特許 6104764 タッチパネル用フィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6104764

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】タッチパネル用フィルム

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20170316BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20170316BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 460

   G06F3/044 127

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-184568(P2013-184568)

(22)【出願日】2013年9月6日

(65)【公開番号】特開2015-52861(P2015-52861A)

(43)【公開日】2015年3月19日

【審査請求日】2016年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005957

【氏名又は名称】三菱鉛筆株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101878

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 茂

(72)【発明者】

【氏名】峯 成伸

(72)【発明者】

【氏名】三井 章仁

(72)【発明者】

【氏名】中村 仁

(72)【発明者】

【氏名】生駒 英行

【審査官】 萩島 豪

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２８３３４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１２３７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６８８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６５５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５４５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０３７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１３５２４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１４９６６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサ電極が配置された静電容量方式のタッチパネルと導電性の指示体との間に介される静電容量式タッチパネル用フィルムであって、
フィルムの表面に形成された、１０^５．０〜１０^７．０Ω／ｓｑの範囲内で設定された所定の表面抵抗率を有する透明導電性薄膜と、
前記透明導電性薄膜に積層された透明性の保護層とを少なくとも有し、
前記指示体が前記保護層の表面に接触した際、その接触位置を含む所定領域と前記センサ電極との間の誘電体に、単位面積あたり０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２の静電容量の変化が発生することを特徴とするタッチパネル用フィルム。

【請求項2】

前記指示体が前記保護層の表面に接触した際、前記保護層において、前記指示体の接触位置を含む所定領域と前記透明導電性薄膜との間に、少なくとも０．５３ｐＦ／ｍｍ^２の静電容量の変化が生じることを特徴とする請求項１に記載されたタッチパネル用フィルム。

【請求項3】

前記保護層の厚さ寸法は、３０μｍ未満であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたタッチパネル用フィルム。

【請求項4】

前記保護層は、紫外線吸収剤を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたタッチパネル用フィルム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチパネル用フィルムに関し、例えば指やスタイラスペン等の指示体により接触した画面上の位置が、座標情報として得られる静電容量方式のタッチパネル用フィルムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、急速に普及しているスマートフォンやタブレットＰＣ等の携帯型情報端末においては、マルチタッチ操作の可能な投影型の静電容量方式のタッチパネルが多く用いられている。
この投影型の静電容量方式のタッチパネルの構造について図１２（分解図）を用いて簡単に説明する。図１２に示す静電容量方式のタッチパネル５０は、例えば透明な絶縁フィルム５３の裏側に、Ｙ方向の座標検出を行うための複数の電極を有する酸化インジウム・スズ膜（以下、ＩＴＯ膜と称する）５１が形成され、表側にＸ方向の座標検出を行うための複数の電極を有するＩＴＯ膜５２が形成される。

【0003】

前記ＩＴＯ膜５１は、Ｘ方向に連結されて相互に電気的に接続された複数の菱形の電極パッド５４（センサ電極）がＹ方向に複数行設けられており、前記ＩＴＯ膜５２は、Ｙ方向に連結されて相互に電気的に接続された複数の菱形の電極パッド５５（センサ電極）がＸ方向に複数列設けられている。各電極パッド５４，５５は、指示体（指やスタイラスペンなど）の接触位置を検出可能な静電容量（約１ｐＦ）の変化を発生させるに十分な面積を有しており、例えばその対角線の幅が５ｍｍ程度に形成されている。
前記ＩＴＯ膜５１，５２が形成された絶縁フィルム５３を平面視すると、図１３のように各電極パッド５４，５５が所定の隙間を空けて面方向に配置された２次元格子状の構造をなしている。

【0004】

このタッチパネル５０に対し、カバーガラス（図示せず）を介し、例えば指先を接触させると、Ｘ方向に連結された電極パッド５４のうち、接触位置の電極パッド５４の静電容量が所定値以上に変化する。これによりＹ方向の座標位置が検出される。
また、Ｙ方向に連結された電極パッド５５のうち、接触位置の電極パッド５５の静電容量が所定値以上に変化する。これによりＸ方向の座標位置が検出される。

