。これはペ
ンを左右に摺動すると抵抗膜間に若干の横滑りが発生
し、この滑りの繰り返しによって抵抗膜が摩耗する。

【００２３】そこで、抵抗膜面に前記シリコーン油が付
着介在していると、まず抵抗膜の有するタックがなくな
り、前記一瞬の密着作用も完全に解消されるので、タッ
クによる傷の発生はなくなる。一方横滑りは、該シリコ
ーン油による油膜が常に介在していることで２つの抵抗
膜間の摩擦が緩和され、更に該シリコーン油の表面張力
が小さいことで、極めて滑り易く、従って横滑りがあっ
ても、それが摩耗という力として作用しないということ
になる。尚、該シリコーン油が付着介在することで、タ
ッチしても両抵抗膜間が電気絶縁状態になることは全く
ない。

【００２４】

【実施例】比較例と共に実施例によって、更に詳述す
る。尚、該例では耐摩耗性をチェックすることにより評
価したが、それは次の方法によって測定された往復摺動
回数によって行い、この回数の多い程、耐摩耗性に優れ
ているものとした。つまり、予め組み立てられたタッチ
パネルを用いて、そのタッチ入力側の面上をペン（半径
０．８mmのポリアセタール製ペン先）を用いて、加重２
９０g 下で同一場所を水平左右に約４０mmの摺動を行
う。そして肉眼で観察しつつ抵抗膜の白化の発生を確認
し、その白化開始時点の往復摺動回数を知る。

【００２５】（実施例１）まず、厚さ１００μm 、大き
さ１５０×２００mmの透明ＰＥＴフィルム基体と厚さ
１．０mm、大きさ１５０×２００mmの透明ポリカーボネ
ート基体を各々準備し、そしてまず、両基体の両面に各
々膜厚５μm になるように熱硬化性透明シリコーン樹脂
をコーティングしてハードコート層を設け、下地層とし
た。次に得られた各々のハードコート層の一面に、次の
条件にてＩＴＯをスパッタリングして膜厚３００Åの抵
抗膜を全面に密着形成した。スパッタリング方式・・・直流マグネトロンスパッタリングターゲット・・・ＩＴＯ焼結体スパッタリング基板温度・・・１００℃ 到達真空度・・・７×１０^-6Torr スパッタリング動作圧・・・２.０×１０^-3Torr（酸素４.５％含有のＡｒガス）投入電力・・・０．８ｋｗスパッタリング時間・・・２０秒

【００２６】次に、前記得られた透明ポリカーボネート
基体上のＩＴＯ抵抗膜面に、透明アクリル系感光樹脂を
使って、スクリーン印刷により微小突起（接地面積０．
００２mm² 、高さ５μm ）を３mmピッチで格子状に印刷
した後、紫外線を照射して接着固定し、絶縁性スペーサ
を全面に植設した。かくして得られたものをディスプレ
イ側基板と呼ぶ。

【００２７】一方、前記透明ＰＥＴフィルム基体上に形
成されたＩＴＯ抵抗膜面に、粘度２００センチポイズの
ジメチルシリコーン油の５重量％を溶解してなるキシレ
ン溶液をスプレーコーティングした後、該キシレンを乾
燥除去してジメチルシリコーン油を付着した。この時の
膜厚は２００Åであった。（付着量、付着面積、比重か
ら換算した）かくして得られたものをタッチ側基板と呼
ぶ。

【００２８】そして、前記得られたディスプレイ側基板
の抵抗膜面側の全周端に厚さ１００μm 、幅３mmの両面
テープを接着し、次に抵抗膜面を対向させ、前記タッチ
側基板を重合し、接着固定して、フラットタッチパネル
に組み立てた。

【００２９】前記、組み立てられたフラットタッチパネ
ルを図１（側断面図）に示す。該図で１はＰＥＴフィル
ム基体（タッチ入力側）、２はハードコート層、３はＩ
ＴＯ抵抗膜、４はジメチルシリコーン油付着膜、５は両
面テープ、６はポリカーボネート基体（ディスプレイ
側）、７は絶縁性スペーサである。

【００３０】そして、前記フラットタッチパネルのタッ
チ側基板側の外面をペン摺動して、耐摩耗性をチェック
した。その結果、往復１５万回（片道３０万回）の摺動
で、かすかではあるが、タッチ側基体上の抵抗膜に筋状
の白化が発生した。従って耐摩耗性は１５万回と判断し
た。

