JP2619921B2

JP2619921B2 - アナログ型透明タッチパネル

Info

Publication number: JP2619921B2
Application number: JP16035788A
Authority: JP
Inventors: 政幸松田; 嗣雄小柳; 満大熊
Original assignee: 触媒化成工業株式会社
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH028926A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、コンピューターなどの入力時に使用される
アナログ型透明タッチパネルに関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点コンピューターの入力機器は、多数開発されている。
その代表的なものに、キーボード、トラックボール、マ
ウス、感圧パッド、デジタイザー、タッチパネルがあ
る。ところが、表示画面を見ながら直接表示画面上で所
定の情報を入力できるタッチパネルは、他の入力機器よ
り使いやすく便利なことが多い。

代表的なタッチパネルとしては、マトリックス型とア
ナログ型がある。マトリックス型のタッチパネルでは、
透明絶縁基材上の透明電極を短冊状にエッチング加工し
たものを二枚用い、これらの間にスペーサーを介在さ
せ、前記透明電極を縦と横に交差させて対向させてい
る。また、アナログ型のタッチパネルでは、透明電極を
短冊状に加工せずに、透明電極の両端に銀ペーストなど
で電極を設け、これら透明電極間にスペーサーを介在し
て縦横に対向させて、アナログ／デジタル（A/D）変換
器で位置座標を検出するようにしている。マトリックス
型は、短冊の幅によって位置検出分解能が左右されるた
め、文字・図形入力時に適さず、もっぱらタッチスイッ
チ的に使用される。これに対して、アナログ型は、A/D
変換器の能力により、高分解能が期待できるため、文字
・図形入力の主流になっている。

ところが、このようなアナログ型のタッチパネルにあ
って、前記透明絶縁基材として透明プラスチックを用
い、透明電極として蒸着法・スパッタリング法・CVD法
などの気相法により形成された導電性酸化インジウム膜
（以下ITO膜という）を用いたものでは、外部から照射
される紫外線量、あるいは表示画面の発光素子またはバ
ックライトからの紫外線量により電極の抵抗値が経時的
に変化することが本発明者等によって発見された。電極
の抵抗値が経時的に変化すると、文字・図形を入力した
座標と、それらが表示される座標とにずれが生じる。し
たがって、表示される文字・図形がいびつな形になった
り、あるいは表示されない虞があった。

発明の目的本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決
するものであり、紫外線による電極の抵抗値の経時的変
化を抑え、高精細な文字・図形などの入力を常時可能と
するアナログ型透明タッチパネルの提供を目的としてい
る。

発明の概要本発明に係る第１アナログ型透明タッチパネル（以下
本第１タッチパネルという）は、略平行で所定の間隔に
配置された透明絶縁基材の対向する表面に、抵抗膜がそ
れぞれ形成され、対向する前記抵抗膜の一部を接触して
電気的に導通させ、高精細な文字・図形を入力するもの
であって、該アナログ型タッチパネルの外光が入射する
側の透明絶縁基材上に、可視光線未満の波長の電磁波を
遮蔽する紫外線遮蔽層を設けたことを特徴としている。

本発明に係る第２のアナログ型透明タッチパネル（以
下本第２タッチパネルという）は、略平行で所定の間隔
に配置された透明絶縁基材の対向する表面に、抵抗膜が
それぞれ形成され、対向する前記抵抗膜の一部を接触し
て電気的に導通させ、高精細な文字・図形を入力するも
のであって、両方の透明絶縁基材外部表面に、可視光線
未満の波長の電磁波を遮蔽する紫外線遮蔽層を設けたこ
とを特徴としている。

本発明に係る第３アナログ型透明タッチパネル（以下
本第３タッチパネルという）は、略平行で所定の間隔に
配置された透明絶縁基材の対向する表面に、抵抗膜がそ
れぞれ形成され、対向する前記抵抗膜の一部を接触して
電気的に導通させ、高精細な文字・図形を入力するもの
であって、該アナログ型タッチパネルの外光が入射する
側の透明絶縁基材として、可視光線未満の波長の電磁波
を遮蔽する紫外線遮蔽透明絶縁基材を用いたことを特徴
としている。

