タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造
【課題】感度が高く、破断等に強いタッチパネル入力装置のための透明導電層化構造等を提供する。
【解決手段】タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造で、基板４及び層状導電体５を有する。層状導電体５は、基板４上に形成され、導電性高分子の膜を有する透明第一導電層５２と、基板４と反対側の第一導電層５２上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を有する第二導電層５１とを有する。第二導電層５１は、第一導電層５２より大きい導電率を有する。
【解決手段】タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造で、基板４及び層状導電体５を有する。層状導電体５は、基板４上に形成され、導電性高分子の膜を有する透明第一導電層５２と、基板４と反対側の第一導電層５２上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を有する第二導電層５１とを有する。第二導電層５１は、第一導電層５２より大きい導電率を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造、特に、第一導電層上に形成され、第一導電層より大きい導電性を持つ第二導電層を有する透明導電層化構造等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、透明導電層化構造１を有するタッチパネル入力装置は、基板１１、インジウムスズ酸化物(ＩＴＯ)を材料とし、基板１１上に形成される透明導電層１２、ＩＴＯを材料とし、複数のドットスペーサー３により透明導電層化構造１から離間している導電ガラス２を有する。ユーザが基板１１を押すと、透明導電層１２は曲がり、導電ガラス２に電気的に接触する。
一般に、タッチパネルの感度は透明導電層１２の導電性により決まる。ＩＴＯは高導電性であるため、透明導電層化構造１はタッチパネルの二つの重要な感度試験、すなわち、タッチパネル上で複数回タップする試験、及び、タッチパネル上で描画することにより導電する描画試験に合格するのに十分な高い感度を有する。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記に示す方法では、ＩＴＯからなる透明導電層１２が前記の感度試験に合格するための十分な感度を有するが、曲げ強度が悪いために破断しやすい。
曲げ強度を高くするため、ＩＴＯからなる透明導電層１２の代わりに導電性高分子を使用するという方法がある。しかしながら、導電性高分子は導電性が低いため、導電性高分子を用いたタッチパネル入力装置は描画試験に合格することができない。
【０００５】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、感度が高く、破断等に強いタッチパネル入力装置のための透明導電層化構造等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造であって、基板と、前記基板上に形成される透明第一導電層と、前記基板と反対側の前記第一導電層上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を有する第二導電層とを有する層状導電体と、を有し、前記第二導電層は、前記第一導電層より大きい導電率を有することを特徴とする透明導電層化構造である。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の透明導電層化構造を特徴とするタッチパネル入力装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、感度が高く、破断等に強いタッチパネル入力装置のための透明導電層化構造等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のタッチパネル入力装置の部分断面を示す図
【図２】本発明の透明導電層化構造の第１の実施形態の概略を示す図
【図３】本発明の透明導電層化構造の第２の実施形態の概略を示す図
【図４】本発明の透明導電層化構造の第３の実施形態の概略を示す図
【図５】本発明の透明導電層化構造の第４の実施形態の概略を示す図
【図６】本発明の透明導電層化構造の第５の実施形態の概略を示す図
【図７】本発明の透明導電層化構造の第６の実施形態の概略を示す図
【図８】本発明の透明導電層化構造を組み込んだタッチパネル入力装置を示す図
【図９】本発明の透明導電層化構造の第７の実施形態の概略を示す図
【図１０】本発明の透明導電層化構造の第８の実施形態の概略を示す図
【図１１】本発明の透明導電層化構造の第９の実施形態の概略を示す図
【図１２】本発明の透明導電層化構造の第１０の実施形態の概略を示す図
【図１３】本発明の透明導電層化構造の第１１の実施形態の概略を示す図
【図１４】感度試験に合格したタッチパネル入力装置の結果を示す図
【図１５】感度試験に不合格だったタッチパネル入力装置の結果を示す図
【図１６】感度試験に不合格だったタッチパネル入力装置の結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいて、本発明に係る透明導電層化構造の実施形態を詳細に説明する。尚、以下の説明および図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１１】
最初に、図２を参照しながら、本発明に係る透明導電層化構造の第１の実施形態について説明する。
図２に示す第１の実施形態の透明導電層化構造は、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）４、層状導電体（ｌａｙｅｒｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）５を有する。層状導電体５は、基板４上に形成され、導電性高分子膜（ｆｉｌｍ ｏｆ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）を材料とする第一導電層５２と、基板４と反対側の第一導電層５２上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を材料とする第二導電層５１を有する。第二導電層５１は、第一導電層５２より大きい導電率を有する。
【００１２】
詳細には、第一導電層５２の導電性高分子膜は、基板４に導電性高分子（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）を分散あるいは溶解した溶液を塗布することにより形成される。導電性高分子は、溶液が乾燥、硬化して膜状に形成される。第二導電層５１の形成は、スパッタリング、真空蒸着、パルスレーザ蒸着等のドライコーティング工程によって行われる。
【００１３】
次に、図３を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態の透明導電層化構造は、第１の実施形態と異なり、第二導電層５１は微粒子（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）５１２、好ましくはナノ粒子（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）５１２の形状の金属あるいは金属化合物から形成される薄層である。第二導電層５１の薄層は、第一導電層５２の表面にナノ粒子の懸濁液を塗布することにより形成される。
【００１４】
次に、図４を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の透明導電層化構造は、第２の実施形態と異なり、第二導電層５１はナノ粒子５１２に加えて導電性高分子を含み、導電性高分子及びナノ粒子５１２を含む液体組成物（ｌｉｑｕｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を第一導電層５２に塗布することにより形成される。第３の実施形態における第二導電層５１の膜形成能は、第２の実施形態と比較して高くなる。
【００１５】
次に、図５、６、７を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第４、第５、第６の実施形態について説明する。
