WO2013179813A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2013179813A1
WO2013179813A1 PCT/JP2013/061788 JP2013061788W WO2013179813A1 WO 2013179813 A1 WO2013179813 A1 WO 2013179813A1 JP 2013061788 W JP2013061788 W JP 2013061788W WO 2013179813 A1 WO2013179813 A1 WO 2013179813A1
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film
layer
antireflection layer
electrode
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PCT/JP2013/061788
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Inventor
有史 八代
和寿 木田
加藤 浩巳
Original Assignee
シャープ株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a display device with a touch panel in which deflected light emitted from a display panel having a polarizing plate on its surface, such as a liquid crystal panel, enters a touch panel provided with a birefringent substrate.
  • a capacitive touch panel that detects a contact position by detecting a change in capacitance when a detection target such as a finger or an input pen is brought into contact with a display screen is known. ing.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Patent Document 1 when a liquid crystal display device including a capacitive touch sensor with polarization glasses is viewed, light that has caused a phase difference through the capacitive touch sensor is again polarized glasses. It is disclosed that the rainbow unevenness generated by being superimposed when passing through a lens is eliminated by optically compensating by arranging a quarter-wave plate between the touch sensor and the liquid crystal display device.
  • Patent Document 2 in a liquid crystal display device with a resistive film pressure type touch panel, the surface opposite to the surface provided with the transparent conductive film on the upper electrode plate, or the surface provided with the transparent conductive film on the lower electrode plate A 1 ⁇ 4 wavelength plate is formed between the opposite surface and the liquid crystal display device, and the linearly polarized light emitted from the liquid crystal display device is converted into circularly polarized light. It is disclosed to suppress the occurrence.
  • Patent Document 2 discloses that a circularly polarizing plate is formed by combining a quarter wavelength plate and a polarizing plate to absorb internal reflection due to incident light from the outside.
  • Patent Documents 1 and 2 all eliminate rainbow unevenness peculiar when viewing a liquid crystal display device having a touch panel with polarized glasses.
  • the present inventors have found rainbow unevenness at a certain viewing angle. Found that occurs.
  • rainbow unevenness is constantly observed, and even when a small touch panel is used, depending on the viewing angle, rainbow unevenness may be observed. Was found to be confirmed.
  • the inventors of the present application shift the phase thereof.
  • the touch panel using such a birefringent substrate is deflected as a liquid crystal panel. If it is arranged on the display device main body that emits light, the rainbow unevenness can be observed even by visual observation depending on the viewing angle due to the change in the deflection state for each wavelength by the birefringent substrate and the deflection action of the interface reflection at the interface with the air layer. Found that occurs.
  • the present invention has been found by the inventors of the present application, the change in the deflection state of the deflected light emitted from the display device main body side that emits the deflected light, and the front surface of the display device main body.
  • the present invention solves a new problem of eliminating rainbow unevenness that occurs due to a deflection effect of interface reflection at an interface with an air layer in a touch panel having a birefringent substrate.
  • a display device includes a display panel having a polarizing plate on a surface and a birefringent substrate provided with an electrode for detecting a touch position of a position detection target.
  • a display device in which the deflected light emitted from the polarizing plate is incident on the birefringent substrate, and the antireflection layer for reducing the reflection of the deflected light is the display panel in the touch panel. It is provided on the opposite surface.
  • the antireflection layer is provided on the interface with the air in the display device, that is, the surface of the touch panel opposite to the display panel.
  • FIG. (A)-(f) is sectional drawing which shows the preparation methods of the sensor main body of the said touch panel in order of a process.
  • (A) and (b) are when the birefringent film substrate is sandwiched between a polarizing plate provided on the upper surface side of the liquid crystal panel and a polarizing plate provided on the upper surface side of the birefringent film substrate.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a display size, viewing angles ⁇ 1 to ⁇ 3, and a viewing distance L in the display device having the configuration illustrated in FIG. It is a graph which shows the viewing angle range for every display size when viewing distance L is 40 cm and center viewing angle (theta) 1 is 30 degrees.
  • It is sectional drawing which shows typically a mode that reflected light is reduced by the antireflection layer using a dielectric material. It is sectional drawing which shows an example of the reflection preventing layer using a dielectric material. It is sectional drawing which shows another example of the reflection preventing layer 28 using a dielectric material.
  • (A) * (b) is sectional drawing which shows schematic structure of the antireflection layer which has a micro uneven structure, respectively. It is sectional drawing which shows the example of formation of the antireflection layer which has a micro uneven structure. It is sectional drawing which shows the other example of formation of the reflection preventing layer which has a micro uneven structure.
  • (A)-(f) is sectional drawing which shows the preparation methods of the other sensor main body of the said touchscreen in order of a process.
  • (A)-(h) is sectional drawing which shows the preparation methods of the other sensor main body of the said touch panel in order of a process.
  • (A)-(f) is sectional drawing which shows the preparation methods of the other sensor main body of the said touch panel in order of a process.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the pattern shape of the Y electrode pattern and X electrode pattern in a single-sided sensor film.
  • (A)-(d) is sectional drawing which shows the preparation methods of the other sensor main body of the said touch panel in order of a process.
  • (A)-(f) is sectional drawing which shows the preparation methods of the other sensor main body of the said touch panel in order of a process.
  • FIG. 1 is an exploded sectional view showing a schematic configuration of a main part of the display device 1 according to the present embodiment.
  • the display device 1 is a display device with a touch panel, and includes a display device body 10 (display unit) including a display that emits deflected light, and a touch panel 20 (sensor unit). It has.
  • the observer side is the upper surface side or the front surface side
  • the opposite surface side is the lower surface side or the back surface side
  • Display device body 10 Examples of the display device body 10 including a display that emits polarized light include a display device such as a liquid crystal display device that includes a display panel and has a polarizing plate on the surface of the display panel.
  • a display device such as a liquid crystal display device that includes a display panel and has a polarizing plate on the surface of the display panel.
  • the display device body 10 such as a liquid crystal display device includes a display panel 12 such as a liquid crystal panel, and a backlight 11 or the like that causes light to enter the display panel 12.
  • a display panel 12 such as a liquid crystal panel includes a display cell 16 in which a layer made of a display medium such as a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates 13 and 14 as an optical modulation layer 15. That is, the display cell 16 has a configuration in which a pair of polarizing plates 17 and 18 (an upper polarizing plate and a lower polarizing plate) are provided as a polarizer and an analyzer on the surface opposite to the optical modulation layer 15. Yes.
  • an electrode (not shown) for generating an electric field to be applied to the optical modulation layer 15 is provided on at least one of the pair of substrates 13 and 14 facing the other substrate.
  • the display panel 12 is a liquid crystal panel and the display device body 10 is a liquid crystal display device will be described as an example.
  • the liquid crystal panel used in this embodiment is not particularly limited, and various known liquid crystal panels can be used. Further, the display method (driving method) of the display panel is not particularly limited, and various known methods such as a TN (Twisted Nematic) method can be used. Since the configuration of such a liquid crystal panel is conventionally known, detailed description and illustration thereof are omitted here.
  • TN Transmission Nematic
  • a touch panel 20 according to the present embodiment is a touch panel using a capacitance method, and as shown in FIG. 1, a sensor main body 21 including a touch sensor disposed on the display device main body 10, and the sensor main body. And a circuit unit 22 connected to 21.
  • a capacitive touch sensor includes a birefringent base material (birefringent base material) alone or an electrode pattern (sensor electrode pattern) formed on one side or both sides of a laminate thereof.
  • the sensor body 21 includes a protective film 23 (first protective layer), an adhesive layer 24 (first adhesive layer), and a double-sided sensor film 30.
  • the adhesive layer 25 (second adhesive layer), the protective plate 26 (second protective layer), the adhesive layer 27 (third adhesive layer), and the antireflection layer 28 are provided in this order from the display device body 10 side. It has a configuration.
  • the double-sided sensor film 30 has a configuration in which a Y-electrode pattern 32 (first electrode pattern) and an X-electrode pattern 33 (second electrode pattern) are provided as electrode patterns on the front and back surfaces of the birefringent base material 31, respectively.
  • a Y-electrode pattern 32 first electrode pattern
  • an X-electrode pattern 33 second electrode pattern
  • FIG. 2A is a plan view showing the pattern shape of the Y electrode pattern 32
  • FIG. 2B is a plan view showing the pattern shape of the X electrode pattern 33.
  • the Y electrode pattern 32 includes a plurality of Y electrode rows 35 in which a plurality of Y electrodes 34 are arranged in the Y direction (the Y axis direction that is the column direction, the first direction). It is formed by the Y electrode group which consists of.
  • the Y electrode 34 is formed of an island-shaped electrode for a substantially rectangular shape, and a plurality of Y electrodes 34 are connected in the Y direction by connecting wires 34a at corners thereof.
  • the X electrode pattern 33 includes a plurality of X electrodes in which a plurality of X electrodes 37 are arranged in the X direction (the X axis direction which is the row direction, the second direction). It is formed by an X electrode group consisting of rows 38.
  • the X electrode 37 is formed of a substantially rectangular island-shaped electrode, and a plurality of X electrodes 37 are connected in the X direction by connection wirings 37a at corners thereof.
  • the Y electrode 34 and the X electrode 37 are arranged so that the other electrode is positioned between one electrode in a plan view (that is, when viewed from a direction perpendicular to the film surface of the double-sided sensor film 30). Has been.
  • the Y electrodes 34 and the X electrodes 37 are alternately arranged in a checkered pattern when viewed from an oblique direction in plan view, and are alternately arranged in the Y direction and the X direction.
  • the Y electrode 34 and the X electrode 37 are position detection electrodes that detect the position of the designated coordinate of a detection target such as a finger by a change in electrostatic capacitance, It is arranged.
  • lead wires 36 and 39 are provided at the ends of the Y electrode rows 35 and the X electrode rows 38 in the extending direction, respectively. .
  • These lead-out wirings 36 and 39 are detection lines for leading out detection signals from the corresponding Y electrode rows 35 and X electrode rows 38, respectively, and are arranged in regions corresponding to the frame regions in the display panel 12, respectively. Yes.
  • These lead wirings 36 and 39 are connected to the circuit section 22 as shown in FIG.
  • One of these Y electrode 34 and X electrode 37 is used as a drive electrode, and the other is used as a sense electrode.
  • a drive voltage is applied to the Y electrode 34 and the X electrode 37 from a drive circuit unit (not shown).
  • ⁇ Circuit unit 22> As described above, the lead-out wirings 36 and 39 provided at the ends of the Y electrode rows 35 and the X electrode rows 38 in the double-sided sensor film 30 are connected to the circuit portion 22 as shown in FIG. Yes.
  • circuit unit 22 for example, an IC chip, an FPC (flexible printed circuit) substrate, or the like is used.
  • the circuit unit 22 includes a position detection circuit (not shown) for detecting the coordinate position of the detection target.
  • the position detection circuit detects the amount of change in capacitance between the Y electrode 34 and the X electrode 37, and calculates the position of the fingertip based on the amount of change.
  • the position detection circuit a known circuit such as a position detection circuit using a mutual capacitance method, which is the mainstream of a capacitive touch panel, can be used, and is not particularly limited.
  • the protective film 23 that protects the sensor surface (electrode formation surface) on the back surface (lower surface side) of the double-sided sensor film 30 is provided on the back surface side (lower surface side) of the double-sided sensor film 30. It is adhered by.
  • a protective plate 26 that protects the sensor surface on the surface side (upper surface side) of the double-sided sensor film 30 is adhered to the surface side (upper surface side) of the double-sided sensor film 30 with an adhesive layer 25.
  • protective film 23 and protective plate 26 for example, a plastic film made of a transparent resin such as polyethylene terephthalate (PET), triacetyl cellulose (TAC), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA) or the like.
  • PET polyethylene terephthalate
  • TAC triacetyl cellulose
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • glass substrates such as a plastic substrate and a cover glass, are mentioned.
  • These protective layers can be adhered to the double-sided sensor film 30, for example, by bonding the plastic film or plastic substrate, glass substrate or the like to the double-sided sensor film 30 via the adhesive layers 24 and 25.
  • the thickness of these protective layers is not specifically limited, It can set similarly to the protective layers (protection board, protection sheet) conventionally used for the touch panel.
  • an adhesive such as OCAT (optical transparent double-sided tape: Optical Clear Adhesive Tape) can be used as the adhesive layers 24 and 25 and the adhesive layer 27.
  • OCAT optical transparent double-sided tape: Optical Clear Adhesive Tape
  • the antireflection layer 28 used in the present embodiment is a layer that reduces the reflection of the polarizing plate emitted from the display panel 12. For example, the transmittance difference between the s wave and the p wave at the interface having a deflection action. Reduces the reflection of the deflected light emitted from the display panel 12 and passing through the birefringent substrate 31 at the interface having the deflection action at a viewing angle of 10% or more.
  • the antireflection layer 28 is provided on the surface of the touch panel 20 on the side opposite to the display panel 12, so that the transmittance difference between the s wave and the p wave is 10% or more on the surface. Reflection of the deflected light on the surface toward the display panel 12 is reduced.
  • Examples of the antireflection layer 28 include an antireflection layer using a dielectric, and an antireflection layer having a minute uneven structure as a microstructure.
  • an anti-reflection layer 28 for example, an AR (Anti-Reflective) film composed of a multilayer film that suppresses reflection by interference, a curved protrusion on the surface, and a refractive in the thickness direction are preferable.
  • a non-reflective film having a so-called moth-eye structure in which the rate changes continuously can be used.
  • the AR film examples include a film in which a plurality of dielectrics having different refractive indexes are laminated using a plastic film such as TAC or PET as a base material.
  • a known AR film can be used as such a film.
  • a film in which a hard coat layer is formed on a substrate, and a high refractive index layer (containing ionic liquid) and a low refractive index layer (containing hollow silica-based fine particles) are alternately laminated thereon. See, for example, Patent Document 3).
  • examples of the antireflection layer having a fine concavo-convex structure include a film formed on the film surface with a fine concavo-convex pattern in which the concavo-convex period is controlled to be equal to or less than the wavelength of visible light.
  • a film for example, a known film having a moth-eye structure can be used.
  • a film can be formed, for example, by forming a thermosetting resin or a photocurable resin on a film base material using a mold or the like (see, for example, Patent Document 4). .
  • such an antireflection layer 28 is adhered to the protective plate 26 by using an adhesive such as OCAT (Optical Clear Double Adhesive Tape). 27 can be laminated on the protective plate 26 via OCAT (Optical Clear Double Adhesive Tape).
  • the antireflection layer 28 may be directly laminated on the protective plate 26 by lamination or printing, for example.
  • the antireflection layer 28 is not necessarily laminated on the protective plate 26 as described above, and is formed directly on the upper surface of the protective plate 26 by finely processing the surface of the protective plate 26. Also good. That is, in other words, the antireflection layer 28 may also serve as the protective plate 26.
  • an antireflection film as described above for the antireflection layer 28 a commercially available antireflection film can be used as the antireflection film.
  • the antireflection layer 28 can be optimally designed by forming the antireflection layer 28 so that the reflected light disappears in accordance with the viewing angle at which rainbow unevenness is likely to occur.
