JP6995263B1 - タッチセンサ及び入力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムを有するタッチセンサのセンサ本体に環境温度の変化に起因して生じる亀裂を抑制する。【解決手段】液体光学透明接着剤層６０は、固体部材であるガラス板１１０に接着した接着剤の硬化体を含む接着剤層である。フィルム状のセンサ本体４０は、液体光学透明接着剤層６０によってガラス板１１０に固着され、接触点の表示領域上の位置を検出する。センサ本体４０の透光性樹脂フィルム４１は、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる。２５℃において粘弾性を有する緩衝層４２が、透光性樹脂フィルム４１と液体光学透明接着剤層６０との間に設けられて、液体光学透明接着剤層６０から透光性樹脂フィルム４１に伝わる応力を緩和する。【選択図】図１

Description

本発明は、タッチセンサ及び当該タッチセンサを備える入力装置に関する。
従来から、人が指で触るなどして情報の入力を行う入力装置として、タッチパネルが知られている。タッチパネルのうちの例えば液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという場合がある）を含むタッチパネルでは、エアギャップ構造が採用されることが多く、タッチセンサとＬＣＤとの間に空隙が設けられる構造が主流となっていた。しかしながら、近年、タッチパネルにおいて、反射を低減し、明るい光で視認性を向上し、ＬＣＤを高解像度化することが求められている。このような要求を満たすために、液体光学透明接着剤（ＬＯＣＡ：Liquid Optically Clear Adhesive)を介することによって、タッチセンサとＬＯＣＡとＬＣＤとが隙間なく積層された構造が採用される場合がある。例えば、特許文献1（特許第３８８０４１８号公報）では、タッチセンサと表示装置の間に全面に渡って透明粘着剤層を設けて視認性を向上させている。
特許第３８８０４１８号公報
特許文献１のタッチパネルのタッチセンサは、フィルム状のセンサ本体を含んで構成されている。フィルム状のセンサ本体は、接触点の表示領域上の位置を検出するための透明な樹脂フィルムと透明電極を含む部材である。樹脂フィルムをＬＣＤに接着するためにＬＯＣＡが用いられている。ところが、ＬＯＣＡ層とセンサ本体との線膨張率が異なることから、タッチセンサの周囲の温度変化によって、フィルム状のセンサ本体に透明粘着剤層からセンサ本体に力が加わる。
センサ本体に含まれる樹脂フィルムには、様々な材料が用いられる。センサ本体に含まれる樹脂フィルムの中には、亀裂が比較的発生し易いものがある。センサ本体に含まれる樹脂フィルムの材料が、シクロオレフィン系樹脂である場合に、最近、タッチセンサの環境温度の変化によって樹脂フィルムに亀裂が生じる場合があることが確認された。このように樹脂フィルムに亀裂が生じると、タッチセンサ及びタッチパネルが正常に動作しなくなる。
本発明の課題は、タッチセンサ及び入力装置において、シクロオレフィン系樹脂製の透光性樹脂フィルムを有するセンサ本体に環境温度の変化に起因して生じる亀裂を、抑制することにある。
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センサは、固体部材と、接着剤層と、フィルム状のセンサ本体とを有する。接着剤層は、固体部材に接着した、硬化圧縮率が１％以上の接着剤の硬化体を含む。フィルム状のセンサ本体は、接着剤層によって固体部材に固着され、接触点の表示領域上の位置を検出する。センサ本体は、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなり且つ線膨張率が硬化体よりも小さい透光性樹脂フィルム及び、透光性樹脂フィルムと接着剤層との間に設けられて接着剤層から透光性樹脂フィルムに伝わる応力を緩和する緩衝層を有し、緩衝層が、２５℃において粘弾性を有する。
このように構成されたタッチセンサでは、固体部材に接着した接着剤の硬化体が透光性樹脂フィルムにも接着する。硬化圧縮率が１％以上の接着剤の硬化体による残留応力とともに環境温度の変化で接着剤の硬化体から透光性樹脂フィルムに及ぼされる力が、緩衝層によって緩和され、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムに亀裂が生じるのを抑制することができる。
上述のタッチセンサは、固定部材が透光性を有し、接着剤層が、透光性樹脂フィルムよりも線膨張率が大きく且つ硬化圧縮率が１％以上の液体光学透明接着剤の硬化体を含む液体光学透明接着剤層であってもよい。このように構成されたタッチセンサは、透明性及び視認性に優れている。
上述のタッチセンサの緩衝層は、２５℃において、接着剤層よりもヤング率が大きく、且つ透光性樹脂フィルムよりもヤング率が小さくなるように設定されることが好ましい。このように構成されたタッチセンサは、接着剤の硬化体で発生して透光性樹脂フィルムに伝わる応力を効果的に減少させることができる。
