JP2007322679A - タッチパネル一体型情報表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面状ガラス基板、曲面状樹脂基板あるいは可撓性基板を有する表示装置と組み合わせる場合であっても、タッチパネルのハードコートの材質や組成等を最適化することにより、タッチパネルに要求される耐摺動性等の特性を確保したタッチパネルと表示装置とで構成されたタッチパネル一体型情報表示装置を提供する。
【解決手段】情報を表示する表示装置１２、表示装置１２に表示する情報を入力するタッチパネル１３とを一体配置して成るタッチパネル一体型情報表示装置１１のタッチパネル１３は、上から順番に、ハードコート層１４／ＰＥＴ基板１５／応力緩和層１６／ＰＥＴ基板１７／透明導電層１８／ドットスペーサ１９／透明導電層２０／ガラス基板２の積層構造になっており、応力緩和層１６として、膜厚が１０〜５０μｍの範囲であって、３８〜２４０Ｎ／ｍｍ^２ のビッカース硬度を有するものを用いている。
【選択図】図３

Description

本発明は、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置に関するものである。

タッチパネル一体型情報表示装置に用いるタッチパネルの従来例としては、抵抗膜式タッチパネル（例えば特許文献１参照）がある。この従来例のタッチパネルは、上部基板を構成する高分子フィルムのタッチ面を保護するために、タッチ面側にハードコート層が設けられている。このハードコート層は、タッチパネルの下層に配置される表示装置が平面状ガラス基板を用いて構成したものである場合は、タッチパネルの基板変形量がそれほど大きくならないため、「タッチパネルに要求される耐摺動性等の特性を確保するように材質や組成等を特定していない、通常のハードコート」を用いても、そのハードコートが割れることはない。

特開２００３−３４８６０号公報

上記従来例のタッチパネルに使用するハードコートは、平面状ガラス基板を用いて構成した表示装置と組み合わせた場合は問題無いが、曲面状ガラス基板や高分子フィルム等のフィルム基板を用いて構成した表示装置と組み合わせる構成とした場合は、タッチパネルのタッチ面をペン等で押したときのタッチパネルの基板変形量が大きくなるので、耐摺動性が低い通常のハードコートを使用した場合にはそのハードコートが割れるおそれがある。また、割れを防止するために「柔らかいハードコート」を使用した場合には、タッチパネル表面を保護するために要求される「鉛筆硬度」を確保できなくなる。

本発明は、曲面状ガラス基板、曲面状樹脂基板あるいは可撓性基板を有する表示装置と組み合わせる場合であっても、タッチパネルのハードコートの材質や組成等を最適化することにより、タッチパネルに要求される耐摺動性等の特性を確保したタッチパネルと表示装置とで構成されたタッチパネル一体型情報表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置は、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを一体配置して成るタッチパネル一体型情報表示装置であって、前記タッチパネルは、上から順番に、ハードコート層／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板／応力緩和層／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板／透明導電層／ドットスペーサ／透明導電層／ガラス基板となっており、前記応力緩和層は、膜厚が１０〜５０μｍの範囲であって、３８〜２４０Ｎ／ｍｍ^２ のビッカース硬度を有することを特徴とする。

本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の好適例としては、前記ハードコート層を構成するアクリル成分がペンタエリスリトールテトラアクリレート、もしくは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、もしくは、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物２０〜４０部と、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート６０〜８０部とから成ること、前記ハードコート材料における無機酸化物微粒子割合が１０ｗｔ％以下であること、前記ハードコートの膜厚が４〜７μｍであること、および、前記ハードコート層は、材料に２〜１０ｐｈｒの光開始剤を添加し、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下で、３００ｍＪ／ｃｍ^２ 以上の積算光量で硬化させたハードコート層であること、がある。

上記構成の本発明のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを一体配置して成るタッチパネル一体型情報表示装置におけるタッチパネルは、上から順番に、ハードコート層／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板／応力緩和層／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板／透明導電層／ドットスペーサ／透明導電層／ガラス基板となっており、前記応力緩和層は、膜厚が１０〜５０μｍの範囲であって、３８〜２４０Ｎ／ｍｍ^２ のビッカース硬度を有するので、曲面状ガラス基板、曲面状樹脂基板あるいは可撓性基板を有する表示装置と組み合わせる場合であっても、タッチパネルのハードコートの材質や組成等が最適化されるため、タッチパネルのタッチ面をペン等で押したときの応力が応力緩和層によって緩和され、ハードコートが割れることが防止されるとともに、タッチパネル表面を保護するために要求される鉛筆硬度も確保される。したがって、タッチパネルに要求される耐摺動性等の特性を確保したタッチパネルと表示装置とで構成されたタッチパネル一体型情報表示装置を提供できるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の使用例を示す図である。本発明のタッチパネル一体型情報表示装置１１は、情報を表示する表示装置１２と、情報を入力するタッチパネル１３とを備え、表示装置１２の前面にタッチパネル１３が一体配置されている。
上記表示装置１２としては、後述する走査電極毎に順次アドレスされるパッシブ駆動もしくはアクティブ駆動される帯電粒子駆動型の情報表示用パネルを用いる。上記タッチパネル１３としては、位置検出機能および書込入力機能を有する光透過性を有するものを用いることができ、本発明では抵抗膜方式のタッチパネルを用いている。なお、本発明で用いた抵抗膜方式のタッチパネルの詳細構成については、例えば、特開２００３−３４８６０号公報を参照のこと。

