JP4367295B2

JP4367295B2 - タッチパネル

Info

Publication number: JP4367295B2
Application number: JP2004259221A
Authority: JP
Inventors: 功二田邉; 賢一松本; 彰二藤井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: CN100347650C; JP2006079149A; CN1746904A; US20060050063A1

Description

本発明は、各種電子機器の操作に用いられるタッチパネルに関するものである。

近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、液晶等の表示素子の前面に光透過性のタッチパネルを装着して、このタッチパネルを通して背面の表示素子の表示を視認しながら、指やペン等でタッチパネルを押圧操作することによって、機器の各機能の切換えを行うものが増えており、視認性に優れ操作の確実なものが求められている。

このような従来のタッチパネルについて、図３を用いて説明する。

なお、構成を判り易くするために、図面は厚さ方向の寸法を拡大して表している。

図３は従来のタッチパネルの断面図であり、同図において、１はフィルム状で光透過性の上基板、２は同じく光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が各々形成されている。

そして、下導電層４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には一対の上電極（図示せず）が、下導電層４の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、５は額縁状のスペーサで、このスペーサ５の上下面に塗布形成された接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向している。

さらに、６はポリカーボネート等のフィルムを延伸し複屈折性を持たせた１／４波長の上位相差板、７はヨウ素や染料を配向させたポリビニルアルコールの上下面にトリアセチルセルロース等が積層された偏光板で、この上位相差板６と偏光板７が上基板１上面に積重され貼付されて、タッチパネルが構成されている。

そして、このように構成されたタッチパネルは、液晶表示素子等の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、一対の上電極と下電極が機器の電子回路（図示せず）に接続される。

以上の構成において、タッチパネル背面の液晶表示素子の表示を視認しながら、偏光板７上面を指或いはペン等で押圧操作すると、偏光板７や上位相差板６と共に上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、これらの電極間の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行われる。

また、この時、上方からの太陽光や灯火等の外部光は、先ず、偏光板７を透過する際、Ｘ方向及びこれと直交するＹ方向の光波のうち、例えば、偏光板７がＹ方向の光波を吸収するものであった場合、Ｘ方向の直線偏光となって偏光板７から上位相差板６に入射する。

次に、この光は１／４波長の上位相差板６を透過することによって、直線偏光が円偏光となって下導電層４で上方へ反射する。

そして、この反射光が、再び１／４波長の上位相差板６を透過することによって、１／２波長ずれたＹ方向の直線偏光となって偏光板７に入射するが、偏光板７はＸ方向の光波だけを透過させるため、このＹ方向の反射光は偏光板７で遮断される。

つまり、上方からタッチパネルに入射した外部光は、下導電層４で上方へ反射するが、この反射光は偏光板７で遮断され、操作面である偏光板７上面からは出射しないため、反射がなく視認性が良好で、背面の液晶表示素子等が見易いように構成されているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２０００−１０７３２号公報

しかしながら、上記従来のタッチパネルにおいては、上基板１上面に上位相差板６と偏光板７を積重貼付することによって、外部光の反射を防ぎ視認性が良好なように形成されてはいるが、８５℃２４時間放置後の加熱収縮率が０．０１％程度であるポリカーボネート等の上位相差板６と、ポリビニルアルコールにトリアセチルセルロース等を積層した加熱収縮率が０．５％前後の偏光板７を積重貼付しているため、周囲の環境が高温高湿の状態で使用された場合、この加熱収縮率の差によって、タッチパネルの上基板１中間部の下方への反りが生じ、上導電層３と下導電層４の接触が不安定なものになり易いという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、高温高湿で使用時の反りを防ぎ、視認性が良好で操作の確実なタッチパネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、上記偏光板上面に、上記上位相差板と加熱収縮率がほぼ同等の位相差板からなる補正板を設けると共に、加熱収縮率の大きな上記偏光板の上下を、加熱収縮率がほぼ同等で小さな上記位相差板からなる補正板と上記上位相差板で挟んだタッチパネルを構成したものであり、加熱収縮率の大きな偏光板の上下を、加熱収縮率の小さな位相差板からなる補正板と上位相差板で挟むことによって、高温高湿の状態で使用された場合の反りを防ぎ、視認性が良好で操作の確実なタッチパネルを得ることができるという作用を有する。
さらに、補正板を位相差板としたことにより、偏光板を通り直線偏光となったタッチパネル背面の液晶表示素子等の点灯光が、位相差板からなる補正板によって円偏光となるため、例えば、偏光サングラス等をかけた状態でも、液晶表示素子等の視認が行い易くなるという作用も有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、上基板に代えて、上位相差板下面に上導電層を形成したものであり、上基板が不要となって構成部品数が少なくなるため、タッチパネルを安価に形成することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、視認性が良好で操作の確実なタッチパネルを実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。

