JP5668390B2 - Display device with touch panel - Google Patents
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Description
本発明は、表示パネルの観察側にタッチパネルを搭載したタッチパネル付き表示装置に関する。 The present invention relates to a display device with a touch panel in which a touch panel is mounted on the observation side of a display panel.
タッチパネルにはその入力原理によって、光学式、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式または電磁誘導式等の方式がある。最近では中でもマルチタッチができる静電容量方式が利用されている。この静電容量方式のタッチパネルを搭載した表示装置の構成としては、LCD等の表示パネル、その表示パネルの観察側に表示パネルからのノイズを防ぐためのシールド層を設けてあり、その観察側にはタッチパネルが設置され、さらに、タッチパネルよりも前面側には接着層等を介して指が触れる部分としてカバーレンズ等が搭載されている。この静電容量方式タッチパネルの動作原理は、指が最表面層に触れることにより生じるタッチパネル内の電極の静電容量の変化を検知し、変化の大きさ、変化した場所、指の触れられた状態、指の動きについてデーター化し、動作するようになっている。 Depending on the input principle of the touch panel, there are optical, resistive, capacitive, ultrasonic, electromagnetic induction, and other systems. Recently, a capacitance method capable of multi-touch is used. As a configuration of a display device equipped with this capacitive touch panel, a display panel such as an LCD, a shield layer for preventing noise from the display panel is provided on the observation side of the display panel, and the observation side thereof is provided. A touch panel is installed, and a cover lens or the like is mounted on the front side of the touch panel as a part where a finger touches through an adhesive layer or the like. The principle of operation of this capacitive touch panel is to detect changes in the capacitance of the electrodes in the touch panel caused by the finger touching the outermost surface layer. , Digitized data about the movement of the finger, and is designed to work.
この静電容量方式のタッチパネルは、X方向とそれと直交するY方向の2方向の電極が必要とされ、指が触れた時の静電容量の変化を検出することで、その座標を検出して、タッチ位置やタッチ動作を認識するようになっている。また、X電極層とY電極層同士は互いに接することはなく、絶縁膜を介して積層されている。そして、X電極とY電極には透明導電材料が主に使われており、各々基材上に導電材料を成膜、パターニングして電極層を形成している。この電極のパターニング形状には、線状やダイヤモンド型などがある。 This capacitive touch panel requires electrodes in two directions, the X direction and the Y direction perpendicular to it, and detects the coordinates by detecting the change in capacitance when touched by a finger. The touch position and touch operation are recognized. Further, the X electrode layer and the Y electrode layer are not in contact with each other, and are laminated via an insulating film. A transparent conductive material is mainly used for the X electrode and the Y electrode, and an electrode layer is formed by depositing and patterning a conductive material on each substrate. The patterning shape of the electrode includes a linear shape and a diamond shape.
また、X電極層とY電極層はそれぞれ基材に成膜、パターニングして接着層を介して貼り合わせる場合と一つの基材の両面側に導電材料を成膜してパターニングする場合とがある。電極材料としては透明導電材料であるITO(酸化インジウムスズ)が用いられることがほとんどである。 In addition, the X electrode layer and the Y electrode layer may be formed and patterned on a base material and bonded together via an adhesive layer, or the conductive material may be formed and patterned on both sides of one base material. . In most cases, ITO (indium tin oxide), which is a transparent conductive material, is used as the electrode material.
上記のような静電容量方式のタッチパネルは、精密な静電容量の変化を検出する必要があるために周辺部品からのノイズに非常に敏感である。したがって、タッチパネルを搭載した表示装置にあっては、タッチパネルと表示パネルの間に表示パネルからの電気的ノイズを遮断するためのシールド層が備えられている。このシールド層の材料は、透明かつ導電性のあるものが求められ、したがって、その材料としては、タッチパネルの電極と同一材料であるITOが用いられていることがほとんどである。このシールド層のITO膜は、パターニングの必要はなく、基材全面に成膜されている。 The capacitive touch panel as described above is very sensitive to noise from peripheral components because it needs to detect a precise change in capacitance. Therefore, in a display device equipped with a touch panel, a shield layer for blocking electrical noise from the display panel is provided between the touch panel and the display panel. The material of the shield layer is required to be transparent and conductive. Therefore, as the material, ITO, which is the same material as the electrode of the touch panel, is mostly used. The ITO film of the shield layer does not need to be patterned and is formed on the entire surface of the substrate.