  • the antireflection layer 28 is more preferably a laminated body including a laminated film formed by laminating a plurality of dielectric layers having different refractive indexes from the viewpoint of the antireflection effect and design.
  • 3 (a) to 3 (f) are cross-sectional views showing a method of manufacturing the sensor body 21 of the touch panel 20 in the order of steps.
  • the drawing wirings 36 and 39 are not shown.
  • the Y electrode pattern 32, the X electrode pattern 33, and the lead wirings 36 and 39 are not shown.
  • a double-sided sensor film 30 is formed.
  • the Y electrode pattern 32 and the X electrode pattern 33 are, for example, (1) after bonding a metal foil on the birefringent substrate 31, and etching the bonded metal foil by a known lithography technique, It can be formed by (2) sputtering a metal on the birefringent substrate 31 or (3) printing a metal paste on the birefringent substrate 31.
  • birefringent substrate 31 examples include an insulating substrate made of a transparent resin such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), and polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the birefringence of such a birefringent substrate 31 is not controlled and is not uniform in the plane. That is, there is in-plane variation.
  • examples of the metal foil include copper foil.
  • examples of the sputtering material include silver, and examples of the metal paste include silver paste containing silver as metal fine particles.
  • the electrode material examples include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), zinc oxide, and tin oxide.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • zinc oxide zinc oxide
  • tin oxide a transparent conductive material made of an oxide
  • each electrode (Y electrode 34 and X electrode 37) in these Y electrode pattern 32 and X electrode pattern 33 can be set similarly to a conventional touch panel, and desired physical properties can be obtained. What is necessary is just to determine suitably according to an electrode material so that it may be obtained.
  • an adhesive layer 24 is formed on the lower surface side of the double-sided sensor film 30 thus obtained by OCAT or the like, as shown in FIG.
  • the protective film 23 is bonded to the double-sided sensor film 30 through the adhesive layer 24.
  • an adhesive layer 25 is formed on the upper surface side of the double-sided sensor film 30 by OCAT or the like, and then, as shown in FIG. Then, the protective plate 26 is bonded to the double-sided sensor film 30.
  • an adhesive layer 27 is formed on the protective plate 26 by, for example, OCAT, and the protective layer 26, that is, the outermost side of the touch panel 20 is interposed via the adhesive layer 27.
  • An antireflection layer 28 such as an AR film is bonded to the surface (the outermost surface of the sensor body 21).
  • a birefringent base material such as PET is generally used from the viewpoint of cost, thermal resistance, and the like.
  • the birefringence of the substrate is not controlled and is not uniform in the plane.
  • the rainbow-like color band is generated when the amount of light that can be transmitted through a layer having a linearly polarizing action existing after that is different for each wavelength because linearly polarized light is converted into a different polarization direction for each wavelength by the birefringent substrate. It is a phenomenon.
  • birefringent film substrate as a birefringent substrate
  • the birefringent film substrate is a polarizing plate (polarizer) provided on the upper surface side of the liquid crystal panel.
  • polarizing plate analyzer
  • polarized light polarized light
  • FIGS. 4A and 4B show an exploded perspective view when the optical axis of the birefringent film substrate does not coincide with the absorption axis of the polarizing plate of the liquid crystal panel, and FIG. The disassembled perspective view when the optical axis of a birefringent film base material and the absorption axis of the polarizing plate of a liquid crystal panel correspond is shown.
  • the double arrows indicate p-polarized light.
  • the phase difference varies depending on the wavelength
  • the degree of polarization varies depending on the wavelength. For this reason, the polarized light incident on the birefringent film substrate 102 is dispersed after passing through the polarizing plate 103 as shown in FIG.
  • FIG. 5 is an exploded cross-sectional view schematically showing the generation mechanism of rainbow unevenness.
  • the display device 2 shown in FIG. 5 is the same as that shown in FIG. 1 except that the antireflection layer 28 and the adhesive layer 27 for adhering the antireflection layer 28 to the protection plate 26 are not provided on the protection plate 26.
  • the same configuration as the display device 1 shown is shown.
  • FIG. 5 the configuration of the display device body 10 other than the polarizing plate 18, the circuit unit 22, and the lead-out wirings 36 and 39 are not shown.
  • the sensor body 21 shown in FIG. 5 has a configuration in which the protective plate 26 is provided on the birefringent base material 31 via the adhesive layer 25. It can be said that.
  • PET is generally used as the base material of the sensor film in the touch sensor from the viewpoints of cost, thermal resistance, and the like. Further, glass is often used as the protective plate 26.
  • FIG. 6 shows the relationship between the transmittance of s-wave (s-polarized light) and p-wave (p-polarized light) at the interface between OCAT and PET film and the transmittance between the s-wave and p-wave at the interface between glass and OCAT and the viewing angle. It is a graph to show.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the transmittance and the viewing angle of s-waves and p-waves at the interface between the glass and the air layer.
  • the s-wave and p-wave transmittance at the interface between the OCAT and the PET film and the s-wave and p-wave transmittance at the interface between the glass and the OCAT are constant regardless of the viewing angle.
  • the transmittance of polarized light varies depending on the deflection direction at the interface between the glass and the air layer. That is, in the interface reflection between the glass and the air layer, the s-wave transmittance and the p-wave transmittance differ depending on the viewing angle. Due to the difference in transmittance between the s wave and the p wave, the interface between the glass and the air layer acts as an analyzer.
  • FIG. 7 shows the relationship between the transmittance of the s wave and p wave at the interface between the glass and the air layer and the viewing angle, the same phenomenon occurs at the interface with the air layer other than the glass.
  • the rainbow unevenness in the display device with a touch panel is closely related to the viewing angle.
  • the birefringence wavelength dispersion characteristics
  • the polarization state varies depending on the wavelength.
  • the retardation of the polarized light in the birefringent substrate 31 is different when the viewing angle is different, the deflection state is different depending on the viewing angle.
  • the light that has passed through the birefringent substrate 31 is reflected at the interface between the protective plate 26 and the air layer (air). Since the reflectance varies depending on the deflection state and the deflection state varies depending on the wavelength, the transmitted light is colored.
  • the degree of polarization varies depending on the wavelength, the amount of reflected light varies with the wavelength. For this reason, the transmission intensity differs for each wavelength.
  • the polarized light is transmitted through the birefringent base material 31 having birefringence, so that the transmission intensity changes for each wavelength due to the birefringence wavelength dispersion characteristic. As a result, the transmitted light is colored.
  • the wavelength of light that passes through the interface between the protective plate 26 and the air layer acting as an analyzer varies depending on the viewing angle. For this reason, it is recognized as rainbow unevenness (rainbow-like color band).
  • PET is a birefringent substrate and has a non-uniform refractive index.
  • the light passing through the birefringent base material is decomposed into three linearly polarized lights in the xyz axis direction. Due to birefringence (refractive index difference), A phase difference (retardation) occurs.
  • the in-plane main refractive index of the birefringent substrate 31 that is, parallel to the substrate surface and in the left-right direction (x-axis direction) in FIG. 5, parallel to the substrate surface and in the depth direction (y-axis direction in FIG. 5)
  • ny the main refractive index in the direction perpendicular to the substrate surface (z-axis direction) is nz
  • the viewing angle from a certain viewpoint P is ⁇
  • the base material of the birefringent base material 31 For example, the birefringence N ⁇ in the xz plane when viewed from a direction oblique to the direction perpendicular to the surface by an angle ⁇ is expressed by the following equation.
  • the retardation R in the xz plane is expressed by the following equation.
  • phase shift differs depending on ⁇ (wavelength) and ⁇ (viewing angle, observation position). For this reason, the intensity
  • the viewing angle when the viewing angle is ⁇ 1, the amount of reflected light decreases in the order of blue light (B), green light (G), and red light (R), and the transmission intensity increases in this order.
  • the viewing angle is ⁇ 2
  • the amount of reflected light decreases in the order of red light (R), blue light (B), and green light (G), and the transmission intensity increases in this order.
  • the transmittance varies depending on the polarization state of polarization.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the transmittance difference between the p wave and the s wave and the viewing angle.
  • the transmittance difference between the s wave and the p wave is 100%
  • the transmittance difference is around 0.1 (that is, 10%).
  • the Brewster angle is an incident angle at which light reflected at the interface of substances having different refractive indexes is completely S-polarized light, where the refractive index on the incident side is n1 and the refractive index on the transmission side is n2, arctan ( n2 / n1).
  • the p-polarized light that vibrates in the electric field in the direction parallel to the incident surface has a reflectivity of 0 (0%) at the Brewster angle, and only the s-polarized light that vibrates in the electric field in the direction perpendicular to the incident surface is reflected.
  • the incident light at an angle near the Brewster angle has a p-polarized reflectance of 0 at the interface reflection, and the s-polarized light is reflected, so that the transmitted light is closer to the p-polarized light.
  • the incident angle is the Brewster angle
  • the angle formed between the transmitted light (refracted light) and the reflected light is 90 degrees.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the size of the display surface (display size), the viewing angles ⁇ 1 to ⁇ 3 and the viewing distance L in the display device 2 having the configuration shown in FIG.
  • positioned horizontally is seen from diagonally upward is shown.
  • the viewing angle toward the extreme end of the display is the color of transmitted light.
  • the viewing angle is about 48 °, which is a difference in transmittance of about 0.1. Therefore, in the display device 2 having a display size of 15 inches or more, rainbow unevenness is constantly observed.
  • the rainbow unevenness is caused by the change in the deflection state for each wavelength by the birefringent substrate and the deflection state dependency of the interface reflection at the interface with the air layer.
  • the phase of linearly polarized light is shifted due to the birefringence of the birefringent substrate 31, and rainbow unevenness occurs due to the polarization action.
  • rainbow unevenness occurs due to the polarization effect of interface reflection in the vicinity of the Brewster angle.
  • the interface action is responsible for the polarization action. For this reason, the rainbow nonuniformity can be suppressed by suppressing the polarization effect by interface reflection.
  • the interface reflection has a large refractive index difference, for example, an interface with the air layer, for example, a protective plate 26 such as glass and the air layer. Occurs most at the interface.
  • rainbow unevenness can be reduced.
  • color bands start to be recognized when the transmittance difference between the s wave and the p wave is around 0.1 (10%).
  • a display device that passes through a substrate having birefringence like the birefringent substrate 31 at a viewing angle at which the difference in transmittance between the s wave and the p wave is 0.1 or more at the interface having a deflection action.
  • the transmittance difference at a viewing angle at which the transmittance difference is 0.1 or more specifically, the transmittance difference near the Brewster angle (particularly at the viewing angle at which the transmittance difference is maximized). If the interface reflection is reduced so that the transmittance difference is less than 0.1 (that is, less than 10%), the color Is not recognized.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing how reflected light is reduced by the antireflection layer 28 using a dielectric.
  • the dielectric layer 41 is a layer designed so that the reflected light is canceled out by interference.
  • the dielectric layer 41 can be designed according to the viewing angle. It becomes.
  • the rainbow unevenness due to the deflection effect of the interface reflection in the display device with a touch panel is a phenomenon that starts to be recognized when the transmittance difference is 0.1 or more as described in the first embodiment.
  • the protective plate 26 is made of glass
  • the dielectric acts so that the viewing angle ⁇ acts at 48 ° or more (that is, reflection at the viewing angle ⁇ is reduced). It is desirable that the body layer 41 is designed.
  • FIG. 11 shows the dielectric layer 41 so that the phase of the interface reflection at the interface between the protective plate 26 and the dielectric layer 41 and the interface between the dielectric layer 41 and the air layer (air) is shifted by a half wavelength at the viewing angle ⁇ .
  • the phase of the interface reflection is shifted by a half wavelength, and the reflected light in the interface reflection disappears.
  • interface reflection at the viewing angle ⁇ can be reduced.
  • the antireflection layer 28 corresponding to a plurality of wavelengths can be formed by using the dielectric layer 41 as a laminated film (multilayer film).
  • the antireflection layer 28 can be optimally designed by laminating the dielectric layer 41 so that the reflected light disappears due to interference in accordance with the viewing angle ⁇ where rainbow unevenness is likely to occur.
  • the antireflection layer 28 can be easily designed according to the viewing angle ⁇ , the antireflection layer 28 using a dielectric is finer in terms of the antireflection effect and designability. This is more advantageous than the antireflection layer 28 using a structure.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of the antireflection layer 28 using a dielectric.
  • 12 has a configuration in which a laminated film composed of three dielectric layers 52 to 54 having different refractive indexes is provided on a base material 51.
  • a poly (pentachlorophenyl methacrylate) film (with a refractive index of 1.5) is formed as a dielectric layer 52 to 54 on a substrate 51 made of a TAC film (with a refractive index of 1.49).
  • a poly (pentabromophenyl methacrylate) film (refractive index 1.70)
  • a poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) film (refractive index 1.42) from the substrate 51 side.
  • examples thereof include an antireflection layer that is laminated in order.
  • Each of the layers (films) in the antireflection layer 28 is preferably set to have a film thickness so as to prevent reflection of blue light, green light, and red light at a viewing angle ⁇ where rainbow unevenness is likely to occur. .
  • the thickness of the bromophenyl methacrylate) film (dielectric layer 53) was 103 nm
  • the thickness of the poly (2,2,2-trifluoroethyl methacrylate) film (dielectric layer 54) was 102 nm.
  • the thickness of the said TAC film (base material 51) was 100 micrometers.
  • a protective plate 26 such as glass as an antireflection layer 28
  • reflection at the interface with air is prevented, so that transmitted light does not take on color and prevents rainbow unevenness. can do.
  • a TAC film is used as the substrate 51.
  • the substrate 51 is not limited to the TAC film, and for example, a PET film can be used.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another example of the antireflection layer 28 using a dielectric.
  • the antireflection layer 28 shown in FIG. 13 is composed of a laminated film in which three dielectric layers 61 to 63 having different refractive indexes are laminated. In FIG. 13, three dielectric layers 61 to 63 having different refractive indexes are directly laminated on the protective plate 26.
  • an Al 2 O 3 (refractive index 1.64) film, ZrO 2 (refractive index 2.00) is formed on the protective plate 26 made of glass (refractive index 1.50) as the antireflection layer 28.
  • a film and a MgF 2 (refractive index 1.38) film were laminated in this order.
  • dielectric layers 61 to 63 are formed on a base material such as glass used as the protective plate 26, for example, and then the base material is formed on a sensor film such as the double-sided sensor film 30 and the adhesive layer 25 is formed.
  • the protective plate 26 and the antireflection layer 28 can be simultaneously laminated on the sensor film by bonding together.
  • the dielectric layers 61 to 63 may be sequentially formed on the protective plate 26 provided on the sensor film such as the double-sided sensor film 30.
  • the antireflection film can be attached to the protective plate 26.
  • the antireflection layer 28 can be easily laminated on the surface of the touch panel 20, that is, the surface of the sensor body 21 even when the display device 1 is large as compared with the case where the display device 1 is bonded to the surface.
  • a plurality of dielectric layers having different refractive indexes are provided on the upper surface of a protective plate 26 such as glass.