本発明に係る第４のアナログ型透明タッタパネル（以
下本第４タッチパネルという）は、略平行で所定の間隔
に配置された透明絶縁基材の対向する表面に、抵抗膜が
それぞれ形成され、対向する前記抵抗膜の一部を接触し
て電気的に導通させ、高精細な文字・図形を入力するも
のであって、両方の透明絶縁基材として、可視光線未満
の波長の電磁波を遮蔽する紫外線遮蔽透明絶縁基材を用
いたことを特徴としている。

発明の具体的説明以下、本発明に係るタッチパネルを図面に示す実施例
を参照しつつ説明する。

第１図は、本第１タッチパネルの一実施例であり、そ
の要部断面図である。第１図に示す本第１タッチパネル
１では、略平行で所定の間隔に配置された透明絶縁基材
2,3における対向する表面に所定膜厚の抵抗膜4,5をそれ
ぞれ形成している。さらに外光が入射する側の透明絶縁
基材２上に紫外線遮蔽層６を設けている。

第２図は、本第２タッチパネルの一実施例であり、そ
の要部断面図である。第２図に示す本第２タッチパネル
１では、略平行で所定の間隔に配置された透明絶縁基材
2,3における対向する表面に所定膜厚の抵抗膜4,5をそれ
ぞれ形成している。さらに透明絶縁基材2,3の外部表面
に紫外線遮蔽層6,7を設けている。

第３図は、本第３タッチパネルの一実施例であり、そ
の要部断面図である。第３図に示す本第３タッチパネル
１では、略平行で所定の間隔に配置された紫外線遮蔽透
明絶縁基材８および透明絶縁基材３における対向する表
面に所定膜厚の抵抗膜4,5をそれぞれ形成している。

第４図は、本第４タッチパネルの一実施例であり、そ
の要部断面図である。第４図に示す本第４タッチパネル
１では、略平行で所定の間隔に配置された紫外線遮蔽透
明絶縁基材8,9における対向する表面に所定膜厚の抵抗
膜4,5をそれぞれ形成している。

前述した透明絶縁基材2,3および紫外線遮蔽透明絶縁
基材8,9は、板状であり、その材質としては、絶縁性を
有する材料、たとえば硝子もしくはプラスチック等が用
いられる。ただし、本第１〜第４のタッチパネルにおい
ては、いずれか一方の透明絶縁基材として透明プラスチ
ックを用い、その基材上に形成されている抵抗膜として
ITO膜を用いている。これは、いずれか一方の透明絶縁
基材は、可撓性を有する必要があり、いずれか一方の透
明絶縁基材を押圧することにより、当該透明絶縁基材を
撓ませ、抵抗膜4,5同士の一部を接触させ、電気的に導
通させる必要があるからである。第１〜４図に示す実施
例では、一方の透明絶縁基材2,8を可撓性を有する可動
パネル10として用い、他方の透明絶縁基材3,9を固定パ
ネル11として用いていることから、少なくとも一方の透
明絶縁基材2,8は透明プラスチックで構成される必要が
ある。

紫外線遮蔽層6,7および紫外線遮蔽透明絶縁基材8,9
は、波長が可視光線未満の紫外線を遮蔽するものであっ
て、好ましくは約380nm以下の波長を遮蔽するものであ
る。遮蔽する光線の波長が可視光線域から始まっている
と、透明性が要求されるタッチパネルについては、タッ
チパネルの透明性を低下させるため好ましくない。紫外
線遮蔽層6,7を透明絶縁基材２または３上に形成するに
は、たとえば、紫外線を反射または吸収する物質を含有
した透明プラスチックまたは透明ガラスを、透明絶縁基
材2,3上に貼合わせればよい。あるいは、透明絶縁基材
2,3上に紫外線遮蔽層6,7をコーティングまたは蒸着法、
スパッタリング法、CVD法などの気相法により積層して
もよい。紫外線を反射または吸収する物質としては、Ti
O₂、ZnO₂、Fe₂O₃、CeO₂などの酸化物粒子あるいは周知
の紫外線遮蔽能を持つ物質が用いられる。これら物質を
透明プラスチックまたは透明ガラス等に予め含有させた
ものを紫外線遮蔽層6,7として用いてもよい。またはそ
れら物質を透明な平板状物質にコーティングしたものを
紫外線遮蔽層6,7として用いてもよい。