しかしながら、ITO膜は、L*a*b*表色系でのb*値が比較的高く黄色味を帯び易いため、シールド層にもITO膜を使用すると、静電容量方式タッチパネルを搭載した表示装置ではITO層がタッチパネル部分のITO層も含めると3層積層されていることになり、色味がより黄色味がかってしまい、光学特性が悪化してしまうという問題があった。また、ITOはこれを成膜するには高価な真空スパッタ装置が必要であり、このため、コストや生産性の上でもより良い改善が求められている。 However, since the ITO film has a relatively high b * value in the L * a * b * color system and tends to be yellowish, if an ITO film is used for the shield layer, a display equipped with a capacitive touch panel In the apparatus, when the ITO layer includes the ITO layer of the touch panel portion, three layers are laminated, and there is a problem that the color becomes more yellowish and the optical characteristics deteriorate. In addition, ITO requires an expensive vacuum sputtering apparatus to form the film, and therefore, further improvement in cost and productivity is demanded.
上記の問題への対策として、静電容量のタッチパネル内の電極構造を工夫して、シールド層をタッチパネル内部に組み込む構造を用いている事例もある(特許文献1)。しかしながら、この方式はタッチパネルやシールド層の構造や配線のしくみが本発明とは違うことから本発明とは異なる方法での技術である。 As a countermeasure to the above problem, there is an example in which the electrode structure in the capacitive touch panel is devised and a shield layer is incorporated in the touch panel (Patent Document 1). However, this method is a technique different from the present invention because the structure of touch panel and shield layer and the structure of wiring are different from the present invention.
本発明は、タッチパネルと表示パネルの間に搭載されるシールド層に、コーター等で塗工可能な導電性ポリマーを塗布した基材を用いることで、光学特性が良好であり、低コスト、高生産性のタッチパネル付き表示装置を提供することを目的とする。 The present invention uses a base material coated with a conductive polymer that can be coated with a coater or the like on a shield layer mounted between a touch panel and a display panel, so that optical characteristics are good, low cost, and high production. An object is to provide a display device with a touch panel.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、表示パネルの観察側にタッチパネルを搭載した表示装置において、両者の間に電気的ノイズを防ぐためのシールド層を設け、前記シールド層が導電性ポリマーを含む透明導電膜であり、前記タッチパネルは、酸化インジウムスズを用いて形成された導電膜層を備えて、前記タッチパネルにおけるL*a*b*表示系でのb*値がプラスの値であり、前記シールド層の含む前記導電性ポリマーが、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンであり、前記シールド層が、前記シールド層における前記b*値をマイナスの値とする膜厚を有することを特徴とするタッチパネル付き表示装置とした。
また、請求項2に係る発明は、前記タッチパネルが投影型静電容量方式のタッチパネル
であることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル付き表示装置とした。
また、請求項3に係る発明は、前記タッチパネル付き表示装置におけるL*a*b*表示色系でのb*値が1.0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付き表示装置とした。
In order to solve the above problems, the invention according to
The invention according to
The invention according to
本発明は、導電性ポリマーを用いる。導電性ポリマーは、b*値がマイナスの値で青みを帯びているものが多い。そして、これを選ぶことが容易であることから、タッチパネルが黄色味を帯びることを防ぐ有効な対策となる。これにより、光学特性の良好なタッチパネルを提供することが可能である。また、主に液体に分散させることが可能であるため、ITO成膜時に必要な高価な真空装置などを必要とせず、ウェット(WET)で塗工することができ、生産性向上、コストダウンを図ることが可能である。 The present invention uses a conductive polymer. Many conductive polymers are bluish with a negative b * value. And since it is easy to choose this, it becomes an effective measure which prevents a touch panel from becoming yellowish. Thereby, it is possible to provide a touch panel with good optical characteristics. In addition, since it can be dispersed mainly in liquid, it can be applied by wet (WET) without the need for expensive vacuum equipment required for ITO film formation, improving productivity and reducing costs. It is possible to plan.