次に、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置で表示装置に用いる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。この帯電粒子駆動型の情報表示用パネルは、それぞれ異なる帯電特性を有する２色の表示用有色粒子で構成される２色の表示媒体を、少なくとも一方が透明な基板間の隔壁によって仕切られた複数のセル内／ピクセル内に封入する構造を有している。２枚の基板間に封入した表示媒体に電界が付与されると、付与された電界方向に沿って、帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、表示媒体が電界方向の変化によって移動方向を変えることにより、情報表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し表示情報を書き換える時あるいは表示情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明のタッチパネル一体型情報表示装置で表示装置に用いる情報表示用パネルの原理的構成を図２に基づき説明する。
図２に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは表示用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと表示用黒色粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図２に示す例では、基板１、２の間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。また、図２において、手前にある隔壁は省略している。電極は、基板の外側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

以上の説明は、粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを粉流体からなる白色表示媒体に、粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを粉流体からなる黒色表示媒体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することができる。粉流体については後述する。

次に、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の各種構成例を図３に基づき説明する。

図３は本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の各種構成例におけるタッチパネルの基本的な構成を示す図である。本発明のタッチパネル一体型情報表示装置におけるタッチパネルは、曲面状ガラス基板、曲面状樹脂基板あるいは可撓性基板を有する帯電粒子駆動型の情報表示用パネルと組み合わせた場合のハードコートの割れ等の対策を施したものであり、最低限必要な構成要件は以下の構成例１に示すものであり、その構成例１には、後述する構成例２〜構成例５の構成要件の少なくとも１つを、好ましくは全部を、組み合わせることが望ましい。

［構成例１］
構成例１のタッチパネル一体型情報表示装置におけるタッチパネル１３は、抵抗膜方式のタッチパネルとして構成されており、上から順番に、ハードコート層１４／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板１５／応力緩和層１６／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板１７／透明導電層（透明電極）１８／ドットスペーサ１９／透明導電層（透明電極）２０／ガラス基板（表示装置１２の表示面側ガラス基板２が兼用している）という積層構造になっている。応力緩和層１６は、膜厚が１０〜５０μｍの範囲であって、３８〜２４０Ｎ／ｍｍ^２ のビッカース硬度を有するように、例えば塗工により形成する。

［構成例２］
構成例１において、ハードコート層１４を構成するアクリル成分がペンタエリスリトールテトラアクリレート、もしくは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、もしくは、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物２０〜４０部と、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート６０〜８０部とから成るハードコートを用いる。

［構成例３］
構成例１または構成例２において、前記ハードコート材料における無機酸化物微粒子割合が１０ｗｔ％以下であるハードコートを用いる。

［構成例４］
構成例１または構成例２または構成例３において、膜厚が４〜７μｍであるハードコートを用いる。

［構成例５］
構成例１または構成例２または構成例３または構成例４において、ハードコート層１４として、材料に２〜１０ｐｈｒの光開始剤を添加し、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下で、３００ｍＪ／ｃｍ^２ 以上の積算光量で硬化させたハードコート層を用いる。

本発明のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、表示装置１２およびタッチパネル１３を一体配置して成るタッチパネル一体型情報表示装置におけるタッチパネル１３は、上から順番に、ハードコート層１４／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板１５／応力緩和層１６／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板１７／透明導電層１８／ドットスペーサ１９／透明導電層２０／ガラス基板（表示装置１２の表示面側ガラス基板２が兼用している）という積層構造になっており、応力緩和層１６は、膜厚が１０〜５０μｍの範囲であって、３８〜２４０Ｎ／ｍｍ^２ のビッカース硬度を有するので、曲面状ガラス基板、曲面状樹脂基板あるいは可撓性基板を有する表示装置と組み合わせる場合であっても、タッチパネルのハードコートの材質や組成等が最適化されるため、タッチパネルのタッチ面をペン等で押したときの応力が応力緩和層１６によって緩和され、ハードコートが割れることが防止されるとともに、タッチパネル表面を保護するために要求される鉛筆硬度も確保される。したがって、タッチパネルに要求される耐摺動性等の特性を確保したタッチパネルと表示装置とで構成されたタッチパネル一体型情報表示装置となる。

