JP2016126469A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】基材フィルム上に電極部を形成したタッチパネルにおいて、電極部のパターンを見えにくくする。【解決手段】タッチパネル１は、第１基材フィルム１１と、第１透明電極１５と、第２基材フィルム１３と、第２透明電極１７と、第２中間基材フィルム２１と、を備えている。第１透明電極１５は、第１基材フィルム１１上に形成されている。第２基材フィルム１３は、第１基材フィルム１１に対向して配置されている。第２透明電極１７は、第２基材フィルム１３上に形成されている。第２中間基材フィルム２１は、リタデーション値が３０００ｎｍ以上であり、第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３と収縮方向同士が一致するように配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、タッチパネルに関する。

従来、ＰＤＡ、ハンディターミナルなど携帯情報端末、コピー機、ファクシミリなどのＯＡ機器、スマートフォン、携帯電話機、携帯ゲーム機器、電子辞書、カーナビシステム、小型ＰＣ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型ＭＤ（ＰＭＤ）等の電子機器の液晶表示窓には、タッチパネルが使用されることが多い。いくつかの方式のタッチパネルの中で、指先で画面を叩く、弾く、摘むという操作で画像を拡大・縮小させるマルチタッチ機能や、視認性、耐久性に優れていることから、静電容量方式のタッチパネルの人気が高い。

静電容量方式のタッチパネルの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１において、タッチパネルは、上記した電子機器の液晶表示窓に配置され誘電体として機能する透光性を有したカバーパネル１２の裏面に接着された静電容量方式のフィルムセンサー３０として実現されている。
特許文献１の第３実施形態では、フィルムセンサー３０は、基材フィルム３２と、基材フィルム３２の面３２ａ上に形成された第１電極部４０と、基材フィルム３２の他方の側に積層された別の基材フィルム３３と、当該別の基材フィルム３３の面３３ａ上に形成された第２電極部４５と、を備えている。

特開２０１３−２１４１７３号公報

一般にカバーパネルは厚みが大きいので、タッチパネルのセンサ感度向上のために電極同士の距離を長く確保する必要がある。そこで、フィルムセンサの２枚の基材フィルムの間に、さらに、中間基材フィルムが設けられることがある。そのような中間基材フィルムには、偏光サングラス使用時の視認性向上のために、低リタデーション又は高リタデーションの材料が用いられる。
中間基材フィルムに高リタデーションの材料が用いられた場合、本発明の発明者は、電極部においてしわがよってしまい、その結果、電極部が目視できるようになる不具合が生じる問題に着目した。
本発明の発明者は、上記問題の原因を探求すると共に、当該問題を解決するための発明を以下の通り考案した。

本発明の課題は、基材フィルム上に電極部を形成したタッチパネルにおいて、電極部のパターンを見えにくくすることにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係るタッチパネルは、第１樹脂フィルムと、第１検出電極と、第２樹脂フィルムと、第２検出電極と、第３樹脂フィルムと、を備えている。
第１検出電極は、第１樹脂フィルム上に形成されている。
第２樹脂フィルムは、第１樹脂フィルムに対向して配置されている。
第２検出電極は、第２樹脂フィルム上に形成されている。
第３樹脂フィルムは、リタデーション値が３０００ｎｍ以上であり、第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムと収縮方向が一致するように配置されている。なお、収縮方向が一致するとは、両者が平行又は概ね平行である状態をいう。

高リタデーションの第３樹脂フィルムを用いている場合、従来であれば第１検出電極又は第２検出電極にシワが生じ、その結果第１検出電極又は第２検出電極が目視で確認されるという不具合が生じることがあった。その理由は、高温多湿の条件では第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムの収縮方向はＴＤになっており、それに対して、高リタデーションの第３樹脂フィルムの収縮方向はＭＤになっており、そのため両者の収縮方向が異なるように配置されていたからである。第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムでは、例えばハードコート及びＩＴＯがあることで水分が移動しにくくなっているので、第３樹脂フィルムと収縮方向が異なると、高温多湿から常温へ冷却される際の応力が高くなってしまう。

そこで、このタッチパネルでは、第３樹脂フィルムは、第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムと収縮方向同士が一致するように配置されている。
これにより、信頼試験後に電極のパターンが見えにくくなる。

第３樹脂フィルムは、第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとの間に配置されていてもよい。
この場合、第３樹脂フィルムによって、第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとの間の長さを調整可能である。

第３樹脂フィルムは、第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムとの間の外側に配置されていてもよい。

本発明に係るタッチパネルでは、電極部のパターンが見えにくくなる。

第１実施形態のタッチパネルの模式的構成図。 基材フィルムのＭＤを示す模式的斜視図。 第２実施形態のタッチパネルの模式的構成図。 基材フィルムのＭＤを示す模式的斜視図。 第３実施形態のタッチパネルの模式的構成図。 本発明の実施例におけるタッチパネルの表面の写真。 従来例におけるタッチパネルの表面の写真。