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るタッチパネル付き表示装置の構成を示す断面図である。このタッチパネル付き表示装置は、表示パネル30と、これより観察側に構成されるタッチパネル10と、このタッチパネル10のさらに観察側の面に接着剤層50を介して積層されるフロントパネル層40と、表示パネル30とタッチパネル10との間に介在するシールド層20とから成る。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a display device with a touch panel according to an embodiment of the present invention. The display device with a touch panel includes a
図2は、タッチパネル10を構成している電極付きフィルムの構成を示す断面図である。タッチパネル10は、まず、基材11上に光硬化樹脂としてのUV(紫外線)硬化樹脂層12を積層する。基材11に対するUV硬化樹脂層の積層は、基材11のいずれかの片側に設けるものでも基材11の両側に設けるものであってもよい。図2は、基材11の片側にUV硬化樹脂層12を設けた場合を示してある。UV硬化樹脂層12の上には、電極となる導電膜層14が積層される。この場合、硬化樹脂層12と導電膜層14との間に光学機能層13を設けることが好ましい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the electrode-attached film constituting the
図3は、導電膜層をパターニングした積層体15の断面を示している。導電膜層のパターニングとしては、例えばレジスト塗布、露光、エッチング、レジスト剥離という工程を経て、導電性パターン部と非導電性パターン部を形成する。また、パターニング方法としては、フォトリソ、スクリーン印刷、レーザーによるパターニングなど、どの方法を用いても構わない。電極のパターニングの例としては、菱形状、線状等があるが、本発明の場合では、菱形状のものがよく用いられる。図4は、導電膜層を菱形状にパターニングしたものを上から見た状態を示している。
FIG. 3 shows a cross section of the
また、図5で示す形態は、積層体15を、接着層16を介して、2つ重ねたものであり、これは2つの電極層を持つタッチパネル10となる。導電膜層を菱形状にパターニングした場合は一方の導電膜層14の導電性パターン部ともう一方の導電膜層14´の導電性パターン部が重なり合わないように積層するようにする。図4で示すパターニングを例にすると、90℃回転させたパターンを上から見た時に図6のようになるように重ね合わせるようにする。これにより、どちらか一方がX方向の静電容量変化を検知し、もう一方がY方向の変化を検知することが可能となる。
In the form shown in FIG. 5, two
次に、図7に示す、タッチパネル部の別の構成のタッチパネル10´について記述する。これは、基材11の両側に光硬化樹脂としてのUV硬化樹脂層12および12´を各々積層する。UV硬化樹脂層12および12´の上にはそれぞれに導電膜層14および14´が積層される。硬化樹脂層12および12´と導電膜層14および14´との間には光学機能層13および13´を設けることも好ましい。続いて、導電膜層14および14´のパターニングを行う。このパターニングは例えばレジスト塗布、露光、エッチング、レジスト剥離という工程を経て、導電性パターン部と非導電性パターン部が形成される。図4に示すような菱形状にパターニングする場合はエッチング後の導電膜層14および14´の導電性パターン部が重ならないようにする。図7はタッチパネル10´の断面した状態を示している。
Next, a
基材11としては、透明なガラスおよびプラスチックフィルムが用いられる。プラスチックフィルムとしては、成膜工程および後工程において十分な強度があり、表面が平滑なものであれば特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリアクリレートフィルム、ポリイミドフィルムなどが挙げられる。これらの基材には、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤、易接着剤などの添加剤が含まれるものでも構わない。また、密着性を良くする為に、コロナ処理、低温プラズマ処理を施しても構わない。
As the
光硬化樹脂としてのUV硬化樹脂層12および12´としては、透明性と適度な硬度および強度があれば特に限定されるものではない。望ましくは基材11と屈折率が同等もしくは近似しているものを選択する。また、樹脂層12および12´としては光硬化樹脂だけでなく、熱硬化樹脂等の硬化樹脂を使用することも可能である。
The UV curable resin layers 12 and 12 'as the photo curable resin are not particularly limited as long as they have transparency and appropriate hardness and strength. Desirably, a material whose refractive index is equal to or close to that of the
光学機能層13としては、無機化合物を用いる場合、酸化物、硫化物、フッ化物、窒化物などが挙げられる。具体的には、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、硫化亜鉛、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化ニオブ、酸化タンタルなどが挙げられる。これら無機化合物はその材料および膜厚により屈折率が異なるため、目的に合わせた材料を特定の膜厚で形成することにより光学特性を調整することが可能となる。また、光学機能層13は1層だけに留まらず、複数層あってもよい。
As the optical
導電膜層14および14´としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのいずれか、またはこれらの混合酸化物、さらにはその他添加剤が加えられた物等が挙げられ、目的・用途によって選択可能であり、それに限定されるものではない。タッチパネルにおいて最もよく用いられるものとしては酸化インジウムスズ(ITO)である。
Examples of the
そして、図1に示すように、タッチパネル10または10´と、表示パネル30は、シールド層20を介して組み立てられる。ここでのシールド層20は表示パネルからの電気的なノイズをタッチパネル部10または10´に与えないために組み込まれる層であり、透明かつ導電性を備えている必要がある。
As shown in FIG. 1, the
本発明におけるシールド層20の構成の例を図8に示す。基材21上に導電膜層22が積層される。基材21と導電膜層22の間に硬化樹脂層としてUV硬化樹脂層23を介在させてもよい。
An example of the configuration of the
基材21としては、透明なガラスおよびプラスチックフィルムが用いられる。このプラスチックフィルムとしては、成膜工程および後工程において十分な強度があり、表面が平滑なものであれば、特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルスルフォンフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリアクリレートフィルム、ポリイミドフィルムなどが挙げられる。これらの基材には、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤、易接着剤などの添加剤が含まれていても構わない。また、密着性を良くするために、コロナ処理、低温プラズマ処理を施しても構わない。 As the substrate 21, transparent glass and plastic film are used. The plastic film is not particularly limited as long as it has sufficient strength in the film-forming process and the subsequent process and has a smooth surface. For example, polyethylene terephthalate film, polybutylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polycarbonate film , Polyether sulfone film, polysulfone film, polyacrylate film, polyimide film and the like. These base materials may contain additives such as an antioxidant, an antistatic agent, an ultraviolet ray inhibitor, a plasticizer, a lubricant, and an easy adhesive. In order to improve adhesion, corona treatment or low-temperature plasma treatment may be performed.