【００３１】（実施例２）実施例１において、ジメチル
シリコーン油の代りに、粘度８５００センチポイズの３
フッ化プロピルメチルシリコーン油を使う以外は実施例
１と同様にして、フラットタッチパネルを作製し、実施
例１と同様にペン摺動による耐摩耗性をチェックした。
但し、該シリコーン油は濃度を３重量％として、キシレ
ンに溶解した溶液をスピンコーターにてコーティングし
乾燥した。そこに付着した膜厚は１５０Åであった。摺
動回数１６万回でも抵抗膜の白化現象は観察されなかっ
た。耐摩耗性は１６万回以上と判断した。

【００３２】（実施例３）実施例１において、ジメチル
シリコーン油の代りに、粘度２２センチポイズのメチル
フェニルシリコーン油を使う以外は、該例と同一条件に
てフラットタッチパネルを作成し、ペンタッチ摺動によ
る抵抗膜の耐摩耗性をチェックした。但し、該シリコー
ン油は２０重量％のキシレン溶液とし、これをスピンコ
ータにてコーティングした後、乾燥して該シリコーン油
膜を付着した。膜厚は２７０Åであった。測定した摺動
回数は１５万回の時点でわずかな白化が観察された。耐
摩耗性は１５万回と判断した。

【００３３】（比較例１）実施例１において、ジメチル
シリコーン油を付着介在しない以外は、全く同様にして
得たフラットタッチパネルについて、実施例１と同様に
ペン摺動による耐摩耗性をチェックした。その結果１１
万回目でタッチ側の抵抗膜に白い筋が発生した。従っ
て、耐摩耗性は１１万回であった。

【００３４】尚、実施例１〜３と比較例１で得られたフ
ラットタッチパネルの透明性（全光線透過率％）をチェ
ックすると、実施例１〜３は比較例１よりも０．２〜
０．４％向上していることも確認した。

【００３５】（比較例２）（反応性シリコーン油を付着
介在した場合）実施例１において、ジメチルシリコーン油の代りに、両
末端（前記一般式におけるＲ３）に１個のカルボキシル
基が置換されているカルボキシル変性シリコーン油（粘
度１００センチポイズ）を付着介在する以外、同一条件
にてフラットタッチパネルを製作し、該例と同様にして
抵抗膜の耐摩耗性をチェックした。但し、該シリコーン
油は濃度を６重量％としてキシレンに溶解し、これをス
ピンコータにてコーティングし、乾燥して付着した。付
着した膜厚は１８０Åであった。ペン摺動回数は１３万
回で比較例１よりも大きいが、しかし、実施例１〜３に
比較して小さいことの以外に、若干黄味に着色してお
り、これが経時変化と共により増色した。また約１ケ月
経過した時点で、ディスプレイ上の画面入力動作を行う
と、位置検出に誤りがあった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の抵抗膜型透明タッチパネルは前
記の通り構成されるので、次のような効果を奏する。ま
ず、従来の手段では、限界にあったタッチパネルのペン
摺動に対する耐傷性、耐摩耗性が飛躍的に向上し、より
高性能のタッチパネルを製作することができる。

【００３７】また、タッチパネルの透明性を悪化させる
ことなく、むしろ若干の向上をもたらす。もちろん非反
応性シリコーン油であることで、温度変化による粘度、
化学的変化はなく、安定して抵抗膜面で存在している。
従ってタッチパネルの品質、性能面が環境で変化した
り、また経時的に変化することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１におけるフラットタッチパネルの構成
側断面図である。

【符号の説明】

１．ＰＥＴフィルム基体２．ハードコート層３．ＩＴＯ抵抗膜４．ジメチルシリコーン油付着膜５．両面テープ６．ポリカーボネート基体７．絶縁性スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基体上に設けられた抵抗膜面に、非
反応性シリコーン油が付着介在してなることを特徴とす
る抵抗膜型透明タッチパネル。
【請求項２】透明基体が、下地層としてハードコート
層を有してなる請求項１に記載の抵抗膜型透明タッチパ
ネル。
【請求項３】粘度１０〜１００００センチポイズの非
反応性シリコーン油である請求項１に記載の抵抗膜型透
明タッチパネル。
【請求項４】非反応性シリコーン油が、ジメチルシリ
コーン油、メチルフェニルシリコーン油、又はフロロシ
リコーン油のいずれかである請求項３に記載の抵抗膜型
透明タッチパネル。
【請求項５】非反応性シリコーン油が、１０〜３００
Åの膜厚で付着介在してなる請求項１〜４のいずれか１
項に記載の抵抗膜型透明タッチパネル。