JP2005202816A - 光透過性タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器の操作に用いられる光透過性タッチパネルに関し、表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを安価に提供することを目的とするものである。
【解決手段】下面に上導電層２が形成された上基板１１と、上面に上導電層２と所定の間隙を空けて対向する下導電層４が形成された下基板３と、上基板１１の上面に配置された偏光フィルム１５からなり、上基板１１を所定方向に延伸して形成すると共に、この上基板１１の偏光軸１１Ａを偏光フィルム１５の偏光軸１５Ａと同一方向とした光透過性タッチパネルを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器の操作に用いられる光透過性タッチパネルに関するものである。

近年、ＬＣＤ等の表示素子の前面に装着された光透過性タッチパネルを通して表示素子に表示された文字や記号、絵柄等の視認を行うと共に、その上面を操作して文字の選択や決定等を行う各種電子機器が増えている中、文字や記号等の表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルが求められている。

このような従来の光透過性タッチパネルについて、図３及び図４を用いて説明する。

図３は従来の光透過性タッチパネルの平面図、図４は同断面図であり、同図において、５は偏光フィルムで、ヨウ素或いは二色性色素を吸着させたポリビニルアルコール等を所定方向に延伸することにより作製され、構成する分子が所定方向に揃い、この方向の偏光軸５Ａに平行に振動する光だけを透過させる性質を有している。

また、１は方形状のガラスやポリカーボネート（以下ＰＣと記載する）フィルム等の光透過性の上基板で、延伸等の外力がほとんど加わらないように作製され、構成する分子の向きが不揃いで、あらゆる方向に振動する光を透過させる性質、所謂、光学等方性を有している。

そして、この上基板１の上面には偏光フィルム５が貼り合わされ、下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層２が真空スパッタ等によって形成され、この上導電層２の両端には銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された一対の上電極（図示せず）が設けられている。

また、３は方形状のガラスやＰＣフィルム等の下基板で、上基板１と同様、光学等方性を有している。

そして、この下基板３の上面には、上導電層２と同様に光透過性の下導電層４が形成され、この下導電層４上面には上電極と同様に一対の下電極（図示せず）が上電極とは直交方向の両端に設けられると共に、上導電層２と所定の間隔を保つための複数のドットスペーサ（図示せず）が所定の間隔で形成されている。

また、６は不織布やポリエステルフィルム等の額縁状のスペーサで、このスペーサ６の上下面に、熱可塑性樹脂からなる接着層（図示せず）が塗布形成され、これら上基板１と下基板３が、上導電層２と下導電層４が所定の間隔を空けて対向するように、スペーサ６を介して外周が貼り合わされて、光透過性タッチパネルが構成されている。

そして、この光透過性タッチパネルの背面にはＬＣＤ（図示せず）が配置され、このＬＣＤの表面には偏光フィルム５と同様、偏光軸に平行に振動する光だけを透過させる偏光板が、偏光軸が偏光フィルム５の偏光軸５Ａと同一方向となるように設けられている。

以上の構成において、上電極と下電極が電子機器の検出回路に接続され、偏光フィルム５上面を指或いはペン等で押圧操作すると、偏光フィルム５を介して上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層２が下導電層４に接触し、検出回路が上電極間及び下電極間に電圧を印加してこれらの電極間の抵抗比を検出し、この押圧された位置を検出するように構成されている。

そして、ＬＣＤからの光はこのＬＣＤの偏光板の偏光軸と偏光フィルム５の偏光軸５Ａが同一方向となるように配置されているためほとんど減衰されず、一般的には９０％程度が偏光フィルム５を上方へ透過するため、ＬＣＤの表示の視認が良好に行えるものである。

一方、太陽光や照明等のあらゆる方向に振動する外部光も偏光フィルム５上面から入射して、この下面や上基板１下面等で反射して上方へ透過するため、ＬＣＤの表示が少し見難くなるが、この上方へ透過する反射光は偏光フィルム５が所定方向に振動する光だけしか透過させないためかなり減衰され、一般的には偏光フィルム５へ入射する外部光の５０％以下となり、反射光が少なくＬＣＤの表示の視認が良好に行えるものであった。

なお、上基板１や下基板３を光学等方性のフィルム等ではなく、透過光の色が方向によって異なる、所謂、光学異方性のものにただ単に置換した場合、この偏光軸がどちらに向いているのかわからないため、ほとんどの場合において、この偏光軸とＬＣＤの偏光板及び偏光フィルム５の偏光軸とが同一方向とならず、ＬＣＤからの光が乱され、光透過性タッチパネルが着色されて、ＬＣＤの表示の視認が良好に行えなくなるため、上基板１や下基板３には一般に光学等方性のものが用いられている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１０−２６０３９５号公報