  • a protective plate 26 such as glass.
  • a titanium oxide film and a silicon dioxide film are provided on the upper surface of a protective plate 26 such as glass.
  • these titanium oxide films and silicon dioxide films may be alternately laminated.
  • the thickness of each film is reflected by interference in accordance with the viewing angle ⁇ where rainbow unevenness is likely to occur. It is desirable that the film thickness is designed so that light disappears.
  • the case where three dielectric layers are laminated has been described as an example, but the number of dielectric layers constituting the antireflection layer 28 is particularly limited. Instead, it may be appropriately selected so that reflection of a desired wavelength at a desired viewing angle ⁇ is prevented.
  • 14 (a) and 14 (b) are cross-sectional views showing a schematic configuration of the antireflection layer 28 having a fine concavo-convex structure, respectively.
  • 14 (a) and 14 (b) each have a protrusion arrangement composed of protrusions 71 regularly on a scale of 100 nm as a minute concavo-convex structure.
  • the refractive index in the thickness direction changes continuously. For this reason, by using the antireflection layer having such a structure as the antireflection layer 28, reflection at the interface with the air layer can be suppressed.
  • the antireflection layer 28 having such a structure has a high reflectance in the normal direction which is the thickness direction, but for obliquely incident light, the light path is parallel to the surface direction rather than the thickness direction. Since the component becomes strong, the antireflection effect tends to be reduced as compared with the antireflection layer 28 using a dielectric.
  • the antireflection layer 28 using a dielectric is more advantageous as the antireflection layer 28 from the viewpoint of the antireflection effect and designability.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of forming the antireflection layer 28 having a minute uneven structure.
  • FIG. 15 shows a case where the antireflection layer 28 having a minute uneven structure is formed on the protective plate 26.
  • the antireflection layer 28 examples include a microstructure film having minute protrusions 71 on the surface.
  • a microstructure film is formed, for example, by chemical etching, aluminum anodic oxidation, or the like, for example, by forming a microstructure with a structure pitch of about 100 nm in a mold, and using the mold, thermosetting the substrate. It can be produced by transferring a microstructure made of a curable resin or a photocurable resin.
  • the base material for example, a TAC film or the like can be used.
  • the prevention layer 28 can be formed.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing another example of forming the antireflection layer 28 having a micro uneven structure.
  • a projection 71 (a fine concavo-convex structure) similar to the projection 71 shown in FIG. 15 is formed as the antireflection layer 28 on the surface of a substrate such as glass by chemical etching or direct glass molding using a mold. is doing.
  • the protective plate 26 also serves as an antireflection layer by forming the projection 71 described above on the surface of the protective plate 26.
  • the antireflection layer 28 having a micro uneven structure also serves as a protective layer.
  • the antireflection layer 28 formed in this manner is bonded to the sensor film such as the double-sided sensor film 30 via the adhesive layer 25, so that it is a protective layer and antireflection layer on the sensor film.
  • An antireflection layer 28 can be laminated.
  • a micro uneven structure having a size equal to or smaller than the wavelength of visible light is formed on the surface of the antireflection layer 28, that is, on the interface with the air layer (air) in the touch panel 20.
  • the protective plate 26 also serves as the antireflection layer 28, the number of components can be reduced, and the display is compared with the case where the antireflection film is bonded to the surface of the protective plate 26. Even when the device 1 is large, the antireflection layer 28 can be easily laminated on the surface of the touch panel 20, that is, the surface of the sensor body 21.
  • the touch sensor structure using the double-sided sensor film 30 as the sensor film is shown as an example in the sensor body 21.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • 17A to 17F are cross-sectional views showing a method of manufacturing the sensor main body 21 of the touch panel 20 in the order of steps.
  • the Y electrode pattern 32, the X electrode pattern 33, and the lead wirings 36 and 39 are not shown.
  • the sensor main body 21 according to the present modification is replaced with a protective film 23, an adhesive layer 24, and a double-sided sensor film 30, as shown in FIG. 3 (f).
  • 83 has the structure provided in this order from the lower surface side.
  • Such a sensor body 21 is formed as follows, for example.
  • a Y electrode pattern 32 (not shown) is formed on one surface of the birefringent substrate 31 in the same manner as in FIG.
  • the single-sided sensor film 81 is formed.
  • the sensor surface 81a (that is, the surface on which the Y electrode pattern 32 is formed) of the single-sided sensor film 81 obtained in this way is the upper surface side, and on the sensor surface 81a, as shown in FIG.
  • the adhesive layer 82 is formed by OCAT or the like.
  • an X electrode pattern 33 (not shown) is formed on one surface of another birefringent base material 31 in the same manner as in FIG. A single-sided sensor film 83 having 33 is formed.
  • the sensor surface 83a (that is, the surface on which the X electrode pattern 33 is formed) of the single-sided sensor film 83 is the upper surface side, and the same as the double-sided sensor film 30 through the adhesive layer 82.
  • the Y electrode 34 and the X electrode 37 (not shown) are bonded to each other so that the other electrode is positioned between one electrode in plan view.
  • an adhesive layer 25 is formed on the sensor surface 83a of the single-sided sensor film 83 by OCAT or the like, and then, as shown in FIG. 17 (e), the adhesive layer The protective plate 26 is bonded onto the sensor surface 83 a of the single-sided sensor film 83 through 25.
  • FIG. 17 (f) Thereafter, as shown in FIG. 17 (f), in the same manner as in FIG. 3 (f), antireflection is applied to the outermost surface of the touch panel 20 (the outermost surface of the sensor body 21, in this example, the upper surface of the protective plate 26).
  • Layer 28 is formed.
  • FIG. 17F as in FIG. 3F, the case where the antireflection layer 28 is formed on the protective plate 26 via the adhesive layer 27 is shown as an example.
  • the method of forming the antireflection layer 28 is not limited to this, and various modifications described above can be performed.
  • 18A to 18H are cross-sectional views showing a method of manufacturing the sensor main body 21 of the touch panel 20 in the order of steps.
  • the Y electrode pattern 32, the X electrode pattern 33, and the lead-out wirings 36 and 39 are not shown.
  • the sensor main body 21 is a single-sided sensor having a Y electrode pattern 32 (not shown) instead of the double-sided sensor film 30 shown in FIG. 3 (f).
  • a single-sided sensor film 83 having a film 81, an adhesive layer 82, and an X electrode pattern 33 (not shown) is provided in this order from the lower side with the sensor surfaces 81a and 83a of the single-sided sensor films 81 and 83 as the lower side. It has a configuration.
  • Such a sensor body 21 is formed as follows, for example.
  • an X electrode pattern 33 (not shown) is formed on one side of the birefringent base material 31 in the same manner as in FIG. A single-sided sensor film 83 is formed.
  • the sensor surface 83a of the single-sided sensor film 83 obtained in this way is set as the lower surface side, and an adhesive layer 82 is formed on the sensor surface 83a by OCAT or the like as shown in FIG. 18 (b).
  • a Y electrode pattern 32 (not shown) is formed on one surface of another birefringent base material 31 in the same manner as in FIG. A single-sided sensor film 81 having 32 is formed.
  • the sensor surface 81a of the single-sided sensor film 81 is the lower surface side, and the Y electrode 34 and the X electrode (not shown) are provided via the adhesive layer 82 in the same manner as the double-sided sensor film 30. 37 are stacked and bonded so that the other electrode is positioned between one electrode in plan view.
  • the protective plate 26 is bonded onto the sensor surface 83 a of the single-sided sensor film 83 via the adhesive layer 25.
  • adhesion is performed on the outermost surface of the touch panel 20 (the outermost surface of the sensor body 21, the upper surface of the protective plate 26 in this example) in the same manner as in FIG.
  • An antireflection layer 28 is formed through the layer 27. Also in this example, the method of forming the antireflection layer 28 is not limited to this, and the various modifications described above can be performed.
  • FIGS. 19A to 19F are cross-sectional views showing a method of manufacturing the sensor body 21 of the touch panel 20 in the order of steps.
  • the Y electrode pattern 32, the X electrode pattern 33, and the lead wires 36 and 39 are not shown.
  • FIG. 20 is a plan view showing the pattern shapes of the Y electrode pattern 32 and the X electrode pattern 33 in the single-sided sensor film 83.
  • the sensor main body 21 according to this modification is replaced with a double-sided sensor film 30 shown in FIG. 3F, and a Y electrode pattern 32 (not shown) and an X electrode pattern.
  • a single-sided sensor film 84 having 33 (not shown) provided on the same surface has the sensor surface 84a of the single-sided sensor film 84 (that is, the surface on which the Y electrode pattern 32 and the X electrode pattern 33 are formed) on the lower surface side. It has the structure provided in this order from the side.
  • Such a sensor body 21 is formed as follows, for example.
  • the Y electrode 34 and the X electrode 37 are positioned on one side of the birefringent base material 31, as shown in FIG.
  • the single-sided sensor film 84 in which the Y electrode pattern 32 and the X electrode pattern 33 are provided on the same surface is formed.
  • connection wiring 34 a connecting each Y electrode 34 in each Y electrode array 35 is a jumper, and the connection wiring 34 a straddles the connection wiring 37 a connecting each X electrode 37 in each X electrode array 38.
  • the connection wiring 37a may have a jumper structure, and the X electrodes 37 may be bridge-connected so as to straddle the connection wiring 34a.
  • the Y electrode 34 and the X electrode 37 are bridge-connected between one electrode of the Y electrode 34 and the X electrode 37 with a jumper or the like so as to straddle the direction intersecting the arrangement direction of the other electrode.
  • the Y electrode pattern 32 and the X electrode pattern 33 can be formed in the same plane without conducting.
  • an insulating layer is provided between the connection wiring 34a and the connection wiring 37a (that is, between the connection wiring 34a and the connection wiring 37a at a portion where the connection wiring 34a and the connection wiring 37a intersect in plan view). Is preferably provided.
  • the material for the insulating layer is not particularly limited, and various known insulating materials can be used.
  • the gap 85 may or may not be provided with an insulating layer. Further, depending on the material and forming method of the adhesive layer 24, the adhesive layer 24 may be filled between the gaps 85.
  • the size of the gap 85 (that is, the interelectrode distance between the Y electrode 34 and the X electrode 37) is particularly limited as long as the insulation between the Y electrode 34 and the X electrode 37 can be secured. Is not to be done.
  • the protective film 23 is bonded onto the sensor surface 84 a of the single-sided sensor film 84 through the adhesive layer 24.
  • an adhesive layer 25 is formed by OCAT or the like on the upper surface side of the single-sided sensor film 84, that is, on the opposite side of the single-sided sensor film 84 from the sensor surface 84a.
  • the protective plate 26 is bonded to the upper surface side of the single-sided sensor film 84 through the adhesive layer 25.
  • adhesion is performed on the outermost surface of the touch panel 20 (the outermost surface of the sensor body 21, in this example, the upper surface of the protection plate 26), as in FIG.
  • An antireflection layer 28 is formed through the layer 27. Also in this example, the method of forming the antireflection layer 28 is not limited to this, and the various modifications described above can be performed.
  • 21A to 21D are cross-sectional views showing a method of manufacturing the sensor main body 21 of the touch panel 20 in the order of steps.
  • the Y electrode pattern 32, the X electrode pattern 33, and the lead wirings 36 and 39 are not shown.
  • the sensor main body 21 is a single-sided sensor film in which a Y electrode pattern 32 (not shown) and an X electrode pattern 33 (not shown) are provided on the same surface.
  • 84 has the sensor surface 84a of the single-sided sensor film 84 as the upper surface side, so that the single-sided sensor film 84, the adhesive layer 25, and the protective plate 26 are provided from the lower surface side without providing the adhesive layer 24 and the protective film 23. It has the structure provided in order.
  • Such a sensor body 21 is formed as follows, for example.
  • a single-sided sensor film 84 in which the Y electrode pattern 32 and the X electrode pattern 33 are provided on the same surface is formed in the same manner as in FIG.
  • the sensor surface 84a of the single-sided sensor film 84 thus obtained is the upper surface side.
  • the protective plate 26 is bonded to the upper surface side of the single-sided sensor film 84 through the adhesive layer 25.
  • adhesion is performed on the outermost surface of the touch panel 20 (the outermost surface of the sensor body 21, in this example, the upper surface of the protective plate 26) as shown in FIG.
  • An antireflection layer 28 is formed through the layer 27. Also in this example, the method of forming the antireflection layer 28 is not limited to this, and the various modifications described above can be performed.
  • 22A to 22F are cross-sectional views showing a method of manufacturing the sensor main body 21 of the touch panel 20 in the order of steps.
  • the Y electrode pattern 32, the X electrode pattern 33, and the lead wires 36 and 39 are not shown.
  • the sensor main body 21 As shown in FIG. 22 (f), the sensor main body 21 according to this modified example has an adhesive layer 25 and a protective plate 26 on the upper surface side of the single-sided sensor film 83 in the sensor main body 21 shown in FIG. 18 (h).
  • the antireflection layer 28 is formed through the adhesive layer 27 without providing the.
  • FIGS. 22A to 22E are the same as the steps shown in FIGS. 18A to 18E.
  • the sensor main body 21 has a protective film 23 adhered on the sensor surface 81a of the single-sided sensor film 81 via the adhesive layer 24.
  • the adhesive layer 27 is applied to the outermost surface of the touch panel 20 (the outermost surface of the sensor body 21, in this example, the upper surface of the single-sided sensor film 83) in the same manner as in FIG.
  • the antireflection layer 28 is formed.
  • the method of forming the antireflection layer 28 is not limited to this, and the various modifications described above can be performed.
  • the touch panel 20 (sensor body 21) used in the present embodiment may have a configuration in which a plurality of birefringent base materials 31 are provided.
  • a liquid crystal display device is used as the display device body 10 that emits deflected light
  • the present embodiment is not limited to this.
  • various display devices having a polarizing plate (polarizer) such as a display device using a dielectric liquid as a display medium instead of the liquid crystal in the liquid crystal display device can be used.
  • ⁇ Modification of Detection Method of Touch Panel 20> the case where a capacitive touch panel is used as the touch panel 20 has been described as an example. However, the present embodiment can be applied to all touch panels using a birefringent substrate as a substrate in the display area, and the detection method itself of the touch panel 20 is not particularly limited.
  • the Y electrode pattern 32 is provided on the lower surface side of the birefringent substrate 31 and the X electrode pattern 33 is provided on the upper surface side of the birefringent substrate 31.
  • the Y electrode pattern 32 may be provided on the upper surface side of the birefringent base material 31
  • the X electrode pattern 33 may be provided on the lower surface side of the birefringent base material 31.
  • the stacking order of the Y electrode pattern 32 and the X electrode pattern 33 may be reversed.
  • a protective layer (protective film 23 and protective plate 26) is attached by attaching a plastic film, a plastic substrate, a glass substrate or the like to the double-sided sensor film 30 through the adhesive layers 25 and 32, for example.
  • the case where it adheres to the double-sided sensor film 30 has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this, for example, by laminating a plastic film on the double-sided sensor film 30, or by applying the protective layer material on the double-sided sensor film 30. It can be laminated on the double-sided sensor film 30.
