JP2012113478A

JP2012113478A - タッチパネル

Info

Publication number: JP2012113478A
Application number: JP2010261213A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Ishii; 良典石井; Yasuki Ii; 泰規井伊
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-06-14

Abstract

【課題】斜め方向からディスプレイを見た際に輝度の低下が少ないタッチパネルを提供することを主要な目的とする。
【解決手段】位相差π／２を生じさせるλ／４板で、Ｎｚ係数が１．４〜１．７になるようにされた位相差フィルムを用いたタッチパネル１００である。上記位相差フィルムは、ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が８０：２０〜９０：１０、ＭＶＲ（メルトボリュームレート）が０．８〜２．０ｃｍ^３／１０分である環状オレフィンの付加（共）重合体よりなり、１６０℃で３０分の熱処理による収縮率がＭＤ（流れ方向）、ＴＤ（垂直方向）ともに、０．５％以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は一般にタッチパネルに関し、より特定的には光学特性に優れ、かつＬＣＤ(Liquid Crystal Display)上部に搭載した際の視野角特性が優れたタッチパネルに関する。

図１に示すタッチパネルは、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)などの携帯装置、銀行のＡＴＭ(Automated teller machine)やＰＯＳ(Point of sale system)など多くの装置で用いられている。タッチパネル１００は画面表示を邪魔せずに、どこをタッチしたかを検出するセンサであり、いろいろな方式が考案され、実用化されている。通常、タッチパネルとＬＣＤやＣＲＴ(Cathode Ray Tube)などの表示装置は別々の部品であり、２つのモジュール部品を組み合わせ（貼り合わせ）、１つのケースに収められて使用される。

代表的な透明導電膜式タッチパネルは、特許文献１に示されているように、透明なベースフィルムの片面にＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の透明電極（透明導電膜）が形成されたものが、互いに透明導電膜を一定間隔をおいて対向配置された構成を持つものであって、ＬＣＤなどのディスプレイ表面に配設されて用いられる。タッチパネルは、繰り返してタッチされるものであり、これにより、蒸着や塗布された導電面の劣化が発生するため、それが機器寿命につながるという特質を有する。

図２は、タッチパネルの断面図である。タッチパネル１００は、上側電極フィルム１１０と下側電極基板１２０を備え、その隙間にドットスペーサ１０３が入れられている。上側電極フィルム１１０は位相差フィルム１１１とＩＴＯ電極１１２とからなる。下側電極基板１２０はガラス基板１２１とＩＴＯ電極１２２とからなる。位相差フィルム１１１と偏向版１０１は粘着層１０２で貼り合わされている。ガラス基板１２１と位相差フィルム１０５は、粘着層１０４で貼り合わされている。

タッチパネル１００において、偏光板１０１と位相差フィルム１１１，１０５を組み合わせて用いるのは、外光反射を抑制して視認性を向上させた表面低反射タッチパネルが得られる（例えば特許文献２参照）。

従来、位相差フィルム１１１は、ポリカーボネート、環状オレフィンフィルム等で形成されている。

特開２０００−８９９１４号公報特開平１０−４８６２５号公報

しかしながら、特許文献２に記されているような表面低反射タッチパネルは、外光反射を抑制して視認性を向上させるために、最表面に偏光板を配置することが必須であり、そのためにディスプレイの輝度が低下する。特にディスプレイの正面よりも斜めから見た際の輝度が低下する課題を持っていた。

また、ポリカーボネート等の、ガラス転移点が１５０℃以下の素材からなる位相差フィルムは、フィルム１１１上にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を製膜する際に、例えばＴｇ＝１５０℃のフィルムでは、フィルム温度を１４０℃以上に設定することができず、製膜されるＩＴＯの結晶が低いものしか得られない、ひいては、機械的、熱的負荷がかかった際に、抵抗値が大きく変化してしまい、それによって耐久性の低い膜質のＩＴＯしか得られないという課題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、耐久性の高いＩＴＯ透明電極膜を得ることができ、機械的、熱的負荷、入力動作に対しても耐久性が高く、かつ斜め方向からディスプレイを見た際に輝度の低下が少ないタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明に係るタッチパネルは、位相差π／２を生じさせるλ／４板(四分の一波長板)で、Ｎｚ係数が１．４〜１．７になるようにされた位相差フィルムを用いてなる。

波長板とは、直交する偏光成分の間に位相差を生じさせる複屈折素子のことである。位相板とも呼ばれる。位相差π(１８０°)を生じるものをλ／２板または半波長板と呼び、直線偏光の偏光方向を変えるために用いる。位相差π／２(９０°)を生じるものをλ／４板または四分の一波長板と呼び、直線偏光を円偏光（楕円偏光）に変換、また逆に円偏光（楕円偏光）を直線偏光に変換するために用いる。これらは光を吸収せず、位相のみを変える。本発明では、λ／４板(四分の一波長板)で、Ｎｚ係数が１．４〜１．７になるようにされた位相差フィルムを用いることにより、斜め方向からディスプレイを見た際に輝度の低下が少ないタッチパネルが得られることが見出された。

