JP2008204320A

JP2008204320A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2008204320A
Application number: JP2007041893A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Matsumoto; 賢一松本; Koji Tanabe; 功二田邉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2008-09-04
Also published as: CN101251663B; US20080204610A1; CN101251663A; US7692728B2

Abstract

【課題】各種電子機器に用いられるタッチパネルに関し、視認性が良好で、安価なものを提供することを目的とする。
【解決手段】上基板１上面に貼付された偏光板１５の偏光層の上下面に積層された上下保護層の下保護層１５Ｃを、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差層で形成することによって、偏光板１５の変形や劣化を防ぎ、良好な視認性が得られると共に、構成部品数を減らし、安価なタッチパネルを得ることができる。
【選択図】図１

Description

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

近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、液晶等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着して、このタッチパネルを通して背面の表示素子に表示された文字や記号、絵柄等の視認や選択を行い、指や専用ペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の各機能の切換えを行うものが増えており、視認性に優れ操作の行い易いものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図４を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表している。

図４は従来のタッチパネルの断面図であり、同図において、１はフィルム状で光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極（図示せず）が、下導電層４の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、５は額縁状のスペーサで、このスペーサ５の上下面または片面に塗布形成された接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向している。

さらに、６はポリカーボネート等のフィルムを延伸し複屈折性を持たせた１／４波長の上位相差板、７は上位相差板６と同様の下位相差板で、上位相差板６が上基板１上面に、下位相差板７が下基板２下面に、接着剤（図示せず）によって各々貼付されている。

また、８は偏光板で、ヨウ素や染料を配向させたポリビニルアルコール等の偏光層８Ａの上下面に、トリアセチルセルロース等の上保護層８Ｂと下保護層８Ｃが積層されると共に、この偏光板８が上位相差板６上面に積重され貼付されて、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルが、上面に偏光板９を装着した液晶表示素子１０の前面に配置されて、電子機器に装着されると共に、一対の上電極と下電極が機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の液晶表示素子１０の表示を視認しながら、偏光板８上面を指或いはペン等で押圧操作すると、偏光板８や上位相差板６と共に上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

また、この時、上方からの太陽光や灯火等の外部光は、先ず、偏光板８を透過する際、Ｘ方向及びこれと直交するＹ方向の光波のうち、例えば、偏光板８がＹ方向の光波を吸収するものであった場合、Ｘ方向の直線偏光となって偏光板８から上位相差板６に入射し、これが１／４波長の上位相差板６を透過することによって、直線偏光が円偏光となり、この光が下導電層４で上方へ反射する。

そして、この反射光が、再び１／４波長の上位相差板６を透過することによって、１／２波長ずれたＹ方向の直線偏光となって偏光板８に入射するが、偏光板８はＸ方向の光波だけを透過させるため、このＹ方向の反射光は偏光板８で遮断される。

つまり、上方からタッチパネルに入射した外部光は、下導電層４で上方へ反射するが、この反射光は偏光板８で遮断され、操作面である偏光板８上面からは出射しないため、反射のない状態で背面の液晶表示素子１０を見ることができ、良好な視認性が得られるように構成されている。

また、タッチパネル背面の液晶表示素子１０の点灯光は、上面の偏光板９をＸ方向の光波を吸収するものとした場合、Ｙ方向の直線偏光となって、先ず１／４波長の下位相差板７、次に同じく１／４波長の上位相差板６を透過することによって、１／２波長ずれたＸ方向の直線偏光となって偏光板８に入射し、偏光板８上面から出射する。

つまり、液晶表示素子１０からの点灯光は、下位相差板７と上位相差板６を透過することによって、Ｘ方向の直線偏光となり、１／２波長ずれただけで偏光板８上面から出射されるため、タッチパネル背面の液晶表示素子１０の表示を明確に視認することができるようになっているものであった。

