JP4348505B2

JP4348505B2 - Touch panel, manufacturing method thereof, and display device

Info

Publication number: JP4348505B2
Application number: JP2001132701A
Authority: JP
Inventors: 雪雄村上; 茂雄中村
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: JP2002328781A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タッチパネル及びその製造方法、並びにディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のタッチパネルとして、片側表面に抵抗膜が形成された２つの基板を、各抵抗膜が対向するようにスペーサを介して積層した抵抗膜式のものが広く知られており、例えば、ディスプレイ画面に配置されて使用される。最近では、カーナビゲーションやノートパソコン等のように屋外等で使用されることが多いため、外光の反射によるディスプレイの視認性低下を防ぐべく、上側基板の外面側に偏光板を貼り合わせて防眩性を付与したものが良く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の偏光板は高温下で大きく膨張するため、偏光板の線膨張係数が下側基板に比べて非常に大きい場合（例えば、下側基板がガラスの場合）、下側基板との間で膨張量の差を生じる結果、偏光板と共に上側基板が徐々に湾曲して膨らんでいく。この結果、タッチパネルの見栄えが悪くなるだけでなく、下側基板との間隔が広くなるので必要な押圧力が増大し、タッチパネルの操作性が悪化するという問題があった。
【０００４】
このため、特開２００１−３４４１８号公報には、上側基板よりも線膨張係数の小さい表面フィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム）を偏光板の外面側に貼り付けて、高温時における上側基板の膨らみを抑制する方法が開示されている。しかし、この方法による場合でも、０℃以下の低温時においては表面フィルムよりも上側基板の方が大きく収縮するため、やはりタッチパネルの膨らみを生じるおそれがあった。
【０００５】
このように、従来のタッチパネルは、高温時又は低温時のいずれかにおいて操作面の膨らみを生じることがあり、これが原因となって操作性の悪化を招いていた。特に最近では、液晶表示板の大型化に伴いタッチパネルも大型化する傾向にあるため、上述した膨らみに伴う問題がより顕著となっている。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、環境温度の変化に拘わらず操作性を良好に維持することができるタッチパネル及びその製造方法の提供を目的とし、更に、このようなタッチパネルを備えたディスプレイ装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、表面に抵抗膜がそれぞれ形成された一方基板及び他方基板を、前記各抵抗膜が対向するように所定の間隔をあけて配置し、前記一方基板、該一方基板の外面側に積層した偏光板、及び、該偏光板の外面側に積層した表面フィルムにより面状積層体を構成し、前記表面フィルムは、弾性材料からなり、線膨張係数が前記一方基板よりも小さいタッチパネルであって、前記表面フィルムには、常温下において張力が作用していることを特徴とするタッチパネルにより達成される。このタッチパネルにおいて、前記表面フィルムは、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
【０００８】
前記面状積層体は、変形が拘束されない状態で、前記一方基板側が凸となるように湾曲するように構成されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記他方基板の外面側に、該他方基板よりも線膨張係数が大きい補強フィルムを積層しても良い。
【００１０】
上記タッチパネルは、表面フィルムを偏光板に貼着する際に、前記表面フィルムに対して張力を作用させるタッチパネルの製造方法により製造することができる。
【００１１】
この製造方法においては、前記表面フィルム及び偏光板を積層した中間積層体を形成した後、該中間積層体を一方基板に貼着する際に、前記中間積層体に対して張力を作用させることが好ましい。或いは、高湿度処理により膨張させた偏光板を一方基板に貼着した後、前記偏光板が収縮してから、前記偏光板への前記表面フィルムの貼着を行うようにしても良い。
【００１２】
また、本発明の前記目的は、上述したタッチパネルと、表示面を有する表示手段とを備え、前記表示面の前面に前記タッチパネルを配置したディスプレイ装置によって達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。図１は、タッチパネルの全体構成を示す斜視図であり、図２は、このタッチパネルを分解した状態を示している。
【００１４】
図１に示すように、タッチパネル１００は、面状積層体１１０と下側基板１３０とを備えており、面状積層体１１０と下側基板１３０との間には、スペーサ１４０が介在され、更に、コネクタ１２０の差込部１４２が形成されている。
【００１５】
図２に示すように、面状積層体１１０は、下面（下側基板１３０と対向する面）側に抵抗膜１１１が設けられている。抵抗膜１１１は、例えばＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）からなり、スパッタリング加工により形成される。抵抗膜１１１の側辺部２カ所には、一対の電極１１２，１１２が対向するように設けられている。電極１１２，１１２は、配線パターン１１３を介して、差込部１４２に設けられた端子１１４，１１４にそれぞれ接続されており、コネクタ１２０の上面端子１２２と導通可能になっている。
【００１６】
また、下側基板１３０は、面状積層体１１０と同様に、ＩＴＯからなる抵抗膜１３１が上面（面状積層体１１０と対向する面）側に設けられ、抵抗膜１３１の側辺部２カ所に一対の電極１３２，１３２が対向して設けられている。下側基板１３０としては、厚みが０．５〜２ｍｍ程度の薄ガラスが好適である。
【００１７】
電極１３２，１３２は、対向方向が面状積層体１１０における電極１１２，１１２の対向方向と直交しており、配線パターン１３３を介して差込部１４２に設けられた端子１３４，１３４にそれぞれ接続されて、コネクタ１２０の下面端子１２３と導通可能になっている。
【００１８】
スペーサ１４０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどからなるフレーム状の部材であり、表裏面に塗布された接着剤により面状積層体１１０及び下側基板１３０の周縁部に貼着され、所定の間隔（例えば、１００μm程度）を保持している。コネクタ１２０の差込部１４２は、スペーサ１４０の一部を切除することによって形成されている。尚、スペーサ１４０には、差込部１４２以外にも数カ所において切除されており、これらは内圧上昇時の通気部１４１として機能する。
【００１９】
また、下側基板１３０の上面には、ドット状絶縁スペーサ１６０が略均一に配置されている。このドット状絶縁スペーサ１６０は、スペーサ１４０よりも低い高さに形成されている。
【００２０】
図３は、タッチパネル１００の断面を模式的に示すものである。同図に示すように、面状積層体１１０は、上面側（表面側）から順に、表面フィルム１０１、偏光板１０２及び上側基板１０４が積層された構成となっており、これらはアクリル系などの接着剤により貼り合わされている。
【００２１】
表面フィルム１０１は、上側基板１０４よりも線膨張係数が小さい弾性高分子材料を使用することができ、強度や操作性の観点から、厚みを５０〜２５０μm程度とすることが好ましく、７５〜１８８μmとすることがより好ましい。
【００２２】
偏光板１０２は、偏光子１０２ａの両面を保護フィルム１０２ｂ，１０２ｂで挟んだ構成となっている。偏光子１０２ａは、例えば、厚みが２０μm程度のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを一軸延伸により配向させた後にヨウ素を吸着させ、ホウ酸水処理を施してから緊張下で乾燥させることによって得られる。また、保護フィルム１０２ｂは、例えば、厚みが５０μm程度のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを使用することができる。
【００２３】
上側基板１０４は、全ての入射光に対して偏光性を有しない光等方性材料を使用することができ、脂肪族環状構造を有するノルボルネン系の透明熱可塑性樹脂フィルムを例示することができる。上側基板１０４の厚みは、２５〜２５０μmとすることが好ましく、５０〜２００μmとすることがより好ましい。
【００２４】
表面フィルム１０１の好適な具体例として、ポリオレフィン系樹脂フィルム（線膨張係数６．２×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃）からなる上側基板１０４に対しては、ＰＥＴフィルム（線膨張係数１．５×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／℃）からなる表面フィルム１０１を例示することができる。表面フィルム１０１としては、その他に、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮフィルム）などを使用することもできる。