なお、紫外線遮蔽透明絶縁基材8,9も、紫外線遮蔽層
6,7と同様にして形成することができる。

このような紫外線遮蔽層6,7もしくは紫外線遮蔽透明
絶縁基材8,9により遮蔽される電磁波の波長の最大値は
約380nmであることが好ましい。すなわち、約380nm以下
の波長の電磁波がすべて遮蔽されることが好ましい。遮
蔽される電磁波の波長の最大値が約380nmより小さい
と、第７図、第８図に示すように、抵抗値が変化してし
まい、文字・図形を入力した座標とそれらが表示される
座標とにずれが生じるからである。一方の表面に紫外線
遮蔽層6,7が設けられ、他方の表面に抵抗膜が形成され
た透明絶縁基材2,3においては、その全光線透過率が70
％以上、ヘーズが20％未満であるのが好ましい。透明絶
縁基材として、紫外線遮蔽透明絶縁基材8,9を用いる場
合も同様である。

抵抗膜4,5は、50Ω／□≦表面抵抗≦3000Ω／□の抵
抗値を有し、かつ抵抗膜4,5が形成された透明絶縁基材
2,3の全光線透過率が70％以上、ヘーズが20％未満であ
るのが好ましい。

抵抗膜は、蒸着法・スパッタリング法・CVD法等の気
相法により、透明絶縁基材2,3,8,9上に、導電性酸化イ
ンジウム膜（ITO膜）、あるいは導電性酸化錫膜（NESA
膜）等を被着することによって得ることができる。また
（ａ）導電性酸化インジウム粉末を、（ｂ）キャリアー
移動速度が10^-8cm²/V・sec以上のバインダー樹脂（以下
抵抗膜用バインダー樹脂という）中に分散された抵抗膜
用塗料を塗布して透明絶縁基材2,3,8,9上に形成するこ
ともできる。

この抵抗膜用塗料で用いられる（ｂ）抵抗膜用バイン
ダー樹脂としては、ポリピロール、ポリアセタール、ポ
リピリジン等の導電性樹脂、あるいはポリビニルカルバ
ゾール、ジフェニルアミノスチレン等の光導電性樹脂な
どが使用できる。キャリアー移動速度が10^-8cm²/V・sec
未満であると、抵抗が高くなりすぎて、抵抗膜の機能を
保てない。さらに熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線
硬化性樹脂のうちから、一種以上を抵抗膜用バインダー
樹脂と混合すると、抵抗膜用塗料の塗工性を向上させた
り、得られる抵抗膜4,5と透明絶縁基材2,3との密着性を
向上させたりすることができる。抵抗膜用バインダー樹
脂と、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂
との混合割合は、混合されたバインダー樹脂でのキャリ
アー移動速度が10^-8cm²/V・sec以上に保持すれば良い。

この熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂
としては、具体的には、メタクリル樹脂などのアクリル
系樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などのアミノ系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド
イミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテル系樹
脂、アルキッド樹脂などのポリエステル系樹脂、エポキ
シ系樹脂、塩素化ポリエーテル樹脂などの塩素化物系樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリ
オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ABS系樹脂、ポリアミン
スルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂などのポ
リスルフォン系樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン
樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、
ブチラール樹脂などのビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポ
リフェニレンオキシド系樹脂、ポリピロール系樹脂、ポ
リファラフェニレン系樹脂、紫外線硬化性樹脂あるいは
セルロース誘導体などが用いられる。また、上記樹脂の
共重合体等を、一種または二種以上組み合わせて使用す
ることもできる。