また、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図であり、同図において、１はポリエーテルサルホンやポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板、２はガラスまたはアクリル、ポリカーボネート等の光透過性の下基板で、上基板１の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層３が、下基板２の上面には同じく下導電層４が、スパッタ法等によって各々形成されている。

そして、下導電層４の上面にはエポキシやシリコン等の絶縁樹脂によって複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層３の両端には銀やカーボン等の一対の上電極（図示せず）が、下導電層４両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。

また、５は額縁状で不織布やポリエステルフィルム等のスペーサで、このスペーサ５の上下面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着層（図示せず）によって、上基板１と下基板２の外周が貼り合わされ、上導電層３と下導電層４が所定の間隙を空けて対向している。

さらに、６はポリカーボネート等のフィルムを延伸し複屈折性を持たせた１／４波長で可撓性の上位相差板、７はヨウ素や染料を吸着させ延伸・配向させたポリビニルアルコールの上下面に、トリアセチルセルロース等が積層された可撓性の偏光板で、この上位相差板６と偏光板７が上基板１上面に積重され、アクリル等の接着剤（図示せず）によって貼付されている。

また、８はポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の補正板で、この補正板８が偏光板７上面に積重貼付されると共に、補正板８上面には光硬化性のアクリル等で光透過性のハードコート層９が設けられている。

なお、ポリビニルアルコールにトリアセチルセルロース等が積層され、８５℃２４時間放置後の加熱収縮率が０．５％前後である偏光板７に対し、この上下面に積重貼付された補正板８と上位相差板６は、いずれも加熱収縮率が０．０１％程度のポリカーボネート等で形成されている。

つまり、加熱収縮率の大きな偏光板７の上下を、加熱収縮率がほぼ同等で小さな補正板８と上位相差板６で挟んだ構成となっている。

また、１０は上位相差板６と同様の下位相差板で、この下位相差板１０が下基板２下面に貼付されて、タッチパネルが構成されている。

以上の構成において、タッチパネル背面の液晶表示素子等の表示を視認しながら、ハードコート層９上面を指或いはペン等で押圧操作すると、補正板８や偏光板７、上位相差板６と共に上基板１が撓み、押圧された箇所の上導電層３が下導電層４に接触する。

また、この時、上方からの太陽光や灯火等の外部光は、ハードコート層９と補正板８を通った後、先ず、偏光板７を透過する際、Ｘ方向及びこれと直交するＹ方向の光波のうち、例えば、偏光板７がＹ方向の光波を吸収するものであった場合、Ｘ方向の直線偏光となって偏光板７から上位相板６に入射する。

次に、この光は１／４波長の上位相差板６を通過することによって、直線偏光が円偏光となって下導電層４で上方へ反射する。

そして、この反射光は、再び１／４波長の上位相差板６を透過することによって、１／２波長ずれたＹ方向の直線偏光となって偏光板７に入射するが、偏光板７はＸ方向の光波だけを透過させるため、Ｙ方向の直線偏光である反射光は偏光板７で遮断される。

つまり、上方からタッチパネルに入射した外部光は、下導電層４で上方へ反射するが、この反射光は偏光板７で遮断され、操作面であるハードコート層９や補正板８上面からは出射しないため、反射がなく、背面の液晶表示素子等の良好な視認性が得られるように構成されている。