【0005】

ところで、前記静電容量方式のタッチパネル５０は、前記のように指やスタイラスペンによる接触箇所に所定以上の静電容量（約１ｐＦ）の変化を発生させなければ、その位置を検出することができない。このため従来から、静電容量方式のタッチパネルに対する入力操作は、電極パッド５４，５５の面積よりも大きい接触面積で接触可能な導電性のスタイラスペン、或いは指先などにより行い、位置検出に必要な静電容量の変化を発生させるようにしている（接触面積が小さいと、位置検出に必要な静電容量の変化が生じない）。
尚、投影型静電容量方式のタッチパネルについての先行技術は、例えば特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−３１０５５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、前記導電性のスタイラスペンにより静電容量方式のタッチパネルに入力する場合には、前記のようにペン先が太いもの（例えば直径５ｍｍ（接触面積が約１９．６ｍｍ^２）以上）に限られるために、操作性や操作時の視認性、使用感が損なわれるという課題があった。
前記課題を解決するには、単純にタッチパネルのセンサ電極をより細分化し、各センサ電極において検出可能な静電容量の変化量を小さくすることが考えられるが、その場合、より微弱な電流変化を検出しなければならず、誤検出が生じる虞が大きくなるという課題があった。
更に、センサ電極を細分化すると、電極本数が増加するため、タッチ位置を求めるための演算量が大幅に増大する。そのため、演算を行う制御部の処理能力が不足した場合には、タッチ操作に対しタッチ位置検出が追従できず、表示などに遅延が生じて、使い勝手が低下するという課題があった。また、タッチ操作に対しタッチ位置検出が追従できるように制御部の処理能力を向上させた場合には、消費電力の増大や、コストがより嵩むという課題があった。

【0008】

本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、指示体により接触した画面上の位置が座標情報として得られる静電容量方式のタッチパネル上に設けられ、指示体の接触面積が従来の場合よりも小さな接触面積であっても、接触位置を検出可能とするタッチパネル用フィルムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記した課題を解決するために、本発明に係るタッチパネル用フィルムは、センサ電極が配置された静電容量方式のタッチパネルと導電性の指示体との間に介される静電容量式タッチパネル用フィルムであって、フィルムの表面に形成された、１０^５．０〜１０^７．０Ω／ｓｑの範囲内で設定された所定の表面抵抗率を有する透明導電性薄膜と、前記透明導電性薄膜に積層された透明性の保護層とを少なくとも有し、前記指示体が前記保護層の表面に接触した際、その接触位置を含む所定領域と前記センサ電極との間の誘電体に、単位面積あたり０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２の静電容量の変化が発生することに特徴を有する。
尚、前記指示体が前記保護層の表面に接触した際、前記保護層において、前記指示体の接触位置を含む所定領域と前記透明導電性薄膜との間に、少なくとも１．１１ｐＦ／ｍｍ^２の静電容量の変化が生じることが望ましい。
また、前記保護層の厚さ寸法は、３０μｍ未満であることが望ましい。

【0010】

このように１０^５．０〜１０^７．０Ω／ｓｑの範囲内で設定された所定の表面抵抗率を有する透明導電性薄膜を少なくとも有するフィルムに指示体が接触すると、その接触位置を含む所定領域と前記センサ電極との間の誘電体に、単位面積あたり０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２の静電容量の変化が発生するため、指示体の接触面積が、タッチパネルを構成するセンサ電極の面積よりも小さくても、人の指と等価な接触状態とすることができる。
即ち、指示体の接触面積が小さくても、フィルム表面に接触した指示体とセンサ電極との間に、所定範囲内の静電容量の変化を生じさせることができ、指示体の接触位置を検出することができる。
このため、例えばペン先が細いスタイラスペンによるタッチパネルの操作が可能となり、操作性や操作時の視認性、及び使用感を向上させることができる。

【0011】

また、タッチパネルの構成は、従来の構成を採用することができるため、製造にかかるコストの増加を抑制することができる。
更に、透明導電性薄膜の上に透明性の保護層が形成されているため、透明導電性薄膜を保護することができ、耐久性（耐擦傷性）に優れたタッチパネル用フィルムを得ることができる。

【0012】

また、前記保護層は、紫外線吸収剤を含有する構成としてもよい。
即ち、透明導電性薄膜を例えばポリチオフェンに代表される導電性ポリマーを用いて形成した場合、紫外線に曝されると導電性が劣化するなど、耐性に劣るため、その前面側にある保護層が紫外線吸収剤を含むことによって、透明導電性薄膜の劣化を防止することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、指示体により接触した画面上の位置が座標情報として得られる静電容量方式のタッチパネル上に設けられ、指示体の接触面積が従来の場合よりも小さな接触面積であっても、接触位置を検出可能とするタッチパネル用フィルムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明に係るタッチパネル用フィルムが設けられたタッチパネル装置の断面図である。

【図2】図２は、導電性を有する指示体を高抵抗のフィルムに接触させた際、実際の接触面積が擬似的に拡大する効果を説明するための構成を示す断面図である。

【図3】図３は、図２に示す高抵抗フィルムに生じる積分回路の等価回路である。

【図4】図４は、本発明に係るタッチパネル用フィルムに用いることのできるスタイラスペンの先端部を示す側面図である。

【図5】図５は、図１のタッチパネル用フィルムに図４のスタイラスペンを接触させた状態を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、本発明に係るタッチパネル用フィルムが有する透明導電性薄膜を相互に絶縁された複数の小区画に分けた状態を模式的に示す平面図である。