キャリアー移動速度とは、樹脂に電界をかけた場合
に、樹脂中で電子または正孔が動く速さを意味してお
り、モビリティ（mobility）ともいう。このキャリアー
移動速度は、以下のようにして測定される。

距離ｌの電極間に厚さｌの樹脂を差し込む。次に樹脂
に光を照射して樹脂内の電子を励起させ、正極に電子を
移動させる。この際、光を照射した時刻t₀と、正極に電
子が到達した時刻t₁との差を測定機器により計測する。
ここでキャリアー移動速度関数ν（Ｅ）は、次式で表わ
される。

（式中のμは、キャリアー移動速度、Ｅは電界、Ｖは電
圧である。）（ａ）導電性酸化インジウム粉末は、酸化インジウム
に、錫、フッ素、塩素などの元素を、一種または二種以
上ドープした導電性酸化インジウム粉末が、あるいは前
記元素がドープされた導電性酸化インジウムを被覆した
粉体が用いられる。

さらに（ａ）導電性酸化インジウム粉末と、導電性酸
化錫粉末とを、混合して使用することもできる。その時
に使用する導電性酸化錫粉末は、酸化錫に、アンチモ
ン、フッ素、リン、塩素などの元素を一種または二種以
上ドープした導電性酸化錫粉末あるいは前記元素がドー
プされた導電性酸化錫を被覆した粉体である。これらの
粉末は、本出願人が先に出願した特開昭60−50813号公
報、特開昭60−253112号公報、特開昭63−11519号公報
によって得られるものが好ましい。

さらに、塗料中における導電性酸化インジウム粉末あ
るいは導電性酸化錫粉末の平均粒径が、0.01〜0.6μｍ
好ましくは0.01〜0.5μｍの範囲で0.8μｍ以上の粗大粒
子が、少量しか含まれていないものがよい。これらの粉
末としては、本出願人が先に出願した特開昭63−11519
号公報によって得られるものが特に好ましい。

（ａ）導電性酸化インジウム粉末と、（ｂ）キャリア
ー移動速度が10^-8cm²/V・sec以上のバインダー樹脂との
混合割合は、それぞれの重量において、70≦（ａ）／
（（ａ）＋（ｂ））≦95重量％が好ましい。（ａ）が70
重量％未満では、得られる抵抗膜の導電性が悪くなる。
一方95重量％を越えると抵抗膜と透明絶縁基材との密着
性および得られる抵抗膜の透明性が悪くなるので好まし
くない。

本発明で用いられる抵抗膜用塗料は、前記各成分が溶
剤中に、溶解あるいは分散されている。この溶剤として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂お
よびキャリアー移動速度が10^-8cm²/V・sec以上のバイン
ダー樹脂を、溶解または希釈しうるものを使用する。た
とえば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノール等
のアルコール類、アセトン、シクロヘキサノン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、ホロン、イソ
ホロン等のケトン類、エチレングリコールモノメチルエ
ーテル、エチレングリモノエチルエーテル、カルビトー
ル、メチルカルビトール、ジオキサン等のエーテル類、
酢酸ｎ−ブチル等のエステル類、ヘキサン、シクロヘキ
サン等の石油ナフサ類、トルエン、キシレン、メシチレ
ン、ソルベントナフサ等のベンゾール類、Ｎ−メチル−
２−ピロリドンおよびその誘導体などが一種または二種
以上組み合わせて使用する。このような溶剤は、所望の
膜厚および塗料を塗布しうる粘度となるような量で用い
られる。また水溶性バインダー樹脂を用いた場合には、
溶剤として水を用いることもできる。

抵抗膜用塗料を製造する際には、（ａ）導電性酸化イ
ンジウム粉末の分散性を向上させて、粒子同士の再凝集
を防止するため、界面活性剤あるいはカップリング剤を
前記塗料に添加すると良い。