  • these protective layers may be integrated by being bonded to the double-sided sensor film 30 via an adhesive layer, and are integrated with the double-sided sensor film 30 by being directly laminated on the double-sided sensor film 30. It may be.
  • a display device includes a display panel having a polarizing plate on a surface thereof, and a touch panel having a birefringent base material provided with an electrode for detecting a touch position of a position detection target, and the polarizing plate
  • an antireflection layer for reducing the reflection of the deflected light is provided on the surface of the touch panel opposite to the display panel.
  • the antireflection layer is a surface of the touch panel opposite to the display panel, and a transmittance difference between s wave and p wave is 10% or more. It is preferable to reduce the reflection of the deflected light on the surface at the viewing angle to the display panel side.
  • the present inventors When the touch panel using the birefringent substrate as described above is arranged on a display panel that emits deflected light like a liquid crystal panel, the present inventors have a certain viewing angle, in particular, a deflection action in the touch panel. It has been found that rainbow unevenness (rainbow-like color band) can be visually recognized without using polarized glasses at a viewing angle at which the transmittance difference between the s wave and p wave at the interface is 10% or more.
  • the polarization action that causes the rainbow unevenness is due to interface reflection. Therefore, rainbow unevenness can be suppressed by suppressing the polarization effect due to interface reflection.
  • interface reflection occurs most greatly at the interface with the air layer, for example, a protective plate such as a cover glass, and the air layer with a large refractive index difference.
  • rainbow unevenness can be suppressed by suppressing interface reflection with the air layer in the touch panel (for example, interface reflection at the interface between the protective plate such as a cover glass and the air layer).
  • the antireflection layer is provided on the interface with the air in the display device, that is, on the surface of the touch panel opposite to the display panel (for example, the uppermost surface of the touch panel, for example, the upper surface).
  • the display device according to aspect 3 of the present invention preferably has a display surface having a size of 15 inches or more in the above aspect 1 or 2.
  • the display device with a touch panel described above is viewed from an oblique direction in a horizontally arranged state, for example, placed on a desk, and viewed at a viewing distance of 40 cm and a central viewing angle of 30 °
  • a display device having a display surface size (display size) of 15 inches is observed at the viewing distance and the central viewing angle, the viewing angle toward the end of the display surface starts to recognize the color band of the transmitted light.
  • the viewing angle at which the rate difference is about 10% is about 48 °.
  • the present invention is particularly effective when the display surface has a size of 15 inches or more.
  • a display device is the display device according to any one of the above aspects 1 to 3, wherein the antireflection layer is formed by laminating a plurality of dielectric layers having different refractive indexes on the surface opposite to the display panel. It is preferable to have a laminated film.
  • the dielectric layer is a layer designed so that the reflected light is canceled out by interference.
  • an antireflection layer corresponding to a plurality of wavelengths can be formed.
  • the antireflection layer can be optimally designed by laminating the dielectric layer so that the reflected light disappears due to interference in accordance with the viewing angle at which rainbow unevenness is likely to occur.
  • the antireflection layer includes a laminated film formed by laminating a plurality of dielectric layers having different refractive indexes on the surface of the touch panel opposite to the display panel. It is preferable because the design can be easily performed and the antireflection effect and designability are high.
  • the antireflection layer may be an antireflection film having a base material, but a protective plate for protecting the birefringent base material provided with the electrode is provided between the birefringent base material and the antireflection layer.
  • the dielectric layer may be directly laminated on the surface of the protective plate.
  • a protective plate for protecting the birefringent base material provided with the electrode is provided between the birefringent base material and the antireflection layer.
  • the dielectric layer may be directly laminated on the surface of the protective plate.
  • the display device is the display apparatus according to aspect 5, in which the phase of interface reflection at the interface between the protective layer and the dielectric layer and the phase of interface reflection at the interface between the dielectric layer and the air layer are the same. Is preferably shifted by a half wavelength.
  • the interface reflection at the viewing angle can be reduced, so that the rainbow unevenness as described above can be reduced.
  • the display device is the display apparatus according to any one of the aspects 1 to 3, wherein the antireflection layer has a surface having a size equal to or smaller than the wavelength of visible light and a refractive index in the thickness direction. It is good also as a structure which has the fine concavo-convex structure which changes continuously.
  • the reflection at the interface with the air layer can be suppressed by using the antireflection layer having such a structure, the rainbow unevenness as described above can be reduced also in this case.
  • the display device according to aspect 8 of the present invention includes a protective plate that protects the birefringent substrate provided with the electrode according to aspect 7, and the antireflection layer is provided on the surface of the protective plate as the antireflection layer. It is good also as a structure in which the micro uneven structure is formed.
  • an antireflection film can be used for the above-mentioned protection board. Compared with the case where it is bonded to the surface, even when the display device is large, an antireflection layer can be easily laminated on the surface of the touch panel.
  • the deflected light emitted from the polarizing plate is directly incident on the birefringent base material without using a quarter-wave plate or the like as in Patent Documents 1 and 2.
  • the deflected light emitted from the polarizing plate is directly incident on the birefringent substrate.
  • the display device according to aspect 10 of the present invention is the display device according to any one of the above aspects 1 to 9, wherein the antireflection layer is a surface of the touch panel opposite to the display panel, and includes s waves and p waves. Reflecting the deflected light on the surface at the viewing angle at which the transmittance difference is 10% or more toward the display panel, specifically reflecting the deflected light at the interface near the Brewster angle. It is preferable to reduce the rate difference to be less than 10%.
  • the antireflection layer that reduces the reflection of the deflected light at the interface at the viewing angle so that the transmittance difference is less than 10% is provided on the surface of the touch panel opposite to the display panel. If provided, rainbow unevenness will not be recognized.
  • the birefringent base material is preferably polyethylene terephthalate from the viewpoints of cost, thermal resistance, and the like.
  • the present invention can be used for a display device with a touch panel in which deflected light emitted from a display panel having a polarizing plate on its surface, such as a liquid crystal panel, is incident on a touch panel provided with a birefringent substrate.

Abstract