上述のタッチセンサは、緩衝層として、実質的に、透光性のアクリル系粘着剤からなる緩衝層を備えるように構成されてもよい。このように構成されたタッチセンサは、アクリル系粘着剤からなる緩衝層によって、光学的に優れ且つ透光性樹脂フィルムの亀裂が抑制されるタッチセンサの実現が容易になる。
上述のタッチセンサは、緩衝材が、実質的に透光性のアクリル系粘着剤であって、ウレタン、多官能アクリレート、イソシアネート、及びビスフェノール類を含有するように構成されてもよい。このように構成されたタッチセンサは、架橋によって緩衝層の密着性及び強度が向上し、十分な緩衝性能を得易くなる。
本発明の一見地に係る入力装置は、固体部材と、固体部材に接着されているタッチセンサとを備える。タッチセンサは、固体部材に接着した、硬化圧縮率が１％以上の接着剤の硬化体を含む接着剤層と、接着剤層によって固体部材に固着されるフィルム状のセンサ本体とを備える。センサ本体は、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなり且つ線膨張率が硬化体よりも小さい透光性樹脂フィルム及び、透光性樹脂フィルムと接着剤層との間に設けられて接着剤層から透光性樹脂フィルムに伝わる応力を緩和する緩衝層を有し、緩衝層が、２５℃において粘弾性を有する。
このように構成されたタッチパネルは、固体部材に接着した接着剤の硬化体が透光性樹脂フィルムにも接着する。硬化圧縮率が１％以上の接着剤の硬化体による残留応力とともに環境温度の変化で接着剤の硬化体から透光性樹脂フィルムに及ぼされる力が、緩衝層によって緩和され、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムに亀裂が生じるのを抑制することができる。
本発明に係るタッチセンサ及びタッチパネルは、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムを有するセンサ本体に環境温度の変化に起因して生じる亀裂を、緩衝層により抑制することができる。
第１実施形態に係るタッチパネルの構成の一例を示す分解斜視図。 図１のタッチパネルの構成を説明するためのタッチパネルの模式的な断面図。 透光性樹脂フィルムと緩衝層と光学透明接着剤層のヤング率の違いを説明するためのグラフ。 熱衝撃試験の条件を説明するためのグラフ。 透光性樹脂フィルムに生じた亀裂の一例を示す図面代用写真。 透光性樹脂フィルムと緩衝層と光学透明接着剤層の応力とひずみの関係の一例を示すグラフ。 変形例に係る入力装置の構成の一例を示す模式的な断面図。 第２実施形態に係るタッチパネルの構成の一例を示す模式的な断面図。
＜第１実施形態＞
（１）全体構成
図１には、第１実施形態に係るタッチパネル１０の構成の一例が示されている。タッチパネル１０が入力装置の例である。図１では、タッチパネル１０が、タッチセンサ１５と、フレーム２０と、カバーガラス３０と、表示パネル１００とに分解して示されている。タッチセンサ１５は、センサ本体４０と、液体光学透明接着剤層５０，６０とを備えている。以下、液体光学透明接着剤を、ＬＯＣＡと表現する場合がある。ＬＯＣＡは、Liquid Optically Clear Adhesiveの略語である。液体光学透明接着剤（ＬＯＣＡ）は、光学材料を結合するための液体ベースの接着剤である。ＬＯＣＡは、例えば、ゲル状のＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）で、硬化することによってゴム状の材質に変化する材料である。
表示パネル１００は、例えば長方形の画面１０５を有している。ここでは、画面１０５が長方形である場合について説明するが、画面１０５は、所定形状を有していればよく、長方形には限られない。表示パネル１００は、表面に、画面１０５を保護するために、例えばガラス板１１０を有している。ガラス板１１０は、固体部材である。固体部材であるガラス板１１０は、ＬＯＣＡから加えられる応力に対して、実質的に形状を変更しない部材である。そのため、ＬＯＣＡで応力が発生しても、固体部材であるガラス板１１０は、応力を緩和する機能を有しない。ここでは、固体部材がガラス板１１０である場合について説明するが、表示パネル１００の透光性の固体部材は、ガラス板１１０には限られない。固体部材は、例えば、表示パネルが液晶表示パネルである場合には、液晶パネルのフィルタであってもよく、表示パネルがエレクトロルミネッセンスパネルである場合には、ガラス基板であってもよい。
カバーガラス３０は、タッチセンサ１５の全面を覆う平坦で薄いガラス部材である。カバーガラス３０の縁部には、環状の遮蔽層３１が形成されている。遮蔽層３１は、画面１０５から漏れる余分な光を遮蔽する機能を有している。遮蔽層３１に囲まれた長方形の面積は、画面１０５の大きさにほぼ等しい。ＬＯＣＡ層５０は、遮蔽層３１に囲まれた長方形よりも大きな面積を有している。