上記位相差フィルムは、ガラス転移温度が１５０℃以上の環状オレフィン系素材からなるのが好ましい。

上記位相差フィルムは、ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が８０：２０〜９０：１０、ＭＶＲ（メルトボリュームレート）が０．８〜２．０ｃｍ^３／１０分である環状オレフィンの付加（共）重合体よりなり、１６０℃で３０分の熱処理による収縮率がＭＤ（Machine Direction）、ＴＤ（Transverse Direction）ともに、０．５％以下であるのが好ましい。これはエージングで達成される。

本発明に係るタッチパネルによれば、左右方向に４５度傾斜させた角度での透過率が高くなり、ディスプレイの輝度向上に効果があることが確認された。

タッチパネルの斜視図である。タッチパネルの断面図である。実施例１−３と比較例１−３の、円偏光構成での反射率を示す図である。実施例１−３と比較例１−３の、パネル正面での、円偏光構成での反射率を示す図である。実施例１−３と比較例１−３の、パネル左右方向４５度傾斜における、円偏光構成での反射率を示す図である。

斜め方向からディスプレイを見た際に輝度の低下が少ないタッチパネルを得るという目的を、λ／４板(四分の一波長板)で、Ｎｚ係数が１．４〜１．７になるようにされた位相差フィルムを用いることによって実現した。

タッチパネルは、表面に透明導電膜が形成された２つの基板を透明導電膜が対向するように所定の間隔をあけて配置してなる。少なくとも一方の基板が、ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が８０：２０〜９０：１０、ＭＶＲ（メルトボリュームレート）が０．８〜２．０ｃｍ^３／１０分である、ガラス転移温度が１５０℃以上の環状オレフィンの付加（共）重合体よりなる面内位相差がπ／２(９０°)、Ｎｚ係数が１．４〜１．７である位相差フィルムを用いてなる。これにより、機械的、熱的負荷、入力動作に対しても耐久性が高く、かつ斜め方向からディスプレイを見た際に輝度の低下が少ない円偏光型の低反射タッチパネルが得られるのである。

（実施例１−１）：位相差フィルムの作成

ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が、８２：１８であり、ガラス転移温度１８０℃、ＭＶＲ＝１．５の共重合体を溶融押出法にて樹脂温度３００℃、引取りロール温度１３０℃で、厚みが２００μｍになるようにフィルムを作成した。次いでフィルム温度を１８６℃に保った状態で、テンタークリップ方式の横延伸装置により、ＴＤ延伸倍率が２．０になるように延伸することによって、厚み１００μｍのフィルムを得た。得られたフィルムは、リタデーション１３８ｎｍ、Ｎｚ係数１．５であった。得られたフィルムはタッチパネル作成に必要なコーティング、スパッタ等のロールｔｏロールでの表面処理プロセスに耐え、打抜き加工でもクラック等の発生がないことを確認した。得られたフィルムの特性を表１に示す。表１には、後述する比較例１−１の場合も併せて記載されている。

異方性物質に入射する光が互いに垂直な振動方向を持つ２つの光（常光線と異常光線）に分離する現象を複屈折といい、リタデーション（Retardation）とは、常光線と異常光線の位相差をいう。位相遅れともいう。常光線に対する屈折率をｎｏ、異常光線に対する屈折率をｎｅとし、異方性物質の厚みをｄとすると、リタデーション（Ｒｅ）は、異常光線に対する屈折率（ｎｅ）と常光線に対する屈折率（ｎｏ）の差（Δｎ）と、異方性物質の厚み（ｄ）から式(１)であらわされる。ノルボルネンとエチレンとの共重合体フィルムの延伸によって、リタデーションは制御されるが、その延伸手法に特に限定はない。外部応力が強いほど複屈折が大きくなり、リタデーションも大きくなる。リタデーション（Ｒｅ）が１３８のものが、位相差π／２(９０°)を生じるλ／４板になる。

Ｎｚ係数は、屈折率成分ｎ_ｘ，ｎ_ｙ，ｎ_ｚの大小関係を表す指標の１つで、式（２）で定義される。ここで、ｎ_ｘ及びｎ_ｙはフィルム面内の屈折率、ｎ_ｚはフィルム面に垂直な方向の屈折率であり、延伸したものが戻ろうとする力に関連している。Ｎｚ係数が１．４〜１．７は、横延伸（ＴＤ方向）することによって得られる。