 表示装置(1)は、表面に偏光板(18)を有する表示パネル(12)と、Y電極パターン(32)およびX電極パターン(33)が設けられた複屈折基材(31)を有するタッチパネル(20)とを備え、偏光板(18)から出射した偏向光は、複屈折基材(31)に入射する。表示装置(1)には、上記偏向光の反射を低減する反射防止層(28)が、タッチパネル(20)における表示パネル(12)とは反対側の表面に設けられている。

Description

表示装置
 本発明は、液晶パネル等の、表面に偏光板を有する表示パネルから出射された偏向光が、複屈折基材を備えたタッチパネルに入射するタッチパネル付きの表示装置に関するものである。
 従来、タッチパネルとしては、指や入力用のペン等の検出対象物を表示画面に接触させたときの静電容量の変化を検出することで接触位置を検出する静電容量方式のタッチパネルが知られている。
 このようなタッチパネルにおけるタッチセンサの基材には、例えば、コスト、熱的耐性等の点から、従来、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが一般的に使用されている(例えば、特許文献1、2等参照)。
 しかしながら、PETフィルムのような複屈折基材を用いたタッチパネルを液晶表示装置本体の前面に配すると、観測者が偏光めがねをかけている場合、虹ムラが発生する(例えば、特許文献1、2参照)。
 特許文献1には、偏光めがねで、静電容量方式のタッチセンサを備えた液晶表示装置を見たときに、静電容量方式のタッチセンサを通過して位相差を生じた光が再び偏光めがねを通過するときに重ね合わされることで発生する虹ムラを、タッチセンサと液晶表示装置との間に1/4波長板を配置して光学補償することで解消することが開示されている。
 また、特許文献2には、抵抗膜圧式タッチパネル付き液晶表示装置において、上部電極板における透明導電膜を備えた面とは反対の面、もしくは、下部電極板における透明導電膜を備えた面とは反対の面と液晶表示装置との間に、1/4波長板を形成し、液晶表示装置から発せられる直線偏光を円偏光に変換することで、偏光めがねでタッチパネルを見たときの虹ムラの発生を抑えることが開示されている。
 また、特許文献2には、1/4波長板と偏光板とを組み合わせて円偏光板とすることで、外部からの入射光による内部反射を吸収することが開示されている。
日本国公開特許公報「特開2012-27622号公報(2012年2月9日公開)」 日本国公開特許公報「特開2009-169837号公報(2009年7月30日公開)」 日本国公開特許公報「特開2008-191544号公報(2008年8月21日公開)」 日本国公開特許公報「特開2010-122599号公報(2010年6月3日公開)」
 しかしながら、特許文献1、2は、何れも、偏光めがねでタッチパネルを備えた液晶表示装置を見たときに特有の虹ムラを解消するものである。
 このように、偏光めがねでタッチパネルを備えた液晶表示装置を見たときに虹ムラが発生することは知られているが、ある視角において、偏光めがねを介さずに目視でタッチパネルを備えた液晶表示装置を見たときに虹ムラが発生することは、知られていない。
 従来、大型のタッチパネルには、ガラス基材を用いたガラスセンサが用いられており、このようなタッチパネルを、液晶表示装置のような表示装置の前面に配置しても、虹ムラが発生することはない。
 また、携帯端末等の小型のタッチパネル付き表示装置を、通常使用されるように例えば手に持った状態で画面正面から見る場合のように通常の使用形態で使用しても、虹ムラは確認されない。
 しかしながら、本願発明者らは、基材として、PETフィルムのような複屈折基材を用いたタッチパネルを、液晶パネルのように偏向光を出射する表示パネル上に配置した場合、ある視角において虹ムラが発生することを見出した。また、大型のタッチパネルを、例えば水平に配置した状態で斜め方向から見るような場合においては、定常的に虹ムラが観察されるとともに、小型のタッチパネルを用いた場合にも、視角によっては虹ムラが確認されることを見出した。
 さらに、本願発明者らは、PETフィルムのような複屈折基材に直線偏光が入射すると、その位相がずれる結果、このような複屈折基材を用いたタッチパネルを、液晶パネルのように偏向光を出射する表示装置本体上に配置すると、複屈折基材による波長毎の偏向状態の変化と、空気層との界面での界面反射の偏向作用とにより、視角によって、目視であっても虹ムラが発生することを見出した。
 また、このような虹ムラは、特許文献1、2のように、液晶パネルのように偏向光を出射する表示パネルから出射される光を円偏光に変換しても、複屈折基材と隣接する他の材料からなる層との界面において生じる界面反射により直線偏光化が進むため、解消されないことも見出した。
 本発明は、このように、本願発明者らが見出した、偏向光を出射する表示装置本体側から発せられる偏向光の偏向状態の変化と、このような表示装置本体の前面に配された、複屈折基材を有するタッチパネルにおける空気層との界面での界面反射の偏向作用とにより発生する虹ムラを解消するという、新規な課題を解決するものである。
 上記の課題を解決するために、本発明の一態様にかかる表示装置は、表面に偏光板を有する表示パネルと、位置検出対象物のタッチ位置を検出する電極が設けられた複屈折基材を有するタッチパネルとを備え、上記偏光板から出射した偏向光が上記複屈折基材に入射する表示装置であって、上記偏向光の反射を低減する反射防止層が、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面に設けられている。
 このようなタッチパネルを上記表示パネル上に配置した場合に発生する虹ムラは、複屈折基材による波長毎の偏向状態の変化と、カバーガラス等のタッチパネルの表面と空気層との界面での界面反射の偏向状態依存性に起因し、複屈折基材の複屈折性により直線偏光の位相がずれ、さらに偏光作用を受けることで発生する。
 このため、上記したように、表示装置における空気との界面、つまり、タッチパネルにおける表示パネルとは反対側の表面に上記反射防止層を設け、外光の反射ではなく、表示パネルから出射されて複屈折基材を通った偏光板の反射を低減することで、透過光が色を帯びず、上記視角における目視での虹ムラを低減することができる。
本発明の実施の一形態にかかる表示装置の要部の概略構成を示す分解断面図である。 (a)は、本発明の実施の一形態にかかる表示装置に設けられたタッチパネルにおけるY電極パターンのパターン形状を示す平面図であり、(b)は、上記タッチパネルにおけるX電極パターンのパターン形状を示す平面図である。 (a)~(f)は、上記タッチパネルのセンサ本体の作製方法を、工程順に示す断面図である。 (a)・(b)は、複屈折性フィルム基材を、液晶パネルの上面側に設けられた偏光板と、複屈折性フィルム基材の上面側に設けられた偏光板とで挟んだときの偏向光を模式的に示す分解斜視図である。 虹ムラの発生メカニズムを模式的に示す分解断面図である。 OCAT(Optical Clear Adhesive Tape)とPETフィルムとの界面におけるs波およびp波の透過率およびガラスとOCATとの界面におけるs波およびp波の透過率と視角との関係を示すグラフである。 ガラスと空気層との界面におけるs波およびp波の透過率と視角との関係を示すグラフである。 p波とs波との透過率差と視角との関係を示すグラフである。 図5に示す構成を有する表示装置におけるディスプレイサイズと視角θ~θおよび視距離Lとの関係を示す図である。 視距離Lが40cm、中心視角θが30°のときの、ディスプレイサイズ毎の視角範囲を示すグラフである。 誘電体を用いた反射防止層により反射光が低減される様子を模式的に示す断面図である。 誘電体を用いた反射防止層の一例を示す断面図である。 誘電体を用いた反射防止層28の他の一例を示す断面図である。 (a)・(b)は、それぞれ、微小凹凸構造を有する反射防止層の概略構成を示す断面図である。 微小凹凸構造を有する反射防止層の形成例を示す断面図である。 微小凹凸構造を有する反射防止層の他の形成例を示す断面図である。 (a)~(f)は、上記タッチパネルの他のセンサ本体の作製方法を、工程順に示す断面図である。 (a)~(h)は、上記タッチパネルのさらに他のセンサ本体の作製方法を、工程順に示す断面図である。 (a)~(f)は、上記タッチパネルのさらに他のセンサ本体の作製方法を、工程順に示す断面図である。 片面センサフィルムにおけるY電極パターンおよびX電極パターンのパターン形状を示す平面図である。 (a)~(d)は、上記タッチパネルのさらに他のセンサ本体の作製方法を、工程順に示す断面図である。 (a)~(f)は、上記タッチパネルのさらに他のセンサ本体の作製方法を、工程順に示す断面図である。
 本発明にかかる実施の一形態について、図1ないし図22の(a)~(f)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
 図1は、本実施の形態にかかる表示装置1の要部の概略構成を示す分解断面図である。
 <表示装置1の概略構成>
 図1に示すように、本実施の形態にかかる表示装置1は、タッチパネル付き表示装置であり、偏向光を出射するディスプレイからなる表示装置本体10(表示部)と、タッチパネル20(センサ部)とを備えている。
 なお、以下、本実施の形態では、観察者側(表示面側)を上面側もしくは表面側とし、その反対面側を下面側もしくは裏面側として説明する。
 <表示装置本体10>
 偏向光を出射するディスプレイからなる表示装置本体10としては、表示パネルを備え、該表示パネルの表面に偏光板を有する、液晶表示装置等の表示装置が挙げられる。
 液晶表示装置等の表示装置本体10は、図1に示すように、液晶パネル等の表示パネル12と、該表示パネル12に光を入射させるバックライト11等とを備えている。
 液晶パネル等の表示パネル12は、一対の基板13・14間に、光学変調層15として、液晶等の表示媒体からなる層が挟持されてなる表示セル16を備え、該表示セル16の外側、つまり、表示セル16における光学変調層15とは反対側の表面に、偏光子および検光子として、一対の偏光板17・18(上偏光板および下偏光板)が設けられた構成を有している。
 なお、上記一対の基板13・14のうち少なくとも一方の基板における他方の基板との対向面側には、上記光学変調層15に印加する電界を発生させる図示しない電極等が設けられている。
 以下、本実施の形態では、表示パネル12が液晶パネルであり、表示装置本体10が液晶表示装置である場合を例に挙げて説明する。
 本実施の形態で用いられる液晶パネルとしては、特に限定されるものではなく、公知の各種液晶パネルを用いることができる。また、表示パネルの表示方式(駆動方式)も特に限定されるものではなく、例えばTN(Twisted Nematic)方式等、公知の各種方式を用いることができる。なお、このような液晶パネルの構成は従来公知であることから、ここでは、その詳細な説明および図示は省略する。
 <タッチパネル20>
 本実施の形態にかかるタッチパネル20は、静電容量方式を用いたタッチパネルであり、図1に示すように、表示装置本体10上に配される、タッチセンサからなるセンサ本体21と、該センサ本体21に接続された回路部22とを備えている。
 静電容量方式のタッチセンサは、複屈折基材(複屈折性基材)単体もしくはその積層体の片面もしくは両面に形成された電極パターン(センサ電極パターン)を備えている。
 本実施の形態にかかる本実施の形態にかかるセンサ本体21は、図1に示すように、保護フィルム23(第1の保護層)、接着層24(第1の接着層)、両面センサフィルム30、接着層25(第2の接着層)、保護板26(第2の保護層)、接着層27(第3の接着層)、反射防止層28が、表示装置本体10側からこの順に設けられた構成を有している。
 <両面センサフィルム30>
 両面センサフィルム30は、複屈折基材31の表裏両面に、電極パターンとして、Y電極パターン32(第1の電極パターン)およびX電極パターン33(第2の電極パターン)がそれぞれ設けられた構成を有している。
 図2の(a)は、Y電極パターン32のパターン形状を示す平面図であり、図2の(b)は、X電極パターン33のパターン形状を示す平面図である。
 図2の(a)に示すように、Y電極パターン32は、Y電極34が、Y方向(列方向であるY軸方向、第1の方向)に複数配列された、複数のY電極列35からなるY電極群により形成されている。Y電極34は、略矩形用の島状電極からなり、その角部で、接続配線34aにより、Y方向に複数接続されている。
 一方、図2の(b)に示すように、X電極パターン33は、X電極37が、X方向(行方向であるX軸方向、第2の方向)に複数配列された、複数のX電極列38からなるX電極群により形成されている。X電極37は、略矩形状の島状電極からなり、その角部で、接続配線37aにより、X方向に複数接続されている。
 これらY電極34およびX電極37は、それぞれ、平面視で(すなわち、両面センサフィルム30のフィルム面に垂直な方向から見たときに)、一方の電極間に他方の電極が位置するように配置されている。これにより、Y電極34とX電極37とは、平面視で、斜め方向から見たときに市松状に互い違いに配置されており、Y方向およびX方向に交互に配列されている。
 これらY電極34およびX電極37は、静電容量の変化により、指等の検出対象物の指示座標の位置を検出する位置検出電極であり、それぞれ、表示パネル12における表示領域に対応する領域に配されている。
 また、図2の(a)・(b)に示すように、各Y電極列35およびX電極列38の端部には、その延設方向に、それぞれ引き出し配線36・39が設けられている。これら引き出し配線36・39は、それぞれ、対応するY電極列35およびX電極列38からの検出信号を引き出すための検出ラインであり、それぞれ、表示パネル12における額縁領域に対応する領域に配されている。これら引き出し配線36・39は、図1に示すように、それぞれ、回路部22に接続される。
 これらY電極34およびX電極37は、一方がドライブ電極として用いられ、他方がセンス電極として用いられる。これらY電極34およびX電極37には、図示しない駆動回路部から、それぞれ駆動電圧が印加されるようになっている。
 これらY電極34およびX電極37に駆動電圧が印加されると、これらY電極34とX電極37との間に静電容量が形成される。このような状態で、検出対象物として、導体である指先をタッチパネル20の表面に接触させると、Y電極34とX電極37との間の静電容量が変化するので、この静電容量の変化量を検出することによって、指先が接触したX座標およびY座標の座標位置を検出することができる。
 <回路部22>
 上述したように、両面センサフィルム30における各Y電極列35およびX電極列38の端部に設けられた引き出し配線36・39は、図1に示すように、それぞれ、回路部22に接続されている。
 回路部22には、例えば、ICチップやFPC(フレキシブルプリント回路)基板等が用いられる。
 回路部22は、検出対象物の座標位置を検出するための図示しない位置検出回路等を備えている。位置検出回路は、上記Y電極34とX電極37との間の静電容量の変化量を検出し、この変化量に基づいて指先の位置を演算する。
 なお、上記位置検出回路としては、静電容量方式のタッチパネルの主流である相互容量方式を用いた位置検出回路等、周知の回路を用いることができ、特に限定されるものではない。
 <保護層および接着層>
 上述したように、両面センサフィルム30の裏面側(下面側)には、該両面センサフィルム30の裏面側(下面側)のセンサ面(電極形成面)を保護する保護フィルム23が、接着層24により接着されている。また、両面センサフィルム30の表面側(上面側)には、該両面センサフィルム30の表面側(上面側)のセンサ面を保護する保護板26が、接着層25により接着されている。
 これら保護層(保護フィルム23および保護板26)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の透明な樹脂からなるプラスチックフィルムまたはプラスチック基板、カバーガラス等のガラス基板等が挙げられる。
 これら保護層は、例えば、これらプラスチックフィルムまたはプラスチック基板、ガラス基板等を、接着層24・25を介して両面センサフィルム30に貼り合わせることで、両面センサフィルム30に接着することができる。
 なお、これら保護層の厚みは、特に限定されるものではなく、従来、タッチパネルに用いられている保護層(保護板、保護シート)と同様に設定することができる。
 なお、これら接着層24・25および接着層27としては、OCAT(光学透明両面テープ:Optical Clear Adhesive Tape)のような接着材を用いることができる。
 <反射防止層28>
 本実施の形態で用いられる反射防止層28は、表示パネル12から出射された偏光板の反射を低減する層であり、例えば、偏向作用を持つ界面でのs波とp波との透過率差が10%以上となる視角における該偏向作用を持つ界面における上記表示パネル12から出射されて複屈折基材31を通った偏向光の反射を低減する。
 すなわち、上記反射防止層28は、タッチパネル20における表示パネル12とは反対側の表面に設けられることで、上記表面で、s波とp波との透過率差が10%以上となる視角での上記表面における上記偏向光の上記表示パネル12側への反射を低減する。
 上記反射防止層28としては、例えば、誘電体を用いた反射防止層や、微小構造体として微小凹凸構造を有する反射防止層が挙げられる。
 このような反射防止層28としては、好適には、例えば、干渉により反射を抑える、多層膜からなるAR(反射防止:Anti Reflective)フィルム、表面に曲線状の突起を有し、厚み方向の屈折率が連続的に変化する、いわゆるモスアイ(蛾の目)構造を有する無反射フィルム等を用いることができる。
 上記ARフィルムとしては、例えば、TACもしくはPET等のプラスチックフィルムを基材として、屈折率の異なる誘電体を複数積層したフィルムが挙げられる。
 このようなフィルムとしては、公知のARフィルムを用いることができる。例えば、基材にハードコート層を形成し、そこに高屈折率層(イオン液体を含有する)と低屈折率層(中空シリカ系微粒子を含有する)とを交互に積層してなるフィルムが挙げられる(例えば、特許文献3参照)。
 また、微小凹凸構造を有する反射防止層としては、例えば、凹凸の周期が可視光の波長以下に制御された微細な凹凸パターンをフィルム表面に形成してなるフィルムが挙げられる。
 このようなフィルムとしては、例えば、モスアイ構造を有する公知のフィルムを用いることができる。このようなフィルムは、例えば、金型等を用いて、フィルム基材上で熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を微細構造化することで、形成することができる(例えば、特許文献4参照)。
 このような反射防止層28は、図1に示すように、例えば、OCAT(光学透明両面テープ:Optical Clear Adhesive Tape)のような接着材を用いて保護板26上に貼り付けることで、接着層27を介して保護板26上に積層することができる。