【００２５】
本発明は、上記構成からなるタッチパネル１００において、表面フィルム１０１に張力が作用していることを特徴とするものである。このようなタッチパネル１００の製造方法の一例を、図４を参照しながら説明する。
【００２６】
まず、表面フィルム１０１に対してテンションをかけた状態で、表面フィルム１０１と偏光板１０２との貼り合わせを行う。これにより、積層後の表面フィルム１０１には張力が作用し、表面フィルム１０１及び偏光板１０２からなる中間積層体は、図４（ａ）に示すように、偏光板１０２側が凸になるように湾曲する。尚、表面フィルム１０１に対してテンションをかける方向は、長辺方向、短辺方向、対角方向など、表面に沿った任意の方向とすることができる。
【００２７】
次に、この中間積層体を伸ばしながら上側基板１０４との貼り合わせを行い、面状積層体１１０を得る。上述のように表面フィルム１０１には張力が作用しているので、面状積層体１１０は、図４（ｂ）に示すように、上側基板１０４側が凸になるように湾曲する。中間積層体を上側基板１０４に貼着する際に、中間積層体に対して張力を作用させることが好ましく、これによって上述した面状積層体１１０の湾曲状態をより確実に得ることができる。尚、中間積層体へのテンションも、表面に沿った任意の方向とすることができる。
【００２８】
そして、この湾曲した面状積層体１１０を伸ばしながら、周縁部においてスペーサ１４０を介して下側基板１３０に貼着することにより、図３に示すタッチパネル１００が完成する。
【００２９】
こうして得られたタッチパネル１００は、最も外側に位置する表面フィルム１０１の線膨張係数が上側基板１０４よりも小さいので、高温時においては、表面フィルム１０１よりも上側基板１０４の方が大きく膨張する。この結果、面状積層体１１０に対して上側基板１０４側が凸になるような力が作用するので、面状積層体１１０における操作面（最外面）の膨らみを防止することができる。
【００３０】
一方、低温時においては、表面フィルム１０１よりも上側基板１０４の方が収縮が大きくなるが、表面フィルム１０１には張力が作用しているため、従来の構成に比べて表面フィルム１０１は弾性によって縮みやすい状態にある。したがって、上側基板１０４の収縮に伴い、表面フィルム１０１も上側基板１０４と同程度収縮するので、やはり面状積層体１１０の操作面の膨らみを防止することができる。
【００３１】
このように、表面フィルム１０１に線膨張係数が小さい弾性高分子材料を使用し、この表面フィルム１０１に張力を作用させた状態にすることで、高温時及び低温時のいずれの場合もタッチパネル１００の操作性を良好に維持することが可能である。更に、表面フィルム１０１にＰＥＴフィルムを使用する場合、ＰＥＴフィルムは吸湿性がほとんどないため、高湿下において、表面フィルム１０１に覆われた偏光板１０２が吸湿して膨張するのを防ぐことができる。したがって、環境湿度の変化に拘わらず、操作性を良好に維持することができるという効果も奏する。
【００３２】
面状積層体１１０に対しては、常温下において下側基板１３０と接近するように湾曲しようとする力が作用するが、面状積層体１１０と下側基板１３０とが近接することによって生じる誤動作は、ドット状絶縁スペーサ１６０によって防止可能である。また、上下の抵抗膜１１１，１３１の接近により、各抵抗膜１１１，１３１の面で反射した光が相互に干渉して発生するニュートンリング（干渉縞）により表示面の視認性が低下するおそれがある場合には、図５に示すように、上側基板１０４の下面に微小な凹凸を形成してこの面に抵抗膜１１１を設けることで、抵抗膜１１１の表面に凹凸を形成することが好ましい。このような構成により、外部から入射した光が上側の抵抗膜１１１において乱反射するため、下側の抵抗膜１３１における反射光との干渉がほとんどなくなり、視認性を良好にすることができる。
【００３３】
完成後のタッチパネル１００においては、面状積層体１１０が伸ばされた状態で貼着されているため、表面フィルム１０１に張力が作用しているか否かを外観から判断するのが困難である。そこで、表面フィルム１０１に作用している張力の目安となる検査方法の一例を以下に示す。
【００３４】
まず、常温（２０℃）において、スペーサ１４０の内側に沿って面状積層体１１０を切り取る。次に、切り取った面状積層体１１０を、上側基板１０４が下方となるように水平面上に載置し、周縁部が反り上がるかどうかを確認する。本実施形態における面状積層体１１０は、切り取られて変形が拘束されない状態になると、周縁部が反り上がる（図４（ｂ）参照）。これに対し、従来のタッチパネルは、表面フィルムに張力が作用していないため、切り取った面状積層体の周縁部が反り上がることがない。したがって、製造後のタッチパネルに対してこのような検査を行うことにより、表面フィルム１０１に所望の張力が作用しているか否か、即ち、上述した効果を得ることができるか否かを容易に判別することができる。
【００３５】
水平面から周縁部までの最大反り高さは、例えば、面状積層体１１０を２１０×１５５ｍｍに切り取った場合において、５〜５０ｍｍであることが好ましく、１０〜２０ｍｍであることがより好ましい。最大反り高さが５ｍｍ未満の場合には、低温時における良好な操作性が得にくい一方、５０ｍｍより大きい場合には、面状積層体１１０と下側基板１３０との貼着作業が困難になる傾向にある。
【００３６】
このタッチパネル１００は、図３に示すように、表示手段としての液層表示板２００の上面（表示面）に設けられる。この液層表示板２００は、液晶セル２０１の表裏面に上側偏光板２０２及び下側偏光板２０３がそれぞれ配置された公知の構成である。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、防眩性を更に向上させるために、図６に示すように、偏光板１０２と上側基板１０４との間に、公知のλ／４位相差板１０３を備えた構成にしても良い。また、偏光板１０２の保護フィルム１０２ｂには、必要に応じて、ハードコート層、バリア層や、偏光子１０２ａとの易接着層、粘着層などを形成しても良い。
【００３８】
また、本実施形態においては、偏光子１０２ａの上下両面に保護フィルム１０２ｂを貼り付けているが、偏光子１０２ａの一方側にのみ保護フィルム１０２ｂを貼り付けた構成にしても良い。例えば、偏光子１０２ａの下面側に保護フィルム１０２ｂを設けずに、この保護フィルムの機能を、上側基板１０４（λ／４位相差板１０３を設ける場合には、λ／４位相差板１０３）に兼用させることが可能である。
【００３９】
また、面状積層体１１０を上側基板１０４側が凸となるように形成する方法としては、本実施形態で示したものに限られない。例えば、偏光板１０２を高湿槽などにおいて高湿度処理を行い吸湿膨張させた後、この偏光板１０２を高湿槽から取り出して一方面を上側基板１０４に貼着し、偏光板１０２が収縮してから偏光板１０２の他方面に張力を作用させた表面フィルム１０１を貼着するようにしても良い。偏光板１０２は高湿槽から取り出されると短時間で収縮するため、偏光板１０２及び上側基板１０４の積層体は上側基板１０４側が凸となるように湾曲する。したがって、表面フィルム１０１を貼着後の面状積層体１１０についても、上側基板１０４側が凸となる形状を容易に得ることができる。
【００４０】
また、図７に示すように、下側基板１３０の下面側（外面側）に、この下側基板１３０よりも線膨張係数が大きい補強フィルム１３８を設けることにより、低温時における操作性をより良好にすることができる。低温時においては、線膨張係数の差から下側基板１３０よりも補強フィルム１３８の方がより大きく収縮するため、下側基板１３０は上側（即ち、抵抗膜１３１側）が凸となるように湾曲しようとする。即ち、上下抵抗膜１１１，１３１間の間隔を狭める方向に下側基板１３０が変形しようとするため、操作性を良好に維持することができる。この補強フィルム１３８は、下側基板１３０がガラス板である場合に、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムや、ポリカーボネイト（ＰＣ）フィルムなどの偏光性を有しないフィルムを使用することができる。
【００４１】
また、液晶表示板２００についても、上記実施形態に限定されず、例えば、タッチパネル１００にλ／４位相差板を設ける場合には、液晶表示板２００についても、上側偏光板２０２の上面にλ／４位相差板を設けることが好ましい。また、液晶表示板２００を用いる代わりに、ブラウン管（ＣＲＴ）、エレクトロルミネッサンス（ＥＬ）、プラズマ（ＰＤＰ）などの種々の表示手段を用いることも可能であり、タッチパネル１００によって表示面の防眩性を得ることができる。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明を更に詳細に説明する。
【００４３】
（実施例１）