【図7】図７は、実施例の実験４で用いた装置構成を模式的に示す斜視図である。

【図8】図８は、図７の装置で用いた高抵抗フィルムの構成を模式的に示す断面図である。

【図9】図９は、実施例の実験４の結果を示すグラフであって、保護層の厚みに対するフィルム全体の静電容量の変化を示すグラフである。

【図10】図１０は、実施例で測定した静電容量の測定部位を模式的に示す断面図である。

【図11】図１１は、実施例の実験４の結果を示すグラフであって、保護層の厚みに対する保護層の静電容量の変化を示すグラフである。

【図12】図１２は、従来のタッチパネルの構成を模式的に示す分解図である。

【図13】図１３は、図１２のタッチパネルのセンサ電極を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明に係るタッチパネル用フィルムが設けられたタッチパネル装置の断面図である。

【0016】

図１のタッチパネル装置１は、液晶表示装置であるＬＣＤユニット２の上にタッチパネル３が設けられ、その上には、誘電体であるカバーガラス４を介して、タッチパネル用フィルムとしての高抵抗フィルム５が設けられている。尚、本実施形態においては、前記高抵抗フィルム５を前記カバーガラス４上に取り付けるために、高抵抗フィルム５は、その最下層に少なくとも粘着層９を有している。

【0017】

前記タッチパネル３は、例えば従来の図１２に示した構成と同様に、透明な絶縁フィルム１０（図１２の絶縁フィルム５３に相当）の表裏面に、ＩＴＯ膜からなるセンサ電極が形成されている。具体的には、絶縁フィルム１０の表側に複数の電極パッド１１（図１２の電極パッド５５に相当）が形成され、裏側に複数の電極パッド１２（図１２の電極パッド５４に相当）が形成されている。各電極パッド１１，１２は、従来の図１１，図１２の構成と同様に菱形状に形成され、それにより、（図１３の構成と同様に）２次元格子状のセンサ電極を構成している。また、各電極パッド１１，１２の対角線の幅は例えば５ｍｍに形成され、所定の静電容量（例えば約１ｐＦ）の変化により、その電極パッド１１，１２における指示体（指や導電性のスタイラスペンなど）の接触が検出可能となされている。

【0018】

また、前記高抵抗フィルム５は透明な積層フィルムであって、ＰＥＴフィルム８と、ＰＥＴフィルム８上に形成された高抵抗の透明導電性薄膜７と、透明導電性薄膜７上に形成された保護層６とを有する。さらには、ＰＥＴフィルム８の下層に粘着層９が設けられている。
前記ＰＥＴフィルム８は、所定厚さ（例えば約５０μｍ）に形成されたポリエチレンテレフタレートのフィルムであり、透明性、耐熱性、電気的絶縁性などに優れている。
また、前記透明導電性薄膜７は、前記ＰＥＴフィルム８の上面に対し、スパッタリング法などにより例えばＩＴＯ膜が成膜されて形成される、或いは透明導電性樹脂が塗布等により成膜されて形成される。
また、この透明導電性薄膜７は、その表面抵抗率が１０^５〜１０^７Ω／ｓｑの範囲内で設定された高抵抗となされている。このような高表面抵抗の透明導電性薄膜７は、例えば、低抵抗な導電性を有するＩＴＯ膜やポリチオフェンに代表される導電性ポリマーの膜厚を薄くし抵抗率を増大させる方法、或いは導電性高分子のＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））とポリアニオンのＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸塩）の混合物からなるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ水溶液に代表される導電性高分子の低導電性グレードをフィルム上へ均一に成膜することなどにより得ることができる。

【0019】

また、前記保護層６は、その厚さ寸法が３０μｍ未満であって、耐擦傷性の高い透明な樹脂のフィルムにより形成されている。
具体的には、前記保護層６を形成する場合、一般的に市販されているハードコート剤、例えば、商品名：Ａｃｉｅｒ−ＰＭＭＡ（株式会社ニデック製）や、商品名：紫光ＵＶ７６００Ｂ（日本合成化学工業株式会社製）などを、スピンコーターあるいはバーコーターを用い、前記透明導電性薄膜７上に均一に塗布した後、ＵＶ光（紫外線）で硬化させることにより得ることができる。
また、前記保護層６は、ＵＶ（紫外線）吸収剤を含有するものであってもよい。即ち、透明導電性薄膜７を例えばポリチオフェンに代表される導電性ポリマーを用いて形成した場合、ＵＶ光（紫外線）に曝されると導電性が劣化するなど、耐性に劣るため、その前面側にある保護層６がＵＶ吸収剤を含むことによって、透明導電性薄膜７の劣化を防止することができる。
尚、ＵＶ吸収剤を含む保護層６の材料として、例えば、東洋インキ株式会社製のリオデュラス（登録商標）ＴＹＮやＴＹＴを用いることができる。
また、これ以外にも一般的な酸化チタンや酸化亜鉛を含んだ無機系のＵＶ吸収剤や、あるいはベンゾトリアゾールや系、トリアジン系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系などの有機系のＵＶ吸収剤を用いることができる。