第１、第２、第３の実施形態と異なり、第一導電層５２は、導電性粒子５２１を含む。導電性粒子５２１が存在することにより、第一導電層５２の導電率を高くすることが可能である。導電性粒子５２１は、第２及び第３の実施形態において用いられているナノ粒子５１２と同じものでもよい。
【００１６】
次に、図８を参照しながら、本発明の透明導電層化構造を有するタッチパネル入力装置について説明する。
スペーサー３０は、層状導電体５及び導電膜２０間に設けられる。層状導電体５は、後述する突起部（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎｓ）５１３を有する。突起部５１３を設けることにより、層状導電体５を押下すると第二導電層５１は容易に、かつ効率的に導電膜２０に接触することが可能となる。突起部５１３は、タッチパネル入力装置の感度を向上させることができる。
【００１７】
次に、図９を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第７の実施形態について説明する。
第７の実施形態の透明導電層化構造は、第１の実施形態と異なり、第二導電層５１が第一導電層５２上に点群（ｄｏｔｓ）として、あるいは網目（ｓｃｒｅｅｎ ｗｅｂ）として形成されるため、第一導電層５２は突起した突起部５１３を有する。
【００１８】
次に、図１０を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第８の実施形態について説明する。
第８の実施形態の透明導電層化構造は、第７の実施形態と異なり、第二導電層５１は膜状層（ｆｉｌｍ ｌａｙｅｒ）５１４と、膜状層５１４から突起した突起部５１３を有する。第二導電層５１は、ドライコーティングあるいはウエットコーティング工程により形成される。マスクを用いて、突起部５１３を形成する。
【００１９】
次に、図１１を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第９の実施形態について説明する。
第９の実施形態の透明導電層化構造は、第２の実施形態と異なり、ナノ粒子５１２が広範な粒子サイズ分布を有するものであり、第二導電層５１の表面は突起部５１３が形成され平坦ではない。
第２の実施形態で使用したナノ粒子５１２の懸濁液が低濃度の場合、ナノ粒子５１２は密に分散されず、その結果、突起部５１３が形成される。
【００２０】
次に、図１２を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第１０の実施形態について説明する。
第１０の実施形態の透明導電層化構造は、第３の実施形態と異なり、第二導電層５１に用いられる液体組成物は、第３の実施形態と比較してより大量のナノ粒子５１２を含むため、第二導電層５１の表面は平坦ではなくなり、その結果、突起部５１３が形成される。この場合、突起部５１３はナノ粒子５１２と、ナノ粒子５１２を覆う導電性高分子から形成される。
第７、第８、第９、第１０の実施形態における第一導電層５２は、導電性粒子５２１を含む。
【００２１】
従来の基板のように、本発明で用いる基板４は、ハードコート層（ｈａｒｄ ｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）、防幻層（ａｎｔｉ−ｇｌａｒｅ ｌａｙｅｒ）、防反射層（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）、水及び気体を浸透させない層（ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｇａｓ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｌａｙｅｒ）、帯電防止層（ａｎｔｉ−ｓｔａｔｉｃ ｌａｙｅｒ）、高屈折層（ｈｉｇｈ−ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）、低屈折層（ｌｏｗ−ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）、あるいはこれらのいずれかの組み合わせである付加層（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒ）６が設けられる。図１３に示すように、本発明の透明導電層化構造の第１１の実施形態は、基板４を間に挟む二つの付加層６を有する。
基板４は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、三酢酸｛さんさくさん｝セルロース（ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、シクロオレフィン重合体（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）、シクロオレフィン共重合体（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、あるいは、これらのいずれかの組み合わせ等の適切な重合体からなる。あるいは、基板４はガラスを材料としてもよい。基板４の厚さが２５μｍから３００μｍの範囲の場合、基板４は可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を示す。好適な実施形態としては、基板４はポリエチレンテレフタレートからなり、厚さは１８８μｍ、光線透過率は９０％である。
【００２２】
第二導電層５１に関して、押下前に層状導電体５が導電膜２０に接触し、信号誤り、さらに短絡のような問題を回避するため、突起部５１３の高さはスペーサー３０（図８）の高さよりも小さくするべきである。突起部５１３の高さは、５μｍより小さくするのが好ましい。
第二導電層５１の厚さは、１０μｍより小さくするのが好ましく、５μｍより小さくするのがさらに好ましい。好適な実施形態では、厚さは１ｎｍから４μｍの範囲である。
１０ｎｍ以下の厚さを有する第二導電層５１の形成は、ドライコーティング技術により可能である。１０ｎｍより大きい厚さの第二導電層５１は、ウエットコーティング技術により得られる。
【００２３】
本発明の透明導電層化構造は、７０％以上の光線透過率を有することが好ましく、７５％以上の光線透過率を有することがさらに好ましく、８０％以上であることが最も好ましい。
その一方で、層状導電体５全体の厚さは０．０１μｍから２０μｍの範囲であることが好ましく、０．０５μｍから１０μｍの範囲であることがさらに好ましく、０．１μｍから５μｍであることが最も好ましい。
ナノ粒子５１２あるいは導電性粒子５２１は、１ｎｍから１０００ｎｍの範囲の粒子サイズであることが好ましく、５ｎｍから５００ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、１０ｎｍから１００ｎｍの範囲であることが最も好ましい。
【００２４】
第二導電層５１の導電率は、１Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましく、さらに１００Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましい。
第一導電層５２及び第二導電層５１で使用される導電性金属あるいは金属化合物の導電率は、１Ｓ／ｃｍあるいは１００Ｓ／ｃｍより大きい。
本発明で使用する導電性金属は、金、銀、銅、鉄、ニッケル、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、マグネシウム、コバルト、鉛、プラチナ、チタン、タングステン、ゲルマニウム、アルミニウム、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択される。
本発明で使用する金属化合物は、導電率が約１０４Ｓ／ｍのＩｎ２Ｏ３、導電率が約１．３×１０３Ｓ／ｍのＳｎＯ２、導電率が１０４〜１０５Ｓ／ｍのＩＴＯ、導電率が約２×１０３Ｓ／ｍのＺｎＯ、導電率が約１０３Ｓ／ｍのＡＴＯ（アンチモン含有酸化スズ）、導電率が約１０３Ｓ／ｍのＡＺＯ（アンチモン含有酸化亜鉛）、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択される。好適な実施形態としては、ＩＴＯ及び／またはＡＺＯが用いられる。
第一導電層５２の導電率は、０．０１Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましく、さらに０．１Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましい。
【００２５】