ＬＯＣＡ層５０，６０は、液体光学透明接着剤の硬化体を含む層である。ＬＯＣＡ層５０，６０は、例えば液体光学透明接着剤のみの硬化体からなる層である。ＬＯＣＡ層５０，６０は、例えば、カバーガラス３０、ガラス板１１０及びセンサ本体４０が平坦であれば、実質的に均一な厚みを有する。ＬＯＣＡ層５０，６０の形状は、画面１０５と実質的に同じか、または画面１０５よりも大きな長方形である。この画面１０５は、表示領域である。ＬＯＣＡ層５０，６０は、表示領域と実質的に同じか、または表示領域よりも大きな面積を有する。
ＬＯＣＡは、硬化することで縮む。ここで用いられるＬＯＣＡの硬化圧縮率は１％以上である。硬化圧縮率は、ＬＯＣＡ層の広がっている平面方向の所定方向の硬化前の長さに対する硬化後の長さの収縮率で定義される。例えば、ＪＩＳＫ５６００に準拠して、硬化前後の密度を測定し、密度変化より硬化圧縮率を求める。硬化前の液体の比重をｄｌ、硬化後の固体の比重をｄｓとすると、硬化圧縮率ｒは、次の（１）式から求められる。液体の比重ｄｌは比重ビン法にて測定し、固体の比重ｄｓは固体比重測定法にて測定する。
ｒ=｛（ｄｓ１/３－ｄｌ1/3）／ｄｌ1/3｝×１００ …（１）
あるいは、このような測定が困難なときには、例えば、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して、２０ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍの棒状注型物を硬化させ、長さ方向の収縮率を測定して、この収縮率を硬化圧縮率とする。
図２には、第１実施形態に係るタッチパネル１０の積層構造の概要が模式的に示されている。図２では図を見易くするために厚み方向が拡大してデフォルメして示されているが、センサ本体４０は、フィルム状である。センサ本体４０は、ＬＯＣＡ層６０によって、ガラス板１１０に固着されている。
センサ本体４０は、検出対象がタッチパネル１０に接触する接触点の位置を検出する。タッチパネル１０に接触する指などの検出対象が、センサ本体４０に対してどのような位置に存在するかを、センサ本体４０は検出する。タッチパネル１０のユーザは、通常、タッチパネル１０に触れるので、ここでは接触点と表現している。この第１実施形態では、センサ本体４０は、カバーガラス３０によって覆われているので、センサ本体４０に指などの検出対象が直接接触することはない。センサ本体４０は、検出対象がタッチパネル１０に接触せずに近接している状態で、検出対象物の表示領域上の位置を検出するように設定されてもよいが、ここでは、そのような場合の近接点も含めて、「接触点の表示領域上の位置をセンサ本体４０が検出する」と表現する。
センサ本体４０は、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム４１と、緩衝層４２とを有している。
透光性樹脂フィルム４１は、線膨張率がＬＯＣＡの硬化体よりも小さい。線膨張率は、熱機器分析装置（ＴＭＡ：thermomechanical analyzer）を用いて、ＪＩＳＫ７１９７に準拠して測定する。ここでは、低温側の温度Ｔ１を－４０℃とし、高温側の温度Ｔ２を１００℃として測定する。
緩衝層４２は、透光性樹脂フィルム４１とＬＯＣＡ層６０との間に設けられて、ＬＯＣＡ層６０から透光性樹脂フィルム４１に伝わる応力を緩和する層である。このような応力を緩和するために、緩衝層４２は、透光性及び、少なくとも２５℃において粘弾性を有している。ここでは、緩衝層４２は、透光性樹脂フィルム４１との間に他の一つまたは複数の層４３を挟んで配置されている場合が示されている。しかし、緩衝層４２は、透光性樹脂フィルム４１及びＬＯＣＡ層６０と直接接するように配置されてもよい。例えば、緩衝層４２は、透光性樹脂フィルム４１との間に、他の層４３として、透明電極層を挟んで配置される。また、例えば、緩衝層４２は、透光性樹脂フィルム４１との間に、他の層４３としてパッシベーション層を挟んで配置される。パッシベーション層としては、例えば、防錆層及び保護層がある。
この第１実施形態では、センサ本体４０は、ＬＯＣＡ層５０によって、カバーガラス３０に固着されている。センサ本体４０は、透光性樹脂フィルム４１とＬＯＣＡ層５０との間に設けられている緩衝層４４を有する。緩衝層４４は、透光性樹脂フィルム４１とＬＯＣＡ層６０との間に設けられて、ＬＯＣＡ層６０から透光性樹脂フィルム４１に伝わる応力を緩和する層である。このような応力を緩和するために、緩衝層４４は、透光性及び、少なくとも２５℃において粘弾性を有している。ここでは、緩衝層４４は、透光性樹脂フィルム４１との間に他の一つまたは複数の層４５を挟んで配置されている場合が示されている。しかし、緩衝層４４は、透光性樹脂フィルム４１及びＬＯＣＡ層５０と直接接するように配置されてもよい。例えば、緩衝層４４は、透光性樹脂フィルム４１との間に、他の層４５として透明電極層を挟んで配置される。また、例えば、緩衝層４４は、透光性樹脂フィルム４１との間に、他の層４５としてパッシベーション層を挟んで配置される。パッシベーション層としては、例えば、防錆層及び保護層がある。