【0020】

また、粘着層９は、例えばアクリル系材料、ウレタン系材料、シリコーン系材料、ゴム系材料により、所定厚さ（例えば厚さ１０μｍ）に形成され、適度な粘着力と高い透明性および再剥離性を有している。
この粘着層９は、ＰＥＴフィルム８の下面に対し、バーコートやスピンコートあるいはスプレーコートなどにより形成することができる。

【0021】

また、前記透明導電性薄膜７の表面抵抗率は、１０^５〜１０^７Ω／ｓｑの範囲内において、保護層６、カバーガラス４、ＰＥＴフィルム８、粘着層９などの厚さ、比誘電率に応じて、指示体の接触した所定領域とセンサ電極との間に生じる単位面積あたりの静電容量の変化が、０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２の範囲内となるように設定されている。

【0022】

次に、前記高抵抗フィルム５を前記カバーガラス４上に設けることによって、導電性を有する指示体を前記高抵抗フィルム５へ接触させた際、実際の接触面積が擬似的に拡大する効果を得ることができる原理について説明する。尚、ここでは、保護層が設けられていない場合を例に説明する。

【0023】

図２に示すように、一様な所定の表面抵抗率を有する透明導電性薄膜２１と、ＰＥＴフィルム２２と、粘着層２３とで形成されるフィルム２０を用意し、前記粘着層２３側に、このフィルム２０よりも広い面積の電極２５を配置し、前記透明導電性薄膜２１上に前記フィルム２０よりも小さい面積の導電性指示体の先端（電極２６）を接触させる。
このとき、電極２５，２６に挟まれた前記フィルム２０にあっては、図３に示すような等価回路に置き換えることができる。即ち、このフィルム２０には、抵抗Ｒ（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、・・・、Ｒｎ、Ｒｎ＋１、・・・）と静電容量Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、・・・、Ｃｎ、Ｃｎ＋１、・・・）とで構成される微小な積分回路が分布している（ｎは正の整数値）。
ここで、積分回路の時定数τは、次式（１）で表され、Ｃｎのｎが増えるほど（面積が拡がるほど）、直列接続される抵抗の合成値が大きくなってＣｎの時定数τは大きくなる。

【0024】

（数１）
τ＝Ｒ×Ｃ ・・・（１）
時定数τが大きくなりすぎると、Ｃｎにおいては短時間では電荷を殆ど蓄えることができない。そのため、Ｃ１〜Ｃｎ−１までが、静電容量の蓄積された範囲と見なされる。

【0025】

このような積分回路にあっては、透明導電性薄膜２１の表面抵抗率Ｒを小さくすれば、前記式（１）から、時定数τは小さくなる。そのため、静電容量の蓄積可能な境界にあった前記ＣｎをＣｎ＋１、Ｃｎ＋２、・・・と増やすことができ、擬似的な面積を拡大することが可能となる。

【0026】

尚、一般に、静電容量Ｃは、次式（２）により定義することができるため、前記時定数τは、前記ＰＥＴフィルム２２の比誘電率、厚さ寸法によっても影響を受ける。

【0027】

（数２）
Ｃ＝ε_ｒ・ε_０×Ｓ／ｄ ・・・（２）
ε_ｒ：比誘電率
ε_０：真空の誘電率
ｄ：誘電体の厚さ
Ｓ：電極面積

【0028】

続いて、図４を用いて、図１に示した高抵抗フィルム５（タッチパネル用フィルム）と共に用いることのできるスタイラスペンの構成について説明する。
図４は、スタイラスペン３０の先端部を示す側面図である。
図４に示すスタイラスペン３０は、導電性材料（例えば鋼、銅、或いは導電性ゴム、導電性繊維など）により形成されたペン先３１と、ペン先３１を保持するペン先ホルダー３２とを有する。ペン先ホルダー３２より後端側には、グリップ部やペン軸本体など（いずれも図示せず）が設けられている。