しかしながら、上記従来の光透過性タッチパネルにおいては、上基板１や下基板３に比較的高価な光学等方性のＰＣフィルム等を使用しているため、光透過性タッチパネルが高価なものになるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを安価に提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、上基板を所定方向に延伸して形成すると共に、この上基板の偏光軸を上面に配置された偏光フィルムの偏光軸と同一方向となるようにして光透過性タッチパネルを構成したものであり、例えば、上基板に高価な光学等方性の材料ではなく、比較的安価な、所定方向に延伸して形成された光学異方性の材料を使用しても、上基板の偏光軸を偏光フィルムの偏光軸と同一方向とすることで、下方のＬＣＤからの光がほとんど減衰されずに上方に透過し、かつ、ＬＣＤからの光が乱されることもなく、所定の斜視の範囲を除いて光透過性タッチパネルに着色が発生することもないため、ＬＣＤに表示された表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを安価に提供することができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、下基板を所定方向に延伸して形成すると共に、この下基板の偏光軸を偏光フィルムの偏光軸と同一方向としたものであり、例えば、上基板に加えて下基板にも高価な光学等方性の材料ではなく、比較的安価な光学異方性の材料を使用しても下基板の偏光軸を偏光フィルムの偏光軸と同一方向とすることで、上基板の場合と同様、下方のＬＣＤからの光がほとんど減衰されずに上方に透過し、かつ、ＬＣＤからの光が乱されることもなく、所定の斜視の範囲を除いて光透過性タッチパネルに着色が発生することもないため、表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを更に安価に提供することができるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、偏光フィルムの表面に微細な凹凸を設けてこの偏光フィルムのヘイズ値を１０〜７０％としたものであり、この微細な凹凸が透過光を散乱させるため、ヘイズ値が１０％未満の場合のように所定の斜視の範囲で光透過性タッチパネルに着色が発生したり、ヘイズ値が７０％超の場合のようにＬＣＤに表示された表示がぼやけて見えたりすることを防止できるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、上基板又は下基板を２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記載する）又は２軸延伸ポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮと記載する）としたものであり、１軸延伸ＰＣフィルムや２軸延伸ＰＣフィルム等に比べて入手が容易なＰＥＴ又はＰＥＮを使用するため、光透過性タッチパネルの製造を容易に行うことができるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、偏光フィルム上面に反射防止被覆膜を形成したものであり、この反射防止被覆膜により最上面での外部光の反射を小さくできるため、ＬＣＤに表示された表示の視認が更に良好に行えるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを安価に提供することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を用いて説明する。

なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による光透過性タッチパネルの平面図、図２は同断面図であり、同図において、１５は偏光フィルムで、ヨウ素或いは二色性色素を吸着させたポリビニルアルコール等を所定方向に延伸することにより作製され、構成する分子が所定方向に揃い、この方向の偏光軸１５Ａに平行に振動する光だけを透過させる性質を有している。

また、１１は方形状のＰＥＴやＰＥＮ、１軸延伸ＰＣフィルム、２軸延伸ＰＣフィルム等の光透過性の上基板で、所定方向に延伸することにより作製され、構成する分子が所定方向に揃っているが、偏光フィルム１５と異なりあらゆる方向に振動する光を透過させる性質を有すると共に、この透過光の色が方向によって異なる、所謂、光学異方性を有している。

そして、この上基板１１の上面には偏光フィルム１５が、この上基板１１の偏光軸１１Ａが偏光フィルム１５の偏光軸１５Ａと同一方向となるように貼り合わされ、下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層２が真空スパッタ等によって形成され、この上導電層２の両端には銀やカーボン等のペーストによって印刷形成された一対の上電極（図示せず）が設けられている。

また、３は方形状のガラスやＰＣフィルム等の光透過性の下基板で、延伸等の外力がほとんど加わらないように作製され、構成する分子の向きが不揃いで、あらゆる方向に振動する光も透過させ、かつ、この透過光の色が方向によって異ならない、所謂、光学等方性を有している。

そして、この下基板３の上面には、上導電層２と同様に光透過性の下導電層４が形成され、この下導電層４上面には上電極と同様に一対の下電極（図示せず）が上電極とは直交方向の両端に設けられると共に、上導電層２と所定の間隔を保つための複数のドットスペーサ（図示せず）が所定の間隔で形成されている。