１．第１実施形態
図１を用いて、第１実施形態の静電容量方式のタッチパネルの一実施形態を説明する。図１は、第１実施形態のタッチパネルの模式的構成図である。
本発明の一見地に係るタッチパネル１は、第１基材フィルム１１（第１樹脂フィルムの一例）と、第１透明電極１５（第１検出電極の一例）と、第２基材フィルム１３（第２樹脂フィルムの一例）と、第２透明電極１７（第２検出電極の一例）と、第２中間基材フィルム２１（第３樹脂フィルムの一例）と、を備えている。
具体的には、タッチパネル１は、カバーパネル３と、その裏面に貼り付けら前述の構成（第１基材フィルム１１、第１透明電極１５、第２基材フィルム１３、及び第２透明電極１７、及び第２中間基材フィルム２１）を含むフィルムセンサ５とを備えている。フィルムセンサ５は、自己静電容量（Ｓｅｌｆ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式、相互静電容量（Ｍｕｔｕａｌ Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）方式のいずれでもよい。

フィルムセンサ５は、カバーパネル３の裏面側に貼り付けられている。カバーパネル３には、通常、ガラス板からなるカバーガラスや、プラスチック板からなるプラスチックカバーが用いられる。プラスチック板に用いる樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、環状オレフィンポリマー、脂環式メタクリレート、ＨＥＭＡヒドロキシエチルメタクリレート（ＰＨＥＭＡ）などの熱で軟化して流動させ型で成形でき、冷却すると固まる熱可塑性樹脂が挙げられる。また、ジエチレングリコールジアリルカーボネート（ＡＤＣ）、シロキサニルメタクリレート（ＳｉＭＡ）などの熱により網目状分子構造に化学変化する熱硬化性樹脂、紫外線などで常温のまま硬化する光硬化性樹脂なども用いることができる。中でも、ＰＭＭＡ及びＰＣは、光学用に利用される透明プラスチックの代表例として一般によく知られている。ＰＭＭＡは透明性が優れ、光学的歪みである複屈折も小さく、ＰＣは耐熱性が高い。
カバーパネル３の厚みは、５００μｍ〜２０００μｍの範囲にある。

本実施形態においては、カバーパネル３の裏面に第１接着層７が設けられる。第１接着層７は例えば透明光学接着剤が用いられる。そのような例としては、感圧接着剤（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ、以後「ＰＳＡ」という）がある。第１接着層７の材料は、例えば、アクリル系やシリコーン系、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤である。
第２基材フィルム１３は、第１基材フィルム１１に対向して配置されている。具体的には、第１基材フィルム１１は、カバーパネル３側に配置されており、第２基材フィルム１３は、カバーパネル３から離れて配置されている。第１基材フィルム１１と第２基材フィルム１３は、ＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：流れ方向）同士が平行になるように配置されている。したがって、ＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ：垂直方向）同士も互いに平行になっている。

第１透明電極１５は、第１基材フィルム１１上に形成されている。具体的には、第１透明電極１５は、第１基材フィルム１１の面上に所定のパターンで配置された導電体を有している。第２透明電極１７は、第２基材フィルム１３上に形成されている。第２透明電極１７は、第２基材フィルム１３の面上に所定のパターンで配置された導電体を有している。第１透明電極１５及び第２透明電極１７は、検出回路５１に接続されている。
第２中間基材フィルム２１は、リタデーション値が３０００ｎｍ以上であり、第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３とＭＤ同士が交差するように配置されている。この実施形態では、第２中間基材フィルム２１は、第１基材フィルム１１と第２基材フィルム１３との間に配置されている。

第１基材フィルム１１、第２基材フィルム１３及び第２中間基材フィルム２１の材料としては、透明性を有するポリエステル（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリル（ＰＡＣ）、ノルボルネン系の熱可塑性透明樹脂などのフィルム、又はそれらの積層体などが用いられる。シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）も利用可能である。
第１基材フィルム１１、第２基材フィルム１３及び第２中間基材フィルム２１の厚さは、２５μｍ〜８００μｍの範囲にある。

第１透明電極１５及び第２透明電極１７の材料としては、８０％以上の光線透過率（透光性）及び数ｍΩから数百Ωの表面抵抗値（導電性）を示すことが好ましく、例えば、酸化インジウム、酸化錫、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、錫アンチモン酸等の金属酸化物や、金、銀、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、ロジウム等の金属などで成膜することができる。これらの材料からなる第１透明電極１５及び第２透明電極１７の形成方法としては、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法、あるいはＣＶＤ法、塗工法等で透明導電膜を形成した後にエッチングによりパターニングする方法や、印刷法等がある。

