WO2005062161A1

WO2005062161A1 - 高解像度ディスプレイ対応タッチパネル

Info

Publication number: WO2005062161A1
Application number: PCT/JP2004/019683
Authority: WO
Inventors: Kazuo Terazawa; Takeshi Asakura
Original assignee: Nissha Printing Co., Ltd.
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2005-07-07
Also published as: JP2005189974A

Abstract

ニュートンリング発生を抑制する処理（アンチニュートンリング処理）を施したものであって、高解像度ディスプレイに対して表示画面のちらつきが低減されたタッチパネルを提供する。上側透明絶縁基材１２と下側透明絶縁基材１４が、互いに対向する面のうちの少なくとも一方に微細な凹凸１８を形成してなるタッチパネル１０であって、凹凸１８の平均間隔（Ｓｍ）の最頻値がディスプレイの１画素のサイズの１．３倍以下のものである。

Description

明細書高解像度ディスプレイ対応タツチパネル技術分野

本発明は、上側電極部材の透明絶縁基材と下側電極部材の透明絶縁基材の対向面のうちの少なくとも一方に梨地面が形成されたタツチパネルに関するものであり、特にタツチパネルを高解像度ディスプレイの前に配置する場合に有効な高解像度ディスプレイ対応タツチパネルに関する。背景技術

従来より、携帯型電子機器やパソコンの前面に装着されるディスプレィに、タツチパネルが広く用いられている。タツチパネルとは、透視した画面の指示に従いながら表面をペンや指などで押圧することによって各種の操作を行なうことのできる入力装置であり、コードレス電話機、携帯電話機、電卓、サブノートパソコン、 P D A (パーソナル 'デジタル . アシスタント）、デジタルカメラ、ビデオカメラ、業務用通信機器などに利用されている。

図 7はタツチパネルの一例を示す断面図である。タツチパネル 1は、上側透明絶縁基材 2の下面に上側透明電極 3が形成された上側電極部材と、下側透明絶縁基材 4の上面に下側透明電極 5が形成された下側電極部材とが、これら電極間に空気層 6を介する様にして対向配置されたものである。従前では上側電極部材と下側電極部材の対向面はいずれもフラットであったが、図 7に示す様に、上側透明絶緣基材 2における下側透明絶縁基材 4との対向面に微細な凹凸 8を施したものが提案され、これによりニュートンリング発生の抑制を図っている（実公平 8 - 2 8 9 6号公報、従来例 [1]) 。また下側透明絶縁基材 4における上側透明絶縁基材 2との対向面に微細な凹凸 8を形成してもニュートンリング発生を抑えることができる。尚この様な対向面への凹凸形成処理を、アンチニュートンリング処理と一般に称している。発明の開示

上述の如く、凹凸を形成したタツチパネルを用いれば、 -ユートンリング発生の抑制効果があるものの、最近では高解像度ディスプレイ（例えば 1 2 0 p p 1以上のディスプレイ）が開発されるに至り、この高解像度ディスプレイに対して、上記従来例 [1]の様なタツチパネルを装着すると、表示画面に輝度のパラツキが発生し、しかもこれが目立つという新たな問題が生じ、この輝度のパラツキがちらつきとなって視認性を低下させる場合があった。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解決し、高解像度ディスプレイに対し、ェユートンリング発生を抑制する処理を行いつつ、表示画面のちらっきを低減することのできる高解像度ディスプレイ対応タツチパネルを提供することにある。

上記目的を達成した本発明に係る高解像度デイスプレイ対応タツチパネルは、ディスプレイの前に配置されるものであって、上側透明絶縁基材の下面に上側透明電極が形成された上側電極部材と、下側透明絶縁基材の上面に下側透明電極が形成された下側電極部材とが電極間に空気層を介して対向配置され、且つ前記上側透明絶縁基材と前記下側透明絶縁基材が互いに対向する面のうちの少なくとも一方に微細な凹凸を備えてなるタツチパネルにおいて、上記凹凸の平均間隔（S m ( J I S B 0 6 0 1 - 1 9 9 4に準拠））の最頻値を前記ディスプレイの 1画素のサイズの 1 . 3倍以下とすることを特徴とする。