第一導電層５２、第二導電層５１に使用される導電性高分子は、導電率が０．０１Ｓ／ｃｍあるいは０．１Ｓ／ｃｍより大きい共役高分子を含むπ電子である。導電性高分子は、例えば、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリ(ｐ−フェニレン)（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ））、ポリ（フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ））、ポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））（ＰＥＤＴ）、ポリスチレンスルホン酸塩（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）（ＰＳＳ）、及び、これらの組み合わせである。好適な実施形態としては、導電率が０．１〜１Ｓ／ｃｍの範囲のポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸塩の混合物（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）を使用する。
【００２６】
導電性高分子の溶液あるいは分散系（液体組成物）を準備するため、適切な溶媒を使用する。例えば、溶媒はイソプロパノール（ｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ）（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）（ＭＥＫ）、メタノール（ｍｅｔｈａｎｏｌ）、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）、メチルイソブチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）（ＭＩＢＫ）、水、及び、これらの組み合わせを含む。好適な実施形態では、ＩＰＡを使用する。
本発明で使用する導電性高分子の溶液あるいは分散系（液体組成物）は、さらに、層間の接着性を向上させる接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）、導電率向上剤、界面活性剤等のような添加剤を含む。接着剤は、ポリウレタン分散液（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、ポリエステル分散液（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、ポリ塩化ビニリデン分散液（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅｃｈｌｏｒｉｄｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、シラン（ｓｉｌａｎｅ）、及び、これらの組み合わせから選択される。導電率向上剤は、ジメチルスルホキシド（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ）、エチレングリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、グリセリン（ｇｌｙｃｅｒｉｎｅ）、ソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌ）等から選択される。
【００２７】
導電性高分子がナノ粒子５１２、あるいは導電性粒子５２１と混合されると、ナノ粒子５１２あるいは導電性粒子５２１に対する導電性高分子の重量比は、０．０１から１００の範囲であり、０．１〜５０の範囲がより好ましく、０．２５〜２５の範囲が最も好ましい。
突起部５１３を形成するため、導電性高分子に対するナノ粒子５１２の重量比は０．２より大きい方が好ましく、さらに、０．２５〜１００の範囲がより好ましい。
層状導電体５の表面抵抗（シート抵抗）は、２０００Ω／ｓｑ未満であり、１５００Ω／ｓｑ未満であることが好ましく、１０００Ω／ｓｑであることがより好ましく、２００〜８００Ω／ｓｑの範囲が最も好ましい。
【００２８】
次に、本発明のタッチパネル入力装置のための透明導電層化構造の効果について、実施例Ｅ１〜Ｅ６と、比較例ＣＥ１〜ＣＥ５を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２９】
透明導電層化構造の材料及び装置を以下に示す。
（１）基板：ＰＥＴ基板（東洋紡績株式会社製、商品名Ａ４３００）
（２）導電性高分子分散液：ＰＥＤＴ／ＰＳＳ（エイチ・シー・スタルク株式会社製、製品番号Ｃｌｅｖｉｏｓ Ｐ ＨＣＶ ４、固形分２ｗｔ％、高分子導電率０．３Ｓ／ｃｍ）
（３）導電性ナノ粒子金属化合物：ＡＺＯ分散液（日産化学製、固形分４０ｗｔ％、粒子サイズ分布範囲１５ｎｍ〜１００ｎｍ）
（４）溶媒：イソプロパノール（ＩＰＡ）（Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ製）
（５）導電率向上剤：Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｏｎｅ）（ＮＭＰ）（Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ製）
（６）界面活性剤：Ｄｙｎｏｌ（登録商標）６０４（エアープロダクツ・アンド・ケミカルズ社製）
（７）接着剤：Ｓｉｌｑｕｅｓｔ Ａ１８７（モメンティブ社製）
（８）コーティングロッド：Ｎｏ．４及びＮｏ．１４（ＲＤＳ社製）
（９）ＩＴＯターゲット：Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２（三井金属鉱業株式会社製、９０〜１０ｗｔ％）
【００３０】
透明導電層化構造の試験の内容を以下に示す。
（１）光線透過率試験：波長５５０ｎｍの光線を透明導電層化構造に通過させ、分光光度計ＣＭ−３６００Ｄ（コニカミノルタ製）を用いて透過光対入射光の比を測定する。
（２）表面抵抗試験：抵抗率計（Ｌａｒｅｓｔａ−ＥＰ、三菱化学社製）及び四探針プローブを用いて測定する。透明層状導電体の標準仕様は、２００〜８００Ω／ｓｑの範囲である。
（３）感度試験：商業用タッチパネル入力装置（ＡｂｏｎＴｏｕｃｈｓｙｓｔｅｍ社、１５インチ）の透明導電層化構造を、本発明の実施例及び比較例の透明導電層化構造と置き換え、タッチパネル入力装置をコンピュータに接続する。試験中、タッチペンでタッチパネル入力装置上に線あるいはパターンを描画する。その後、コンピュータのディスプレイ上に表示された結果を観察し、描画した線あるいはパターンがタッチパネル入力装置を介して完全に入力されているかどうかを確認する。表３における符号「Ｏ」は、Ｆｉｇ．１４に示すように、描画した線あるいはパターンがタッチパネル入力装置を介して完全に入力されていることを示し、タッチパネル入力装置が感度試験に合格したことを示す。表３における符号「Δ」は、Ｆｉｇ．１５に示すように、描画した線あるいはパターンのほとんどの部分がタッチパネル入力装置を介して入力されていることを示す。表３における符号「×」は、Ｆｉｇ．１６に示すように、描画した線あるいはパターンが切れ切れに入力されていることを示す。符号「Δ」及び「×」は、タッチパネル入力装置が感度試験に不合格であったことを示す。
【００３１】
＜実施例Ｅ１＞
表１に示す導電性高分子製剤を準備し、Ｎｏ．１４のコーティングロッドを用いてＰＥＴ基板上に塗布する。１２０度で５分間の乾燥処理を行い、第一導電層をＰＥＴ基板上に形成する。次に、ＩＴＯターゲットをスパッタリングすることにより１ｎｍの厚さのＩＴＯ膜を第一導電層上に形成する。このように形成された透明導電層化構造は、第一及び第二導電層を有する。
【００３２】
【表１】
【００３３】
＜実施例Ｅ２及びＥ３＞
実施例Ｅ２及びＥ３の第一導電層は、実施例Ｅ１の手順に続いて形成する。しかしながら、実施例Ｅ２では、固形分が０．４％より低くなるまで溶媒ＩＰＡで１００倍に希釈したＡＺＯ分散液を用いて第二導電層を形成する。実施例Ｅ３では、ＡＺＯ分散液は希釈しない。Ｎｏ．４のコーティングロッドを用いて、第一導電層上にＡＺＯ分散液を塗布する。乾燥処理を行い、実施例Ｅ２及びＥ３の第二導電層を得る。
実施例Ｅ３のＡＺＯ粒子量は、実施例Ｅ２のＡＺＯ粒子量より多い。
【００３４】
＜実施例Ｅ４及びＥ５＞
実施例Ｅ４及びＥ５の第一導電層は、実施例Ｅ１の手順に続いて形成する。しかしながら、第二導電層はＮｏ．４のコーティングロッドを用いて、表２に示す製剤を使用し、形成する。実施例Ｅ４及びＥ５の第二導電層は導電性高分子を含有するため、その膜形成特性は実施例Ｅ２及びＥ３の膜形成特性よりよい。