タッチパネル１は、第２中間基材フィルム２１と第１基材フィルム１１の間に配置された、第１中間基材フィルム１９をさらに備えている。第１中間基材フィルム１９は、第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３と同じ材料を用いることができる。
第１基材フィルム１１と第１中間基材フィルム１９との間には、第２接着層３１が設けられている。第１中間基材フィルム１９と第２中間基材フィルム２１との間には、第３接着層３３が設けられている。第２中間基材フィルム２１と第２基材フィルム１３との間には、第４接着層３５が設けられている。第２接着層３１、第３接着層３３、及び第４接着層３５は、第１接着層７と同じ材料を用いることができる。
各接着層の厚みは、２５μｍ〜１７５μｍの範囲にある。

第１基材フィルム１１、第２基材フィルム１３及び第１中間基材フィルム１９のリタデーション値は例えば１０ｎｍ以下である。それに対して、第２中間基材フィルム２１のリタデーション値は例えば３０００ｎｍ〜１２０００ｎｍの範囲である。

高リタデーションの第２中間基材フィルム２１を用いている場合、従来であれば第１透明電極１５又は第２透明電極１７にシワが生じ、その結果第１透明電極１５又は第２透明電極１７が目視で確認されるという不具合が生じることがあった。その理由は、従来であれば、高温多湿の条件では第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３の収縮方向はＴＤであるのに対して、第２中間基材フィルム２１の収縮方向はＭＤであり、収縮方向が異なるように配置されていたからである。

以下、図２を用いて、基材フィルムのＭＤ同士の関係を説明する。図２は、基材フィルムのＭＤを示す模式的斜視図である。図２では、Ｘ方向とＹ方向が互いに直交する水平方向として示されている。
本実施形態では、第２中間基材フィルム２１は第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３とＭＤ同士が交差するように配置されている。より具体的には、図２に示すように、第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３のＭＤがＹ方向に平行であり、第２中間基材フィルム２１のＭＤがＸ方向に平行でありつまり第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３のＭＤに直交するように配置されている。ここでの直交とは、９０度及び９０度±数度の範囲を含む。
なお、この実施形態では、第１中間基材フィルム１９のＭＤが第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３のＭＤと平行になっているが、両者は互いに直交していてもよい。

これにより、例えば信頼性試験において第１基材フィルム１１、第２基材フィルム１３の収縮方向（ＴＤ、つまりＭＤに直交する方向であり、図２では左右方向）と第２中間基材フィルム２１の収縮方向（ＭＤ、つまり図２では左右方向）とが一致する。この結果、第１透明電極１５及び第２透明電極１７にシワが発生せず、そのため第１透明電極１５及び第２透明電極１７のパターンが見えにくくなる。
この実施形態では、第２中間基材フィルム２１は、第１基材フィルム１１と第２基材フィルム１３との間に配置されている。この場合、第２中間基材フィルム２１によっては、第１基材フィルム１１と第２基材フィルム１３との間の長さを調整可能である。

２．第２実施形態
第１実施形態では、第１基材フィルムと第２基材フィルムとの間には、第２中間基材フィルム以外に、第１中間基材フィルムが配置されていた。しかし、中間基材フィルムは１層であってもよい。そのような実施形態を以下に説明する。
図３及び図４に示すように、第１基材フィルム１１と第２基材フィルム１３との間には、中間基材フィルム２１Ａが設けられている。図３は、第２実施形態のタッチパネルの模式的構成図である。図４は、基材フィルムのＭＤを示す模式的斜視図である。

中間基材フィルム２１Ａは、第１実施形態の第２中間基材フィルム２１と同じ材料及び同じ構成である。具体的には、中間基材フィルム２１Ａのリタデーション値は、例えば３０００ｎｍ〜１２０００ｎｍの範囲である。
中間基材フィルム２１Ａは、第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３とＭＤ同士が交差するように配置されている。より具体的には、図４に示すように、第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３のＭＤがＹ方向に平行になっている場合に、第２中間基材フィルム２１のＭＤがＸ方向に平行であって第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３のＭＤに直交するように配置されている。

これにより、例えば信頼性試験において、第１基材フィルム１１及び第２基材フィルム１３の収縮方向（ＴＤ、つまりＭＤに直交する方向であり、図４では左右方向）と第２中間基材フィルム２１の収縮方向（ＭＤ、つまり図４では左右方向）とが一致する。この結果、第１透明電極１５及び第２透明電極１７にシワが発生せず、そのため第１透明電極１５及び第２透明電極１７のパターンが見えにくくなる。