本発明の高解像度ディスプレイ対応タツチパネルは、上述のような構成を有するので、次のような効果を奏する。すなわち、上側透明絶縁基材と下側透明絶縁基材の対向面のうち少なくとも一方にアンチニュートンリング処理として形成された微細な凹凸について、上記の様にその平均間隔（S m ) をディスプレイの 1画素のサイズの 1 . 3倍以下とすることにより、凹凸のレンズ効果による輝度のばらつきが近接する画素どうしの間では生じないこととなり、つまり、各画素内で輝度のばらつきがそれぞれ生じるので、画素どうしの間では輝度は均一化して看者に認識される様になる。従ってディスプレイがたとえ高解像度のものであっても、ちらつきを低減できる。

また本発明において、前記凹凸の個々の間隔がいずれも前記ディスプレイの 1画素のサイズの 2倍未満であることが好ましい。極端に大きな凸ゃ凹が存在すると、ちらつきの原因となる懸念があるからである。更に本発明の高解像度ディスプレイ対応タツチパネルにおいて、前記凹凸の平均間隔（S m ) の最頻値を 1 0 m以上とすることが好ましい。上述の様に凹凸の平均間隔（S m ) を小さくする方がちらつきの防止 (或いは低減）の観点から良いものの、該凹凸の S mの最頻値があまりに小さいものであると、タツチパネルが艷消しされた様に濁って見える虞がある。この点、上記の如く 1 0 m以上（例えばディスプレイの 1 画素のサイズと対応させて言うと、該画素サイズの 1 / 1 0以上）とすれば、艷消しの様にはならず、透明感が保たれる。図面の簡単な説明

図 1 ：本発明に係る高解像度ディスプレイ対応タツチパネルの一実施形態について、その透明絶縁基材に形成された凹凸の平均間隔（S m ) を測定した結果を示すグラフである。

図 2 ：本発明に係る高解像度ディスプレイ対応タツチパネルの一実施形態における透明絶縁基材の凹凸の平均間隔（S m ) と、ディスプレイの画素との関係を示す模式図である。図 3 ：本発明に係る高解像度ディスプレイ対応タツチパネルの一実施形態を示す断面図である。

図 4 ：従来のタツチパネルの一例について、その透明絶縁基材に形成された凹凸の平均間隔（S m ) を測定した結果を示すグラフである。図 5 ：従来のタツチパネルの一例における透明絶縁基材の凹凸の平均間隔（S m ) と、ディスプレイの画素との関係を示す模式図である。図 6 ：凹凸の平均間隔（S m ) の定義について説明する図である。図 7 ：従来のタツチパネルの一例を示す断面図である。

図 8 ：本発明に係る高解像度ディスプレイ対応タツチパネルの他の実施形態（実施例 1 ) を説明する為の断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図を参照しながら本発明について詳細に説明する。

図 3は本発明の一実施形態に係る高解像度ディスプレイ対応タツチパネルを示す断面図である。

この高解像度ディスプレイ対応タツチパネル 1 0は、上側透明絶縁基材 1 2の下面に上側透明電極 1 3が形成された上側電極部材 1 6と、下側透明絶縁基材 1 4の上面に下側透明電極 1 5が形成された下側電極部材 1 7とが、電極間に空気層 6を介して対向配置され、且つ上側透明絶縁基材 1 2における下側透明絶縁基材 1 4との対向面にアンチニュートンリング処理として微細な凹 ώ 1 8が形成されたものである。そして本実施形態の凹凸 1 8は、従来のものよりも数段細かく、その平均間隔 ( S m ) の最頻値がディスプレイの 1画素のサイズと同等以下のものである。

尚図 3に示す例では上側透明絶縁基材 1 2に凹凸 1 8が形成されたものであるが、本発明においては、下側透明絶縁基材 1 4における上側透明絶縁基材 1 2 との対向面に微細な凹凸を形成したものとしても良いし (図 8 ) 、或いは上側透明絶縁基材 1 2と下側透明絶縁基材 1 4における互いの対向面の両方に微細な凹凸を形成したものとしても良い。

タッチパネル 1 0の上側透明絶縁基材 1 2およぴ下側透明絶縁基材 1 4の材料としては、それぞれ P E T (ポリエチレンテレフタレート）、 P C (ポリカーボネート）、 P E S (ポリエステルサルフォン) 、 P A R (ポリアリレート）が挙げられ、またノルポルネン系耐熱透明樹脂