実施例Ｅ５のＡＺＯ粒子対導電性高分子の比は実施例Ｅ４よりも大きいため、実施例Ｅ５の第二導電層は多数の突起部を有することが推測される。
【００３５】
【表２】
【００３６】
＜実施例Ｅ６＞
実施例Ｅ６は、実施例Ｅ４及びＥ５の手順に続いて、実施例Ｅ４及びＥ５の導電性高分子製剤を用いて行う。実施例Ｅ６の第一導電層は、実施例Ｅ４の製剤から形成し、実施例Ｅ６の第二導電層は実施例Ｅ５の製剤から形成する。ＡＺＯ粒子対導電性高分子の比は、第二導電層の方が第一導電層よりも大きいため、第二導電層の導電率は第一導電層の導電率よりも高く、突起部は第二導電層上にある。
実施例Ｅ１〜Ｅ５の第二導電層の厚さは、１ｎｍ〜４μｍの範囲である。
【００３７】
＜比較例ＣＥ１＞
比較例ＣＥ１の透明導電層化構造は、商業用タッチパネル入力装置（ＡｂｏｎＴｏｕｃｈｓｙｓｔｅｍ社、１５インチ）から得たもので、基板、及び、基板上に形成したＩＴＯ膜を有する。
【００３８】
＜比較例ＣＥ２＞
比較例ＣＥ２の透明導電層化構造は、ＵＳＰ７３３２１０７の実施例Ｅ１において開示されている組成に対応する導電性高分子（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）分散液を基板に塗布して作成した。導電性高分子の表面抵抗は、例えば、２００〜８００Ω／ｓｑという標準仕様を満足する。
【００３９】
＜比較例ＣＥ３＞
比較例ＣＥ３の透明導電層化構造は、ＷＯ２００７／０３７２９２の実施例Ｅ１において開示されている組成に対応する導電性高分子（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）分散液を基板に塗布して作成した。導電性高分子の表面抵抗は、例えば、２００〜８００Ω／ｓｑという標準仕様を満足する。
【００４０】
＜比較例ＣＥ４及びＣＥ５＞
比較例ＣＥ４及びＣＥ５の透明導電層化構造は、比較例ＣＥ１とほぼ同じである。但し、比較例ＣＥ４及びＣＥ５は基板上にＩＴＯ膜に加えて導電性高分子層を有する。比較例ＣＥ４及びＣＥ５の導電性高分子層は、それぞれ、Ｎｏ．４のコーティングロッド及びＮｏ．１４のコーティングロッドを用いて形成され、異なる厚さを有する。
【００４１】
＜試験＞
実施例Ｅ１〜Ｅ６及び比較例ＣＥ１〜ＣＥ５の各透明導電層化構造をタッチパネル入力装置に取り付け、コンピュータに接続して試験を実施した。試験の結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
表３の試験結果は、実施例Ｅ１〜Ｅ６及び比較例ＣＥ１は、感度試験に合格していることを示している。しかしながら、実施例Ｅ１はＩＴＯ膜に加えて導電性高分子層を有するため、実施例Ｅ１は比較例ＣＥ１よりも耐久性がある。比較例ＣＥ１は、ＩＴＯ膜が破断すると使用できなくなる。実施例Ｅ１では、ＩＴＯ膜が破断した場合でも導電性高分子層が信号伝送及び電流電導の機能を引き継ぐことができるため、実施例Ｅ１は動作することが可能である。
さらに、表３の試験結果は、ＩＴＯ膜と導電性高分子層の順序が比較例Ｅ１と逆である比較例ＣＥ４及びＣＥ５の感度は、実施例Ｅ１〜Ｅ６の感度よりも劣ることを示している。
【００４４】
以上説明したように、本発明の形態に係る透明導電層化構造では、高い導電率を有する第二導電層を第一導電層上に形成することにより、従来の技術における前述した欠点を解消することが可能である。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る透明導電層化構造等の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４６】
１………透明導電層化構造
２………導電ガラス
３………ドットスペーサー
４………基板
５………層状導電体
６………付加層
１１………基板
１２………透明導電層
２０………導電膜
３０………スペーサー
５１………第二導電層
５２………第一導電層
５１２………ナノ粒子
５１３………突起部
５１４………膜状層
５２１………導電性粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造、特に、第一導電層上に形成され、第一導電層より大きい導電性を持つ第二導電層を有する透明導電層化構造等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、透明導電層化構造１を有するタッチパネル入力装置は、基板１１、インジウムスズ酸化物(ＩＴＯ)を材料とし、基板１１上に形成される透明導電層１２、ＩＴＯを材料とし、複数のドットスペーサー３により透明導電層化構造１から離間している導電ガラス２を有する。ユーザが基板１１を押すと、透明導電層１２は曲がり、導電ガラス２に電気的に接触する。
一般に、タッチパネルの感度は透明導電層１２の導電性により決まる。ＩＴＯは高導電性であるため、透明導電層化構造１はタッチパネルの二つの重要な感度試験、すなわち、タッチパネル上で複数回タップする試験、及び、タッチパネル上で描画することにより導電する描画試験に合格するのに十分な高い感度を有する。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記に示す方法では、ＩＴＯからなる透明導電層１２が前記の感度試験に合格するための十分な感度を有するが、曲げ強度が悪いために破断しやすい。
曲げ強度を高くするため、ＩＴＯからなる透明導電層１２の代わりに導電性高分子を使用するという方法がある。しかしながら、導電性高分子は導電性が低いため、導電性高分子を用いたタッチパネル入力装置は描画試験に合格することができない。
【０００５】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは、感度が高く、破断等に強いタッチパネル入力装置のための透明導電層化構造等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造であって、基板と、前記基板上に形成される透明第一導電層と、前記基板と反対側の前記第一導電層上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を有する第二導電層とを有する層状導電体と、を有し、前記第二導電層は、前記第一導電層より大きい導電率を有することを特徴とする透明導電層化構造である。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の透明導電層化構造を特徴とするタッチパネル入力装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、感度が高く、破断等に強いタッチパネル入力装置のための透明導電層化構造等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のタッチパネル入力装置の部分断面を示す図
【図２】本発明の透明導電層化構造の第１の実施形態の概略を示す図
【図３】本発明の透明導電層化構造の第２の実施形態の概略を示す図
【図４】本発明の透明導電層化構造の第３の実施形態の概略を示す図
【図５】本発明の透明導電層化構造の第４の実施形態の概略を示す図
【図６】本発明の透明導電層化構造の第５の実施形態の概略を示す図
【図７】本発明の透明導電層化構造の第６の実施形態の概略を示す図
【図８】本発明の透明導電層化構造を組み込んだタッチパネル入力装置を示す図
【図９】本発明の透明導電層化構造の第７の実施形態の概略を示す図
【図１０】本発明の透明導電層化構造の第８の実施形態の概略を示す図
【図１１】本発明の透明導電層化構造の第９の実施形態の概略を示す図
【図１２】本発明の透明導電層化構造の第１０の実施形態の概略を示す図
【図１３】本発明の透明導電層化構造の第１１の実施形態の概略を示す図
【図１４】感度試験に合格したタッチパネル入力装置の結果を示す図
【図１５】感度試験に不合格だったタッチパネル入力装置の結果を示す図
【図１６】感度試験に不合格だったタッチパネル入力装置の結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面に基づいて、本発明に係る透明導電層化構造の実施形態を詳細に説明する。尚、以下の説明および図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【００１１】
最初に、図２を参照しながら、本発明に係る透明導電層化構造の第１の実施形態について説明する。