【0029】

前記ペン先ホルダー３２、グリップ部及びペン軸本体などは、人体とペン先３１とを電気的に結合するように、前記ペン先３１と電気的に接続された導電性材料（例えばアルミニウム合金）により形成されている。或いは、前記ペン先ホルダー３２、グリップ部及びペン軸本体などの表面に、ペン使用者（人体）の手（指）が必ず接触する例えば金属製の導通部（図示せず）を、前記ペン先３１と電気的に接続された状態で設けてもよい。

【0030】

また、前記ペン先３１の先端幅寸法ｄ１は、タッチパネル３の電極パッド１１，１２の対角線の幅（例えば５ｍｍ）よりも小さく形成されている。
尚、図１に示した高抵抗フィルム５（タッチパネル用フィルム）と共に用いるスタイラスペンにあっては図４に示す形状に限定されるものではない。即ち、少なくとも導電性材料により形成されると共に、先端幅が前記電極パッド１１，１２の幅よりも小さいペン先を備え、ペン使用者がスタイラスペン３０を手に持って使用する際に、使用者の手と前記ペン先とが電気的に結合する構成であればよい。

【0031】

このように構成されたスタイラスペン３０と前記タッチパネル装置１とによれば、スタイラスペン３０のペン先３１が電極パッド１１，１２の幅よりも細くても、前記ペン先３１が高抵抗フィルム５の表面に接触することで、その接触位置の検出を行うことができる。

【0032】

即ち、図５に示すように高抵抗フィルム５にスタイラスペン３０が接触すると、高抵抗フィルム５の透明導電性薄膜７は、１０^５〜１０^７Ω／ｓｑの範囲内で設定された表面抵抗率を有しているため、導体であるスタイラスペン３０の接触面積が擬似的に拡がり、人の指先が接触した場合と等価の状態となる。

【0033】

これにより、図５に示すように、スタイラスペン３０のペン先３１の接触位置を含む所定領域と電極パッド１１との間（誘電体である保護層６、カバーガラス４、ＰＥＴフィルム８、粘着層９）には、単位面積あたり所定の静電容量の変化（約０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２）が生じる（保護層６には、少なくとも１．１１ｐＦ／ｍｍ^２以上の静電容量の変化が生じる）。
そして、前記ペン先３１の接触位置を含む所定領域と電極パッド１１との間に生じた静電容量は、スタイラスペン３０を介して人体に微弱な電流（例えば１０μＡ〜２０μＡ）として流れ、それによりスタイラスペン３０のペン先３１の接触位置のうち、例えば縦方向の座標位置（図１２，図１３のＹ方向の位置）が検出される。

【0034】

また、前記ペン先３１の接触位置を含む所定領域と電極パッド１１の場合と同様に、スタイラスペン３０のペン先３１の接触位置を含む所定領域と電極パッド１２との間（誘電体である保護層６、カバーガラス４、ＰＥＴフィルム８、粘着層９）にも、単位面積あたり所定の静電容量の変化（約０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２）が生じる（保護層６には、少なくとも１．１１ｐＦ／ｍｍ^２以上の静電容量の変化が生じる）。
そして、前記ペン先３１の接触位置を含む所定領域と電極パッド１２との間に生じた静電容量は、スタイラスペン３０を介して人体に微弱な電流（例えば１０μＡ〜２０μＡ）として流れ、それによりスタイラスペン３０のペン先３１の接触位置のうち、例えば横方向の座標位置（図１２，図１３のＸ方向の位置）が検出される。

【0035】

以上のように、本発明に係る実施の形態によれば、タッチパネル３上にカバーガラス４を介して表面抵抗率が１０^５〜１０^７Ω／ｓｑの範囲内で設定された透明導電性薄膜７を含む高抵抗フィルム５が設けられるため、スタイラスペン３０の接触面積がタッチパネル３を構成する電極パッド１１，１２の面積より小さくても、接触面積を擬似的に拡大することができる。そして、例えばスタイラスペン３０のペン先３１が接触した高抵抗フィルム５の保護層６上の所定領域と、電極パッド１１，１２との間には、それぞれ単位面積あたり所定の静電容量の変化（約０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２）が生じるため、人の指と等価な接触状態とすることができる。
即ち、スタイラスペン３０のペン先３１の接触面積が小さくても、高抵抗フィルム５の表面に接触したペン先３１と電極パッド１１，１２との間の誘電体に、タッチパネル３の反応に必要な静電容量の変化を生じさせることができ、スタイラスペン３０の接触位置を検出することができる。

【0036】

このため、ペン先３１が細いスタイラスペン３０によるタッチパネル装置１の操作が可能となり、操作性や操作時の視認性及び使用感を向上させることができる。
また、タッチパネル３の構成は、従来の構成を採用することができるため、製造にかかるコストの増加を抑制することができる。
更に、透明導電性薄膜７の上に保護層６が形成されているため、透明導電性薄膜７を保護することができ、耐久性（耐擦傷性）に優れた高抵抗フィルム５を得ることができる。