( J S R株式会社の商品名： A R T O N (アートン）〔登録商標〕）、シクロォレフインポリマー（日本ゼオン株式会社の商品名： Z E O N O R (ゼォノア）〔登録商標〕）などのプラスチックフィルムを使用することが可能である。また下側透明絶縁基材 1 4としては、更にソーダガラス、ホウケィ酸ガラス、若しくは強化ガラスなどのガラス板も使用できる。なお上側透明絶縁基材 1 2の上面には、一般にアクリル系 U V樹脂等でハードコート処理が施こされていることが多い（図示せず）。また上側透明絶縁基材 1 2や下側透明絶縁基材 1 4は、透明導電膜形成の下地としてハードコートインキがコーティングされていることが多い。微細な凹凸 1 8の形成手段としては、先ずフィラーを分散させたィンキを作製し、上記ハードコートインキがコーティングされていない状態の上側透明絶縁基材 1 2の本体（又は下側透明絶縁基材 1 4の本体）に対して、ロールコーターあるいはグラビアコータ等でその下面（上記基材 1 4本体ではその上面）にコーティングする加工方法（この加工方法をマットコーティング加工と言う）が挙げられる。このとき、上側透明絶縁基材 1 2 (又は下側透明絶縁基材 1 4 ) 上のマットコーティング層中のフィラーの粒径や分散量により、凸の程度を制御することができる。この様にフィラー分散ィンキを塗布したものが上側透明絶縁基材 1 2，下側透明絶縁基材 1 4となる。もちろん、エンボス加工その他の凹凸化処理を施すことによって、微細な凹凸 1 8が形成された上側透明絶縁基材 1 2，下側透明絶縁基材 1 4とすることも可能であるが、従来より、上述の如くハードコートインキをコーティングすることが多く、このハードコートィンキ中に上記フィラーを分散させてマツトコ一ティングと兼用のインキとすれば、ハードコート層の形成と、マツトコ一ティング層の形成、すなわち微細な凹凸 1 8の形成とを同時に行なえるので、その他の凹凸化処理と比べてコストゃ効率の面で上記マツトコ一ティング加工の方がより好ましい。マットコーティング加工で用いるフイラ一としては、 S i 0 ₂粒子や A 1 ₂ 0 ₃粒子等を使用すると良い。

上側透明電極 1 3および下側透明電極 1 5は透明導電膜よりなる。これら透明導電膜の材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化力ドミゥム、若しくは I T O ( indium-tin-oxide (酸化スズインジウム））等の金属酸化物や、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウム、若しくはパラジウム等の金属の薄膜が挙げられる。

これらの透明導電膜の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又は、 C V D法等が用いられる。なお、上記の形成方法によって得られる透明導電膜は非常に薄いため（具体的には、 0 . 5 μ m程度の凹凸 1 8に対して透明電極膜の厚みは 2 0 nm であるため）、上側透明絶縁基材 1 2およびまたは下側透明絶縁基材 1 4の凹凸 1 8に沿って設けられることにより、電極 1 3， 1 5表面も凹凸 2 8 となる。

尚、上側電極部材 1 6及び下側電極部材 1 7のそれぞれには、バスバ一や引き回し線等の所定のパターンの回路が形成される（図示せず）。回路の材料としては、金、銀、銅、若しくはニッケルなどの金属、あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストを用いると良い。これらの形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくはフレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法、又は、刷毛塗法などが挙げられる。

また上側電極部材 1 6 と下側電極部材 1 7とは、通常、上側透明電極 1 3または下側透明電極 1 5の表面に形成されたスぺーサー（図示せず）によって間を隔てられており、指やペンなどで上側電極部材 1 6上から押圧することによりはじめて上側透明電極 1 3または下側透明電極 1 5とが接触し、入力が行われる。スぺーサ一としては、透明な光硬化型樹脂を、フォトプロセスで微細なドット状に形成して得ることができる。また、印刷法により微細なドットを多数形成してスぺーサ一とすることもできる。また、上側電極部材 1 6 と下側電極部材 1 7とは両面テープ 7 (これに換えて透明粘着剤を用いても良い）によって、表示領域外でのみ貼り合わされている。タツチパネル 1 0の寸法が小さく、この貼り合わせのみで上側透明電極 1 3—下側透明電極 1 5間の絶縁を維持出来る場合には、上記スぺーサーを省略しても良い。