表面フィルム１０１としてのＰＥＴフィルム（ＡＧハードコート処理、厚さ１８８μm）にテンションをかけながら、偏光板１０２（「ＳＱ−１８５２Ａ」（高透過高偏光度仕様）、住友化学工業（株）製）に貼り合わせて中間積層体とし、更に、この中間積層体にテンションをかけながら、上側基板１０４としての光等方性フィルム（「アートンフィルム」、ＪＳＲ（株）製）に貼り合わせて、面状積層体１１０を得た。そして、この面状積層体１１０を、常法に従い、下側基板１３０としてのガラス板（厚さ０．７ｍｍ）にスペーサ１４０を介して貼着することにより、図３に示す構成のパネルサイズが１０．４インチ（２２５ｍｍ×１７５ｍｍ）であるタッチパネル１００を製造した。
【００４４】
そして、このタッチパネル１００の操作性を、以下に示す方法により評価した。即ち、−２０〜５０℃の範囲における所定の各環境温度下でタッチパネル１００を１時間放置した後、タッチパネル１００の操作面（表面フィルム１０１の外面）に対してシリコンゴム製の入力用ペンを用いて荷重を作用させることで抵抗膜１１１，１３１間を接触させ、この荷重を徐々に増加させて抵抗値が２．５ｋΩ以下になった時点での荷重値（以下、「作動荷重」という）を測定した。作動荷重が小さいほど入力容易で操作性が良好であると考えられることから、操作性に関し、作動荷重が１００ｇ未満を「◎」、１００ｇ以上２００ｇ未満を「○」、２００ｇ以上を「×」と評価した。この結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１から明らかなように、０℃以下の低温になると、温度低下に伴い作動荷重が増加する傾向にあるが、−２０℃の時点でも作動荷重は１６０ｇであり、使用温度範囲で良好な操作性を得ることができた。
【００４７】
最後に、常温（２０℃）下において、面状積層体１１０を２１０×１５５ｍｍの大きさに切り取り、水平面に載置した時の最大反り高さを測定したところ、１０ｍｍであった。
【００４８】
（実施例２）
下側基板１３０の下面側（外面側）に補強フィルム１３８としてのＴＡＣフィルム（厚さ８０μm）を貼り合わせる他は、実施例１と同様にして、図７に示す構成のタッチパネル１００を製造した。このタッチパネル１００の操作性を評価したところ、表１に示すように、０℃以下において温度低下と共に作動荷重が増加する傾向は実施例１と同様であるが、−２０℃の時点でも作動荷重は８０ｇであり、使用温度範囲でより良好な操作性を得ることができた。実施例１よりも操作性が良い結果となったのは、補強フィルム１３８により低温時の下側基板１３０の膨らみが抑制されるためと考えられる。
【００４９】
（実施例３）
表面フィルム１０１の貼着及び中間積層体の貼着の際に作用させるテンションを実施例１の場合よりも大きくする他は、実施例１と同様にして、図３に示す構成のタッチパネル１００を製造した。このタッチパネル１００の操作性を評価したところ、表１に示すように、−２０℃の時点でも作動荷重は増加せずに４０ｇのままであり、低温時においても非常に良好な操作性を得ることができた。
【００５０】
最後に、実施例１と同様に面状積層体１１０を切り取って、最大反り高さを測定したところ５０ｍｍであり、実施例１の場合よりも大きな値であった。これは、表面フィルム１０１に作用している張力が実施例１の場合よりも大きいためと考えられる。
【００５１】
（比較例１）
表面フィルム１０１の貼着及び中間積層体の貼着をテンションを作用させずに行う他は、実施例１と同様にして、図３に示す構成のタッチパネル１００を製造した。このタッチパネル１００の操作性を評価したところ、表１に示すように、０℃以下の低温になると作動荷重が急激に増加し、−２０℃においては３２０ｇという非常に大きな値であり、操作性が悪化した。
【００５２】
（比較例２）
下側基板１３０の下面側（外面側）に補強フィルム１３８としてのＴＡＣフィルム（厚さ８０μm）を貼り合わせる他は、比較例１と同様にして、図７に示す構成のタッチパネル１００を製造した。このタッチパネル１００の操作性を評価したところ、表１に示すように、０℃以下の低温になるとやはり作動荷重が急激に増加し、−２０℃において２２０ｇという大きな値となって、操作性が悪化した。このように、補強フィルム１３８によって比較例１よりも操作性の改善がみられるものの、実施例１〜３に示すような十分な効果が得られていないことがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、表面に抵抗膜がそれぞれ形成された一方基板及び他方基板を各抵抗膜が対向するように所定の間隔をあけて配置し、一方基板、該一方基板の外面側に積層した偏光板、及び、該偏光板の外面側に積層した表面フィルムにより面状積層体を構成し、表面フィルムは、弾性材料からなり、線膨張係数が一方基板よりも小さいタッチパネルであって、表面フィルムには、常温下において張力が作用しているので、低温時及び高温時のいずれの環境温度下においても、表面フィルムの操作面の膨らみを防止することができ、操作性を良好に維持することができる。
【００５４】
また、このタッチパネルにおいて、面状積層体は、変形が拘束されない状態で一方基板側が凸となるように湾曲するよう構成することで、良好な操作性をより確実に得ることができる。
【００５５】
また、他方基板の外面側に、該他方基板よりも線膨張係数が大きい補強フィルムを積層することにより、低温時において他方基板が一方基板との間隔を狭めるように湾曲する。したがって、従来において特に問題となっていた低温時の操作性の悪化を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るタッチパネルの斜視図である。
【図２】上記タッチパネルの分解状態を示す図である。
【図３】上記タッチパネルの積層構造を模式的に示す断面図である。
【図４】上記タッチパネルの製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るタッチパネルの積層構造を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態に係るタッチパネルの積層構造を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態に係るタッチパネルの積層構造を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１００タッチパネル
１０１表面フィルム
１０２偏光板
１０４上側基板
１１０面状積層体
１１１抵抗膜
１３０下側基板
１３１抵抗膜
１４０スペーサ
１６０ドット状絶縁スペーサ
２００液晶表示板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a touch panel, a manufacturing method thereof, and a display device.
[0002]
[Prior art]
As a conventional touch panel, a resistance film type in which two substrates each having a resistance film formed on one surface are laminated via a spacer so that the respective resistance films face each other is widely known. Arranged and used. Recently, since it is often used outdoors such as car navigation and laptop computers, a polarizing plate is attached to the outer surface of the upper substrate to prevent deterioration of display visibility due to reflection of external light. What gave glare was used well.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional polarizing plate expands greatly at high temperatures, when the linear expansion coefficient of the polarizing plate is much larger than that of the lower substrate (for example, when the lower substrate is glass), As a result of the difference in expansion amount, the upper substrate gradually curves and expands together with the polarizing plate. As a result, there is a problem that not only the appearance of the touch panel is deteriorated, but also the distance from the lower substrate is widened, so that the necessary pressing force is increased and the operability of the touch panel is deteriorated.
[0004]