ＬＯＣＡ層５０，６０は、センサ本体４０とカバーガラス３０との間に、及びセンサ本体４０とガラス板１１０との間に、気泡を含まずに、隙間なくＬＯＣＡが充填されて形成されている層である。
（２）詳細構成
（２－１）ＬＯＣＡ層５０，６０
ＬＯＣＡ層５０，６０の厚さは、例えば、１ｍｍ～１０ｍｍである。また、ＬＯＣＡ層５０，６０の大きさは、例えば、６０ｃｍ２～４００ｃｍ２である。ＬＯＣＡ層５０，６０を形成するときには、例えば、ＬＯＣＡがカバーガラス３０及びガラス板１１０の外にはみ出さないように、例えば、カバーガラス３０及びガラス板１１０の縁部にダム５１，６１を形成する。ＬＯＣＡには、例えば、アクリル系ＬＯＣＡまたはシリコーン系ＬＯＣＡを用いることができる。ＬＯＣＡとしては、例えば、ヘンケルジャパン社製のＬｏｃｔａｉｔｅ（登録商標）、３Ｍ社製のＬＯＣＡ、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製のＬＯＣＡがある。ＬＯＣＡの硬化方法（キュア方法）には、例えば、紫外線を与える方法、紫外線と熱を与える方法、紫外線と湿気を与える方法がある。ＬＯＣＡ層５０，６０は、カバーガラス３０及びガラス板１１０と張り合わされた後で硬化（キュア）される。
（２－２）センサ本体４０
（２－２－１）透光性樹脂フィルム４１
透光性樹脂フィルム４１の厚さは、例えば、１００μｍから５００μｍまでの範囲の中から選定される。透明なシクロオレフィン系樹脂には、例えば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、及びシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）がある。透光性樹脂フィルム４１は、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムであればよい。ここで、「実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム」とは、透光性樹脂フィルムの機械的物性がシクロオレフィン系樹脂の機械的物性と実質的に同じである範囲でシクロオレフィン系樹脂以外の材料を含んでいてもよいということを意味している。「実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム」には、例えば、シクロオレフィン系樹脂の含有量が全体の９０質量％以上である透光性樹脂フィルムが含まれる。シクロオレフィン系樹脂としては、例えば、日本ゼオン社製のＺＥＯＮＥＸ（登録商標）、日本ゼオン社製のＺＥＯＮＯＲ（登録商標）、ＪＳＲ社製のＡＲＴＯＮ（登録商標）、ポリプラスチック社製のＴＯＰＡＳ（登録商標）、三井化学社製のアペル（登録商標）がある。これらの市販の樹脂を用いて形成される透光性樹脂フィルムは、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムである。
（２－２－２）緩衝層４２，４４
緩衝層４２，４４の厚さは、例えば、１０μｍ～３００μｍである。緩衝層４２，４４の厚さは、３０μｍ～２００μｍであることが好ましい。緩衝層４２，４４は、薄すぎると緩衝の効果が十分に得られず、厚すぎると光学特性の低下を招く。緩衝層４２，４４は、実質的に透光性のアクリル系粘着剤からなる。ここで、「実質的にアクリル系粘着剤からなる」とは、緩衝層４２，４４の光学的物性及び機械的物性がアクリル系粘着剤の光学的物性及び機械的物性と実質的に同じである範囲でアクリル系粘着剤以外の材料を含んでいてもよいということを意味している。「実質的にアクリル系粘着剤からなる」には、例えば、アクリル系粘着剤の含有量が全体の９０質量％以上である緩衝層が含まれる。
また、このようなアクリル系粘着剤は、ウレタン、多官能アクリレート、イソシアネート、及びビスフェノール類を含有するように構成されることが好ましい。アクリル系粘着剤は、前述の材料を含有することで、前述の材料を含まない場合に比べて、架橋によって密着性及び強度が向上する。
緩衝層４２，４４は、環境への負荷を低減するため、反応性の酸成分が紫外線によって脱離しないことが好ましい。
緩衝層４２，４４のピール強度は、２５℃においては、１５～２０Ｎ／２５ｍｍであることが好ましい。また、緩衝層４２，４４のピール強度は、９５℃において、５－１０Ｎ／２５ｍｍであることが好ましい。ピール強度は、ＪＩＳＣ６４８１（１９９６）に準拠して、緩衝層４２，４４を透光性樹脂フィルム４１に対して垂直となるように、５０ｍｍ／分の速度で引き剥がして測定する。