前述の様に本実施形態は、上側透明絶縁基材 1 2について下側透明絶縁基材 1 4との対向面にアンチニュートンリング処理として微細な凹凸 1 8が形成されたものであって、この微細な凹凸 1 8の平均間隔（ S m) の最頻値がディスプレイの 1画素と同等もしくはそれ以下というものである。

ここで、凹凸の平均間隔（S m) について説明する。凹凸の平均間隔 ( 3 111) は】 1 3 B 0 6 0 1— 1 9 9 4に準拠したものであり、つまり粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さ 1だけ抜き取り、 1つの山及びそれに隣り合う 1つの谷に対応する平均線の長さの和を求め、平均値をミリメートル（mm) で表したものを指す（図 6 〔凹凸の平均間隔（S m) を説明する為の図〕参照）。

また上述の様に凹凸の S mをディスプレイの画素に対応させて規定しているが、この画素とは、表示のための基本単位であり、液晶パネルでは、 RGB (赤、緑、青） 3点をまとめて 1画素と言う（電子情報技術産業協会（JEITA) 規格）。解像度の高いディスプレイでは 1画素が小さくなり、高解像度といえば、一般的には l O O p p i (= p i x e l p e r i n c h : 1インチ当たりの画素数。値が大きいほど解像度が高い。）以上とされている。

ところで従来技術におけるアンチニュートンリング処理の施されたタツチパネルでは、これを高解像度ディスプレイの前に装着した場合に、その凹凸の平均間隔（S m) についてはほとんどの箇所でディスプレイの 1画素を上回るようになつている。例えば、従来のアンチ-ユートンリング処理を施したサンプルについて、 2 5点の表面粗測定を行ない、凹凸の平均間隔（_{S m}) を測定したところ、図 4 〔従来のタツチパネルの一例ついて、透明絶縁基材 2に形成された凹凸 8の平均間隔（S m) を測定した結果を示すグラフ〕に示すような分布結果が得られた。この図 4から分かる様に、 S mの一番頻度の高いところは 1 5 0 /i m付近である。尚解像度が 2 2 6 p p i の高解像度ディスプレイにおける 1画素は 1 1 2 μ mとなる（図 4中の縦線部分）。

このように凹凸 8の平均間隔（Sm) がディスプレイの 1画素を上回るということは、図 5 〔従来のタツチパネルの一例ついて、透明絶縁基材 2の凹凸 8の平均間隔（S m) とディスプレイの画素との関係を表す模式図〕に表すように、 S mのサイズが複数の画素 9， 9 0， 9 1にまたがることを示す。

さて、タツチパネル 1， 1 0内に入射した光は、タツチパネル 1 , 1 0の上側透明絶縁基材 2， 1 2および/または下側透明絶縁基材 4 , 1 4の対向面に形成された微細な凹凸 8， 1 8 ( 2 8) を透過する際に、 ΰ面又は凹面に対して斜め方向から入射することにより屈折をする（レンズ効果）。このとき、凸部分では出光が密となり、凹部分では出光が疎となり、輝度にばらつきが生ずる。そして、図 5に示す様に Smのサィズが複数の画素 9， 9 0， 9 1にまたがっているような場合には、このばらつきは、その間隔が広いために近接する画素 9， 9 0， 9 1 どうしの間で生じ、看者にちらつきとして認識されてしまう。これに対して、本発明は、上記微細な凹 ώ 1 8の平均間隔（S m ) の最頻値をディスプレイの 1画素と同等もしくはそれ以下とするものであるから、以下に述べる様に看者に殆どちらつきとして認識されない。例えば、本実施形態のサンプルについて、 2 5箇所で表面粗さ測定を行ない、凹凸の平均間隔（S m ) を測定したところ、図 1 〔本発明の一実施形態のタツチパネルについて、透明絶縁基材 1 2に形成された凹凸 1 8の平均間隔（S m ) を測定した結果を示すグラフ〕に示す分布結果が得られた。図 1から分かる様に、 S mの一番頻度の高いところは、 9 0 _β m付近である。解像度が 2 2 6 p p i の高解像度ディスプレイの 1 画素は図 1中の縦線部分であり、この高解像度ディスプレイの前面に本実施形態のタツチパネルを配置した場合、図 2 〔本発明の一実施形態のタッチパネルについて、透明絶縁基材 1 2の凹凸 1 8の平均間隔（S m ) とディスプレイの画素 9 との関係を表す模式図〕に示すように、 S mのサイズが一つの画素 9内に収まる。したがって、たとえ凹凸 1 8のレンズ効果によって輝度にばらつきが生じたとしても、このばらつきは間隔が狭いことから、各画素 9内でそれぞれ生じることになる。この結果、看者にはちらつきとして認識されない。