 但し、上記反射防止層28と保護板26との間には、上述したように接着層27が設けられている必要は、必ずしもない。反射防止層28は、例えばラミネートや印刷等により、保護板26上に直接積層されていてもよい。
 また、反射防止層28は、必ずしも、上述したように保護板26上に積層されている必要はなく、保護板26の表面を微細加工することで、保護板26の上面に直接形成されていてもよい。つまり、言い換えれば、反射防止層28が、保護板26を兼ねていてもよい。
 なお、反射防止層28に上述したように反射防止フィルムを用いる場合、該反射防止フィルムとしては、市販の反射防止フィルムを用いることができる。
 しかしながら、虹ムラが発生し易い視角に合わせて反射光の消滅が起こるように反射防止層28を形成することで、反射防止層28を最適設計することができる。
 この場合、上記反射防止層28としては、反射防止効果並びに設計性の観点から、屈折率が異なる誘電体層を複数積層してなる積層膜を備えた積層体であることがより望ましい。
 <タッチパネル20の製造方法>
 次に、上記タッチパネル20の製造方法として、タッチパネル20のセンサ本体21の作製方法について、図3の(a)~(f)を参照して以下に説明する。
 図3の(a)~(f)は、タッチパネル20のセンサ本体21の作製方法を、工程順に示す断面図である。なお、図3の(a)では、引き出し配線36・39の図示を省略している。また、図3の(b)~(f)では、Y電極パターン32、X電極パターン33、引き出し配線36・39の図示を省略している。
 まず、図3の(a)に示すように、複屈折基材31の表裏面に、透明電極もしくはメッシュ状の金属細線等により、Y電極パターン32およびX電極パターン33をそれぞれ形成することにより、両面センサフィルム30を形成する。
 これらY電極パターン32およびX電極パターン33は、例えば、(1)複屈折基材31上に金属箔を貼り合わせた後、この貼り合わせた金属箔を、公知のリソグラフィ技術等によりエッチングしたり、(2)複屈折基材31上に金属をスパッタしたり、(3)複屈折基材31上に金属ペーストを印刷したりすることで、形成することができる。
 上記複屈折基材31としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の透明な樹脂からなる絶縁基材が挙げられる。
 一般的に、このような複屈折基材31の複屈折率は、制御されておらず、面内で均一ではない。すなわち、面内バラツキを有している。
 また、上記金属箔としては、例えば銅箔等が挙げられる。また、上記スパッタ材料としては、例えば銀等が挙げられ、金属ペーストしては、例えば金属微粒子として銀を含む銀ペースト等が挙げられる。
 また、これらY電極パターン32およびX電極パターン33を透明電極により形成する場合、電極材料としては、例えば、ITO(インジウム錫酸化物)、IZO(インジウム亜鉛酸化物)、酸化亜鉛、酸化スズ等の酸化物からなる透明導電材料を用いることができる。
 なお、これらY電極パターン32およびX電極パターン33における各電極(Y電極34およびX電極37)の大きさや厚み、線幅等は、従来のタッチパネルと同様に設定することができ、所望の物性が得られるように、電極材料に応じて適宜決定すればよい。
 次いで、このようにして得られた両面センサフィルム30の下面側に、図3の(b)に示すように、OCAT等により接着層24を形成した後、図3の(c)に示すように、該接着層24を介して、両面センサフィルム30に、保護フィルム23を接着する。
 次いで、両面センサフィルム30の上面側に、図3の(d)に示すように、OCAT等により接着層25を形成した後、図3の(e)に示すように、該接着層25を介して、両面センサフィルム30に、保護板26を接着する。
 その後、図3の(f)に示すように、保護板26上に、例えば、OCAT等により接着層27を形成し、該接着層27を介して、保護板26上、つまり、タッチパネル20の最表面(センサ本体21の最表面)に、ARフィルム等の反射防止層28を接着する。
 <虹状色帯(虹ムラ)の発生メカニズム>
 ここで、本実施の形態にかかる表示装置1の効果を説明するために、まず、虹状色帯(虹ムラ)の発生メカニズムについて説明する。
 タッチセンサにおけるセンサフィルムの基材には、例えば、コスト、熱的耐性等の点から、PET等の複屈折基材が一般的に使用されているが、上述したように、このような複屈折基材の複屈折率は、制御されておらず、面内で均一ではない。
 このような複屈折基材に直線偏光が入射すると、その位相がずれる。この結果、このような複屈折基材を用いたタッチパネルを、液晶パネルのように偏光(偏向光)を出射する表示パネル上に配置すると、ある視角において、表示画面上に虹状色帯が発生する。
 虹状色帯は、直線偏光が複屈折基材により波長毎に異なった偏光の向きに変換されるため、その後に存在する直線偏光作用を有する層を透過できる光量が波長毎に異なることで発生する現象である。
 以下に、図4の(a)・(b)~図10を参照して、具体的に説明する。
 図4の(a)・(b)は、複屈折基材として複屈折性フィルム基材を使用し、該複屈折性フィルム基材を、液晶パネルの上面側に設けられた偏光板(偏光子)と、複屈折性フィルム基材の上面側に設けられた偏光板(検光子)とで挟んだときの偏光(偏向光)を模式的に示す分解斜視図である。
 なお、図4の(a)は、複屈折性フィルム基材の光学軸と液晶パネルの偏光板の吸収軸とが一致していないときの分解斜視図を示し、図4の(b)は、複屈折性フィルム基材の光学軸と液晶パネルの偏光板の吸収軸とが一致しているときの分解斜視図を示す。なお、図4の(a)・(b)中、両矢印は、p偏光を示す。
 図4の(b)に示すように、複屈折性フィルム基材102の光学軸と液晶パネルの偏光板101の吸収軸とが一致している場合、複屈折性フィルム基材102の光学軸に沿って振動電場が分解されることがないため、入射した偏光は、そのまま保持される。このため、複屈折性フィルム基材102に入射された偏光は、偏光板103で吸収される。
 一方、図4の(a)に示すように、複屈折性フィルム基材102の光学軸と液晶パネルの偏光板101の吸収軸とが一致している場合(つまり、複屈折性フィルム基材102の光学軸と液晶パネルから出射される偏光の偏向方向とが揃っていない場合)、複屈折性フィルム基材102の光学軸に沿って振動電場が分解される。このとき、p偏光とs偏光とでそれぞれ伝搬速度が異なるため、位相差(リタデーション)が生じ、複屈折性フィルム基材102に入射された偏光は旋光する。
 なお、位相差は、波長によって異なるので、波長によって偏光度が異なる。このため、複屈折性フィルム基材102に入射された偏光は、図4の(a)に示すように、偏光板103を通過後に分光する。
 このように、液晶パネルの上面側の偏光板101を通して直線偏光となった光が複屈折性フィルム基材102のような複屈折基材を通過すると、偏光が崩れる(消偏する)。この結果、虹ムラが発生する。
 なお、図4の(b)に示す場合でも、複屈折性フィルム基材102の光学軸に沿わない方向では、複屈折性フィルム基材102内で偏光が保持されない(偏光が崩れる)ため、虹ムラが発生する。
 これと同じことが、液晶パネル上に、複屈折基材を用いたタッチセンサを配置した場合にも言える。
 図5は、虹ムラの発生メカニズムを模式的に示す分解断面図である。
 図5に示す表示装置2は、保護板26上に、反射防止層28および該反射防止層28を保護板26に接着するための接着層27が設けられていないことを除けば、図1に示す表示装置1と同じ構成を示している。
 なお、図5では、偏光板18以外の表示装置本体10の構成並びに回路部22、引き出し配線36・39の図示を省略している。
 上述したように、複屈折による消偏性を考えた場合、図5に示すセンサ本体21は、複屈折基材31上に、接着層25を介して保護板26が設けられた構成を有していると言える。
 なお、前述したように、タッチセンサにおけるセンサフィルムの基材の材料には、コスト、熱的耐性等の点から、例えば、PETが一般的に使用されている。また、保護板26としては、ガラスが多く使用されている。
 そこで、ここでは、複屈折基材31としてPETフィルムを使用し、接着層25としてOCATを使用し、保護板26としてガラスを使用した場合を例に挙げて説明する。
 図6は、OCATとPETフィルムとの界面におけるs波(s偏光)およびp波(p偏光)の透過率およびガラスとOCATとの界面におけるs波およびp波の透過率と視角との関係を示すグラフである。また、図7は、ガラスと空気層との界面におけるs波およびp波の透過率と視角との関係を示すグラフである。
 図6に示すように、OCATとPETフィルムとの界面におけるs波およびp波の透過率およびガラスとOCATとの界面におけるs波およびp波の透過率は、視角に拘らず一定である。
 しかしながら、図7に示すように、ガラスと空気層との界面では、偏向方向によって偏光の透過率が異なる。すなわち、ガラスと空気層との界面反射では、視角によって、s波の透過率とp波の透過率とが異なる。このs波とp波との透過率差により、ガラスと空気層との界面が、検光子として作用する。
 なお、図7では、ガラスと空気層との界面におけるs波およびp波の透過率と視角との関係を示しているが、ガラス以外の空気層との界面でも、同様の現象が生じる。
 このため、上述したように、液晶パネル等の表示パネルにおける上側の偏光板上にタッチパネルを設けると、複屈折基材を偏光子と検光子とで挟んだに等しい構造となり、図4の(a)に示す構造と同様の虹ムラが観察されることになる。
 なお、上述したように、タッチパネル付き表示装置における虹ムラは、視角に密接に関係している。
 そこで、図5を参照して、タッチパネル付き表示装置における虹ムラについて説明する。
 図5に示すように、偏光板18を介して表示装置本体10から出射される直線偏光は、複屈折基材31に入射されると、複屈折基材31の複屈折性(波長分散特性)により、波長毎に異なる偏光状態となる。また、複屈折基材31内の偏光は、視角が異なるとリタデーションが異なるので、視角によって偏向状態が異なる。
 複屈折基材31を通過した光は、保護板26と空気層(空気)との界面で界面反射される。反射率は偏向状態により異なり、波長によって偏向状態は異なるので、透過光は色を帯びる。
 つまり、波長によって偏光度が異なるため、波長が異なれば、反射される光量が異なる。このため、波長毎に透過強度が異なる。このように、偏光が、複屈折性を有する複屈折基材31を透過することで、複屈折の波長分散特性により、波長毎に透過強度が変化する。この結果、透過光が色を帯びる。
 また、視角が異なるとリタデーションが異なるので、検光子として作用する、保護板26と空気層との界面を透過する光は、視角によって波長が異なる。このため、虹ムラ(虹状色帯)として認識される。
 上述したようにPETは複屈折基材であり、不均一な屈折率を有している。このような複屈折基材に直線偏光が入射したときに該複屈折基材を通過する光を、xyz軸方向の3つの直線偏光に分解して考えると、複屈折(屈折率差)により、位相差(リタデーション)が生じる。
 ここで、複屈折基材31の面内の主屈折率、すなわち、基材面に平行かつ図5の左右方向(x軸方向)、基材面に平行かつ図5の奥行き方向(y軸方向)の主屈折率をnxおよびnyとし、基材面に垂直な方向(z軸方向)の主屈折率をnzとし、ある視点Pからの視角をθとすると、複屈折基材31の基材面に垂直な方向に対し、角度θだけ斜めの方向から見たときの、例えばxz平面での複屈折Nθは、次式で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 したがって、複屈折基材31の厚みをdとすると、xz平面でのリタデーションRは、次式で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 このため、上記保護板26と空気層との界面を透過する光の波長をλとすると、xz平面での位相ずれは、次式で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 なお、上述したように複屈折基材31がPETからなる場合、PETの屈折率は、nx=1.665、ny=1.661、nz=1.492である。
 このように、λ(波長)、θ(視角、観察位置)によって、位相ずれが異なる。このため、視角によって、検光子(保護板26と空気層との界面)を透過する波長の強度が異なる。
 図5に示す例では、視角がθ1の場合、青色光(B)、緑色光(G)、赤色光(R)の順に、反射される光量が小さくなり、この順に、透過強度が大きくなる一方、視角がθ2の場合、赤色光(R)、青色光(B)、緑色光(G)の順に、反射される光量が小さくなり、この順に、透過強度が大きくなることを示している。
 なお、図7に示したように、界面反射では、偏光の偏向状態によって透過率が異なる。
 図8は、p波とs波との透過率差と視角との関係を示すグラフである。
 図8に示すように、保護板26がガラスの場合、s波とp波との透過率差が100%の場合を1とすると、透過率差が0.1(つまり、10%)の辺り(視角θ=約48°)で色が認識されはじめ、視角θが約80°(度)のときに透過率差が最大となり、透過光は強く色を帯びる。
 このように、ブリュースター角近傍では、界面反射による偏光化により、虹ムラは目視で認識される。
 ブリュースター角は、屈折率の異なる物質の界面で反射される光が完全にS偏光となる入射角度であり、入射側の屈折率をn1とし、透過側の屈折率をn2とすると、arctan(n2/n1)で規定される。
 入射面に平行な方向の電場で振動するp偏光は、ブリュースター角においては、反射率が0(0%)となり、入射面に垂直な方向の電場で振動するs偏光のみが反射される。
 このため、ブリュースター角近傍の角度で入射した光は、界面反射におけるp偏光の反射率が0となり、s偏光が反射されることで、透過光がp偏光寄りとなる。これにより、直線偏光化が進むため、虹ムラの発生は顕著となり、目視で認識される。なお、入射角がブリュースター角のとき、透過光(屈折光)と反射光とのなす角度は90度となる。
 なお、真上(視角θ=0°)の光は、s波とp波との透過率差がないので、センサ本体21を構成する積層膜は、何れも検光子として作用しない。このため、視角0°では、虹ムラは観察されない。
 図9は、図5に示す構成を有する表示装置2における表示面の大きさ(ディスプレイサイズ)と視角θ~θおよび視距離Lとの関係を示す図である。なお、図9では、水平に配された表示装置2の表示面を、斜め上方から見たときの図を示している。
 また、図10は、図9に示すように、表示装置2の表示画面を斜め方向から観察したときに、上記表示画面の中心点p1に対する中心視角(ディスプレイ中心視角)をθとし、観察者から見て近端側における上記表示画面の中心線上の点p2に対する視角をθとし、観察者から見て遠端側における上記表示画面の中心線上の点p3に対する視角をθとし、中心視角θでの視距離(すなわち、上記中心点p1と観察者の視点Pとを結ぶ距離)をLとしたときに、視距離L=40cm、中心視角θ=30°のときの、ディスプレイサイズ毎の視角範囲(θ~θ)を示すグラフである。
 図10に示すように、ディスプレイサイズが15インチの表示装置2を、視距離L=40cm、中心視角θ=30°で観察したとき、ディスプレイの最端部への視角は、透過光の色帯びが認識され始める、透過率差が約0.1となる視角である約48°となる。したがって、ディスプレイサイズが15インチ以上の表示装置2では、定常的に虹ムラが観察される。
 <虹状色帯(虹ムラ)に対する対策>
 虹ムラは、表示装置の性能を著しく損なうものであるから、これを解消する必要がある。
 上述したように、虹ムラは、複屈折基材による波長毎の偏向状態変化と、空気層との界面での界面反射の偏向状態依存性に起因する。
 具体的には、複屈折基材31の複屈折性により直線偏光の位相がずれ、さらに偏光作用を受けることで、虹ムラが生じる。特に、ブリュースター角近傍での界面反射の偏光作用により、虹ムラが発生する。
 なお、表示装置本体10からの光を円偏光に変換しても、複屈折基材と隣接する他の材料からなる層との界面において生じる界面反射により、直線偏光化が進む。このため、表示装置本体10からの光を円偏光に変換しても、特に、ブリュースター角近傍での虹ムラの発生を抑えきれない。
 しかしながら、本実施の形態によれば、このような虹ムラの発生を抑えることができる。
 つまり、偏光作用は、界面反射が担っている。このため、界面反射による偏光作用を抑えることで、虹ムラを抑えることができる。
 特に、図5に示すような、反射防止層28が設けられていない表示装置2において、界面反射は、屈折率差の大きい、空気層との界面、例えば、ガラス等の保護板26と空気層との界面で最も大きく発生する。
 このため、タッチパネル20における空気層との界面反射(例えば、ガラス等の保護板26と空気層との界面における界面反射)を抑えることで、虹ムラを抑えることができる。
 したがって、図1に示すように、表示装置2における空気との界面、つまり、タッチパネル20における最上面である例えば保護板26の上面に、偏向光を発する表示装置本体10からの光に対する反射防止層28を設けることで、虹ムラを低減することができる。
 特に、上述したように、色帯びは、s波とp波との透過率差が0.1(10%)の辺りで認識されはじめる。
 したがって、偏向作用を持つ界面でs波とp波との透過率差が0.1以上となる視角において、複屈折基材31のように、複屈折性を有する基材を通った、表示装置本体10からの光の偏向作用を持つ界面での反射を抑える反射防止層28を、上記界面に設けることで、虹ムラが認識されなくなる。
 そして、このとき、上記透過率差が0.1以上となる視角での上記透過率差、具体的にはブリュースター角近傍での透過率差(特に、上記透過率差が最大となる視角での上記透過率差)を、色帯びが認識されない透過率差、具体的には、透過率差が0.1未満(つまり、10%未満)となるように界面反射を低減すれば、色帯びが認識されない。
 次に、反射防止層28の最適設計のための反射防止層28の形成方法について、図11~図16を参照して以下に説明する。
 <誘電体を用いた反射防止層28の形成方法>
 まず、誘電体を用いた反射防止層28の形成方法について説明する。
 図11は、誘電体を用いた反射防止層28により反射光が低減される様子を模式的に示す断面図である。
 実施の形態1で示したように、タッチパネル付き表示装置における界面反射の偏向作用による虹ムラを抑制するには、斜め方向の入射光の反射防止が重要となる。
 誘電体層41は、反射光が干渉で打ち消されるように設計された層であり、このように反射防止層28に誘電体(誘電体層41)を用いることで、視角に応じた設計が可能となる。