図３には、２５℃における透光性樹脂フィルム４１（ＣＯＰフィルム）のヤング率と、緩衝層４２、４４のヤング率と、ＬＯＣＡ層５０，６０のヤング率の関係が示されている。図３に示されているように、タッチセンサ１５の緩衝層４２，４４は、２５℃において、ＬＯＣＡの硬化体からなるＬＯＣＡ層５０，６０よりもヤング率が大きく、且つ透光性樹脂フィルム４１よりもヤング率が小さくなるように設定されている。緩衝層４２，４４のヤング率は、２５℃において、０.１５～０．２５ＭＰａであることが好ましい。緩衝層４２，４４のヤング率は、９５℃において、０.１５～０．２５ＭＰａであることが好ましい。ヤング率は、ＪＩＳＫ７１２７に準拠して測定する。ヤング率の測定時の引張速度は、５００ｍｍ／分である。
タッチセンサ１５が静電容量方式の場合、緩衝層４２，４４の比誘電率は、測定環境が－２０℃～８５℃、測定周波数が１ｋＨｚ～１ＭＨｚにおいて、３～４であることが好ましい。比誘電率は、ＪＩＳＣ２１３８に準拠して測定する。
信頼性試験において、全光線透過率が８８．５～９０％であることが好ましい。信頼性試験の条件は、－４０℃、１００℃、６５℃で９３％ＲＨの条件において、各１０００時間である。
（２－２－３）その他の層４３，４５
透光性樹脂フィルム４１には、その他の層４３，４５として、例えば透明電極（図示せず）が形成されている。透明電極の厚さは、例えば、０．０５μｍ～０．１μｍである。透明電極は、透光性樹脂フィルム４１の２つの面のうち、カバーガラス３０の側に形成されてもよく、表示パネル１００の側に形成されてもよく、両方に形成されてもよい。透明電極は、例えば、金属酸化物、透明導電性ポリマーまたは透明導電インキで形成される。金属酸化物としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）及び酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）が挙げられる。透明導電性ポリマーとしては、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ｐｏｌｙ－３，４－エチレンジオキシチオフェン／ポリスルフォン酸）が挙げられる。また、透明導電インキとしては、例えば、カーボンナノチューブまたは銀ナノファイバーをバインダー中に含むものが挙げられる。
透光性樹脂フィルム４１と緩衝層４２との間にパッシベーション層が、その他の層４３，４５として設けられてもよい。このようなパッシベーション層は、透明電極を覆うように設けられ、例えば、絶縁性の樹脂により構成される。パッシベーション層は、例えば、紫外線感光性樹脂によって形成でき、厚さが１μｍ～２０μｍである。
（３）特徴
（３－１）
環境温度の変化で液体光学透明接着剤層から透光性樹脂フィルムに及ぼされる力の影響について、図４のグラフに示されているように、－４０℃の空気に４分間暴露する第１状態と、１００℃の空気に４分間暴露する第２状態とを交互に繰り返す熱衝撃試験で評価している。
ガラス板に、厚さ１ｍｍのＬＯＣＡ層で、厚さ１００μｍ且つ面積１００ｃｍ２のシクロオレフィン系樹脂製の透光性樹脂フィルムを硬化接着させたものと、同じＬＯＣＡ層と同じ透光性樹脂フィルムの間に厚さ１００μｍの緩衝層を配置したものとを比較した。
１６７サイクルを経過した状態で、前者には透光性樹脂フィルムに亀裂が展開したサンプルが発生したのに対し、後者には亀裂が展開したサンプルはなかった。図５には、実験で発生した前者の透光性樹脂フィルムの亀裂２００が示されている。
図６には、シクロオレフィン系樹脂製の透光性樹脂フィルム（ＣＯＰフィルム）、緩衝層及びＬＯＣＡ層のひずみと応力の関係が示されている。図４から、ＣＯＰフィルムが硬いが脆いことが分かり、ＬＯＣＡ層が柔らかくて粘り強いことが分かり、緩衝層が柔らかさと粘り強さについてはＣＯＰフィルムとＬＯＣＡ層の中間くらいであることが分かる。ＣＯＰフィルムは、マイクロボイド（欠陥）がサイトとなって亀裂が生じ、脆いと言われている。緩衝層の挿入によって、隣接する部材間の応力の強度差が小さくなり、ＣＯＰフィルムの界面が粘弾性化し、ＬＯＣＡ層に接着される部材の伸びの性質が確保されている。
上述のタッチセンサ１５及びタッチパネル１０では、固体部材であるガラス板１１０に接着した液体光学透明接着剤の硬化体であるＬＯＣＡ層６０が透光性樹脂フィルム４１に接着している。液体光学透明接着剤の硬化体の硬化圧縮率が１％以上であるが、硬化体の残留応力が透光性樹脂フィルム４１に与える影響が緩衝層４２によって緩和されている。さらに、環境温度の変化でＬＯＣＡ層６０から透光性樹脂フィルム４１に及ぼされる力が、緩衝層４２によって緩和される。緩衝層４２のこれらの働きによって、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム４１に亀裂が生じるのを抑制することができる。
また、固体部材であるカバーガラス３０に接着した液体光学透明接着剤の硬化体であるＬＯＣＡ層５０から透光性樹脂フィルム４１に対して及ぼされる影響を緩衝層４４が緩和する。従って、上述のような効果については、ＬＯＣＡ層５０に対して緩衝層４４と透光性樹脂フィルム４１とを有するタッチセンサ１５も同様に奏する。