本発明の実施形態では、導電膜層22に用いる導電性材料として導電性ポリマーを用いている。この導電性ポリマーとしてはπ共役系高分子が用いられる。例えばポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリフェニレンスルフィド、ポリピリジルビニレン、及びポリアジン等が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、また、目的に応じて2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でもポリエチレンジオキシチオフェンは表面抵抗値が数百Ω/□程度で透明性が比較的良好であり、b*値がマイナスであり、若干青味を帯びていることから、シールド層として用いた場合に表示パネル全体の色味を悪化させないものとして好適に用いることが可能である。
In the embodiment of the present invention, a conductive polymer is used as the conductive material used for the
導電膜層22を基材21に積層する方法としては、スピンコート法、ローラコート法、バーコート法、ディップコート法、グラビアコート法、カーテンコート法、ダイコート法、スプレーコート法、ドクターコート法、ニーダーコート法等の塗布法や、スクリーン印刷法、スプレー印刷法、インクジェット印刷法、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法等の印刷法コート等によるコーティングで塗布される。
As a method of laminating the
導電膜層22に用いる導電性ポリマーは、上記塗工方法からして液状になっていることが好ましい。液状にするためには、水、または有機溶媒、例えばアルコール、エーテル、ケトン、エステル、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アミドなどに溶解または分散させて用いることが好ましい。中でも水やメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールといった溶媒がコスト的にも容易に用いることが可能である。この場合、ポリマーの分散性をよくするために分散剤や界面活性剤等の添加剤を加えても構わないし、導電膜の膜強度を強くするために添加剤を加えたり、膜硬化を促進するための硬化剤を加えても構わない。
It is preferable that the conductive polymer used for the
導電膜22の膜の硬化方法としては、用いるπ共役系高分子の種類や添加している硬化剤の種類によって熱硬化もしくはUV硬化等の硬化手段により硬化させることが可能である。
As a method for curing the film of the
前記記載のπ共役系高分子ではそれ単独では導電性が発現せず、ドーパントを添加することによりプラスまたはマイナスの電荷がπ共役系高分子に付与されて導電性を持つ場合もある。従って、ドーパントを加えることも好ましく行われる。例えばポリジオキシチオフェンの場合はポリスチレンスルホン酸がドーパントとして添加されることが一般的である。 The π-conjugated polymer described above does not exhibit conductivity by itself, and may have conductivity by adding a positive or negative charge to the π-conjugated polymer by adding a dopant. Therefore, it is also preferable to add a dopant. For example, in the case of polydioxythiophene, polystyrene sulfonic acid is generally added as a dopant.