図２に示す第１の実施形態の透明導電層化構造は、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）４、層状導電体（ｌａｙｅｒｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）５を有する。層状導電体５は、基板４上に形成され、導電性高分子膜（ｆｉｌｍ ｏｆ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）を材料とする第一導電層５２と、基板４と反対側の第一導電層５２上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を材料とする第二導電層５１を有する。第二導電層５１は、第一導電層５２より大きい導電率を有する。
【００１２】
詳細には、第一導電層５２の導電性高分子膜は、基板４に導電性高分子（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）を分散あるいは溶解した溶液を塗布することにより形成される。導電性高分子は、溶液が乾燥、硬化して膜状に形成される。第二導電層５１の形成は、スパッタリング、真空蒸着、パルスレーザ蒸着等のドライコーティング工程によって行われる。
【００１３】
次に、図３を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態の透明導電層化構造は、第１の実施形態と異なり、第二導電層５１は微粒子（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）５１２、好ましくはナノ粒子（ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ）５１２の形状の金属あるいは金属化合物から形成される薄層である。第二導電層５１の薄層は、第一導電層５２の表面にナノ粒子の懸濁液を塗布することにより形成される。
【００１４】
次に、図４を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の透明導電層化構造は、第２の実施形態と異なり、第二導電層５１はナノ粒子５１２に加えて導電性高分子を含み、導電性高分子及びナノ粒子５１２を含む液体組成物（ｌｉｑｕｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を第一導電層５２に塗布することにより形成される。第３の実施形態における第二導電層５１の膜形成能は、第２の実施形態と比較して高くなる。
【００１５】
次に、図５、６、７を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第４、第５、第６の実施形態について説明する。
第１、第２、第３の実施形態と異なり、第一導電層５２は、導電性粒子５２１を含む。導電性粒子５２１が存在することにより、第一導電層５２の導電率を高くすることが可能である。導電性粒子５２１は、第２及び第３の実施形態において用いられているナノ粒子５１２と同じものでもよい。
【００１６】
次に、図８を参照しながら、本発明の透明導電層化構造を有するタッチパネル入力装置について説明する。
スペーサー３０は、層状導電体５及び導電膜２０間に設けられる。層状導電体５は、後述する突起部（ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎｓ）５１３を有する。突起部５１３を設けることにより、層状導電体５を押下すると第二導電層５１は容易に、かつ効率的に導電膜２０に接触することが可能となる。突起部５１３は、タッチパネル入力装置の感度を向上させることができる。
【００１７】
次に、図９を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第７の実施形態について説明する。
第７の実施形態の透明導電層化構造は、第１の実施形態と異なり、第二導電層５１が第一導電層５２上に点群（ｄｏｔｓ）として、あるいは網目（ｓｃｒｅｅｎ ｗｅｂ）として形成されるため、第一導電層５２は突起した突起部５１３を有する。
【００１８】
次に、図１０を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第８の実施形態について説明する。
第８の実施形態の透明導電層化構造は、第７の実施形態と異なり、第二導電層５１は膜状層（ｆｉｌｍ ｌａｙｅｒ）５１４と、膜状層５１４から突起した突起部５１３を有する。第二導電層５１は、ドライコーティングあるいはウエットコーティング工程により形成される。マスクを用いて、突起部５１３を形成する。
【００１９】
次に、図１１を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第９の実施形態について説明する。
第９の実施形態の透明導電層化構造は、第２の実施形態と異なり、ナノ粒子５１２が広範な粒子サイズ分布を有するものであり、第二導電層５１の表面は突起部５１３が形成され平坦ではない。
第２の実施形態で使用したナノ粒子５１２の懸濁液が低濃度の場合、ナノ粒子５１２は密に分散されず、その結果、突起部５１３が形成される。
【００２０】
次に、図１２を参照しながら、本発明の透明導電層化構造の第１０の実施形態について説明する。
第１０の実施形態の透明導電層化構造は、第３の実施形態と異なり、第二導電層５１に用いられる液体組成物は、第３の実施形態と比較してより大量のナノ粒子５１２を含むため、第二導電層５１の表面は平坦ではなくなり、その結果、突起部５１３が形成される。この場合、突起部５１３はナノ粒子５１２と、ナノ粒子５１２を覆う導電性高分子から形成される。
第７、第８、第９、第１０の実施形態における第一導電層５２は、導電性粒子５２１を含む。
【００２１】
従来の基板のように、本発明で用いる基板４は、ハードコート層（ｈａｒｄ ｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）、防幻層（ａｎｔｉ−ｇｌａｒｅ ｌａｙｅｒ）、防反射層（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）、水及び気体を浸透させない層（ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｇａｓ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｌａｙｅｒ）、帯電防止層（ａｎｔｉ−ｓｔａｔｉｃ ｌａｙｅｒ）、高屈折層（ｈｉｇｈ−ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）、低屈折層（ｌｏｗ−ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）、あるいはこれらのいずれかの組み合わせである付加層（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｌａｙｅｒ）６が設けられる。図１３に示すように、本発明の透明導電層化構造の第１１の実施形態は、基板４を間に挟む二つの付加層６を有する。
基板４は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、三酢酸｛さんさくさん｝セルロース（ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、シクロオレフィン重合体（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）、シクロオレフィン共重合体（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、あるいは、これらのいずれかの組み合わせ等の適切な重合体からなる。あるいは、基板４はガラスを材料としてもよい。基板４の厚さが２５μｍから３００μｍの範囲の場合、基板４は可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を示す。好適な実施形態としては、基板４はポリエチレンテレフタレートからなり、厚さは１８８μｍ、光線透過率は９０％である。
【００２２】
第二導電層５１に関して、押下前に層状導電体５が導電膜２０に接触し、信号誤り、さらに短絡のような問題を回避するため、突起部５１３の高さはスペーサー３０（図８）の高さよりも小さくするべきである。突起部５１３の高さは、５μｍより小さくするのが好ましい。
第二導電層５１の厚さは、１０μｍより小さくするのが好ましく、５μｍより小さくするのがさらに好ましい。好適な実施形態では、厚さは１ｎｍから４μｍの範囲である。