なお、ＬＯＣＡ層とＣＯＰフィルムとの間に、例えばパッシベーション層と透明電極がある従来の場合でも、パッシベーション層と透明電極のばね定数が大きくないために、熱衝撃によってＬＯＣＡ層に発生する応力がＣＯＰフィルムにパッシベーション層と透明電極を介して伝搬する。そのため、従来は、パッシベーション層と透明電極があってもＣＯＰフィルムに亀裂が生じていた。ＬＯＣＡ層とパッシベーション層の間に緩衝層４２，４４を設けることで、パッシベーション層があっても、ＬＯＣＡ層とパッシベーション層の間での緩衝層４２，４４による応力の散逸によって、熱衝撃によるＣＯＰフィルムでの亀裂の発生を抑制できる。
（３－２）
図３に示されているように、タッチセンサ１５の緩衝層４２，４４は、２５℃において、ＬＯＣＡの硬化体からなるＬＯＣＡ層５０，６０よりもヤング率が大きく、且つ透光性樹脂フィルム４１よりもヤング率が小さくなるように設定されている。そのため、ＬＯＣＡの硬化体で発生して透光性樹脂フィルム４１に伝わる応力を、緩衝層４２，４４によって効果的に減少させることができる。
（３－３）
タッチセンサ１５の緩衝層４２，４４が、透光性のアクリル系粘着剤からなる場合であって、ウレタン、多官能アクリレート、イソシアネート、及びビスフェノール類を含有する場合には、架橋によって緩衝層４２，４４の密着性及び強度を向上させ、十分な緩衝性能を得ることができる。
（４）変形例
（４－１）変形例１Ａ
上記第１実施形態では、タッチセンサ１５と表示パネル１００を組み合わせたタッチパネル１０について説明した。しかし、タッチセンサ１５は、タッチパネル１０以外の用途に用いることができる。例えば、図７に示されているように、タッチセンサ１５を、透光性の樹脂板７１に加飾シート７２を接着したものに適用し、ＬＥＤ７３，７４，７５と組み合わせることで、入力装置７０が構成される。入力装置７０のタッチセンサ１５は、ＬＯＣＡ層５０とセンサ本体４０とを備えている。このように構成された入力装置７０においても、シクロオレフィン系樹脂製の透光性樹脂フィルム４１に熱衝撃に起因して亀裂が生じるのを、緩衝層４４によって抑制することができる。なお、図７において、図２と同一符号で示されたものは、図２に示されたものと同一または類似のものである。
（４－２）変形例１Ｂ
上記第１実施形態では、センサ本体４０が、ＬＯＣＡ層６０により接着される透光性樹脂フィルム４１を一つだけ備える場合について説明したが、ＬＯＣＡ層により接着される透光性樹脂フィルムが複数並べて配置されてもよく、また複数積層して設けられていてもよい。例えば、下層の第１の透光性ＣＯＰフィルムがＬＯＣＡ層によって表示パネルに接着され、上層の第２の透光性ＣＯＰフィルムがカバーガラスにＬＯＣＡ層によって接着されてもよい。
（４－３）変形例１Ｃ
上記第１実施形態では、センサ本体４０にＬＯＣＡ層５０が設けられる場合について説明したが、ＬＯＣＡ層５０を省いたようなタッチセンサにも、本発明を適用することができる。ＬＯＣＡ層５０を省く場合には、緩衝層４４も省かれる。
＜第２実施形態＞
（５）全体構成
第１実施形態のタッチパネル１０では、ＬＯＣＡ層５０と透光性樹脂フィルム４１との間に、緩衝層４４を設ける場合について説明した。しかし、緩衝層を設ける場所は、ＬＯＣＡ層と透光性樹脂フィルムとの間には限られない。
図８に示されている第２実施形態のタッチパネル１０では、遮蔽層３１と透光性樹脂フィルム４１との間に緩衝層４４が設けられている。第１実施形態のタッチパネル１０及び第２実施形態のタッチパネル１０において、センサ本体４０と表示パネル１００との間の積層構造が同じである場合について説明する。そのため、第２実施形態のタッチパネル１０については、センサ本体４０と表示パネル１００との間の積層構造の詳細な説明を省略する。
図８に示されているように、第２実施形態のタッチパネル１０においては、遮蔽層３１に囲まれた領域の中にＬＯＣＡ層８０が形成されている。このＬＯＣＡ層８０に含まれたＬＯＣＡの硬化体は、硬化圧縮率が１％未満である。
遮蔽層３１は、カバーガラス３０とセンサ本体４０とを接着する接着剤でもある。遮蔽層３１は、硬化圧縮率が１％以上である。また、遮蔽層３１の線膨張率が、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム４１の線膨張率よりも大きい。従って、遮蔽層３１の残留応力が透光性樹脂フィルム４１に与える影響が緩衝層４４によって緩和されている。さらに、環境温度の変化で遮蔽層３１から透光性樹脂フィルム４１に及ぼされる力が、緩衝層４４によって緩和される。緩衝層４４のこれらの働きによって、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム４１に亀裂が生じるのを抑制することができる。
（６）詳細構成
（６－１）ＬＯＣＡ層８０