For this reason, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-34418, a surface film (for example, polyethylene terephthalate (PET) film) having a smaller linear expansion coefficient than the upper substrate is attached to the outer surface side of the polarizing plate, and the upper substrate at a high temperature A method for suppressing the swelling of the ink is disclosed. However, even with this method, the upper substrate contracts more than the surface film at a low temperature of 0 ° C. or lower, which may cause the touch panel to swell.
[0005]
As described above, the conventional touch panel may cause the swell of the operation surface either at a high temperature or at a low temperature, which causes deterioration in operability. In particular, recently, the touch panel tends to be enlarged with an increase in the size of the liquid crystal display panel, and thus the problem associated with the above-described swelling has become more prominent.
[0006]
The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a touch panel capable of maintaining good operability regardless of changes in environmental temperature, and a method for manufacturing the same. An object of the present invention is to provide a display device provided with such a touch panel.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to dispose one substrate having a resistance film formed on the surface thereof and the other substrate at a predetermined interval so that the respective resistance films face each other, and the one substrate and the outer surface of the one substrate. A planar laminated body is constituted by a polarizing plate laminated on the side and a surface film laminated on the outer surface side of the polarizing plate, and the surface film is made of an elastic material and has a linear expansion coefficient smaller than that of the one substrate. And the said surface film is achieved by the touchscreen characterized by the tension | tensile_strength acting at normal temperature. In this touch panel, the surface film is preferably a polyethylene terephthalate film.
[0008]
The planar laminate is preferably configured to be curved so that the one substrate side is convex in a state where deformation is not constrained.
[0009]
Further, a reinforcing film having a larger linear expansion coefficient than the other substrate may be laminated on the outer surface side of the other substrate.
[0010]
The said touch panel can be manufactured with the manufacturing method of the touch panel which acts a tension with respect to the said surface film, when sticking a surface film on a polarizing plate.
[0011]
In this manufacturing method, after forming the intermediate laminate in which the surface film and the polarizing plate are laminated, when the intermediate laminate is bonded to one substrate, a tension is applied to the intermediate laminate. preferable. Alternatively, the surface film may be attached to the polarizing plate after the polarizing plate expanded by high humidity treatment is attached to one substrate and then the polarizing plate contracts.
[0012]
The object of the present invention is achieved by a display device comprising the above-described touch panel and display means having a display surface, wherein the touch panel is arranged on the front surface of the display surface.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the touch panel, and FIG. 2 shows a state in which the touch panel is disassembled.
[0014]
As shown in FIG. 1, the touch panel 100 includes a planar laminate 110 and a lower substrate 130, and a spacer 140 is interposed between the planar laminate 110 and the lower substrate 130. The insertion part 142 of the connector 120 is formed.
[0015]
As shown in FIG. 2, the planar laminate 110 is provided with a resistance film 111 on the lower surface (the surface facing the lower substrate 130). The resistance film 111 is made of, for example, ITO (indium-tin oxide) and is formed by sputtering. A pair of electrodes 112 are provided at two positions on the side of the resistance film 111 so as to face each other. The