また、６は不織布やポリエステルフィルム等の額縁状のスペーサで、このスペーサ６の上下面に、熱可塑性樹脂からなる接着層（図示せず）が塗布形成され、これら上基板１１と下基板３が、上導電層２と下導電層４が所定の間隔を空けて対向するように、スペーサ６を介して外周が貼り合わされて、光透過性タッチパネルが構成されている。

そして、この光透過性タッチパネルの背面にはＬＣＤ（図示せず）が配置され、このＬＣＤの表面には偏光フィルム１５と同様、偏光軸に平行に振動する光だけを透過させる偏光板が、偏光軸が偏光フィルム１５及び上基板１１の偏光軸１５Ａ，１１Ａと同一方向となるように設けられている。

なお、ＬＣＤの偏光板の偏光軸と偏光フィルム１５及び上基板１１の偏光軸１５Ａ，１１Ａとを同一方向とする方法として、例えば、ＬＣＤの偏光板の偏光軸は、通常、ＬＣＤの外周の縦または横の辺とのなす角度が４５度となるように構成されているため、図１に示したように、予め、偏光軸が外周の縦または横の辺とのなす角度が４５度となるように作製した偏光フィルム１５と上基板１１を貼り合わせて光透過性タッチパネルを作製し、この光透過性タッチパネルをこのＬＣＤの外周に合わせて載置すれば、偏光軸同士を容易に同一方向とすることができる。

以上の構成において、上電極と下電極が電子機器の検出回路に接続され、偏光フィルム１５上面を指或いはペン等で押圧操作すると、偏光フィルム１５を介して上基板１１が撓み、押圧された箇所の上導電層２が下導電層４に接触し、検出回路が上電極間及び下電極間に電圧を印加してこれらの電極間の抵抗比を検出し、この押圧された位置を検出するように構成されている。

そして、ＬＣＤからの光はこのＬＣＤの偏光板の偏光軸と偏光フィルム１５の偏光軸１５Ａが同一方向となるように配置されているためほとんど減衰されず、９０％程度が偏光フィルム１５を上方へ透過し、ＬＣＤの表示の視認が良好に行えるものである。

一方、太陽光や照明等のあらゆる方向に振動する外部光も偏光フィルム１５上面から入射して、この下面や上基板１１下面等で反射して上方へ透過するため、ＬＣＤの表示が少し見難くなるが、この上方へ透過する反射光は偏光フィルム１５が所定方向に振動する光だけしか透過させないためかなり減衰され、偏光フィルム１５へ入射する外部光の５０％以下となり、反射光が少なくＬＣＤの表示の視認が良好に行えるものである。

また、この時、透過光の色が方向によって異なる、所謂、光学異方性の上基板１１をＬＣＤからの光が透過するが、上基板１１の偏光軸とＬＣＤの偏光板及び偏光フィルム１５の偏光軸とが同一方向となるように配置されているため、ＬＣＤからの光が乱されることもなく、所定の斜視の範囲を除いて光透過性タッチパネルに着色が発生することもないものである。

なお、偏光フィルム１５の表面に、アクリルやフェノキシ樹脂に微粒子を分散させた塗料を塗布するなどして、微細な凹凸を設けた構成とすることで、この微細な凹凸が透過光を散乱させるため、所定の斜視の範囲で発生する着色を防ぐことができる。

次に、この微細な凹凸を設ける具体的な製作方法及びこの偏光フィルムを使用した光透過性タッチパネルの評価結果について説明する。

先ず、フェノキシ樹脂に粒子径２〜５μｍ、屈折率１．４の二酸化珪素微粉末を添加して、フェノキシ樹脂に対する二酸化珪素微粉末の添加量の異なる塗料を種々作製した。

次に、これらの塗料を偏光フィルム１５の表面に塗布して、塗料毎に異なる微細な凹凸が表面に形成された偏光フィルムを種々作製し、これらの偏光フィルムの表面側から可視光を照射し、これらを透過した光を検知してこの時の全透過光に対する拡散透過光の割合であるヘイズ値を偏光フィルム毎に測定した。

最後に、これらの偏光フィルムを使用した光透過性タッチパネルを作製し、これらをＬＣＤの上面に載置し、これらを約３０ｃｍ斜め上へ離れた所から斜視して視認性を評価した。

この結果、偏光フィルムのヘイズ値が１０〜７０％のものにおいては着色の発生や表示のぼやけもなく、表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルが得られることがわかった。