ＬＯＣＡ層８０は、ＬＯＣＡ層５０とは面積が異なり、硬化圧縮率が１％未満である。ＬＯＣＡ層８０は、例えば、ＬＯＣＡ層５０と同じように成形して硬化させる。ＬＯＣＡ層８０の厚さは、例えば、１ｍｍ～２ｍｍである。
（６－２）遮蔽層３１
遮蔽層３１は、例えば、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤、またはエポキシ系接着剤である。既に説明したが、遮蔽層３１は、硬化圧縮率が１％以上の接着剤である。さらに、遮蔽層３１の線膨張率は、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム４１の線膨張率よりも大きい。ただし、遮蔽層３１は、不透明であって、光を透過しない。遮蔽層３１の厚さは、例えば、１ｍｍ～２ｍｍである。
（６－３）緩衝層４４
第２実施形態の緩衝層４４にも、第１実施形態の緩衝層４４と同じものを適用することができる。その場合には、第２実施形態の緩衝層４４の設けられている場所が、遮蔽層３１と透光性樹脂フィルム４１との間であるという点が第１実施形態の緩衝層４４と異なる。しかし、それ以外の例えば材質などは、第２実施形態の緩衝層４４を第１実施形態の緩衝層４４と同じに構成することができる。ただし、第２実施形態の緩衝層４４は、透光性を有していなくてもよく、遮光性であってもよい。この緩衝層４４のヤング率は、透光性樹脂フィルム４１のヤング率よりも小さく設定されることが好ましい。さらには、緩衝層４４のヤング率が、遮蔽層３１のヤング率よりも大きく設定されることが好ましい。
（７）特徴
（７－１）
環境温度の変化で遮蔽層から透光性樹脂フィルムに及ぼされる力の影響について、図４のグラフに示されているように、－４０℃の空気に４分間暴露する第１状態と、１００℃の空気に４分間暴露する第２状態とを交互に繰り返す熱衝撃試験で評価している。
ガラス板に、厚さ２ｍｍ且つ面積１４０ｃｍ２の（０．７ｃｍ×２００ｃｍ）の遮蔽層を硬化接着させたものと、同じ遮蔽層と同じ透光性樹脂フィルムの間に厚さ３０μｍの緩衝層を配置したものとを比較した。
２７８サイクルを経過した状態で、前者には透光性樹脂フィルムに亀裂が展開したサンプルが発生したのに対し、後者には亀裂が展開したサンプルはなかった。
上述のタッチセンサ１５及びタッチパネル１０では、固体部材であるカバーガラス３０に接着した接着剤の硬化体を含む遮蔽層３１が透光性樹脂フィルム４１に接着している。遮蔽層３１の硬化圧縮率が１％以上であるが、硬化体の残留応力が透光性樹脂フィルム４１に与える影響が緩衝層４２によって緩和されている。さらに、環境温度の変化で遮蔽層３１から透光性樹脂フィルム４１に及ぼされる力が、緩衝層４４によって緩和される。緩衝層４４のこれらの働きによって、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム４１に亀裂が生じるのを抑制することができる。
なお、遮蔽層と緩衝層の間にパッシベーション層と電極がある場合でも、遮蔽層とパッシベーション層の間に緩衝層４４を設けることで、遮蔽層とパッシベーション層の間での緩衝層４４による応力の散逸によって、熱衝撃によるＣＯＰフィルムでの亀裂の発生を抑制できる。
（７－２）
タッチセンサ１５の緩衝層４４が、２５℃において、遮蔽層３１よりもヤング率が大きく、且つ透光性樹脂フィルム４１よりもヤング率が小さくなるように設定されている場合には、遮蔽層３１で発生して透光性樹脂フィルム４１に伝わる応力を、緩衝層４４によって効果的に減少させることができる。
（８）変形例
（８－１）変形例２Ａ
上記第２実施形態では、遮蔽層３１と透光性樹脂フィルム４１との間にのみ緩衝層４４を配置する場合について説明した。しかし、遮蔽層３１及びＬＯＣＡ層８０と透光性樹脂フィルム４１との間に緩衝層４４を配置してもよい。このようにＬＯＣＡ層８０と透光性樹脂フィルム４１との間に緩衝層４４を配置する場合には、ＬＯＣＡ層８０の硬化圧縮率が１％以上で且つ、ＬＯＣＡ層８０の線膨張率が、シクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルム４１の線膨張率よりも大きくてもよい。
（８－２）変形例２Ｂ
上記第２実施形態では、入力装置であるタッチパネル１０において、センサ本体４０にＬＯＣＡ層６０が設けられる場合について説明した。しかし、ＬＯＣＡ層６０を省いたようなタッチパネルにも、本発明を適用することができる。ＬＯＣＡ層６０を省く場合には、緩衝層４２も省かれる。
例えば、上述の表示パネル１００に接着剤を平面視で枠状に塗布して、枠状の接着剤の硬化体で、表示パネル１００とセンサ本体４０とを接着してもよい。この場合の接着剤は、硬化圧縮率が１％以上で且つ、硬化体の線膨張率がシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムの線膨張率よりも大きい。このような構成の場合には、枠状の接着剤の硬化体とセンサ本体４０との間に枠状の緩衝層４２が設けられる。