導電膜層22のb*値はマイナス方向に値が大きいほど青味が強いものとなり、黄色味を抑制する効果がある。b*値は導電性ポリマー膜の膜厚を変化させることで制御可能であり、タッチパネルの黄色味の程度によって、最も適切な膜厚の導電性ポリマー膜を塗工することが可能である。
As the b * value of the
表示パネル30の構造としては、例えば、LCD表示パネルの場合、液晶を駆動させるためのスイッチング素子が配置され電極層が設けられた基板(アレイ基板)と、対向する電極層が形成されたカラーフィルター基板とが液晶層を挟んで構成されており、アレイ基板とカラーフィルター基板にはそれぞれ偏光板が取付けられているような極一般的な表示パネルを用いる。また、表示パネル30の駆動方式としては特に限定されるものではなく、IPS方式、TN方式、VA方式等のLCD表示器が用いられる。表示パネル30の構造は、表示パネルの観察側にタッチパネルを備えることができる表示パネルであれば、上記構造に限定されない。
As the structure of the
以下に本発明の実施例を示すが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例のものに限られるものではない。 Examples of the present invention are shown below, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
PET(ポリエチレンテレフタレート)基材(125μm)上にUV硬化樹脂を塗布、その上にNb2O3(膜厚10nm)、SiO2(膜厚50nm)を真空成膜、さらにITO(膜厚40nm)を成膜した。ITO層にフォトリソグラフィー法でレジストを塗布し、UV照射による硬化後、塩酸(0.1%)によるエッチング、水酸化ナトリウム溶液(1%)によりレジスト剥離を行い、導電膜のパターニングを行った。この導電膜フィルムを、粘着剤を介して2枚貼り合わせてタッチパネルとした。
A UV curable resin was applied on a PET (polyethylene terephthalate) substrate (125 μm), and Nb 2 O 3 (
また、PET基材(125μm)上にUV硬化樹脂を塗布、その上にドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を含むポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)分散液をマイクログラビアコーターで塗布し、100℃のオーブンに通して溶剤の乾燥および硬化を行った(膜厚100nm)。この導電膜フィルムをシールド層として、タッチパネルの観察側とは反対側に設置し、タッチパネルの観察側から色調b*値を測定した。 In addition, a UV curable resin is applied onto a PET substrate (125 μm), and a polyethylenedioxythiophene (PEDOT) dispersion containing polystyrene sulfonic acid as a dopant is applied thereon with a micro gravure coater and passed through an oven at 100 ° C. The solvent was dried and cured (film thickness 100 nm). This conductive film was used as a shield layer on the side opposite to the observation side of the touch panel, and the color tone b * value was measured from the observation side of the touch panel.
PET基材(50μm)上に、UV硬化樹脂を塗布、その上にITO(膜厚40nm)を真空成膜した。この導電膜フィルムをシールド層として、実施例1に記載したタッチパネルの観察側とは反対側に設置し、タッチパネルの観察側から色調b*値を測定した。
A UV curable resin was applied on a PET substrate (50 μm), and ITO (
b*値の測定結果を、表1に示す。この表1よれば、比較例の場合はITO膜がタッチパネルの部分とシールド層で2層重なることでb*値が高く、黄色味を帯びてしまった。一方、実施例の場合はタッチパネルと併せた場合のb*が比較例の場合に比べてゼロに近い値となっており、黄色味が抑制された結果となった。
10 :タッチパネル
10´:タッチパネル
11 :基材
12 :UV硬化樹脂層
12´:UV硬化樹脂層
13 :光学機能層
13´:光学機能層
14 :導電膜層、
14´:導電膜層
15 :エッチング後電極付き積層フィルム
16 :粘着層
20 :シールド層
21 :基材
22 :導電膜層
23 :UV硬化樹脂層
30 :表示パネル
40 :接着剤層
50 :フロントパネル
10: Touch panel 10 ': Touch panel 11: Substrate 12: UV curable resin layer 12': UV curable resin layer 13: Optical functional layer 13 ': Optical functional layer 14: Conductive layer,
14 ': Conductive film layer 15: Laminated film with electrode after etching 16: Adhesive layer 20: Shield layer 21: Base material 22: Conductive film layer 23: UV cured resin layer 30: Display panel 40: Adhesive layer 50: Front panel
Claims (3)
前記表示パネルと前記タッチパネルとの間に電気的ノイズを防ぐためのシールド層を設け、前記シールド層が導電性ポリマーを含む透明導電膜であり、
前記タッチパネルは、酸化インジウムスズを用いて形成された導電膜層を備えて、前記タッチパネルにおけるL*a*b*表示色系でのb*値がプラスの値であり、
前記シールド層の含む前記導電性ポリマーが、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンであり、前記シールド層が、前記シールド層における前記b*値をマイナスの値とする膜厚を有することを特徴とするタッチパネル付き表示装置。 In a display device with a touch panel provided with a touch panel on the observation side of the display panel,
The display panel and provided with a shield layer for preventing electrical noise between the touch panel, Ri transparent conductive film der including the shield layer is a conductive polymer,
The touch panel includes a conductive film layer formed using indium tin oxide, and the b * value in the L * a * b * display color system in the touch panel is a positive value.
The conductive polymer containing the said shield layer is a polyethylene dioxythiophene or polyaniline, the shielding layer, wherein the Rukoto to have a thickness to the b * values a negative value in the shield layer Display device with touch panel.
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