 特に、タッチパネル付き表示装置における界面反射の偏向作用による虹ムラは、実施の形態1で説明したように、透過率差が0.1以上で認識され始める現象である。このため、例えば、保護板26がガラスからなる場合、ガラスと空気層との界面においては、視角θが48°以上で作用する(すなわち、該視角θでの反射が低減される)ように誘電体層41が設計されることが望ましい。
 図11は、視角θにおいて、保護板26と誘電体層41との界面、および、誘電体層41と空気層(空気)との界面における界面反射の位相が半波長ずれるように誘電体層41の膜厚を設定することで、上記界面反射の位相が半波長ずれて、上記界面反射における反射光が消滅する様子を示している。このように設計することで、上記視角θでの界面反射を低減することができる。
 また、誘電体層41を積層膜(多層膜)とすることで、複数の波長に対応した反射防止層28を形成することができる。
 すなわち、虹ムラが発生し易い視角θに合わせて、干渉による反射光の消滅が起こるように誘電体層41を積層することで、反射防止層28を最適設計することができる。
 このように、反射防止層28としては、視角θに応じた設計を容易に行うことができることから、反射防止効果並びに設計性の観点において、誘電体を用いた反射防止層28の方が、微小構造体を用いた反射防止層28よりも有利である。
 <誘電体を用いた反射防止層28の形成例1>
 図12は、誘電体を用いた反射防止層28の一例を示す断面図である。
 図12に示す反射防止層28は、基材51上に、屈折率が異なる3層の誘電体層52~54からなる積層膜が設けられた構成を有している。
 上記構成を有する反射防止層28としては、例えば、TACフィルム(屈折率1.49)からなる基材51上に、誘電体層52~54として、ポリ(ペンタクロロフェニルメタクリレート)フィルム(屈折率1.61)、ポリ(ペンタブロモフェニルメタクリレート)フィルム(屈折率1.70)、ポリ(2,2,2-トリフルオロエチルメタクルレート)フィルム(屈折率1.42)を、基材51側からこの順に積層してなる反射防止層が挙げられる。
 上記反射防止層28における上記各層(フィルム)は、虹ムラが発生し易い視角θで、例えば、青色光、緑色光、赤色光の反射を防止するように膜厚設定がなされていることが好ましい。
 本例では、視角θ=60°で、波長450nm、550nm、650nmの反射が防止されるように、上記ポリ(ペンタクロロフェニルメタクリレート)フィルム(誘電体層52)の厚みを95nmとし、上記ポリ(ペンタブロモフェニルメタクリレート)フィルム(誘電体層53)の厚みを103nmとし、上記ポリ(2,2,2-トリフルオロエチルメタクルレート)フィルム(誘電体層54)の厚みを102nmとした。なお、上記TACフィルム(基材51)の厚みは100μmとした。
 このように形成されたフィルムを反射防止層28として、ガラス等の保護板26に貼り付けると、空気との界面での反射が防止されるため、透過光が色を帯びず、虹ムラを防止することができる。
 なお、本例では、基材51としてTACフィルムを使用したが、基材51としては、TACフィルムに限定されるものではなく、例えばPETフィルムを用いることもできる。
 <誘電体を用いた反射防止層28の形成例2>
 図13は、誘電体を用いた反射防止層28の他の一例を示す断面図である。
 図13に示す反射防止層28は、屈折率が異なる3層の誘電体層61~63を積層してなる積層膜で構成されている。なお、図13では、保護板26上に、屈折率が異なる3層の誘電体層61~63が、直接積層されている。
 本例では、例えば、ガラス(屈折率1.50)からなる保護板26上に、反射防止層28として、Al(屈折率1.64)膜、ZrO(屈折率2.00)膜、MgF(屈折率1.38)膜を、この順に積層した。
 なお、本例でも、視角θ=60°で、波長450nm、550nm、650nmの反射が防止されるように上記各誘電体層61~63の膜厚設定を行った。このため、上記Al膜(誘電体層61)の厚みを95nmとし、上記ZrO膜(誘電体層62)の厚みを105nmとし、上記MgF膜(誘電体層63)の厚みを78nmとした。
 このため、本例でも、空気との界面での反射が防止されるため、透過光が色を帯びず、虹ムラを防止することができる。
 なお、これら誘電体層61~63は、例えば、保護板26として用いられるガラス等の基材上に形成した後、該基材を、両面センサフィルム30等のセンサフィルム上に、接着層25を介して貼り合わせることで、センサフィルム上に、保護板26と反射防止層28とを同時に積層することができる。
 なお、勿論、両面センサフィルム30等のセンサフィルム上に設けられた保護板26上に、これら誘電体層61~63を順に形成しても構わない。
 何れの場合にも、上記したように保護板26上に誘電体層を直接積層することで、別途基材を必要とせず、部品点数を省くことができるとともに、反射防止フィルムを保護板26の表面に貼り合わせる場合と比較して、表示装置1が大型である場合にも、タッチパネル20の表面、つまり、センサ本体21の表面に、容易に反射防止層28を積層することができる。
 <誘電体を用いた反射防止層28のその他の形成例>
 また、上記反射防止層28としては、例えば、図12あるいは図13のように、ガラス等の保護板26の上面に、屈折率が異なる複数の誘電体層が設けられた構成として、誘電体層が酸化チタン膜および二酸化珪素膜であり、これら酸化チタン膜と二酸化珪素膜とが交互に積層されてなる構成としてもよい。
 なお、このように反射防止層28として酸化チタン膜と二酸化珪素膜との交互積層膜を形成する場合でも、これら各膜の厚みは、虹ムラが発生し易い視角θに合わせて、干渉による反射光の消滅が起こるように膜厚設計がなされていることが望ましい。
 なお、図12および図13では、それぞれ、誘電体層が3層積層されている場合を例に挙げて説明したが、反射防止層28を構成する誘電体層の積層数は、特に限定されるものではなく、所望の視角θにおける所望の波長の反射が防止されるように適宜選択すればよい。
 <微小凹凸構造を有する反射防止層28の形成方法>
 次に、微小凹凸構造を有する反射防止層28の形成方法について説明する。
 図14の(a)・(b)は、それぞれ、微小凹凸構造を有する反射防止層28の概略構成を示す断面図である。
 図14の(a)・(b)に示す反射防止層28は、それぞれ、微小凹凸構造として、百nmスケールで規則的な突起71からなる突起配列を有している。
 このような構造では、厚み方向の屈折率が連続的に変化する。このため、反射防止層28として、このような構造を有する反射防止層を用いることで、空気層との界面での反射が抑えられる。
 但し、このような構造を有する反射防止層28は、厚み方向である法線方向の反射率は高いが、斜め入射光に対しては、光の進路は、厚み方向よりもむしろ面方向の平行成分が強くなるので、誘電体を用いた反射防止層28と比べれば、反射防止効果が低減する傾向にある。
 このため、前述したように、上記反射防止層28としては、反射防止効果並びに設計性の観点から、誘電体を用いた反射防止層28の方が有利であると言える。
 <微小凹凸構造を有する反射防止層28の形成例1>
 図15は、微小凹凸構造を有する反射防止層28の形成例を示す断面図である。
 図15は、微小凹凸構造を有する反射防止層28が保護板26上に形成されている場合を示している。
 上記反射防止層28としては、表面に微小な突起71を有する微小構造体フィルムが挙げられる。このような微小構造体フィルムは、例えば、薬液エッチング、アルミ陽極酸化等で、例えば構造ピッチが約100nmの微小構造体を金型に形成し、該金型を用いて、基材に、熱硬化性樹脂もしくは光硬化性樹脂からなる微小構造体を転写することで、作製することができる。
 なお、上記基材としては、例えば、TACフィルム等を用いることができる。このようにして形成された微小構造体フィルムを保護板26に貼り付けることで、保護板26上に、突起71による凹凸の周期が可視光の波長以下に制御された微細な凹凸パターンを有する反射防止層28を形成することができる。
 このように、反射防止層28の表面に、可視光の波長以下の大きさを有する微小凹凸構造を形成することで、屈折率変化が緩やかになり、偏向作用を持つ空気層(空気)との界面で反射が防止されるために、透過光が色を帯びず、虹ムラを防止することができる。
 <微小凹凸構造を有する反射防止層28の形成例2>
 図16は、微小凹凸構造を有する反射防止層28の他の形成例を示す断面図である。
 本例では、薬液エッチング、または金型による直接ガラス成形等により、ガラス等の基材の表面に、反射防止層28として、図15に示す突起71と同様の突起71(微小凹凸構造)を形成している。
 このため、本例では、保護板26の表面に上述した突起71を形成することで、保護板26が反射防止層を兼ねている。言い換えれば、微小凹凸構造を有する反射防止層28が保護層を兼ねている。
 したがって、このようにして形成された反射防止層28を、両面センサフィルム30等のセンサフィルム上に、接着層25を介して貼り合わせることで、センサフィルム上に、保護層兼反射防止層である反射防止層28を積層することができる。
 本例でも、上述したように、反射防止層28の表面、つまり、タッチパネル20における空気層(空気)との界面に、可視光の波長以下の大きさを有する微小凹凸構造が形成されていることで、屈折率変化が緩やかになり、偏向作用を持つ空気層(空気)との界面で反射が防止されるために、透過光が色を帯びず、虹ムラを防止することができる。
 また、上記したように、保護板26が反射防止層28を兼ねているので、部品点数を削減することができるとともに、反射防止フィルムを保護板26の表面に貼り合わせる場合と比較して、表示装置1が大型である場合にも、タッチパネル20の表面、つまり、センサ本体21の表面に、容易に反射防止層28を積層することができる。
 なお、図1では、センサ本体21に、センサフィルムとして両面センサフィルム30を用いたタッチセンサ構造を例に挙げて示した。しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。
 以下では、センサ本体21におけるタッチセンサ構造の変形例について、図17の(a)~(f)ないし図22の(a)~(f)を参照して、その形成方法と併せて説明する。
 なお、以下では、図3の(a)~(f)に示す方法との相違点について説明する。
 <タッチセンサ構造の変形例1>
 図17の(a)~(f)は、タッチパネル20のセンサ本体21の作製方法を、工程順に示す断面図である。なお、図17の(a)~(f)では、Y電極パターン32、X電極パターン33、引き出し配線36・39の図示を省略している。
 本変形例にかかるセンサ本体21は、図17の(f)に示すように、図3の(f)に示す、保護フィルム23、接着層24、両面センサフィルム30に代えて、複屈折基材31の片面にY電極パターン32(図示せず)が設けられた片面センサフィルム81、接着層82、複屈折基材31の片面にX電極パターン33(図示せず)が設けられた片面センサフィルム83が、下面側からこの順に設けられた構成を有している。
 このようなセンサ本体21は、例えば、以下のようにして形成される。
 まず、図17の(a)に示すように、複屈折基材31の片面に、図3の(a)と同様にして、図示しないY電極パターン32を形成することにより、Y電極パターン32を有する片面センサフィルム81を形成する。
 次いで、このようにして得られた片面センサフィルム81におけるセンサ面81a(すなわち、Y電極パターン32形成面)を上面側とし、該センサ面81a上に、図17の(b)に示すように、OCAT等により接着層82を形成する。
 一方、図17の(c)に示すように、他の複屈折基材31の片面に、図3の(a)と同様にして、図示しないX電極パターン33を形成することにより、X電極パターン33を有する片面センサフィルム83を形成する。
 その後、図17の(c)に示すように、上記片面センサフィルム83におけるセンサ面83a(すなわち、X電極パターン33形成面)を上面側とし、接着層82を介して、両面センサフィルム30と同様に、図示しないY電極34およびX電極37が、それぞれ、平面視で、一方の電極間に他方の電極が位置するように重ねて貼り合わせる。
 次いで、図17の(d)に示すように、上記片面センサフィルム83のセンサ面83a上に、OCAT等により接着層25を形成した後、図17の(e)に示すように、該接着層25を介して、上記片面センサフィルム83のセンサ面83a上に、保護板26を接着する。
 その後、図17の(f)に示すように、図3の(f)と同様にして、タッチパネル20の最表面(センサ本体21の最表面、本例では保護板26の上面)に、反射防止層28を形成する。なお、図17の(f)では、図3の(f)と同様に、反射防止層28が接着層27を介して保護板26上に形成されている場合を例に挙げて示しているが、反射防止層28の形成方法としては、これに限定されるものではなく、上述した種々の変形を行うことができる。
 <タッチセンサ構造の変形例2>
 図18の(a)~(h)は、タッチパネル20のセンサ本体21の作製方法を、工程順に示す断面図である。なお、図18の(a)~(h)でも、Y電極パターン32、X電極パターン33、引き出し配線36・39の図示を省略している。
 本変形例にかかるセンサ本体21は、図18の(h)に示すように、図3の(f)に示す両面センサフィルム30に代えて、Y電極パターン32(図示せず)を有する片面センサフィルム81、接着層82、X電極パターン33(図示せず)を有する片面センサフィルム83が、各片面センサフィルム81・83のセンサ面81a・83aを下面側にして、下面側からこの順に設けられた構成を有している。
 このようなセンサ本体21は、例えば、以下のようにして形成される。
 まず、図18の(a)に示すように、複屈折基材31の片面に、図3の(a)と同様にして、図示しないX電極パターン33を形成することにより、X電極パターン33を有する片面センサフィルム83を形成する。
 次いで、このようにして得られた片面センサフィルム83におけるセンサ面83aを下面側とし、該センサ面83a上に、図18の(b)に示すように、OCAT等により接着層82を形成する。
 一方、図18の(c)に示すように、他の複屈折基材31の片面に、図3の(a)と同様にして、図示しないY電極パターン32を形成することにより、Y電極パターン32を有する片面センサフィルム81を形成する。
 その後、図18の(c)に示すように、上記片面センサフィルム81におけるセンサ面81aを下面側とし、接着層82を介して、両面センサフィルム30と同様に、図示しないY電極34およびX電極37が、それぞれ、平面視で、一方の電極間に他方の電極が位置するように重ねて貼り合わせる。
 次いで、図18の(d)に示すように、上記片面センサフィルム81のセンサ面81a上に、OCAT等により接着層24を形成した後、図18の(e)に示すように、該接着層24を介して、上記片面センサフィルム81のセンサ面81a上に、保護フィルム23を接着する。
 次いで、図18の(f)に示すように、上面側の片面センサフィルム83の上面側、つまり、該片面センサフィルム83におけるセンサ面83a上に、OCAT等により接着層25を形成した後、図18の(g)に示すように、該接着層25を介して、上記片面センサフィルム83のセンサ面83a上に、保護板26を接着する。
 その後、図18の(h)に示すように、図3の(f)と同様にして、タッチパネル20の最表面(センサ本体21の最表面、本例では保護板26の上面)に、例えば接着層27を介して、反射防止層28を形成する。なお、本例においても、反射防止層28の形成方法としては、これに限定されるものではなく、上述した種々の変形を行うことができる。
 <タッチセンサ構造の変形例3>
 図19の(a)~(f)は、タッチパネル20のセンサ本体21の作製方法を、工程順に示す断面図である。なお、図19の(a)~(f)でも、Y電極パターン32、X電極パターン33、引き出し配線36・39の図示を省略している。また、図20は、片面センサフィルム83におけるY電極パターン32およびX電極パターン33のパターン形状を示す平面図である。
 本変形例にかかるセンサ本体21は、図19の(f)に示すように、図3の(f)に示す両面センサフィルム30に代えて、Y電極パターン32(図示せず)およびX電極パターン33(図示せず)が同一面に設けられた片面センサフィルム84が、該片面センサフィルム84のセンサ面84a(つまり、Y電極パターン32およびX電極パターン33形成面)を下面側にして、下面側からこの順に設けられた構成を有している。
 このようなセンサ本体21は、例えば、以下のようにして形成される。
 まず、図19の(a)に示すように、複屈折基材31の片面に、図20に示すようにY電極34およびX電極37が、それぞれ、一方の電極間に他方の電極が位置するように形成することにより、Y電極パターン32およびX電極パターン33が同一面に設けられた片面センサフィルム84を形成する。
 このように、Y電極パターン32およびX電極パターン33を同一面に設ける場合、図20に示すように、各Y電極34とX電極37との間には、これらY電極34とX電極37とが導通しないように、隙間85が形成される。
 なお、図20では、各Y電極列35における各Y電極34を接続する接続配線34aをジャンパーとし、該接続配線34aが、各X電極列38における各X電極37を接続する接続配線37aを跨ぐように各Y電極34をブリッジ接続する場合を例に挙げて示している。但し、接続配線37aがジャンパー構造を有し、接続配線34aを跨ぐように各X電極37をブリッジ接続していても構わない。このように、Y電極34およびX電極37のうち一方の電極間を、他方の電極の配列方向に交差する方向に跨ぐようにジャンパー等でブリッジ接続することにより、Y電極34とX電極37とが導通することなく、Y電極パターン32およびX電極パターン33とを同一平面内に形成することができる。
 なお、この場合、接続配線34aと接続配線37aとの間(すなわち、平面視で接続配線34aと接続配線37aとが交差する部分における接続配線34aと接続配線37aとの間)には、絶縁層が設けられていることが好ましい。該絶縁層の材料としては、特に限定されるものではなく、公知の各種絶縁材料を用いることができる。
 また、上記隙間85には、絶縁層が設けられていても設けられていなくてもよい。また、接着層24の材料や形成方法によっては、接着層24が、上記隙間85間に充填されていてもよい。
 なお、上記隙間85の大きさ(すなわち、Y電極34とX電極37との間の電極間距離)は、Y電極34とX電極37との間の絶縁性を確保することができれば、特に限定されるものではない。
 次いで、このようにして得られた片面センサフィルム84におけるセンサ面84aを下面側とし、該センサ面84a上に、図19の(b)に示すように、OCAT等により接着層24を形成した後、図19の(c)に示すように、該接着層24を介して、上記片面センサフィルム84のセンサ面84a上に、保護フィルム23を接着する。