１０ｎｍ以下の厚さを有する第二導電層５１の形成は、ドライコーティング技術により可能である。１０ｎｍより大きい厚さの第二導電層５１は、ウエットコーティング技術により得られる。
【００２３】
本発明の透明導電層化構造は、７０％以上の光線透過率を有することが好ましく、７５％以上の光線透過率を有することがさらに好ましく、８０％以上であることが最も好ましい。
その一方で、層状導電体５全体の厚さは０．０１μｍから２０μｍの範囲であることが好ましく、０．０５μｍから１０μｍの範囲であることがさらに好ましく、０．１μｍから５μｍであることが最も好ましい。
ナノ粒子５１２あるいは導電性粒子５２１は、１ｎｍから１０００ｎｍの範囲の粒子サイズであることが好ましく、５ｎｍから５００ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、１０ｎｍから１００ｎｍの範囲であることが最も好ましい。
【００２４】
第二導電層５１の導電率は、１Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましく、さらに１００Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましい。
第一導電層５２及び第二導電層５１で使用される導電性金属あるいは金属化合物の導電率は、１Ｓ／ｃｍあるいは１００Ｓ／ｃｍより大きい。
本発明で使用する導電性金属は、金、銀、銅、鉄、ニッケル、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、マグネシウム、コバルト、鉛、プラチナ、チタン、タングステン、ゲルマニウム、アルミニウム、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択される。
本発明で使用する金属化合物は、導電率が約１０４Ｓ／ｍのＩｎ２Ｏ３、導電率が約１．３×１０３Ｓ／ｍのＳｎＯ２、導電率が１０４〜１０５Ｓ／ｍのＩＴＯ、導電率が約２×１０３Ｓ／ｍのＺｎＯ、導電率が約１０３Ｓ／ｍのＡＴＯ（アンチモン含有酸化スズ）、導電率が約１０３Ｓ／ｍのＡＺＯ（アンチモン含有酸化亜鉛）、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択される。好適な実施形態としては、ＩＴＯ及び／またはＡＺＯが用いられる。
第一導電層５２の導電率は、０．０１Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましく、さらに０．１Ｓ／ｃｍより大きいことが好ましい。
【００２５】
第一導電層５２、第二導電層５１に使用される導電性高分子は、導電率が０．０１Ｓ／ｃｍあるいは０．１Ｓ／ｃｍより大きい共役高分子を含むπ電子である。導電性高分子は、例えば、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリ(ｐ−フェニレン)（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ））、ポリ（フェニレンビニレン）（ｐｏｌｙ（ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ））、ポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））（ＰＥＤＴ）、ポリスチレンスルホン酸塩（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）（ＰＳＳ）、及び、これらの組み合わせである。好適な実施形態としては、導電率が０．１〜１Ｓ／ｃｍの範囲のポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸塩の混合物（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）を使用する。
【００２６】
導電性高分子の溶液あるいは分散系（液体組成物）を準備するため、適切な溶媒を使用する。例えば、溶媒はイソプロパノール（ｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ）（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）（ＭＥＫ）、メタノール（ｍｅｔｈａｎｏｌ）、エタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）、メチルイソブチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｋｅｔｏｎｅ）（ＭＩＢＫ）、水、及び、これらの組み合わせを含む。好適な実施形態では、ＩＰＡを使用する。
本発明で使用する導電性高分子の溶液あるいは分散系（液体組成物）は、さらに、層間の接着性を向上させる接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）、導電率向上剤、界面活性剤等のような添加剤を含む。接着剤は、ポリウレタン分散液（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、ポリエステル分散液（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、ポリ塩化ビニリデン分散液（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅｃｈｌｏｒｉｄｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、シラン（ｓｉｌａｎｅ）、及び、これらの組み合わせから選択される。導電率向上剤は、ジメチルスルホキシド（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｃｅｔａｍｉｄｅ）、エチレングリコール（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、グリセリン（ｇｌｙｃｅｒｉｎｅ）、ソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌ）等から選択される。
【００２７】
導電性高分子がナノ粒子５１２、あるいは導電性粒子５２１と混合されると、ナノ粒子５１２あるいは導電性粒子５２１に対する導電性高分子の重量比は、０．０１から１００の範囲であり、０．１〜５０の範囲がより好ましく、０．２５〜２５の範囲が最も好ましい。
突起部５１３を形成するため、導電性高分子に対するナノ粒子５１２の重量比は０．２より大きい方が好ましく、さらに、０．２５〜１００の範囲がより好ましい。
層状導電体５の表面抵抗（シート抵抗）は、２０００Ω／ｓｑ未満であり、１５００Ω／ｓｑ未満であることが好ましく、１０００Ω／ｓｑであることがより好ましく、２００〜８００Ω／ｓｑの範囲が最も好ましい。
【００２８】
次に、本発明のタッチパネル入力装置のための透明導電層化構造の効果について、実施例Ｅ１〜Ｅ６と、比較例ＣＥ１〜ＣＥ５を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２９】
透明導電層化構造の材料及び装置を以下に示す。
（１）基板：ＰＥＴ基板（東洋紡績株式会社製、商品名Ａ４３００）
（２）導電性高分子分散液：ＰＥＤＴ／ＰＳＳ（エイチ・シー・スタルク株式会社製、製品番号Ｃｌｅｖｉｏｓ Ｐ ＨＣＶ ４、固形分２ｗｔ％、高分子導電率０．３Ｓ／ｃｍ）
（３）導電性ナノ粒子金属化合物：ＡＺＯ分散液（日産化学製、固形分４０ｗｔ％、粒子サイズ分布範囲１５ｎｍ〜１００ｎｍ）
（４）溶媒：イソプロパノール（ＩＰＡ）（Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ製）
（５）導電率向上剤：Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｏｎｅ）（ＮＭＰ）（Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ製）
（６）界面活性剤：Ｄｙｎｏｌ（登録商標）６０４（エアープロダクツ・アンド・ケミカルズ社製）
（７）接着剤：Ｓｉｌｑｕｅｓｔ Ａ１８７（モメンティブ社製）
（８）コーティングロッド：Ｎｏ．４及びＮｏ．１４（ＲＤＳ社製）
（９）ＩＴＯターゲット：Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２（三井金属鉱業株式会社製、９０〜１０ｗｔ％）
【００３０】