以下、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置で表示装置に用いる情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。

基板については、表示面側基板はパネル外側から表示媒体の色が確認できる透明な基板であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。背面側基板は透明でも不透明でもかまわない。上記基板としては、ガラスやセラミックス等の無機系基板や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、アクリル等の有機高分子系基板を用いることが可能である。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、５０００μｍより厚いと、薄型情報表示用パネルとする場合に不都合がある。

基板に設ける電極の電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され、適宜選択して用いられる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、塗布法等で薄膜状にパターニング形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布してパターニング形成する方法が用いられる。視認側（表示面側）基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極は透明である必要がない。いずれの場合もパターン形成可能である導電性である上記材料を好適に用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。背面側基板に設ける電極の材質や厚みなどは上述した表示面側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。

基板に設ける隔壁については、その形状は表示にかかわる表示媒体の種類や、配置する電極の形状、配置により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍに調整される。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板１、２の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図４に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分（セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、表示状態の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の書込機能付き情報表示装置に表示装置として搭載する情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。

次に、本発明で表示媒体として例えば用いる粉流体について説明する。なお、本発明で用いる粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体（登録商標）：登録番号4636931 」の権利を得ている。

本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。

すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明で固体状物質を分散質とするものである。

本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、例えば気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、小さな電界の力等でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、情報表示用パネルでは、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で表示媒体として用いられる。

次に、本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルにおいて表示媒体を構成する表示用有色粒子（以下、粒子ともいう）について説明する。表示用有色粒子は、そのまま該表示用有色粒子だけで構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたり、粉流体となるように調整、構成して表示媒体としたりして用いられる。
粒子には、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。

樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。

荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。

着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。

黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。

黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。

体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。

無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。その他、上記した添加剤を複数組合せて本発明で用いる表示媒体を構成する表示用白色粒子や表示用黒色粒子を作製することができる。このうち、表示用白色粒子には酸化チタンなどの白色顔料を用いることが好ましく、表示用黒色粒子にはカーボンブラックなどの黒色顔料を用いることが好ましい。
上記着色剤を配合して所望の色の表示用有色粒子を作製できる。

また、本発明で用いる表示用有色粒子（以下、粒子ともいう）は平均粒子径d(0.5)が、１〜２０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために表示媒体としての移動に支障をきたすようになる。

さらに本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
Span＝（ｄ(0.9)−ｄ(0.1)）／ｄ(0.5)
（但し、ｄ(0.5)は粒子の50％がこれより大きく、50％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.9)はこれ以下の粒子が90％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Spanを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な表示媒体としての移動が可能となる。

さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。

なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.）測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。

さらに、表示用有色粒子で構成する粒子群や粉流体等の表示媒体を気中空間で駆動する情報表示用パネルに適用する場合には、基板間の表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図２、図３において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６（電極を基板の内側に設けた場合）、表示媒体３の占有部分、隔壁４の占有部分、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。

本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。
対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には表示媒体としての移動に支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以下、本発明の実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

［ハードコートの作製］
表１に示す材質および組成の各種材料を用いて、比較例１〜比較例１６および実施例１〜実施例４のハードコートを作製した。

［ハードコートの評価］
各ハードコートに対して、（１）耐摺動性試験、（２）熱収縮性試験、（３）鉛筆硬度試験を行った。（１）の耐摺動性試験は、ハードコートにタッチペンで５００ｇ荷重を掛けた状態でタッチペンを往復させる試験を連続して行い、その試験を１０万回以上行ってもハードコートが割れなければ○、割れたら×と評価した。（２）の熱収縮性試験は、ハードコートを塗工したフィルムの反りの計測値が規格値以内であれば○、規格値を越えて入れば×と評価した。（３）の鉛筆硬度試験は、鉛筆硬度が２Ｈ以上であれば○、２Ｈ未満であれば×と評価した。そして、（１）耐摺動性試験、（２）熱収縮性試験、（３）鉛筆硬度試験の全てが○になったものを実施例（表１の実施例１〜実施例４）とし、１つでも×があったものを比較例（表１の比較例１〜比較例１６）とした。