electrodes

112 and 112 are connected to

terminals

114 and 114 provided in the insertion portion 142 via the wiring pattern 113, respectively, and can be electrically connected to the upper surface terminal 122 of the connector 120.
[0016]
Similarly to the planar laminate 110, the lower substrate 130 is provided with a resistance film 131 made of ITO on the upper surface (surface facing the planar laminate 110), and two side portions of the resistance film 131. A pair of

electrodes

132, 132 are provided to face each other. As the lower substrate 130, a thin glass having a thickness of about 0.5 to 2 mm is suitable.
[0017]
The

electrodes

132, 132 are opposed to the

terminals

134, 134 provided in the insertion part 142 via the wiring pattern 133, with the facing direction orthogonal to the facing direction of the

electrodes

112, 112 in the planar laminate 110. Thus, electrical connection with the lower surface terminal 123 of the connector 120 is possible.
[0018]
The spacer 140 is a frame-shaped member made of a polyethylene terephthalate (PET) film or the like, and is adhered to the peripheral portions of the planar laminate 110 and the lower substrate 130 with an adhesive applied to the front and back surfaces, and has a predetermined interval. (For example, about 100 μm). The insertion part 142 of the connector 120 is formed by cutting a part of the spacer 140. The spacer 140 is cut out at several locations other than the insertion portion 142, and these function as a ventilation portion 141 when the internal pressure is increased.
[0019]
Further, on the upper surface of the lower substrate 130, the dot-shaped insulating spacers 160 are arranged substantially uniformly. The dot-shaped insulating spacer 160 is formed at a lower height than the spacer 140.
[0020]
FIG. 3 schematically shows a cross section of the touch panel 100. As shown in the figure, the planar laminate 110 has a configuration in which a surface film 101, a polarizing plate 102, and an upper substrate 104 are laminated in order from the upper surface side (front surface side). Bonded with an adhesive.
[0021]
For the surface film 101, an elastic polymer material having a smaller linear expansion coefficient than that of the upper substrate 104 can be used. From the viewpoint of strength and operability, the thickness is preferably about 50 to 250 μm, and is 75 to 188 μm. More preferably.
[0022]
The polarizing plate 102 has a configuration in which both surfaces of a polarizer 102a are sandwiched between