【0037】

尚、前記実施の形態において、タッチパネル３は、絶縁フィルム１０の表裏面に、センサ電極として複数の電極パッド１１と複数の電極パッド１２とがそれぞれ形成されてなる構成としたが、本発明にあっては、その構成に限定されるものではない。
例えば、ＩＴＯ膜からなる電極パッド１１と電極パッド１２とを、それぞれ別の透明薄膜の絶縁フィルム上に形成し、それらを重ねてタッチパネル３を構成してもよい。或いは、電極パッド１１と電極パッド１２とが電気的に絶縁されていれば、それらを同一層上に形成した構成としてもよい。

【0038】

また、前記実施の形態において、高抵抗フィルム５を構成する高抵抗の透明導電性薄膜７は、フィルム全面に一様に形成されているものとして説明したが、図６に示すように相互に絶縁された複数の小区画（小区画電極Ａｒ）に分割して形成してもよい。
そのように構成した場合には、スタイラスペン３０のペン先３１が高抵抗フィルム５の表面に接触した際、その接触位置に対応する小区画電極Ａｒの領域において、前記接触位置とセンサ電極（電極パッド１１，１２）との間にタッチパネル３の反応に必要な静電容量の変化を発生させることができる。
即ち、スタイラスペン３０の先端径（接触面積）が小さくても、その接触位置における小区画電極の領域でタッチパネルを反応させることができるため、細いペン先のスタイラスペン３０であってもタッチパネル操作が可能となる。
尚、図６に示す各小区画電極Ａｒは、縦横の格子状に区切られた方形状としたが、方形状に限らず、他の形状により各小区画電極Ａｒを形成してもよく、各小区画電極Ａｒの大きさや形状が互いに異なるものであってもよい。

【0039】

また、前記実施の形態においては、透明導電性薄膜７は、例えばＩＴＯ膜などにより形成されるものとして説明したが、それに限らず、透明性及び導電性を有するものであれば、如何なる材料を用いて形成されてもよい。

【0040】

また、前記実施の形態においては、ＰＥＴフィルム８の上面に透明導電性薄膜７を形成するものとしたが、ＰＥＴフィルム８に限らず、透明性、及び電気的絶縁性に優れるフィルムであれば、その他の材料により形成されたものをＰＥＴフィルム８の代わりに用いてもよい。
尚、前記実施の形態において記載した透明導電性薄膜７、保護層６、ＰＥＴフィルム８、粘着膜９における透明性とは、それがタッチパネル上に配置された際に、表示画像の内容を識別可能な状態のものをいう。

【0041】

また、前記実施の形態においては、投影型静電容量方式のタッチパネルを例に説明したが、本発明に係るタッチパネル用フィルムは、それに限らず、ペン先の接触による微弱電流の変化を捉えて位置検出を行う静電容量方式のタッチパネルであれば適用することができる。

【実施例】

【0042】

本発明について、実施例に基づきさらに説明する。本実施例では、以下の実験１〜６を行うことにより、本発明の構成要件を特定すると共に、その有効性を確認した。

【0043】

［実験１］
実験１では、タッチパネルとしてアップル社製の第５世代アイポッド（登録商標）タッチを用い、そのカバーガラス上にフィルムを貼らず、体積抵抗率が２．５Ω・ｃｍの導電ゴムを指示体とした場合のタッチパネルが反応可能な前記指示体の最小の接触面積径について検証した。
その結果、指示体である導電ゴムの接触面積径が最小４ｍｍの指示体であればタッチパネルが反応することを確認した。

【0044】

［実験２］
実験２では、タッチパネルとしてアップル社製の第５世代アイポッドタッチを用い、そのカバーガラス上に、厚さ１０μｍの粘着層（アクリル系粘着剤）を介して厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムを貼付し、前記実験１で求めたアップル社製の第５世代アイポッドタッチが反応する接触面積径が４ｍｍの導電ゴムを指示体として、タッチパネルが反応するかを検証した。
その結果、タッチパネルは反応しなかった。これは、誘電体の厚みが増して、導電ゴムとセンサ電極との間の距離が大きくなり、静電容量の変化が小さくなったためと考えられる。