これに対し、タッチパネル背面の液晶表示素子等の点灯光は、これをＹ方向の直線偏光としておけば、先ず１／４波長の下位相差板１０、次に同じく１／４波長の上位相差板６を透過することによって、１／２波長ずれたＸ方向の直線偏光となって偏光板７に入射し、偏光板７や補正板８を透過して、操作面であるハードコート層９上面から出射する。

つまり、液晶表示素子等からの点灯光は、下位相差板１と上位相差板６を透過することによって、Ｘ方向の直線偏光となり、１／２波長ずれただけでハードコート層９上面から出射されるため、タッチパネル背面の液晶表示素子等の表示は明確に視認することができる。

なお、この時、補正板８を上位相差板６や下位相差板１０と同様の位相差板としておけば、偏光板７を通り直線偏光となった液晶表示素子等からの点灯光が、補正板８によって円偏光となるため、例えば、Ｘ方向の直線偏光用の偏光サングラス等をかけた状態でも、点灯光の視認を行い易くすることができる。

また、上述したように、上基板１上面に積重された上位相差板６や偏光板７、補正板８は、加熱収縮率の大きな偏光板７の上下を、加熱収縮率がほぼ同等で小さな補正板８と上位相差板６で挟んだ構成となっているため、周囲が高温高湿の状態で使用された場合にも、加熱収縮率の大きな偏光板７の反りを補正板８と上位相差板６で抑えることによって、全体の反りを防ぎ、確実な操作が可能なように構成されている。

このように本実施の形態によれば、上基板１上面に上位相差板６と偏光板７を積重すると共に、この偏光板７上面に、上位相差板６と加熱収縮率が同等以下の補正板８を設けることによって、加熱収縮率の大きな偏光板７の上下を、加熱収縮率の小さな補正板８と上位相差板６で挟んで、高温高湿の状態で使用された場合の反りを防ぎ、視認性が良好で操作の確実なタッチパネルを得ることができるものである。

また、図２の断面図に示すように、上基板１に代えて、上位相差板６下面に直接上導電層３を形成することによって、上基板１が不要となって構成部品数が少なくなるため、タッチパネルを安価に形成することができる。

さらに、補正板８を位相差板とすることによって、偏光板７を通り直線偏光となったタッチパネル背面の液晶表示素子等の点灯光が、補正板８によって円偏光となるため、例えば、偏光サングラス等をかけた状態でも、点灯光の視認を行い易くすることができる。

なお、以上の説明では、上基板１上面や上位相差板６、補正板８を、８５℃２４時間放置後の加熱収縮率が０．０１％程度と小さなポリカーボネート等として説明したが、同じく加熱収縮率の小さな他の材料、例えば、加熱アニール処理されたポリエチレンテレフタレートやシクロオレフィンポリマー等を用いても、本発明の実施は可能である。

本発明によるタッチパネルは、視認性が良好で操作の確実なものを提供することができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作用として有用である。

本発明の一実施の形態によるタッチパネルの断面図同他の実施の形態による断面図従来のタッチパネルの断面図

符号の説明

１上基板
２下基板
３上導電層
４下導電層
５スペーサ
６上位相差板
７偏光板
８補正板
９ハードコート層
１０下位相差板

Claims

下面に上導電層が形成された光透過性の上基板と、上面に上記上導電層と所定の空隙を空けて対向する下導電層が形成された光透過性の下基板と、上記上基板上面に積重された上位相差板と偏光板からなり、上記偏光板上面に、上記上位相差板と加熱収縮率がほぼ同等の位相差板からなる補正板を設けると共に、加熱収縮率の大きな上記偏光板の上下を、加熱収縮率がほぼ同等で小さな上記位相差板からなる補正板と上記上位相差板で挟んだタッチパネル。
上基板に代えて、上位相差板下面に上導電層を形成した請求項１記載のタッチパネル。