protective films

102b and 102b. The polarizer 102a can be obtained by, for example, orienting a polyvinyl alcohol (PVA) film having a thickness of about 20 μm by uniaxial stretching, adsorbing iodine, performing boric acid water treatment, and drying under tension. In addition, as the protective film 102b, for example, a triacetyl cellulose (TAC) film having a thickness of about 50 μm can be used.
[0023]
The upper substrate 104 can be made of a light isotropic material that is not polarized with respect to all incident light, and can be exemplified by a norbornene-based transparent thermoplastic resin film having an aliphatic cyclic structure. The thickness of the upper substrate 104 is preferably 25 to 250 μm, and more preferably 50 to 200 μm.
[0024]
As a preferable specific example of the surface film 101, a PET film (linear expansion coefficient of 1.5) is used for the upper substrate 104 made of a polyolefin resin film (linear expansion coefficient 6.2 × 10 ⁻⁵ cm / cm / ° C.). A surface film 101 made of × 10 ⁻⁵ cm / cm / ° C. can be exemplified. As the surface film 101, polyethylene naphthalate (PEN film) or the like can be used.
[0025]
The present invention is characterized in that a tension is applied to the surface film 101 in the touch panel 100 configured as described above. An example of a method for manufacturing such a touch panel 100 will be described with reference to FIG.
[0026]
First, the surface film 101 and the polarizing plate 102 are bonded together with tension applied to the surface film 101. As a result, tension is applied to the surface film 101 after lamination, and the intermediate laminate composed of the surface film 101 and the polarizing plate 102 is curved so that the polarizing plate 102 side is convex as shown in FIG. To do. The direction in which the tension is applied to the surface film 101 can be any direction along the surface, such as a long side direction, a short side direction, or a diagonal direction.
[0027]
Next, bonding to the upper substrate 104 is performed while extending the intermediate laminate, and the planar laminate 110 is obtained. As described above, since the tension is applied to the surface film 101, the planar laminate 110 is curved so that the upper substrate 104 side is convex as shown in FIG. 4B. When adhering the intermediate laminate to the upper substrate 104, it is preferable to apply tension to the intermediate laminate, whereby the curved state of the planar laminate 110 described above can be obtained more reliably. In addition, the tension to the intermediate laminate can also be in any direction along the surface.
[0028]
Then, the touch panel 100 shown in FIG. 3 is completed by sticking to the lower substrate 130 via the spacer 140 at the periphery while stretching the curved planar laminate 110.
[0029]
In the touch panel 100 thus obtained, the coefficient of linear expansion of the outermost surface film 101 is smaller than that of the upper substrate 104, so that the upper substrate 104 expands more than the surface film 101 at a high temperature. As a result, a force that causes the upper substrate 104 side to protrude acts on the planar laminate 110, so that the operation surface (outermost surface) of the planar laminate 110 can be prevented from bulging.
[0030]
On the other hand, the shrinkage of the upper substrate 104 is larger than that of the surface film 101 at a low temperature. However, since the surface film 101 is under tension, the surface film 101 contracts due to elasticity compared to the conventional configuration. It is in an easy state. Therefore, as the upper substrate 104 contracts, the surface film 101 contracts to the same extent as the upper substrate 104, and thus the swelling of the operation surface of the planar laminate 110 can be prevented.
[0031]
In this way, by using an elastic polymer material having a small linear expansion coefficient for the surface film 101 and applying a tension to the surface film 101, the touch panel 100 can be used at both high and low temperatures. It is possible to maintain good operability. Furthermore, when a PET film is used as the surface film 101, the PET film has almost no hygroscopicity, and therefore, the polarizing plate 102 covered with the surface film 101 can be prevented from absorbing and expanding under high humidity. . Therefore, there is also an effect that the operability can be maintained satisfactorily regardless of changes in the environmental humidity.
[0032]
A force that tends to bend so as to approach the lower substrate 130 at normal temperature acts on the planar laminate 110, but a malfunction caused by the proximity of the planar laminate 110 and the lower substrate 130. Can be prevented by the dot-like insulating spacer 160. Further, due to the proximity of the upper and

lower resistance films

111 and 131, the visibility of the display surface may be reduced due to Newton rings (interference fringes) generated by the light reflected by the surfaces of the