（実施例１−２）：タッチパネル用透明導電性積層体の作成

実施例１−１で得られた位相差フィルムの両面に、紫外線硬化型のアクリル系塗料を用い、厚みが表裏それぞれ６μｍになるようにハードコート層を設けた。得られたフィルムの表面の鉛筆硬度はＨＢであった。上記で得られたフィルムの片面に、フィルム温度を１５０℃に保った状態で、抵抗値２５６Ω／□のＩＴＯ透明導電膜をスパッタリング法により形成した。

（実施例１−３）：タッチパネルの作成

図２に示すタッチパネル１００において、実施例１−２にて得られたＩＴＯ電極フィルムを上側電極フィルム１１０として用い、該上側電極フィルムの透明導電膜と反対側の面に粘着層１０２を介して、偏光板１０１をその偏光軸が、位相差フィルム１１１の遅相軸（遅相軸の向き：延伸方向）と４５度の角度をなすように貼合し、パネルサイズが６３×８２ｍｍ（４インチ）のタッチパネルを製造した。なお下側電極基板１２０に、ＩＴＯ電極１２２付きの厚さ０．７ｍｍのガラス基板１２１を用い、その下側に粘着層１０４を介して、位相差フィルム１０５をその遅相軸が、位相差フィルム１１１の遅相軸と直交する角度で貼合した。

得られたタッチパネルの反射率を分光光度計にて測定したスペクトルを図３に示す。
また、得られたタッチパネルの正面角度の透過率と、左右方向に４５度傾斜させた角度での透過率を分光光度計にて測定したスペクトルを図４および図５に示す。

（比較例１−１）：位相差フィルムの作成

ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が、８２：１８であり、ガラス転移温度１８０℃、ＭＶＲ＝１．５の共重合体を溶融押出法にて樹脂温度３００℃、引取りロール温度１３０℃で、厚みが１００μｍになるようにフィルムを作成した。
次いでフィルム温度を１８５℃に保った状態で、テンタークリップ方式の縦延伸装置により、ＭＤ延伸倍率が１．５になるように延伸することによって、厚み８４μｍのフィルムを得た。得られたフィルムは、リタデーション１３８ｎｍ、Ｎｚ係数１．０であった。得られたフィルムはデバイス作成に必要なコーティング、スパッタ等のロールｔｏロールでの表面処理プロセスに耐え、打抜き加工でもクラック等の発生がないことを確認した。得られたフィルムの特性を表１に示す。

（比較例１−２）：タッチパネル用透明導電性積層体の作成

比較例１−１で得られた位相差フィルムの両面に、紫外線硬化型のアクリル系塗料を用い、厚みが表裏それぞれ６μｍになるようにハードコート層を設けた。得られたフィルムの表面の鉛筆硬度はＨＢであった。上記で得られたフィルムの片面に、フィルム温度を１５０℃に保った状態で、抵抗値２５６Ω／□のＩＴＯ透明導電膜をスパッタリング法により形成した。

（比較例１−３）：タッチパネルの作成

図２に示すタッチパネル１００において、比較例１−２にて得られたＩＴＯ電極フィルムを上側電極フィルム１１０として用い、該上側電極フィルムの透明導電膜と反対側の面に粘着層１０２を介して、偏光板１０１をその偏光軸が、位相差フィルム１１１の遅相軸（遅相軸の向き：延伸方向）と４５度の角度をなすように貼合し、パネルサイズが６３×８２ｍｍ（４インチ）のタッチパネルを製造した。なお下側電極基板１２０に、ＩＴＯ電極１２２付きの厚さ０．７ｍｍのガラス基板１２１を用い、その下側に粘着層１０４を介して、位相差フィルム１０５をその遅相軸が、位相差フィルム１１１の遅相軸と直交する角度で貼合した。得られたタッチパネルの反射率を分光光度計にて測定したスペクトルを図３に記載する。また、得られたタッチパネルの正面角度の透過率と、左右方向に４５度傾斜させた角度での透過率を分光光度計にて測定したスペクトルを図４および図５に併せて示す。

図３で示す通り、タッチパネルの反射率は、実施例、比較例ともに低反射特性が得られている。また、図４で示す通り、タッチパネルの正面角度の透過率は実施例、比較例同等であるが、左右方向に４５度傾斜させた角度での透過率は、実施例のタッチパネルの方が高く、ディスプレイの輝度向上に効果があることが確認された。

（環状オレフィン樹脂）

本発明の環状オレフィン系樹脂とは一般的な総称であり、具体的には、（ａ）環状オレフィンの開環（共）重合体を必要に応じ水素添加した重合体、（ｂ）環状オレフィンの付加（共）重合体、（ｃ）環状オレフィンとエチレン、プロピレン等α−オレフィンとのランダム共重合体、（ｄ）前記（ａ）〜（ｃ）を不飽和カルボン酸やその誘導体等で変性したグラフト変性体等が例示できる。環状オレフィンとしては特に限定するものではなく、例えばノルボルネン、テトラシクロドデセンや、それらの誘導体（例えば、カルボキシル基やエステル基を有するもの）が例示できる。