【0045】

［実験３］
実験３では、タッチパネルとしてアップル社製の第５世代アイポッドタッチを用い、そのカバーガラス上に、高抵抗フィルム（保護層なし）を貼付し、タッチパネルが反応する表面抵抗率の範囲について検証した。
前記高抵抗フィルムとして、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムの上に所定の表面抵抗率を有する透明導電性薄膜（ＩＴＯ膜）を形成し、前記ＰＥＴフィルムの下に、厚さ１０μｍの粘着層（アクリル系粘着剤）を形成したものを使用した。また、指示体として、接触面積径が４ｍｍの導電ゴムを用いた。
この実験３において、前記透明導電性薄膜の表面抵抗率の値を変えて検証したところ、透明導電性薄膜の表面抵抗率が、１０^５〜１０^８Ω／ｓｑの範囲内であれば、指示体の接触面積径が４ｍｍでも反応することを確認した。
即ち、前記ＰＥＴフィルム上に１０^５〜１０^８Ω／ｓｑの範囲の表面抵抗率を持つ透明導電性薄膜を形成することによって、導電ゴムからなる指示体の擬似的な接触面積の拡大効果が得られ、導電ゴムとセンサ電極との間に、タッチパネルが反応可能な静電容量の変化が生じることを確認できた。

【0046】

［実験４］
実験４では、実験３の結果を受け、透明導電性薄膜の表面抵抗率が１０^５〜１０^８Ω／ｓｑの範囲内において、前記実験３で用いた高抵抗フィルムの透明導電性薄膜上に所定厚さの保護層を設けた高抵抗フィルムを用い、タッチパネルが反応するか検証した。
タッチパネルとしてアップル社製の第５世代アイポッドタッチを用い、また、指示体として、接触面積径が４ｍｍの導電ゴムを用いた。
また、商品名：Ａｃｉｅｒ−ＰＭＭＡ（株式会社ニデック製）により形成された保護層を形成し、その厚さ寸法を１〜３０μｍの範囲内で複数条件を設定した。
この実験４の結果を、表１に示す。尚、表１において、○は反応することを示し、×は反応しないことを示し、△は接触する場所によって反応することを示す。

【0047】

【表1】

表１の結果から、透明導電性薄膜の表面抵抗率が１０^５〜１０^７Ω／ｓｑの範囲内であって、保護層の厚さ寸法が３０μｍ未満であれば、保護層を設けても擬似的な面積拡大効果が得られ、タッチパネルが反応することを確認した。

【0048】

［実験５］
実験５では、さらに実験４の結果について検証するための実験を行った。
尚、高抵抗フィルムにおいて、透明導電性薄膜を保護層で覆うと、測定電極を透明導電性薄膜に直接的に接触させることができず、透明導電性薄膜の導電性を正確に評価することができないため、静電容量の測定装置（ＬＣＲメーター）を用いて、電極間の静電容量の変化を測定した。
装置構成としては、図７に模式的に示すように、２００ｍｍ×１００ｍｍの方形状のアルミ製電極４１の上に９５ｍｍ×５５ｍｍの保護層付きの高抵抗フィルム５を貼付し、その上に直径８ｍｍの円柱形状の真鍮製の電極４２を配置し、２Ｎの荷重にて接触を安定させた後、静電容量の測定を行った。

【0049】

前記高抵抗フィルム５は、前記実施の形態において、図１に示した通りの構成であり、同符号を用いて図８に模式的に示すと、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム８の下層に厚さ１０μｍの粘着層９（アクリル系粘着剤）、上層に透明導電性薄膜７が形成され、透明導電性薄膜７の上に、商品名：Ａｃｉｅｒ−ＰＭＭＡ（株式会社ニデック製）からなる保護層６が形成されたものを使用した。
また、電極間の静電容量の測定に用いるＬＣＲメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製Ｕ１７３１）４３において、測定周波数は１ｋＨｚとした。
測定条件として、高抵抗フィルム５に用いた透明導電性薄膜７の表面抵抗率は、前記実験４でタッチパネルが動作した１０^５Ω／ｓｑ、１０^６Ω／ｓｑ、１０^７Ω／ｓｑの３条件とした。また、保護層６の厚さは、１μｍ〜３０μｍの範囲内で条件を変えた。

【0050】

図９に、実験５の結果をグラフで示す。図９のグラフにおいて、横軸は保護層の厚さ寸法（μｍ）、縦軸は高抵抗フィルム２０全体の静電容量（ｐＦ／ｍｍ^２）である。
また、図９のグラフにおいて、△は透明導電性薄膜７の表面抵抗率が１０^５Ω／ｓｑの場合の結果を示し、□は１０^６Ω／ｓｑの場合の結果を示し、○は１０^７Ω／ｓｑの場合の結果を示す。また、比較基準として透明導電性薄膜及び保護層を有さないフィルム、具体的には、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムを厚さ１０μｍの粘着層で貼り付けた場合の静電容量の結果を同グラフ中に示す。