resistance films

111 and 131 interfering with each other. In some cases, it is preferable to form irregularities on the surface of the resistive film 111 by forming minute irregularities on the lower surface of the upper substrate 104 and providing the resistive film 111 on this surface as shown in FIG. With such a configuration, light incident from the outside is diffusely reflected by the upper resistance film 111, so that there is almost no interference with reflected light from the lower resistance film 131, and visibility can be improved.
[0033]
In the completed touch panel 100, since the planar laminate 110 is stuck in a stretched state, it is difficult to determine from the appearance whether or not tension is acting on the surface film 101. Therefore, an example of an inspection method that serves as a guide for the tension acting on the surface film 101 is shown below.
[0034]
First, the planar laminate 110 is cut along the inside of the spacer 140 at room temperature (20 ° C.). Next, the cut planar laminate 110 is placed on a horizontal surface so that the upper substrate 104 is positioned downward, and it is confirmed whether the peripheral edge is warped up. When the planar laminate 110 in the present embodiment is cut out and the deformation is not restrained, the peripheral edge warps (see FIG. 4B). On the other hand, since the tension | tensile_strength has not acted on the surface film, the conventional touch panel does not warp the peripheral part of the cut surface laminated body. Therefore, by performing such an inspection on the manufactured touch panel, it is easily determined whether a desired tension is applied to the surface film 101, that is, whether the above-described effect can be obtained. can do.
[0035]
For example, when the planar laminate 110 is cut to 210 × 155 mm, the maximum warp height from the horizontal plane to the peripheral portion is preferably 5 to 50 mm, and more preferably 10 to 20 mm. When the maximum warp height is less than 5 mm, it is difficult to obtain good operability at low temperatures, while when it is greater than 50 mm, it is difficult to attach the planar laminate 110 and the lower substrate 130. There is a tendency.
[0036]
As shown in FIG. 3, the touch panel 100 is provided on the upper surface (display surface) of a liquid layer display panel 200 as display means. The liquid layer display panel 200 has a known configuration in which an upper polarizing plate 202 and a lower polarizing plate 203 are respectively disposed on the front and back surfaces of the liquid crystal cell 201.
[0037]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, in order to further improve the antiglare property, a known λ / 4 retardation plate 103 may be provided between the polarizing plate 102 and the upper substrate 104 as shown in FIG. The protective film 102b of the polarizing plate 102 may be provided with a hard coat layer, a barrier layer, an easy adhesion layer with the polarizer 102a, an adhesive layer, or the like as necessary.
[0038]
Moreover, in this embodiment, although the protective film 102b is affixed on both upper and lower surfaces of the polarizer 102a, you may make it the structure which affixed the protective film 102b only on the one side of the polarizer 102a. For example, the protective film 102b is not provided on the lower surface side of the polarizer 102a, and the function of this protective film is applied to the upper substrate 104 (λ / 4 phase difference plate 103 when the λ / 4 phase difference plate 103 is provided). It is possible to use both.
[0039]
Further, the method of forming the planar laminate 110 so that the upper substrate 104 side is convex is not limited to the one shown in this embodiment. For example, after polarizing plate 102 is subjected to high humidity treatment in a high-humidity tank or the like and hygroscopically expanded, the polarizing plate 102 is taken out of the high-humidity tank and attached on one side to the upper substrate 104, and the polarizing plate 102 contracts. Then, the surface film 101 in which tension is applied to the other surface of the polarizing plate 102 may be attached. Since the polarizing plate 102 contracts in a short time when taken out from the high-humidity tank, the laminate of the polarizing plate 102 and the upper substrate 104 is curved so that the upper substrate 104 side is convex. Therefore, a shape in which the upper substrate 104 side is convex can be easily obtained also for the planar laminate 110 after the surface film 101 is adhered.
[0040]
Further, as shown in FIG. 7, by providing a reinforcing film 138 having a larger linear expansion coefficient than that of the lower substrate 130 on the lower surface side (outer surface side) of the lower substrate 130, the operability at a low temperature is further improved. Can be. At a low temperature, the reinforcing film 138 contracts more than the lower substrate 130 due to the difference in linear expansion coefficient. Therefore, the lower substrate 130 is curved so that the upper side (that is, the resistance film 131 side) is convex. try to. That is, since the lower substrate 130 tends to be deformed in the direction of narrowing the interval between the upper and

lower resistance films

111 and 131, the operability can be maintained well. As the reinforcing film 138, when the lower substrate 130 is a glass plate, for example, a film having no polarizing property such as a triacetyl cellulose (TAC) film or a polycarbonate (PC) film can be used.
[0041]
Further, the liquid crystal display panel 200 is not limited to the above embodiment. For example, when a λ / 4 retardation plate is provided on the touch panel 100, the liquid crystal display panel 200 is also formed on the upper surface of the upper polarizing plate 202 by λ / It is preferable to provide a four phase difference plate. Further, instead of using the liquid crystal display panel 200, various display means such as a cathode ray tube (CRT), electroluminescence (EL), plasma (PDP) and the like can be used. Can be obtained.
[0042]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
[0043]
Example 1
While applying tension to the PET film (AG hard coat treatment, thickness 188 μm) as the surface film 101, the polarizing plate 102 (“SQ-1852A” (high transmission and high polarization degree specification), manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) Bonding to an intermediate laminate, and applying tension to the intermediate laminate, it is bonded to an optically isotropic film ("Arton Film", manufactured by JSR Corporation) as the upper substrate 104, and is laminated A body 110 was obtained. And by sticking this planar laminated body 110 to the glass plate (thickness 0.7mm) as the lower board | substrate 130 through the spacer 140 according to a conventional method, the panel size of the structure shown in FIG. The touch panel 100 which is 10.4 inches (225 mm x 175 mm) was manufactured.
[0044]
And the operativity of this touch panel 100 was evaluated by the method shown below. That is, after the touch panel 100 is left for 1 hour at predetermined environmental temperatures in the range of −20 to 50 ° C., an input pen made of silicon rubber is used for the operation surface of the touch panel 100 (the outer surface of the surface film 101). By applying a load, the

resistance films

111 and 131 are brought into contact with each other, and the load value when the resistance value becomes 2.5 kΩ or less by gradually increasing the load (hereinafter referred to as “working load”). It was measured. The smaller the operating load, the easier it is to input and the better the operability. With regard to operability, the operating load is less than 100 g as “◎”, 100 g or more but less than 200 g as “◯”, and 200 g or more as “x”. evaluated. The results are shown in Table 1.
[0045]
[Table 1]