３．第３実施形態
第１実施形態及び第２実施形態では、高リタデーションの基材フィルムは第１基材フィルムと第２基材フィルムとの間に配置されていたが、本発明はそのような実施形態に限定されない。以下、図５を用いて、高リタデーションの基材フィルムが第１基材フィルムと第２基材フィルムの間の外側に設けられた実施形態を説明する。図５は、第３実施形態のタッチパネルの模式的構成図である。

図５に示すように、第２基材フィルム１３の裏面には、外側基材フィルム２１Ｂが第５接着層４３を介して固定されている。外側基材フィルム２１Ｂのリタデーション値は例えば３０００ｎｍ〜１２０００ｎｍの範囲である。
この実施形態では、中間基材フィルム１９Ａが設けられており、そのリタデーション値は例えば１０ｎｍ以下である。なお、中間基材フィルム１９Ａは省略可能である。
この実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と同じ効果が得られる。

４．共通事項
上記第１〜第３実施形態は、下記の構成及び機能を共通に有している。
本発明の一見地に係るタッチパネルは、第１樹脂フィルム（例えば、第１基材フィルム１１）と、第１検出電極（例えば、第１透明電極１５）と、第２樹脂フィルム（第２基材フィルム１３）と、第２検出電極（第２透明電極１７）と、第３樹脂フィルム（例えば、第２中間基材フィルム２１、中間基材フィルム２１Ａ、外側基材フィルム２１Ｂ）と、を備えている。
第１検出電極は、第１樹脂フィルム上に形成されている。
第２樹脂フィルムは、第１樹脂フィルムに対向して配置されている。
第２検出電極は、第２樹脂フィルム上に形成されている。
第３樹脂フィルムは、リタデーション値が３０００ｎｍ以上であり、第１樹脂フィルム及び第２樹脂フィルムと収縮方向同士が一致するように配置されている。
これにより、例えば信頼性試験における第１樹脂フィルム、第２樹脂フィルム及び第３樹脂フィルムの収縮方向が一致し、それにより電極のパターンが見えにくくなる。

第１実施形態の構成のタッチパネルにおいて、高温高湿放置試験（８５℃９０％２４ｈ）後の電極パターン見えの確認を行った。各層の厚みは下記の通りである。
カバーパネル３：２０００μｍ
第１接着層７：１７５μｍ
第１基材フィルム１１：７５μｍ
第２接着層３１：７５μｍ
第１中間基材フィルム１９：５００μｍ
第３接着層３３：７５μｍ
第２中間基材フィルム：３００μｍ
第４接着層：７５μｍ
第２基材フィルム：７５μｍ
上記の条件を共通として、参考例では第２中間基材フィルムのＭＤと第１基材フィルム及び第２基材フィルムのＭＤとを平行にさせた。つまり、収縮方向が互いに異なるように両者を配置した。それに対して、実施例では第２中間基材フィルムのＭＤと第１基材フィルム及び第２基材フィルムのＭＤとを直交させた。つまり、収縮方向が互いに同じになるように両者を配置した。
上記の実験結果を図６及び図７に示す。図６は、本発明の実施例におけるタッチパネルの表面の写真である。図７は、参考例におけるタッチパネルの表面の写真である。
本発明のタッチパネルでは、図６に示すようにシワのない良好な状態が得られた。それに対して、参考例のタッチパネルでは、図７に示すように、シワが多数発生している状態が得られた。

５．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
いずれの基材フィルムも、単層樹脂フィルムに限定にされず、複数の樹脂フィルムの積層体であってもよい。
また、タッチパネルつまりフィルムセンサの層構成において、層の数、種類、位置、厚み等は、上記実施形態に限定されない。

本発明は、高リタデーション層を用いたタッチパネルに広く適用できる。

１ ：タッチパネル
３ ：カバーパネル
５ ：フィルムセンサ
１１ ：第１基材フィルム
１３ ：第２基材フィルム
１５ ：第１透明電極
１７ ：第２透明電極
２１ ：第２中間基材フィルム
２１Ａ ：中間基材フィルム
２１Ｂ ：外側基材フィルム

Claims (3)

1. 第１樹脂フィルムと、
   前記第１樹脂フィルム上に形成された第１検出電極と、
   前記第１樹脂フィルムに対向して配置された第２樹脂フィルムと、
   前記第２樹脂フィルム上に形成された第２検出電極と、
   リタデーション値が３０００ｎｍ以上であり、前記第１樹脂フィルム及び前記第２樹脂フィルムと収縮方向同士が一致するように配置された第３樹脂フィルムと、
   を備えたタッチパネル。
2. 前記第３樹脂フィルムは、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの間に配置されている、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記第３樹脂フィルムは、前記第１樹脂フィルムと前記第２樹脂フィルムとの間の外側に配置されている、請求項１に記載のタッチパネル。

Images