【0051】

図９のグラフに示されるように、保護層６の厚さ寸法が大きいほど、電極間の静電容量の変化量は小さくなった。このことから、保護層６の厚さ寸法が大きいほど、擬似的に指示体の接触面積を拡大する効果が減少することを確認できた。
また、タッチパネルが動作する電極間の静電容量の最大値は、表面抵抗率が１０^５Ω／ｓｑの透明導電性薄膜７上に、厚さ１μｍの保護層６を塗布形成した場合の５．９６ｐＦ／ｍｍ^２であった。
一方、タッチパネルが動作する電極間の静電容量の最小値は、表面抵抗率が１０^７Ω／ｓｑの透明導電性薄膜７上に厚さ５μｍ以上の保護層６を塗布形成した場合の０．５２ｐＦ／ｍｍ^２であった。
よって、この実験５で確認できたタッチパネルが動作可能な静電容量の変化の範囲は、０．５２〜５．９６ｐＦ／ｍｍ^２であった。
尚、フィルムに透明導電性薄膜７と保護層６とを設けない場合、前記実験２に示したようにタッチパネルは反応しないが、そのときの電極間の静電容量は０．４７ｐＦ／ｍｍ^２であり、前記タッチパネルが動作する静電容量の最小値は、これを少し超える値であった。

【0052】

また、保護層６における静電容量の変化に着目すると、保護層６を有する高抵抗フィルム５をタッチパネル３上に貼付した場合、指示体（スタイラスペン、指など）とセンサ電極との間に形成される静電容量は、図１０に模式的に示すように、センサ電極（タッチパネル３）と透明導電性薄膜７との間の静電容量Ｃ_１と、透明導電性薄膜７と指示体との間（即ち保護層６）の静電容量Ｃ_２との合成容量となる。
静電容量Ｃ_１とＣ_２との合成容量をＣ_totalとすると、合成容量Ｃ_totalは、次式（３）で表すことができる。

【0053】

（数３）
Ｃ_total＝Ｃ_１・Ｃ_２／（Ｃ_１＋Ｃ_２） ・・・（３）

【0054】

ここで、前記実験５により得られた静電容量値の結果（カバーガラス４は含まない構成）は、全体の静電容量Ｃ_totalである。次にそれぞれの表面抵抗率に対するＣ_１を明らかにするため、保護層６を形成せず、静電容量Ｃ_１の測定を行った。結果、表面抵抗率が１０^５Ω／ｓｑではＣ_１＝２６．７２ｐＦ／ｍｍ^２であった。１０^６Ω／ｓｑではＣ_１＝３．９８ｐＦ／ｍｍ^２であった。１０^７Ω／ｓｑではＣ_１＝１．００ｐＦ／ｍｍ^２であった。この結果と前記式（３）に基づき、それぞれの抵抗率における透明導電性薄膜７と指示体との間の静電容量Ｃ_２、即ち保護層６における静電容量Ｃ_２を求めると、図１１のグラフに表すことができる。
透明導電性薄膜７の表面抵抗率が１０^５Ω／ｓｑ〜１０^７Ω／ｓｑの場合には、前記実験４で示したとおり保護層が３０μｍ未満であれば擬似的な面積の拡大効果が得られ、タッチパネルは反応する。そのときの反応下限のＣ_{ｔｏｔａｌ}は０．５２ｐＦ／ｍｍ^２であり、このときのＣ_２も同様に下限値を取る。それぞれの保護層６における静電容量Ｃ_２の値は表面抵抗率が１０^５Ω／ｓｑのとき、０．５３ｐＦ／ｍｍ^２、１０^６Ω／ｓｑのとき、０．６０ｐＦ／ｍｍ^２、１０^７Ω／ｓｑのとき、１．０９ｐＦ／ｍｍ^２であった。
よってタッチパネルが動作可能となるような保護層６における静電容量Ｃ２の変化は、少なくとも０．５３ｐＦ／ｍｍ^２以上であることがわかった。

【0055】

以上の実施例の結果から、本発明に係るタッチパネル用フィルム（高抵抗フィルム）をタッチパネルに貼ることにより、本発明に係るスタイラスペンのように細い先端径の指示体であっても、擬似的に接触面積を拡げ、静電容量の変化を大きくすることができ、タッチパネルの操作が可能になることを確認することができた。

【符号の説明】

【0056】

１ タッチパネル装置
２ ＬＣＤユニット
３ タッチパネル
４ カバーガラス
５ 高抵抗フィルム（タッチパネル用フィルム）
６ 保護層
７ 透明導電性薄膜
８ ＰＥＴフィルム
９ 粘着層
１０ 絶縁フィルム
１１ 電極パッド（センサ電極）
１２ 電極パッド（センサ電極）
３０ スタイラスペン
３１ ペン先
３２ ペン先ホルダー（導通部）

【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】