（８－３）変形例２Ｃ
上記第２実施形態では、タッチセンサ１５と表示パネル１００を組み合わせたタッチパネル１０について説明した。しかし、タッチセンサ１５は、タッチパネル１０以外の用途に用いることができる。
例えば、表示パネル１００とＬＯＣＡ層８０とを省いて、カバーガラス３０に対応するような固体部材と、遮蔽層３１に対応するような接着剤と、緩衝層４４と、センサ本体４０とを備える入力装置に対しても、本発明を適用できる。なお、遮蔽層３１の持つ遮蔽機能のない、単なる枠状の接着剤（例えば透明接着剤）で、カバーガラス３０とセンサ本体４０とを接着する場合に、センサ本体４０と、画面１０５の周囲を囲む枠状の接着剤の硬化体との間に枠状の緩衝層４４を設けてもよい。この場合の接着剤は、硬化圧縮率が１％以上で且つ、硬化体の線膨張率がシクロオレフィン系樹脂からなる透光性樹脂フィルムの線膨張率よりも大きい。このような構成の場合に、枠状の接着剤の硬化体で囲まれたエリアについては、カバーガラス３０とセンサ本体４０とが接着されていなくてもよい。
例えば、タッチセンサは、固体部材である支持体に、硬化圧縮率が１％以上である接着剤で接着された抵抗膜式タッチセンサであってもよい。この場合、接着剤の線膨張率が、タッチセンサのシクロオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムの線膨張率よりも大きい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記第１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。
上記実施形態では、ＬＯＣＡ層を形成するときに、カバーガラスやガラス板の縁部にダムを形成したが、ダムはセンサ本体の縁部に形成してもよい。
又、上記実施形態において、ＬＯＣＡ層と緩衝層との間にフィルムを設けてもよい。第２実施形態において、遮蔽層などの接着剤と緩衝層との間にフィルムを設けてもよい。フィルムの材料としては、アクリル系やウレタン系の樹脂が挙げられる。
１０ タッチパネル
１５ タッチセンサ
３０ カバーガラス （固体部材の例）
３１ 遮蔽層 （接着剤の例）
４０ センサ本体
４１ 透光性樹脂フィルム
４２，４４ 緩衝層
５０，６０ 液体光学透明接着剤層 （ＬＯＣＡ層）
１００ 表示パネル
１０５ 画面
１１０ ガラス板 （固体部材の例）

Claims (6)

  1. 固体部材と、
    前記固体部材に接着した、硬化圧縮率が１％以上の接着剤の硬化体を含む接着剤層と、
    前記接着剤層によって前記固体部材に固着され、接触点の表示領域上の位置を検出するフィルム状のセンサ本体と
    を備え、
    前記センサ本体は、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなり且つ線膨張率が前記硬化体よりも小さい透光性樹脂フィルム及び、前記透光性樹脂フィルムと前記接着剤層との間に設けられて前記接着剤層から前記透光性樹脂フィルムに伝わる応力を緩和する緩衝層を有し、
    前記緩衝層が、２５℃において粘弾性を有する、タッチセンサ。
  2. 前記固体部材は、透光性を有し、
    前記接着剤層は、前記透光性樹脂フィルムよりも線膨張率が大きく且つ硬化圧縮率が１％以上の液体光学透明接着剤の硬化体を含む液体光学透明接着剤層である、
    請求項１記載のタッチセンサ。
  3. 前記緩衝層は、２５℃において、前記接着剤層よりもヤング率が大きく、且つ前記透光性樹脂フィルムよりもヤング率が小さい、
    請求項１または請求項２に記載のタッチセンサ。
  4. 前記緩衝層は、実質的に、透光性のアクリル系粘着剤からなる、
    請求項１から３のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
  5. 前記緩衝層が、ウレタン、多官能アクリレート、イソシアネート、及びビスフェノール類を含有することを特徴とする、
    請求項４に記載のタッチセンサ。
  6. 固体部材と、
    前記固体部材に接着されているタッチセンサと
    を備え、
    前記タッチセンサは、
    前記固体部材に接着した、硬化圧縮率が１％以上の接着剤の硬化体を含む接着剤層と、
    前記接着剤層によって前記固体部材に固着されるフィルム状のセンサ本体と
    を備え、
    前記センサ本体は、実質的にシクロオレフィン系樹脂からなり且つ線膨張率が前記硬化体よりも小さい透光性樹脂フィルム及び、前記透光性樹脂フィルムと前記接着剤層との間に設けられて前記接着剤層から前記透光性樹脂フィルムに伝わる応力を緩和する緩衝層を有し、
    前記緩衝層が、２５℃において粘弾性を有する、入力装置。
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