なお、ディスプレイの 1画素は、そのサイズを超えて 1 . 3倍までを上記同等の範囲とできる。また個々の凹凸 1 8の間隔として 1つでも大きいものがあると、その箇所がレンズ効果により出光が密或いは粗となるので、これを避ける観点から、個々の凹凸 1 8の間隔を 1画素のサイズの 2倍未満とするのが良い。

一方アンチニュートンリングの効果が得られる範囲であれば、凹凸 1 8の平均間隔（S m ) をどこまでも小さくしてよい。尤もタツチパネルが艷消しされた様に濁って見えることを避ける観点から、凹凸の平均間隔（S m ) の最頻値が 1 0 m以上であることが好ましい。

<実施例 1 > 図 8は本発明の実施例 1に係る高解像度ディスプレイ対応タツチパネル 2 0を説明する為の断面図である。

このタツチパネル 2 0の製造方法について説明する。

先ず厚み 1 0 O mの P E Tフィルムを下側透明絶縁基材 1 4の本体として用い、粒径 2 μ mの S i O ₂を分散させたァクリル系樹脂を上記下側透明絶縁基材本体の上面（上側電極部材 1 6と対向する側の面）にローノレコーターで厚み 5 ^ πιになるようにマツトコ一ティングし、これにより表面（上側電極部材 1 6 との対向面）に微細な凹凸 3 8が形成された下側透明絶縁基材 1 4を得た。この上に厚み 2 0 n mの I T O膜からなる下側透明電極 1 5をスパッタリングにて形成し、下側電極部材 1 7とした。

また、厚み 1 8 8 mの P E Tブイルムを上側透明絶縁基材 1 2の本体として用い、この上側透明絶縁基材本体の下面（下側電極部材 1 7 と対向する側の面）にアタリル系樹脂をロールコーターで厚み 2 〜 3 μ m でコーティングした。このコーティング層上に厚み 2 0 n mの I T O膜からなる上側透明電極 1 3をスパッタリングにて形成し、上側電極部材 1 6 とした。

次に上側電極部材 1 6と下側電極部材 1 7に所定のパターンの回路をスクリーン印刷にて形成した（図示せず）。その後、上側電極部材 1 6 と下側電極部材 1 7とをこれら電極間に空気層 6を介する様にして対向配置し、両者を周縁部において両面テープ 7にて接着し、タツチパネル (両電極間にアンチニュートン処理の施されたもの） 2 0を得た。

上記下側透明絶縁基材 1 4表面の微細な凹凸 3 8について、表面粗さ形状測定機（株式会社東京精密製サーフコム 5 7 O A ) を用いて表面粗さ測定を行なった。凹凸 3 8の平均間隔（S m ) を 2 5箇所で測定したところ、 S mの一番頻度の高いところは、 9 0 ^ m付近であった。そしてこの実施例 1のタツチパネル 2 0を、解像度が 2 2 6 p p i の高解像度ディスプレイ（ 1画素は 1 1 2 111) の前に配置したところ、ちらつきが生じ難いものであった。

Claims

請求の範囲

1. ディスプレイの前に配置されるタツチパネルであって、上側透明絶縁基材の下面に上側透明電極が形成された上側電極部材と、下側透明絶縁基材の上面に下側透明電極が形成された下側電極部材とが電極間に空気層を介して対向配置され、且つ前記上側透 0月絶縁基材と前記下側透明絶縁基材が、互いに対向する面のうちの少なくとも一方に微細な凹凸を備えてなるタツチパネルにおいて、

上記凹凸の平均間隔（S m : J I S B 0 6 0 1 — 1 9 9 4に準拠）の最頻値を前記ディスプレイの 1画素のサイズの 1. 3倍以下とすることを特徴とする高解像度ディスプレイ対応タツチパネル。

2. 前記凹凸の個々の間隔がいずれも前記ディスプレイの 1画素のサィズの 2倍未満である請求項 1に記載の高解像度ディスプレイ対応タッチパネル。

3. 前記凹凸の平均間隔（Sm) の最頻値が 1 Ο μ πι以上である請求項 1または 2に記載の高解像度ディスプレイ対 ^タツチパネル。