環状オレフィン系樹脂としては、市販品を使用することができる。市販品としては、例えば、日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR」、「ZEONEX」；JSR社製、商品名「ARTON」；三井化学社製、商品名「APEL」；Topas Advanded Polymer社製、商品名「TOPAS」等を挙げることができる。

本発明で使用する環状オレフィン系樹脂の吸水率（２３℃／２４時間）は、通常、０．００５〜０．１％程度であるのが好ましい。吸水率が、０．１％を超えると、得られる基板のガスバリア性能が低下する傾向にある。

本発明で使用する環状オレフィン系樹脂の屈折率は、通常、１．４９〜１．５５程度であり、光線透過率は、９３．０〜９０．８％程度である。

環状オレフィン系樹脂には紫外線吸収剤、無機や有機のアンチブロッキング剤、滑剤、静電気防止剤、安定剤等各種公知の添加剤を合目的に添加してもよい。

（ノルボルネンとエチレンとの共重合）

本発明の、ノルボルネンとエチレンとの共重合体とは例えば市販品を使用することができる。市販品としては、Topas Advanded Polymer社製、商品名「TOPAS」等を挙げることができる。
本発明で使用するノルボルネンとエチレンとの共重合体の吸水率（２３℃／２４時間）は、通常、０．００５〜０．１％程度であるのが好ましい。吸水率が、０．１％を超えると、得られる基板の寸法安定性が低下する傾向にある。
本発明で使用するノルボルネンとエチレンとの共重合体の屈折率は、通常、１．４９〜１．５５程度であり、光線透過率は、９３．０〜９０．８％程度である。
ノルボルネンとエチレンとの共重合体には紫外線吸収剤、無機や有機のアンチブロッキング剤、滑剤、静電気防止剤、安定剤等各種公知の添加剤を合目的に添加してもよい。

（製造方法）

環状オレフィン系樹脂からフィルムを得る方法は特に限定はなく、例えば溶液流延法、押出し法、カレンダー法等が例示できる。

（フィルム厚み）

環状オレフィン系樹脂フィルムは、２０〜３００μｍが好ましく、さらに好ましくは、４０〜２００μｍである。薄すぎるとフィルム強度が不足する傾向にあり、厚すぎるとガラス基板代替のプラスチック基板の特徴である、軽量、薄膜のメリットが低減する。

（表面処理）

環状オレフィン系樹脂フィルム表面の濡れ性及び接着性を向上させるために、フレーム処理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、イトロ処理、プライマー処理、化学薬品処理などの表面改質処理を行ってもよい。コロナ放電処理及び紫外線照射処理は、空気中、窒素ガス中、希ガス中等で行うことができる。このような表面改質処理によって、環状オレフィン系樹脂フィルム表面の濡れ張力を、４５０μＮ／ｃｍ（２３℃）以上とすることが好ましく、５００μＮ／ｃｍ（２３℃）以上とすることがより好ましい。

（延伸）

環状オレフィン系樹脂フィルムの延伸には、例えばロール延伸法、テンタークリップ延伸法、圧延法等が例示でき、特に延伸機を特定するものではない。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、耐久性の高いＩＴＯ透明電極膜を得ることができ、機械的、熱的負荷、入力動作に対しても耐久性が高く、かつ斜め方向からディスプレイを見た際に輝度の低下が少ないタッチパネルを与える。

１００タッチパネル
１０１偏光板
１０２粘着層
１０３ドットスペーサ
１０４粘着層
１０５位相差フィルム
１１０上側電極フィルム
１１１位相差フィルム
１１２ＩＴＯ電極
１２０下側電極基板
１２１ガラス基板
１２２ＩＴＯ電極

Claims

位相差π／２を生じさせるλ／４板で、Ｎｚ係数が１．４〜１．７になるようにされた位相差フィルムを用いたタッチパネル。
前記位相差フィルムは、ガラス転移温度が１５０℃以上の環状オレフィン系素材からなる請求項１に記載のタッチパネル。
前記位相差フィルムは、ノルボルネンとエチレンとの共重合比率が８０：２０〜９０：１０、ＭＶＲ（メルトボリュームレート）が０．８〜２．０ｃｍ^３／１０分である環状オレフィンの付加（共）重合体よりなり、１６０℃で３０分の熱処理による収縮率がＭＤ（流れ方向）、ＴＤ（垂直方向）ともに、０．５％以下である請求項１又は２に記載のタッチパネル。