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２００６−７９１４９号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、偏光板８がポリビニルアルコールの偏光層８Ａの上下面に、耐熱性が９０度前後と比較的低い温度の、トリアセチルセルロースの上保護層８Ｂと下保護層８Ｃが積層されて形成されており、直射日光下等の高温下で使用された場合、反りやうねりが生じ易く、また、湿度によって偏光特性の劣化も生じ易いため、背面の液晶表示素子１０の視認性が損なわれてしまう場合があ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、偏光板の変形や劣化を防ぎ、視認性の良好なタッチパネルを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、上基板上面に貼付された偏光板の、偏光層の上下面に積層された上下保護層の下保護層を、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差層で形成してタッチパネルを構成したものであり、１６０度前後の耐熱性を有するシクロオレフィン系ポリマーの位相差層を用いることによって、偏光板の変形や劣化を防ぎ、良好な視認性が得られると共に、構成部品数を減らし安価なタッチパネルを得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、上基板に代えて、偏光板下面の下保護層の下面に上導電層を形成したものであり、上基板が不要となるため、構成部品数を減らし、タッチパネルをさらに安価に構成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記載の発明において、下基板を、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差板で形成したものであり、外部光の反射防止に加え、安価な構成で、タッチパネル背面の良好な視認性を得ることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、視認性が良好で、安価なタッチパネルを実現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〜図３を用いて説明する。

また、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タッチパネルの断面図であり、同図において、１はポリエーテルサルホンやポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板、２はガラスまたはアクリル、ポリカーボネート等の光透過性の下基板で、上基板１の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３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が、スパッタ法等によって各々形成されている。

そして、下導電層４の上面にはエポキシやシリコン等の絶縁樹脂によって複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には銀やカーボン等の一対の上電極（図示せず）が、下導電層４両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、５は額縁状でエポキシやポリエステル等のスペーサで、このスペーサ５の上下面または片面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向している。

さらに、１５は上基板１上面に積重され貼付された偏光板で、ヨウ素や染料を吸着させ延伸・配向させたポリビニルアルコール等の偏光層１５Ａの上下面に、ノルボルネン等を重合したシクロオレフィン系ポリマーのフィルムを延伸し複屈折性を持たせた、１／４波長で可撓性の位相差層から形成された上保護層１５Ｂと下保護層１５Ｃが積層されている。

また、７はポリカーボネートやシクロオレフィン系ポリマー等のフィルムを延伸し複屈折性を持たせた１／４波長で可撓性の下位相差板で、この下位相差板７が下基板２下面に接着剤（図示せず）によって貼付されると共に、偏光板１５上面には光透過性でアクリル等のハードコート層１６が形成されて、タッチパネルが構成されている。

なお、ハードコート層１６は比較的硬質なものとなっており、このハードコート層１６で偏光板１５の上面を覆うことによって、タッチパネルの製作時や保管・搬送時、或いは押圧操作時等の偏光板１５の傷損を防ぐようになっている。

以上の構成において、タッチパネル背面の液晶表示素子１０の表示を視認しながら、ハードコート層１６上面を指或いはペン等で押圧操作すると、偏光板１５と共に上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

また、この時、上方からの太陽光や灯火等の外部光は、先ず、偏光板１５を透過する際、Ｘ方向及びこれと直交するＹ方向の光波のうち、例えば、偏光層１５ＡがＹ方向の光波を吸収するものであった場合、Ｘ方向の直線偏光となって偏光層１５Ａから下保護層１５Ｃに入射し、これが１／４波長の下保護層１５Ｃを透過することによって、直線偏光が円偏光となり、この光が下導電層４で上方へ反射する。

そして、この反射光が、再び１／４波長の下保護層１５Ｃを透過することによって、１／２波長ずれたＹ方向の直線偏光となって偏光層１５Ａに入射するが、偏光層１５ＡはＸ方向の光波だけを透過させるため、このＹ方向の反射光は偏光層１５Ａで遮断される。

つまり、上方からタッチパネルに入射した外部光は、下導電層４で上方へ反射するが、この反射光は偏光層１５Ａで遮断され、操作面であるハードコート層１６上面からは出射しないため、反射のない状態で背面の液晶表示素子１０を見ることができ、良好な視認性が得られるように構成されている。