界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系、カチ
オン系などのものを広く用いることもできる。またカッ
プリング剤としては、シラン系、チタン系、アルミニウ
ム系、ジルコニウム系、マグネシウム系のものが使用で
きる。

このようにして得られる抵抗膜用塗料を用い、従来公
知の塗工法、たとえばスピンナー法、バーコート法、デ
ィップ法、メイヤバー法、エアーナイフ法あるいはグラ
ビア、スクリーン、ロールコーター等の印刷法によっ
て、透明絶縁基材上に塗工し、ついで乾燥することによ
って抵抗膜が得られる。本発明では、これらの方法によ
って得られた透明絶縁基材を、各抵抗膜が対向するよう
に重ねてタッチパネルを構成している。

本発明に係るタッチパネル１では、たとえば第５図
（座標読み取り原理図の一例）または第６図に示すよう
に、可動パネル（上側）10により押圧位置Ａ点のＹ座標
を、固定パネル（下側）11によりＸ座標を読み取る。押
圧位置Ａ点で、抵抗膜４と抵抗膜５が接触すると、定電
流装置16により供給された電流Ｉは、I₁とI₂とに分配さ
れて可動パネル（上側）10を流れ、Ａ点で下側のＡ′に
移る。さらにＡ′点で電流Ｉは、I₃とI₄とに分配された
後、固定パネル（下側）11を流れて回路を形成する。こ
こでI₁とI₂を検出すれば、Ａ点のＹ座標が算出され、同
じくI₃とI₄を検出すれば、Ａ点のＸ座標が算出されて、
Ａ点の座標が決定される。

なお、本発明に係るタッチパネル１の座標読み取り回
路としては、第5,6図に示すものに限定されず、種々の
従来公知の回路が用いられる。

発明の効果本発明に係るアナログ型透明タッチパネルは、略平行
で所定の間隔に配置された透明絶縁基材の対向する表面
に、抵抗膜がそれぞれ形成され、該アナログ型タッチパ
ネルの外光が入射する側の透明絶縁基材上に、または対
向する両透明絶縁基材の外部表面に、波長が可視光線未
満の紫外線を遮蔽する層を設けている。あるいは、前記
タッチパネルにおいて透明絶縁基材として紫外線を遮蔽
する基材を用いている。このため紫外線による抵抗値の
経時的変化が紫外線遮蔽層で抑えられる。したがって、
入力座標と表示（表示）座標とが経時的にもずれず、高
精細な文字・図形などの入力が常時可能となる。このよ
うなタッチパネルの用途には、コンピューターの入力装
置として使用できるのはもちろんのこと、さらにコピー
機では、複写位置を指定する際にも使用できる。

以下本発明に係るタッチパネルを、より具体的な実施
例によって説明するが、本発明は、これら実施例に限定
されるものではない。

実施例１可動パネル10として蒸着法によって得られたITO膜フ
ィルム（帝人（株）製、商品名Ｔ−COAT,F−175−Ｈ）
を用い、固定パネル11としてCVD法によって得られてNES
A膜ガラス（日本板硝子（株）製、商品名TO−F110C−A1
5）を用い、さらに紫外線遮蔽フィルム６として、東レ
（株）製、商品名ルミラーＷ＃150を用い、透明絶縁基
材２の上に貼付して第１図で示されるタッチパネル１を
作製した。

実施例２〜３および比較例１〜２表１の構成にしたがって、実施例１と同様にしてタッ
チパネルを作製した。

実施例４実施例１で得られたタッチパネルにおいて、固定タッ
チパネル11の外表面上に紫外線遮蔽フィルム（商品名
ルミラーＷ＃150）を貼付けて、第２図で示されるタッ
チパネルを得た。

実施例５実施例１で得られたタッチパネルにおいて、可動パネ
ルとして、紫外線遮蔽フィルムにITO膜を蒸着したもの
（ユニチカ製、商品名ゼロームLU−100）を用いて、
第３図で示されるタッチパネルを作製した。