[0046]
As is apparent from Table 1, when the temperature is lower than 0 ° C., the operating load tends to increase as the temperature decreases. However, the operating load is 160 g even at −20 ° C., and the operation temperature is good. I was able to get sex.
[0047]
Finally, when the planar laminate 110 was cut into a size of 210 × 155 mm under normal temperature (20 ° C.) and placed on a horizontal surface, the maximum warp height was measured and found to be 10 mm.
[0048]
(Example 2)
A touch panel 100 having the configuration shown in FIG. 7 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a TAC film (thickness: 80 μm) as the reinforcing film 138 was bonded to the lower surface side (outer surface side) of the lower substrate 130. When the operability of this touch panel 100 was evaluated, as shown in Table 1, the tendency of the operating load to increase with a decrease in temperature at 0 ° C. or lower is the same as in Example 1, but the operating load is still at −20 ° C. It was 80 g, and better operability could be obtained in the operating temperature range. The reason why the operability is better than that in Example 1 is considered to be because the swelling of the lower substrate 130 at the low temperature is suppressed by the reinforcing film 138.
[0049]
(Example 3)
The touch panel 100 having the configuration shown in FIG. 3 is manufactured in the same manner as in Example 1 except that the tension applied when the surface film 101 is adhered and the intermediate laminate is adhered is larger than that in Example 1. did. When the operability of this touch panel 100 was evaluated, as shown in Table 1, the operating load did not increase even at −20 ° C. and remained at 40 g, and a very good operability was obtained even at low temperatures. I was able to.
[0050]
Finally, the planar laminate 110 was cut out in the same manner as in Example 1 and the maximum warp height was measured. As a result, it was 50 mm, which was larger than that in Example 1. This is presumably because the tension acting on the surface film 101 is larger than in the case of Example 1.
[0051]
(Comparative Example 1)
A touch panel 100 having the configuration shown in FIG. 3 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the surface film 101 and the intermediate laminate were bonded without applying tension. When the operability of the touch panel 100 was evaluated, as shown in Table 1, the operating load rapidly increased at a low temperature of 0 ° C. or lower, and at -20 ° C., it was a very large value of 320 g. It got worse.
[0052]
(Comparative Example 2)
A touch panel 100 having the configuration shown in FIG. 7 was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that a TAC film (thickness: 80 μm) as the reinforcing film 138 was bonded to the lower surface side (outer surface side) of the lower substrate 130. When the operability of the touch panel 100 was evaluated, as shown in Table 1, the operating load suddenly increased at a low temperature of 0 ° C. or lower and became a large value of 220 g at −20 ° C., and the operability deteriorated. did. Thus, although the improvement of operativity is seen rather than the comparative example 1 by the reinforcement film 138, it turns out that sufficient effect as shown in Examples 1-3 is not acquired.
[0053]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the one substrate and the other substrate each having a resistance film formed on the surface thereof are arranged at predetermined intervals so that the respective resistance films face each other. A planar laminate is constituted by the polarizing plate laminated on the outer surface side of the one substrate and the surface film laminated on the outer surface side of the polarizing plate, the surface film is made of an elastic material, and the linear expansion coefficient is larger than that of the one substrate. Since the surface film is tensioned at room temperature, it can prevent the operation surface of the surface film from bulging at both low and high environmental temperatures. The operability can be maintained well.
[0054]
In this touch panel, the planar laminate can be configured to be curved so that one substrate side is convex in a state where deformation is not constrained, and thus, favorable operability can be obtained more reliably.
[0055]
Further, by laminating a reinforcing film having a larger linear expansion coefficient than that of the other substrate on the outer surface side of the other substrate, the other substrate is curved so as to narrow the distance from the one substrate at a low temperature. Therefore, it is possible to reliably prevent deterioration in operability at low temperatures, which has been a particular problem in the past.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a touch panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an exploded state of the touch panel.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a laminated structure of the touch panel.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method of the touch panel.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a laminated structure of a touch panel according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a laminated structure of a touch panel according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a laminated structure of a touch panel according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Touch panel 101 Surface film 102 Polarizing plate 104 Upper side board | substrate 110 Planar laminated body 111 Resistance film 130 Lower side board 131 Resistance film 140 Spacer 160 Dot-shaped insulating spacer 200 Liquid crystal display board

Claims

One substrate and the other substrate each having a resistance film formed on the surface are arranged at a predetermined interval so that the respective resistance films face each other,
The one substrate, a polarizing plate laminated on the outer surface side of the one substrate, and a surface laminate laminated on the outer surface side of the polarizing plate,
The surface film is made of an elastic material and has a linear expansion coefficient smaller than that of the one substrate.
Tension acts on the surface film at room temperature ,
The touch panel , wherein the planar laminate is curved so that the one substrate side is convex in a state where deformation is not constrained .

The touch panel according to claim 1, wherein the surface film is a polyethylene terephthalate film.

The planar laminate is cut out to 210 × 155 mm from the touch panel, and the planar laminate is placed on a horizontal plane so that the one substrate side is downward, and the maximum warpage from the horizontal plane to the peripheral edge of the planar laminate The touch panel according to claim 1 or 2, wherein the height is 5 to 50 mm.

The touch panel according to claim 1, wherein a reinforcing film having a larger linear expansion coefficient than that of the other substrate is laminated on the outer surface side of the other substrate.

One substrate and the other substrate each having a resistance film formed on the surface are arranged at a predetermined interval so that the respective resistance films face each other,
The one substrate, a polarizing plate laminated on the outer surface side of the one substrate, and a surface laminate laminated on the outer surface side of the polarizing plate,
The surface film is made of an elastic material and has a linear expansion coefficient smaller than that of the one substrate.
The surface film is a method of manufacturing a touch panel in which a tension acts at room temperature ,
A method of manufacturing a touch panel, wherein a tension is applied to the surface film when the surface film is attached to a polarizing plate.

6. After forming the intermediate laminated body which laminated | stacked the said surface film and the polarizing plate, when bonding this intermediate laminated body to one board | substrate, tension | tensile_strength is made to act on the said intermediate laminated body. The manufacturing method of the touch panel as described in any one of.

6. The surface film is attached to the polarizing plate after the polarizing plate expanded by high humidity treatment is attached to one substrate and then the polarizing plate contracts. Touch panel manufacturing method.

A display device comprising the touch panel according to claim 1 and display means having a display surface, wherein the touch panel is arranged on a front surface of the display surface.