透明導電層化構造の試験の内容を以下に示す。
（１）光線透過率試験：波長５５０ｎｍの光線を透明導電層化構造に通過させ、分光光度計ＣＭ−３６００Ｄ（コニカミノルタ製）を用いて透過光対入射光の比を測定する。
（２）表面抵抗試験：抵抗率計（Ｌａｒｅｓｔａ−ＥＰ、三菱化学社製）及び四探針プローブを用いて測定する。透明層状導電体の標準仕様は、２００〜８００Ω／ｓｑの範囲である。
（３）感度試験：商業用タッチパネル入力装置（ＡｂｏｎＴｏｕｃｈｓｙｓｔｅｍ社、１５インチ）の透明導電層化構造を、本発明の実施例及び比較例の透明導電層化構造と置き換え、タッチパネル入力装置をコンピュータに接続する。試験中、タッチペンでタッチパネル入力装置上に線あるいはパターンを描画する。その後、コンピュータのディスプレイ上に表示された結果を観察し、描画した線あるいはパターンがタッチパネル入力装置を介して完全に入力されているかどうかを確認する。表３における符号「Ｏ」は、Ｆｉｇ．１４に示すように、描画した線あるいはパターンがタッチパネル入力装置を介して完全に入力されていることを示し、タッチパネル入力装置が感度試験に合格したことを示す。表３における符号「Δ」は、Ｆｉｇ．１５に示すように、描画した線あるいはパターンのほとんどの部分がタッチパネル入力装置を介して入力されていることを示す。表３における符号「×」は、Ｆｉｇ．１６に示すように、描画した線あるいはパターンが切れ切れに入力されていることを示す。符号「Δ」及び「×」は、タッチパネル入力装置が感度試験に不合格であったことを示す。
【００３１】
＜実施例Ｅ１＞
表１に示す導電性高分子製剤を準備し、Ｎｏ．１４のコーティングロッドを用いてＰＥＴ基板上に塗布する。１２０度で５分間の乾燥処理を行い、第一導電層をＰＥＴ基板上に形成する。次に、ＩＴＯターゲットをスパッタリングすることにより１ｎｍの厚さのＩＴＯ膜を第一導電層上に形成する。このように形成された透明導電層化構造は、第一及び第二導電層を有する。
【００３２】
【表１】
【００３３】
＜実施例Ｅ２及びＥ３＞
実施例Ｅ２及びＥ３の第一導電層は、実施例Ｅ１の手順に続いて形成する。しかしながら、実施例Ｅ２では、固形分が０．４％より低くなるまで溶媒ＩＰＡで１００倍に希釈したＡＺＯ分散液を用いて第二導電層を形成する。実施例Ｅ３では、ＡＺＯ分散液は希釈しない。Ｎｏ．４のコーティングロッドを用いて、第一導電層上にＡＺＯ分散液を塗布する。乾燥処理を行い、実施例Ｅ２及びＥ３の第二導電層を得る。
実施例Ｅ３のＡＺＯ粒子量は、実施例Ｅ２のＡＺＯ粒子量より多い。
【００３４】
＜実施例Ｅ４及びＥ５＞
実施例Ｅ４及びＥ５の第一導電層は、実施例Ｅ１の手順に続いて形成する。しかしながら、第二導電層はＮｏ．４のコーティングロッドを用いて、表２に示す製剤を使用し、形成する。実施例Ｅ４及びＥ５の第二導電層は導電性高分子を含有するため、その膜形成特性は実施例Ｅ２及びＥ３の膜形成特性よりよい。
実施例Ｅ５のＡＺＯ粒子対導電性高分子の比は実施例Ｅ４よりも大きいため、実施例Ｅ５の第二導電層は多数の突起部を有することが推測される。
【００３５】
【表２】
【００３６】
＜実施例Ｅ６＞
実施例Ｅ６は、実施例Ｅ４及びＥ５の手順に続いて、実施例Ｅ４及びＥ５の導電性高分子製剤を用いて行う。実施例Ｅ６の第一導電層は、実施例Ｅ４の製剤から形成し、実施例Ｅ６の第二導電層は実施例Ｅ５の製剤から形成する。ＡＺＯ粒子対導電性高分子の比は、第二導電層の方が第一導電層よりも大きいため、第二導電層の導電率は第一導電層の導電率よりも高く、突起部は第二導電層上にある。
実施例Ｅ１〜Ｅ５の第二導電層の厚さは、１ｎｍ〜４μｍの範囲である。
【００３７】
＜比較例ＣＥ１＞
比較例ＣＥ１の透明導電層化構造は、商業用タッチパネル入力装置（ＡｂｏｎＴｏｕｃｈｓｙｓｔｅｍ社、１５インチ）から得たもので、基板、及び、基板上に形成したＩＴＯ膜を有する。
【００３８】
＜比較例ＣＥ２＞
比較例ＣＥ２の透明導電層化構造は、ＵＳＰ７３３２１０７の実施例Ｅ１において開示されている組成に対応する導電性高分子（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）分散液を基板に塗布して作成した。導電性高分子の表面抵抗は、例えば、２００〜８００Ω／ｓｑという標準仕様を満足する。
【００３９】
＜比較例ＣＥ３＞
比較例ＣＥ３の透明導電層化構造は、ＷＯ２００７／０３７２９２の実施例Ｅ１において開示されている組成に対応する導電性高分子（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）分散液を基板に塗布して作成した。導電性高分子の表面抵抗は、例えば、２００〜８００Ω／ｓｑという標準仕様を満足する。
【００４０】
＜比較例ＣＥ４及びＣＥ５＞
比較例ＣＥ４及びＣＥ５の透明導電層化構造は、比較例ＣＥ１とほぼ同じである。但し、比較例ＣＥ４及びＣＥ５は基板上にＩＴＯ膜に加えて導電性高分子層を有する。比較例ＣＥ４及びＣＥ５の導電性高分子層は、それぞれ、Ｎｏ．４のコーティングロッド及びＮｏ．１４のコーティングロッドを用いて形成され、異なる厚さを有する。
【００４１】
＜試験＞
実施例Ｅ１〜Ｅ６及び比較例ＣＥ１〜ＣＥ５の各透明導電層化構造をタッチパネル入力装置に取り付け、コンピュータに接続して試験を実施した。試験の結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】
表３の試験結果は、実施例Ｅ１〜Ｅ６及び比較例ＣＥ１は、感度試験に合格していることを示している。しかしながら、実施例Ｅ１はＩＴＯ膜に加えて導電性高分子層を有するため、実施例Ｅ１は比較例ＣＥ１よりも耐久性がある。比較例ＣＥ１は、ＩＴＯ膜が破断すると使用できなくなる。実施例Ｅ１では、ＩＴＯ膜が破断した場合でも導電性高分子層が信号伝送及び電流電導の機能を引き継ぐことができるため、実施例Ｅ１は動作することが可能である。
さらに、表３の試験結果は、ＩＴＯ膜と導電性高分子層の順序が比較例Ｅ１と逆である比較例ＣＥ４及びＣＥ５の感度は、実施例Ｅ１〜Ｅ６の感度よりも劣ることを示している。
【００４４】
以上説明したように、本発明の形態に係る透明導電層化構造では、高い導電率を有する第二導電層を第一導電層上に形成することにより、従来の技術における前述した欠点を解消することが可能である。
【００４５】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る透明導電層化構造等の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４６】
１………透明導電層化構造
２………導電ガラス
３………ドットスペーサー
４………基板
５………層状導電体
６………付加層
１１………基板
１２………透明導電層
２０………導電膜
３０………スペーサー
５１………第二導電層
５２………第一導電層
５１２………ナノ粒子
５１３………突起部
５１４………膜状層
５２１………導電性粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造であって、
基板と、
前記基板上に形成される透明第一導電層と、前記基板と反対側の前記第一導電層上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を有する第二導電層とを有する層状導電体と、
を有し、
前記第二導電層は、前記第一導電層より大きい導電率を有することを特徴とする透明導電層化構造。
【請求項２】
前記第二導電層は、１Ｓ／ｃｍよりも大きい導電率を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項３】
前記第二導電層は、１００Ｓ／ｃｍよりも大きい導電率を有することを特徴とする請求項２記載の透明導電層化構造。
【請求項４】
前記導電性金属及び／あるいは金属化合物は、薄層として形成されることを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項５】
前記導電性金属及び／あるいは金属化合物の前記薄層は、複数の突起部を有することを特徴とする請求項４記載の透明導電層化構造。
【請求項６】
前記突起部は、前記薄層の表面から突起し、前記突起部の高さは５μｍより小さいことを特徴とする請求項５記載の透明導電層化構造。
【請求項７】
前記導電性金属及び／あるいは金属化合物は、１ｎｍから１０００ｎｍの範囲の粒子サイズを有する微粒子の形状であることを特徴とする請求項５記載の透明導電層化構造。
【請求項８】
前記第二導電層は、さらに、導電性高分子を含み、前記微粒子は、前記第二導電層の前記導電性高分子内に分散されることを特徴とする請求項７記載の透明導電層化構造。