 次いで、図19の(d)に示すように、上記片面センサフィルム84の上面側、つまり、該片面センサフィルム84における、センサ面84aとは反対面側に、OCAT等により接着層25を形成した後、図19の(e)に示すように、該接着層25を介して、上記片面センサフィルム84の上面側に、保護板26を接着する。
 その後、図19の(f)に示すように、図3の(f)と同様にして、タッチパネル20の最表面(センサ本体21の最表面、本例では保護板26の上面)に、例えば接着層27を介して、反射防止層28を形成する。なお、本例においても、反射防止層28の形成方法としては、これに限定されるものではなく、上述した種々の変形を行うことができる。
 <タッチセンサ構造の変形例4>
 図21の(a)~(d)は、タッチパネル20のセンサ本体21の作製方法を、工程順に示す断面図である。なお、図21の(a)~(d)でも、Y電極パターン32、X電極パターン33、引き出し配線36・39の図示を省略している。
 本変形例にかかるセンサ本体21は、図21の(d)に示すように、Y電極パターン32(図示せず)およびX電極パターン33(図示せず)が同一面に設けられた片面センサフィルム84が、該片面センサフィルム84のセンサ面84aを上面側とすることで、接着層24および保護フィルム23を設けることなく、片面センサフィルム84、接着層25、保護板26が、下面側からこの順に設けられた構成を有している。
 このようなセンサ本体21は、例えば、以下のようにして形成される。
 まず、図21の(a)に示すように、図19の(a)と同様にして、Y電極パターン32およびX電極パターン33が同一面に設けられた片面センサフィルム84を形成する。
 次いで、このようにして得られた片面センサフィルム84におけるセンサ面84aを上面側とし、該センサ面84a上に、図21の(b)に示すように、OCAT等により接着層25を形成した後、図21の(c)に示すように、該接着層25を介して、上記片面センサフィルム84の上面側に、保護板26を接着する。
 その後、図21の(d)に示すように、図3の(f)と同様にして、タッチパネル20の最表面(センサ本体21の最表面、本例では保護板26の上面)に、例えば接着層27を介して、反射防止層28を形成する。なお、本例においても、反射防止層28の形成方法としては、これに限定されるものではなく、上述した種々の変形を行うことができる。
 <タッチセンサ構造の変形例5>
 図22の(a)~(f)は、タッチパネル20のセンサ本体21の作製方法を、工程順に示す断面図である。なお、図22の(a)~(f)でも、Y電極パターン32、X電極パターン33、引き出し配線36・39の図示を省略している。
 本変形例にかかるセンサ本体21は、図22の(f)に示すように、図18の(h)に示すセンサ本体21において、片面センサフィルム83の上面側に、接着層25および保護板26を設けることなく、接着層27を介して反射防止層28が形成されている構成を有している。
 したがって、図22の(a)~(e)に示す工程は、図18の(a)~(e)に示す工程と同じである。
 本例にかかるセンサ本体21は、図18の(e)に示すように、該接着層24を介して、上記片面センサフィルム81のセンサ面81a上に、保護フィルム23を接着した後、図18の(f)に示すように、図3の(f)と同様にして、タッチパネル20の最表面(センサ本体21の最表面、本例では片面センサフィルム83の上面)に、例えば接着層27を介して、反射防止層28を形成する。なお、本例においても、反射防止層28の形成方法としては、これに限定されるものではなく、上述した種々の変形を行うことができる。
 このように、本実施の形態で用いられるタッチパネル20(センサ本体21)は、複屈折基材31が複数設けられている構成を有していてもよい。
 <表示装置本体10の変形例>
 なお、本実施の形態では、偏向光を出射する表示装置本体10として液晶表示装置を用いた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。表示装置本体10としては、例えば、液晶表示装置における液晶の代わりに表示媒体として誘電性液体を用いた表示装置等、偏光板(偏光子)を有する各種表示装置を用いることができる。
 <タッチパネル20の検出方式の変形例>
 また、本実施の形態では、タッチパネル20として、静電容量方式のタッチパネルを用いた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態は、表示領域に、基材として複屈折基材を用いたタッチパネル全般に適用が可能であり、タッチパネル20の検出方式そのものは特に限定されるものではない。
 <両面センサフィルム30等におけるタッチセンサ構造の変形例>
 また、両面センサフィルム30では、一例として、Y電極パターン32が複屈折基材31の下面側に設けられており、X電極パターン33が複屈折基材31の上面側に設けられている場合を例に挙げて示したが、Y電極パターン32が複屈折基材31の上面側に設けられており、X電極パターン33が複屈折基材31の下面側に設けられていても構わない。
 同様に、タッチセンサ構造の他の変形例においても、Y電極パターン32とX電極パターン33との積層順は、逆であっても構わない。
 <保護層の変形例>
 なお、本実施の形態では、プラスチックフィルムまたはプラスチック基板、ガラス基板等を、接着層25・32を介して例えば両面センサフィルム30に貼り合わせることで、保護層(保護フィルム23および保護板26)を両面センサフィルム30に接着する場合を例に挙げて説明した。
 しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、例えば、プラスチックフィルムを両面センサフィルム30上にラミネートしたり、上記保護層の材料を両面センサフィルム30上に塗布したりすることにより、両面センサフィルム30上に積層することができる。
 すなわち、これら保護層は、両面センサフィルム30に接着層を介して貼り合わせることで一体化されていてもよく、両面センサフィルム30上に直接積層されることで、両面センサフィルム30と一体化されていてもよい。
 〔まとめ〕
 本発明の態様1にかかる表示装置は、表面に偏光板を有する表示パネルと、位置検出対象物のタッチ位置を検出する電極が設けられた複屈折基材を有するタッチパネルとを備え、上記偏光板から出射した偏向光が上記複屈折基材に入射する表示装置であって、上記偏向光の反射を低減する反射防止層が、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面に設けられている。
 本発明の態様2にかかる表示装置は、上記態様1において、上記反射防止層は、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面で、s波とp波との透過率差が10%以上となる視角での上記表面における上記偏向光の上記表示パネル側への反射を低減するものであることが好ましい。
 本願発明者らは、上述したように複屈折基材を用いたタッチパネルを、液晶パネルのように偏向光を出射する表示パネル上に配置した場合、ある視角、特に、上記タッチパネルにおける偏向作用を有する界面でのs波とp波との透過率差が10%以上となる視角において、偏光めがねを介さずとも目視で虹ムラ(虹状色帯)が視認されることを見出した。
 そして、さらに検討を行った結果、このような虹ムラは、複屈折基材による波長毎の偏向状態の変化と、カバーガラス等のタッチパネルの表面と空気層との界面での界面反射の偏向状態依存性に起因し、複屈折基材の複屈折性により直線偏光の位相がずれ、さらに偏光作用を受けることで、このような虹ムラが生じることを見出した。
 このように、上記虹ムラの発生要因となる偏光作用は、界面反射が担っている。したがって、界面反射による偏光作用を抑えることで、虹ムラを抑えることができる。
 特に、反射防止層が設けられていない表示装置において、界面反射は、屈折率差の大きい、空気層との界面、例えば、カバーガラス等の保護板と空気層との界面で最も大きく発生する。
 このため、タッチパネルにおける空気層との界面反射(例えば、カバーガラス等の保護板と空気層との界面における界面反射)を抑えることで、虹ムラを抑えることができる。
 したがって、上記したように、表示装置における空気との界面、つまり、タッチパネルにおける表示パネルとは反対側の表面(例えば、タッチパネルにおける最上面である例えば保護板の上面)に上記反射防止層を設け、外光の反射ではなく、表示パネルから出射されて複屈折基材を通った光の反射を低減することで、透過光が色を帯びず、上記視角における目視での虹ムラを低減することができる。
 本発明の態様3にかかる表示装置は、上記態様1または2において、15インチ以上の大きさの表示面を有することが好ましい。
 上述したタッチパネル付きの表示装置を、例えば、机の上に置く等、水平に配置した状態で斜め方向から見るような場合を想定して、視距離40cm、中心視角30°で観察したとすると、表示面の大きさ(ディスプレイサイズ)が15インチの表示装置を、上記視距離および中心視角で観察したとき、表示面の最端部への視角は、透過光の色帯びが認識され始める、透過率差が約10%となる視角である約48°となる。
 したがって、15インチ以上の大きさの表示面を有する表示装置では、定常的に虹ムラが観察されることになる。
 このため、本発明は、15インチ以上の大きさの表示面を有する場合に、特に効果的である。
 本発明の態様4にかかる表示装置は、上記態様1~3の何れかにおいて、上記反射防止層が、上記表示パネルとは反対側の表面に、屈折率が互いに異なる複数の誘電体層を積層してなる積層膜を備えていることが好ましい。
 誘電体層は、反射光が干渉で打ち消されるように設計された層であり、このように反射防止層に誘電体層を用いることで、視角に応じた設計が可能となる。
 また、誘電体層を上述したように積層膜とすることで、複数の波長に対応した反射防止層を形成することができる。
 すなわち、虹ムラが発生し易い視角に合わせて、干渉による反射光の消滅が起こるように誘電体層を積層することで、反射防止層を最適設計することができる。
 したがって、上記反射防止層が、上記タッチパネルにおける、表示パネルとは反対側の表面に、屈折率が互いに異なる複数の誘電体層を積層してなる積層膜を備えていることが、視角に応じた設計を容易に行うことができ、反射防止効果並びに設計性が高いことから、好ましい。
 なお、上記反射防止層は、基材を有する反射防止フィルムであってもよいが、上記電極が設けられた複屈折基材を保護する保護板が上記複屈折基材と反射防止層との間に設けられており、上記保護板の表面に、上記誘電体層が直接積層されている構成としてもよい。
 すなわち、本発明の態様5にかかる表示装置は、上記態様4において、上記電極が設けられた複屈折基材を保護する保護板が上記複屈折基材と反射防止層との間に設けられており、上記保護板の表面に、上記誘電体層が直接積層されていてもよい。
 これにより、別途基材を必要とせず、部品点数を省くことができるとともに、反射防止フィルムを上記保護板の表面に貼り合わせる場合と比較して、上記表示装置が大型である場合にも、上記タッチパネルの表面に、容易に反射防止層を積層することができる。
 また、本発明の態様6にかかる表示装置は、上記態様5において、上記保護層と誘電体層との界面における界面反射の位相と、上記誘電体層と空気層との界面の界面反射の位相とは、半波長ずれていることが好ましい。
 これにより、上記視角での界面反射を低減することができるので、上述したような虹ムラを低減することができる。
 また、本発明の態様7にかかる表示装置は、上記態様1~3の何れかにおいて、上記反射防止層は、その表面に、可視光の波長以下の大きさを有し、厚み方向の屈折率が連続的に変化する微小凹凸構造を有している構成としてもよい。
 このような構造を有する反射防止層を用いることで、空気層との界面での反射を抑えることができるので、この場合にも、上述したような虹ムラを低減することができる。
 また、本発明の態様8にかかる表示装置は、上記態様7において、上記電極が設けられた複屈折基材を保護する保護板を備え、該保護板の表面に、上記反射防止層として、上記微小凹凸構造が形成されている構成としてもよい。
 これにより、保護板が反射防止層を兼ねる(言い換えれば、反射防止層が保護板を兼ねる)構成とすることができるので、部品点数を削減することができるとともに、反射防止フィルムを上記保護板の表面に貼り合わせる場合と比較して、上記表示装置が大型である場合にも、上記タッチパネルの表面に、容易に反射防止層を積層することができる。
 また、上記表示装置において、上記偏光板から出射した偏向光は、特許文献1、2のように1/4波長板等を介することなく、上記複屈折基材に直接入射することが好ましい。
 すなわち、本発明の態様9にかかる表示装置は、上記態様1~8の何れかにおいて、上記偏光板から出射した偏向光が、上記複屈折基材に直接入射することが好ましい。
 また、本発明の態様10にかかる表示装置は、上記態様1~9の何れかにおいて、上記反射防止層は、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面で、s波とp波との透過率差が10%以上となる視角での上記表面における上記偏向光の上記表示パネル側への反射、具体的には、ブリュースター角近傍での上記界面における上記偏向光の反射を、上記透過率差が10%未満となるように低減することが好ましい。
 このように、上記視角での上記界面における上記偏向光の反射を、上記透過率差が10%未満となるように低減する反射防止層を、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面に設ければ、虹ムラが認識されなくなる。
 また、本発明の態様11にかかる表示装置は、上記態様1~10の何れかにおいて、上記複屈折基材は、コスト、熱的耐性等の点から、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
 本発明は、液晶パネル等の、表面に偏光板を有する表示パネルから出射された偏向光が、複屈折基材を備えたタッチパネルに入射するタッチパネル付きの表示装置に利用することができる。
  1    表示装置
 10    表示装置本体
 11    バックライト
 12    表示パネル
 13・14 基板
 15    光学変調層
 16    表示セル
 17・18 偏光板
 20    タッチパネル
 21    センサ本体
 22    回路部
 23    保護フィルム
 24・25 接着層
 26    保護板
 27    接着層
 28    反射防止層
 30    両面センサフィルム
 31    複屈折基材
 32    Y電極パターン
 33    X電極パターン
 34    Y電極
 34a   接続配線
 35    Y電極列
 36    引き出し配線
 37    X電極
 37a   接続配線
 38    X電極列
 39    引き出し配線
 41    誘電体層
 51    基材
 52~54 誘電体層
 61~63 誘電体層
 71    突起
 81    片面センサフィルム
 81a   センサ面
 82    接着層
 83    片面センサフィルム
 83a   センサ面
 84    片面センサフィルム
 84a   センサ面
 85    隙間
101    偏光板
102    複屈折性フィルム基材
103    偏光板

Claims (11)

  1.  表面に偏光板を有する表示パネルと、位置検出対象物のタッチ位置を検出する電極が設けられた複屈折基材を有するタッチパネルとを備え、上記偏光板から出射した偏向光が上記複屈折基材に入射する表示装置であって、
     上記偏向光の反射を低減する反射防止層が、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面に設けられていることを特徴とする表示装置。
  2.  上記反射防止層は、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面で、s波とp波との透過率差が10%以上となる視角での上記表面における上記偏向光の上記表示パネル側への反射を低減することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3.  15インチ以上の大きさの表示面を有することを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
  4.  上記反射防止層が、上記表示パネルとは反対側の表面に、屈折率が互いに異なる複数の誘電体層を積層してなる積層膜を備えていることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の表示装置。
  5.  上記電極が設けられた複屈折基材を保護する保護板が上記複屈折基材と反射防止層との間に設けられており、上記保護板の表面に、上記誘電体層が直接積層されていることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
  6.  上記保護板と誘電体層との界面における界面反射の位相と、上記誘電体層と空気層との界面の界面反射の位相とが半波長ずれていることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。
  7.  上記反射防止層が、その表面に、可視光の波長以下の大きさを有し、厚み方向の屈折率が連続的に変化する微小凹凸構造を有していることを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の表示装置。
  8.  上記電極が設けられた複屈折基材を保護する保護板を備え、該保護板の表面に、上記反射防止層として、上記微小凹凸構造が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
  9.  上記偏光板から出射した偏向光が、上記複屈折基材に直接入射することを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載の表示装置。
  10.  上記反射防止層は、上記タッチパネルにおける上記表示パネルとは反対側の表面で、s波とp波との透過率差が10%以上となる視角での上記表面における上記偏向光の上記表示パネル側への反射を、上記透過率差が10%未満となるように低減することを特徴とする請求項1~9の何れか1項に記載の表示装置。
  11.  上記複屈折基材がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項1~10の何れか1項に記載の表示装置。
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