また、タッチパネル背面の液晶表示素子１０の点灯光は、上面の偏光板９をＸ方向の光波を吸収するものとした場合、Ｙ方向の直線偏光となって、先ず１／４波長の下位相差板７、次に同じく１／４波長の下保護層１５Ｃを透過することによって、１／２波長ずれたＸ方向の直線偏光となって偏光層１５Ａに入射し、偏光層１５Ａを通ってハードコート層１６上面から出射する。

つまり、液晶表示素子１０からの点灯光は、下位相差板７と下保護層１５Ｃを透過することによって、Ｘ方向の直線偏光となり、１／２波長ずれただけで偏光層１５Ａ上面から出射されるため、タッチパネル背面の液晶表示素子１０の表示を明確に視認することができるようになっている。

さらに、偏光層１５Ａの上面には１／４波長の上保護層１５Ｂが形成され、偏光層１５Ａ上面から出射された直線偏光が、さらに１／２波長ずれるようになっているため、例えば、Ｘ方向の偏光サングラスをかけていた場合でも、背面の液晶表示素子１０の表示を視認することが可能なようになっている。

なお、この時、偏光層１５Ａの上下面に積層された上保護層１５Ｂと下保護層１５Ｃが、１／４波長で１６０度前後の耐熱性を有するシクロオレフィン系ポリマーの位相差層で形成され、直射日光下等の高温下で使用された場合にも、偏光板１５に反りやうねりが生じることがなく、湿度による偏光特性の劣化も生じづらくなっているため、背面の液晶表示素子１０の良好な視認性が得られるように構成されている。

そして、下保護層１５Ｃを１／４波長の位相差層とし、位相差層を偏光板１５に一体に形成することで、上基板１と偏光板１５の間に別体の位相差板を設ける必要がなく、構成部品数を少なくできるため、タッチパネルを安価に形成することが可能なようになっている。

また、図２の断面図に示すように、上基板１に代えて、偏光板１５下面の下保護層１５Ｃの下面に上導電層３を形成することによって、上基板１が不要となり、さらに構成部品数を少なくすることができる。

なお、酸化インジウム錫や酸化錫等の上導電層３や下導電層４を、フィルムやシートに形成する場合、一般に１３０〜１５０度の雰囲気中でスパッタ法によって行われるが、上保護層１５Ｂや下保護層１５Ｃに用いられているシクロオレフィン系ポリマーは、上述のように１６０度前後の耐熱性を有しているため、比較的容易に上導電層３の形成を行うことが可能なようになっている。

さらに、図３の断面図に示すように、下基板１７を上保護層１５Ｂや下保護層１５Ｃと同様の、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差板で形成することによって、下位相差板７が不要となり、より安価な構成とすることができると共に、タッチパネル背面の液晶表示素子１０の良好な視認性を得ることができる。

このように本実施の形態によれば、上基板１上面に貼付された偏光板１５の下保護層１５Ｃを、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差層で形成することによって、偏光板１５の変形や劣化を防ぎ、良好な視認性が得られると共に、構成部品数を減らし、安価なタッチパネルを得ることができるものである。

なお、以上の説明では、偏光板１５の上保護層１５Ｂと下保護層１５Ｃの両方を、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差層で形成した構成について説明したが、偏光サングラスをかけた状態での液晶表示素子１０の視認は不可能となるが、下保護層１５Ｃのみを１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差層で形成した構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明によるタッチパネルは、視認性が良好で、安価なものを得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用として有用である。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図同他の実施の形態による断面図同他の実施の形態による断面図従来のタッチパネルの断面図

符号の説明

１上基板
２，１７下基板
３上導電層
４下導電層
５スペーサ
７下位相差板
９偏光板
１０液晶表示素子
１５偏光板
１５Ａ偏光層
１５Ｂ上保護層
１５Ｃ下保護層
１６ハードコート層

Claims

下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、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光透過性の下基板と、上記上基板上面に貼付された偏光板からなり、上記偏光板の偏光層の上下面に積層された上下保護層の下保護層を、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差層で形成したタッチパネル。
上基板に代えて、偏光板下面の下保護層の下面に上導電層を形成した請求項１記載のタッチパネル。
下基板を、１／４波長でシクロオレフィン系ポリマーの位相差板で形成した請求項１記載のタッチパネル。