このように本実施の形態によれば、上基板１１を所定方向に延伸して形成すると共に、この上基板１１の偏光軸１１Ａを上面に配置された偏光フィルム１５の偏光軸１５Ａと同一方向となるようにして光透過性タッチパネルを構成することにより、例えば、上基板１１に高価な光学等方性の材料ではなく、比較的安価な、所定方向に延伸して形成された光学異方性の材料を使用しても、上基板１１の偏光軸１１Ａを偏光フィルム１５の偏光軸１５Ａと同一方向とすることで、下方のＬＣＤからの光がほとんど減衰されずに上方に透過し、かつ、ＬＣＤからの光が乱されることもなく、所定の斜視の範囲を除いて光透過性タッチパネルに着色が発生することもないため、ＬＣＤに表示された表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを安価に提供することができるものである。

また、上記構成の他に、上基板１１に加えて下基板３にも高価な光学等方性の材料ではなく、比較的安価な光学異方性の材料を用いると共に、この下基板３の偏光軸を偏光フィルム１５の偏光軸１５Ａと同一方向とすることによって、上基板１１の場合と同様、下方のＬＣＤからの光がほとんど減衰されずに上方に透過し、かつ、ＬＣＤからの光が乱されることもなく、所定の斜視の範囲を除いて光透過性タッチパネルに着色が発生することもないため、表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを更に安価に提供することができる。

そして、偏光フィルム１５の表面に微細な凹凸を設けてこの偏光フィルム１５のヘイズ値を１０〜７０％とすることによって、この微細な凹凸が透過光を散乱させるため、ヘイズ値が１０％未満の場合のように所定の斜視の範囲で光透過性タッチパネルに着色が発生したり、ヘイズ値が７０％超の場合のようにＬＣＤに表示された表示がぼやけて見えたりすることを防止できる。

また、上基板１１又は下基板３を１軸延伸ＰＣフィルムや２軸延伸ＰＣフィルム等に比べて入手が容易なＰＥＴ又はＰＥＮとすることによって、光透過性タッチパネルを製造し易くできる。

そして、偏光フィルム１５上面にスパッタリングや印刷等により酸化珪素と酸化チタンの薄膜を交互に各１層ずつ設けたり、酸化珪素と酸化ジルコニュームの薄膜を交互に各１層ずつ設けたりして反射防止被覆膜を形成することによって、この反射防止被覆膜により最上面での外部光の反射を小さくできるため、ＬＣＤに表示された表示の視認が更に良好に行える。

なお、以上の説明では、偏光フィルム１５の表面にフェノキシ樹脂に対する二酸化珪素微粉末の充填量の異なる塗料を塗布してヘイズ値を調整するものとして説明したが、これに代えて、偏光フィルム１５の表面にリアルック５３０１−０５（日本油脂株式会社製）等の表面に微細な凹凸を有するノングレアフィルムを貼り付けてヘイズ値を調整するものとしても、本発明の実施は可能である。

また、光透過性タッチパネルの下方に表示素子としてＬＣＤが配置されるものとして説明したが、これに代えて、表面に偏光板を有する有機ＥＬ等の表示素子が配置されるものとしても良い。

本発明による光透過性タッチパネルは、表示の視認が良好に行える光透過性タッチパネルを安価に提供することができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作に用いられる光透過性タッチパネル等に有用である。

本発明の一実施の形態による光透過性タッチパネルの平面図 同断面図 従来の光透過性タッチパネルの平面図 同断面図

符号の説明

１，１１ 上基板
２ 上導電層
３ 下基板
４ 下導電層
５，１５ 偏光フィルム
５Ａ，１１Ａ，１５Ａ 偏光軸
６ スペーサ

Claims (5)

1. 下面に上導電層が形成された上基板と、上面に上記上導電層と所定の間隙を空けて対向する下導電層が形成された下基板と、上記上基板の上面に配置された偏光フィルムからなり、上記上基板を所定方向に延伸して形成すると共に、この上基板の偏光軸を偏光フィルムの偏光軸と同一方向とした光透過性タッチパネル。
2. 下基板を所定方向に延伸して形成すると共に、この下基板の偏光軸を偏光フィルムの偏光軸と同一方向とした請求項１記載の光透過性タッチパネル。
3. 偏光フィルムのヘイズ値を１０〜７０％とした請求項１又は２記載の光透過性タッチパネル。
4. 上基板又は下基板を２軸延伸ポリエチレンテレフタレート又は２軸延伸ポリエチレンナフタレートとした請求項１又は２記載の光透過性タッチパネル。
5. 偏光フィルム上面に反射防止被覆膜を形成した請求項１又は２記載の光透過性タッチパネル。

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