実施例１は、ハードコート層を構成するアクリル樹脂成分の組成が、ペンタエリスリトールテトラアクリレート４０ｗｔ％と、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート６０ｗｔ％との混合物であり、ハードコート材料における無機酸化物微粒子割合が０％であり、ハードコートの膜厚が５μｍであるとともに、ハードコートのアクリル官能基数が４＋２である。
実施例２は、ハードコート層を構成するアクリル樹脂成分の組成が、ペンタエリスリトールテトラアクリレート２５ｗｔ％と、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート７５ｗｔ％との混合物であり、ハードコート材料における無機酸化物微粒子割合が０％であり、ハードコートの膜厚が５μｍであるとともに、ハードコートのアクリル官能基数が４＋２である。
実施例３は、ハードコート層を構成するアクリル樹脂成分の組成が、ペンタエリスリトールテトラアクリレート１０ｗｔ％と、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート９０ｗｔ％との混合物であり、ハードコート材料における無機酸化物微粒子割合が０％であり、ハードコートの膜厚が５μｍであるとともに、ハードコートのアクリル官能基数が４＋２である。
実施例４は、ハードコート層を構成するアクリル樹脂成分の組成が、ペンタエリスリトールテトラアクリレート２５ｗｔ％と、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート７５ｗｔ％との混合物であり、ハードコート材料における無機酸化物微粒子割合が０％であり、ハードコートの膜厚が５μｍであるとともに、ハードコートのアクリル官能基数が４＋２である。

比較例１〜比較例６は、アクリル官能基等を種々に変更しても全ての要求特性を満たすことはできないことを示している。ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートのように、官能基を増やしていくと、耐摺動性は向上していくが熱収縮が大きくない、使用できない。
比較例７〜比較例９は、上記ペンタエリスリトールテトラアクリレート等の耐摺動性の高い物質を使用しても、シリカなどの微粒子を入れていくと耐摺動性が悪化していくことを示している。そこで、「微粒子添加量はできるだけ少ない方がよい」という結論になる。なぜ微粒子を入れたかというと、微粒子を添加した方が、熱収縮が少なくなるからである。
そこで、微粒子を添加する方法で熱収縮を抑えるのではなく、アクリル樹脂だけで熱収縮を抑える必要が生じた。
そこで、耐摺動性に優れるペンタエリスリトールテトラアクリレート（ジペンタエリスリトールテトラアクリレート）と熱収縮性に優れるジメチロールトリシクロデカンジアクリレートとを配合し、ある配合でタッチパネル用ハードコートに求められる項目全てを満足するものができた（比較例１０〜比較例１４および実施例１〜実施例３）。
比較例１０〜比較例１４および実施例１〜実施例３で配合が決定したので、最後に膜厚を決定した。膜厚が薄いと耐摺動性が確保できず、膜厚が厚いと熱収縮が大きくなってしまう。結局、タッチパネル用ハードコートに求められる項目全てを満足する膜厚は、４〜７μｍであることが分かった（比較例１５，比較例１６および実施例４）。

本発明のタッチパネル一体型情報表示装置は、情報表示画面にタッチパネルを介した入力で情報を書き込み表示できる情報表示装置や、書き込んだ表示情報を電源ＯＦＦにした状態でも表示させておくことができる情報表示装置などに好適に用いられる。

本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の使用例を示す図である。 本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルの原理的構成を示す図である。 本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の各種構成例を示す図である。 本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。

符号の説明

１ 基板（背面側基板）
２ 基板（表示面側透明基板）
３ 表示媒体（粒子群、粉流体）
３Ｗ 白色表示媒体
３Ｂ 黒色表示媒体
３Ｗａ 表示用白色粒子
３Ｂａ 表示用黒色粒子
４ 隔壁
５ 電極
６ 透明電極
１１ タッチパネル一体型情報表示装置
１２ 表示装置（情報表示用パネル）
１３ タッチパネル
１４ ハードコート層
１５ ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板
１６ 応力緩和層
１７ ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板
１８ 透明導電層（透明電極）
１９ ドットスペーサ
２０ 透明導電層（透明電極）

Claims (5)

1. 情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを一体配置して成るタッチパネル一体型情報表示装置であって、
   前記タッチパネルは、上から順番に、ハードコート層／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板／応力緩和層／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板／透明導電層／ドットスペーサ／透明導電層／ガラス基板となっており、
   前記応力緩和層は、膜厚が１０〜５０μｍの範囲であって、３８〜２４０Ｎ／ｍｍ^２ のビッカース硬度を有することを特徴とするタッチパネル一体型情報表示装置。
2. 前記ハードコート層を構成するアクリル成分がペンタエリスリトールテトラアクリレート、もしくは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、もしくは、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物２０〜４０部と、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート６０〜８０部とから成ることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル一体型情報表示装置。
3. 前記ハードコート材料における無機酸化物微粒子割合が１０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル一体型情報表示装置。
4. 前記ハードコートの膜厚が４〜７μｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のタッチパネル一体型情報表示装置。
5. 前記ハードコート層は、材料に２〜１０ｐｈｒの光開始剤を添加し、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下で、３００ｍＪ／ｃｍ^２ 以上の積算光量で硬化させたハードコート層であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のタッチパネル一体型情報表示装置。

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