【請求項９】
前記第二導電層における前記微粒子の前記導電性高分子に対する重量比は、０．０１から１００の範囲であることを特徴とする請求項８記載の透明導電層化構造。
【請求項１０】
前記第二導電層における前記微粒子の前記導電性高分子に対する重量比は、０．２５から１００の範囲であることを特徴とする請求項９記載の透明導電層化構造。
【請求項１１】
前記導電性金属は、金、銀、銅、鉄、ニッケル、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、マグネシウム、コバルト、鉛、プラチナ、チタン、タングステン、ゲルマニウム、アルミニウム、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択されることを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１２】
前記導電性金属化合物は、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＡＴＯ、ＡＺＯ、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択されることを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１３】
前記第一導電層の前記導電性高分子は、０．０１Ｓ／ｃｍより大きい導電率を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１４】
前記第一導電層、あるいは、前記第二導電層の前記導電性高分子は、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(ｐ−フェニル)、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)、ポリスチレンスルホン酸塩、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択されることを特徴とする請求項８記載の透明導電層化構造。
【請求項１５】
前記第二導電層は、１ｎｍから４μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１６】
前記層状導電体は、０．０１μｍから２０μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１７】
前記層状導電体は、２０００Ω／ｓｑより小さい平均表面抵抗を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１８】
前記第一導電層は、さらに、第一導電層の導電性高分子内に分散される導電性粒子を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１９】
前記透明導電層化構造は、７０％より大きい光線透過率を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項２０】
請求項１に記載される透明導電層化構造を特徴とするタッチパネル入力装置。
【請求項１】
タッチパネル入力装置のための透明導電層化構造であって、
基板と、
前記基板上に形成される透明第一導電層と、前記基板と反対側の前記第一導電層上に形成され、導電性金属及び／あるいは金属化合物を有する第二導電層とを有する層状導電体と、
を有し、
前記第二導電層は、前記第一導電層より大きい導電率を有することを特徴とする透明導電層化構造。
【請求項２】
前記第二導電層は、１Ｓ／ｃｍよりも大きい導電率を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項３】
前記第二導電層は、１００Ｓ／ｃｍよりも大きい導電率を有することを特徴とする請求項２記載の透明導電層化構造。
【請求項４】
前記導電性金属及び／あるいは金属化合物は、薄層として形成されることを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項５】
前記導電性金属及び／あるいは金属化合物の前記薄層は、複数の突起部を有することを特徴とする請求項４記載の透明導電層化構造。
【請求項６】
前記突起部は、前記薄層の表面から突起し、前記突起部の高さは５μｍより小さいことを特徴とする請求項５記載の透明導電層化構造。
【請求項７】
前記導電性金属及び／あるいは金属化合物は、１ｎｍから１０００ｎｍの範囲の粒子サイズを有する微粒子の形状であることを特徴とする請求項５記載の透明導電層化構造。
【請求項８】
前記第二導電層は、さらに、導電性高分子を含み、前記微粒子は、前記第二導電層の前記導電性高分子内に分散されることを特徴とする請求項７記載の透明導電層化構造。
【請求項９】
前記第二導電層における前記微粒子の前記導電性高分子に対する重量比は、０．０１から１００の範囲であることを特徴とする請求項８記載の透明導電層化構造。
【請求項１０】
前記第二導電層における前記微粒子の前記導電性高分子に対する重量比は、０．２５から１００の範囲であることを特徴とする請求項９記載の透明導電層化構造。
【請求項１１】
前記導電性金属は、金、銀、銅、鉄、ニッケル、亜鉛、インジウム、スズ、アンチモン、マグネシウム、コバルト、鉛、プラチナ、チタン、タングステン、ゲルマニウム、アルミニウム、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択されることを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１２】
前記導電性金属化合物は、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＡＴＯ、ＡＺＯ、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択されることを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１３】
前記第一導電層の前記導電性高分子は、０．０１Ｓ／ｃｍより大きい導電率を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１４】
前記第一導電層、あるいは、前記第二導電層の前記導電性高分子は、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(ｐ−フェニル)、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリ(３，４−エチレンジオキシチオフェン)、ポリスチレンスルホン酸塩、及びこれらの組み合わせから構成する群から選択されることを特徴とする請求項８記載の透明導電層化構造。
【請求項１５】
前記第二導電層は、１ｎｍから４μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１６】
前記層状導電体は、０．０１μｍから２０μｍの範囲の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１７】
前記層状導電体は、２０００Ω／ｓｑより小さい平均表面抵抗を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１８】
前記第一導電層は、さらに、第一導電層の導電性高分子内に分散される導電性粒子を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項１９】
前記透明導電層化構造は、７０％より大きい光線透過率を有することを特徴とする請求項１記載の透明導電層化構造。
【請求項２０】
請求項１に記載される透明導電層化構造を特徴とするタッチパネル入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−８６５１２（Ｐ２０１０−８６５１２Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７５２５（Ｐ２００９−３７５２５）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（５０５２８３９３５）迎輝科技股▲分▼有限公司 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（５０５２８３９３５）迎輝科技股▲分▼有限公司 (6)
【Ｆターム（参考）】
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