以上のようにして得られたタッチパネルについて下記
の評価を行なった。

1.80W/cmの紫外線ランプを備えた紫外線照射装置に、紫
外線ランプから8cm離してタッチパネルを設置し、5m/分
の速度でパネルを移動させながら可動パネル側から紫外
線ランプを照射した。これを所定回数繰り返した後の可
動パネルの抵抗膜の抵抗値を測定した。

2.15Wの白色円形蛍光灯を、タッチパネルから8cm離して
可動パネル側から照射し、所定時間照射後の可動パネル
の抵抗膜の抵抗値を測定した。

以上の結果を表２、表３、第７図、第８図に示す。

なお、第７図および第８図で、横軸の紫外線遮蔽波長
とは、それぞれの紫外線遮蔽フイルムで遮蔽された最大
波長を意味し、310nm、340nm、370nmにおけるデーター
は、それぞれ比較例１、実施例３、実施例１を用いた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本第１タッチパネルの一実施例であり、その要
部断面図、第２図は本第２タッチパネルの一実施例であ
り、その要部断面図、第３図は本第３タッチパネルの一
実施例であり、その要部断面図、第４図は本第４タッチ
パネルの一実施例であり、その要部断面図、第５図は座
標読み取り原理図、第６図はタッチパネルの概略斜視
図、第７図は紫外線を照射したときの抵抗変化率と紫外
線遮蔽波長の関係を示すグラフ、第８図は螢光灯を照射
したときの抵抗変化率と紫外線遮蔽波長の関係を表わす
グラフである。１……タッチパネル、2,3……透明絶縁基材 4,5……抵抗膜、6,7……紫外線遮蔽層 8,9……紫外線遮蔽透明絶縁基材 10……可動パネル（上側） 11……固定パネル（下側） 12,13,14,15……端子 16……定電流装置、17……電流計 18……電圧計、19……入力ペン

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】略平行で所定の間隔に配置された透明絶縁
基材における対向する表面に抵抗膜がそれぞれ形成さ
れ、前記いずれか一方の絶縁基材の一部を押圧すること
により、該抵抗膜同士の一部を接触させて電気的に導通
させるアナログ型タッチパネルにおいて、該アナログ型
タッチパネルの外光が入射する側の透明絶縁基材上に、
可視光線未満の波長の電磁波を遮蔽する紫外線遮蔽層を
設けたことを特徴とするアナログ型透明タッチパネル。
【請求項２】略平行で所定の間隔に配置された透明絶縁
基材における対向する表面に抵抗膜がそれぞれ形成さ
れ、前記いずれか一方の絶縁基材の一部を押圧すること
により、該抵抗膜同士の一部を接触させて電気的に導通
させるアナログ型タッチパネルにおいて、両方の透明絶
縁基材の外側表面に可視光線未満の波長の電磁波を遮蔽
する紫外線遮蔽層を設けたことを特徴とするアナログ型
透明タッチパネル。
【請求項３】略平行で所定の間隔に配置された透明絶縁
基材における対向する表面に抵抗膜がそれぞれ形成さ
れ、前記いずれか一方の絶縁基材の一部を押圧すること
により、該抵抗膜同士の一部を接触させて電気的に導通
させるアナログ型タッチパネルにおいて、該アナログ型
タッチパネルの外光が入射する側の透明絶縁基材とし
て、可視光線未満の波長の電磁波を遮蔽する紫外線遮蔽
透明絶縁基材を用いることを特徴とするアナログ型透明
タッチパネル。
【請求項４】略平行で所定の間隔に配置された透明絶縁
基材において、対向する表面に抵抗膜がそれぞれ形成さ
れ、前記いずれか一方の絶縁基材の一部を押圧すること
により、該抵抗膜同士の一部を接触させて電気的に導通
させるアナログ型タッチパネルにおいて、両方の透明絶
縁基材として、可視光線未満の波長の電磁波を遮蔽する
紫外線遮蔽透明絶縁基材を用いることを特徴とするアナ
ログ型透明タッチパネル。