JP4593721B2

JP4593721B2 - タッチパネル

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Publication number: JP4593721B2
Application number: JP2000079002A
Authority: JP
Inventors: 雪雄村上; 俊介平野
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: CN1274996A; DE60001197T2; KR100595106B1; US6572941B1; JP2001034418A; TW594584B; DE60001197D1; EP1058205B1; CN1251055C; EP1058205A1; KR20000077327A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防眩性を有するタッチパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タッチパネルは、例えば、極薄ガラス（下側面状部材）と可撓性の透明樹脂フィルム（上側面状部材）の各対向面に抵抗層を形成すると共に、双方の面状部材をスペーサを介して一定の間隔で対向配置して構成される。
こうしたタッチパネルについては、その用途の拡大に伴って、今までにない付加価値が要請されており、特に、液晶表示板と組み合わせて使用され、カーナビゲーションなど屋外で使用する装置に使用される場合には、外光の乱反射により液晶表示板の表示内容の視認性が低下するのを防ぐために、タッチパネル表面にフィルム状の偏光板を貼り付けることにより防眩性を持たせたものが考案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような偏光板は、通常樹脂フィルムで形成されており、このように偏光性を有する樹脂フィルムは、その熱線膨張係数が、下側面状部材であるガラスに比べて６〜８倍も大きいという物理特性を有している。
このような上下面状部材の素材の熱線膨張係数に大きな差があると、温度上昇に伴って、偏光板を含めた上側面状部材が全体的に外側に浮いてしまい、見栄えが大変悪くなる上に、下側面状部材との間隔が大きくなるので、タッチパネルを動作させるために必要な押圧力が増大し、操作性も悪くなってしまう。最近は、液晶表示板の大型化に伴って、タッチパネルも大型化される傾向にあり、このような場合には、ますます上側面状部材の浮きが大きくなって操作性の劣化も著しい。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、防眩性を確保するために偏光性を有する上側面状部材を使用しても、環境温度の変化により見栄えや操作性が劣化することがないタッチパネルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るタッチパネルは、第１の面状部材と第１の面状部材より可撓性の大きな第２の面状部材がスペーサ部材を介して一定間隔をおいて対設され、両部材の対向内面に抵抗膜が形成されてなるタッチパネルにおいて、前記第２の面状部材は、偏光性を有すると共に、当該第２の面状部材の外側表面には、第２の面状部材より熱線膨張係数の小さな第３の面状部材が積層されており、当該第３の面状部材の厚みが１２５μｍ以上２５０μｍ以下であることを特徴としている。
【０００６】
また、本発明に係るタッチパネルは、前記第２の面状部材と第３の面状部材が、応力緩和性のある接着剤にて接着されていることを特徴とする。
さらに、本発明に係るタッチパネルは、前記第３の面状部材の、前記第２の面状部材との接着面側に、アクリル系樹脂によるコーティング処理が施されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るタッチパネルは、前記第２の面状部材が、偏光板を含む２以上の面状部材を積層してなり、前記第１の面状部材の外側に第１のλ／４位相差板が第１の面状部材にほぼ平行に配設されると共に、第２の面状部材は、前記偏光板より内側に第２のλ／４位相差板を積層して構成されることを特徴とする。
【０００８】
また、さらに本発明に係るタッチパネルは、前記第１のλ／４位相差板の光学軸が、前記偏光板の偏光軸に対して第１の方向に４５°回転しており、前記第２のλ／４位相差板の光学軸は、前記偏光板の偏光軸に対して第１の方向と逆方向の第２の方向に４５°回転するように配設されていることを特徴とする。
また、さらに本発明に係るタッチパネルは、前記偏光板が、偏光性を有するポリビニルアルコールフィルムをトリアセチルアセテートフィルムで挟み込んで形成されていると共に、前記第３の面状部材は、このトリアセチルアセテートフィルムよりも吸湿性の少ない素材で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明に係るタッチパネルは、前記スペーサ部材が、第１と第２の面状部材の周縁部に沿って介在するフレーム状のスペーサを含むと共に、前記第２の面状部材の内側の面には、当該面に形成された抵抗膜に電気的に接続された一対の電極が互いに対向して配設されており、前記偏光板は、その少なくとも前記各電極側における端部が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記フレーム状のスペーサの内側のエッジ部より外方に位置すると共に前記フレーム状のスペーサの外側のエッジ部より内側に位置するような大きさに設定されていることを特徴とする。
ここで、前記第３の面状部材は、前記偏光板よりも大きく、当該第３の面状部材の端部の位置が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記偏光板の端部よりも外方に位置するように形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
また、さらに本発明に係るタッチパネルは、前記第３の面状部材が、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする。
さらに、本発明に係るタッチパネルは、第１の面状部材と第１の面状部材より可撓性の大きな第２の面状部材がスペーサ部材を介して一定間隔をおいて対設され、両部材の対向内面に抵抗膜が形成されてなるタッチパネルにおいて、前記第２の面状部材は、偏光性を有すると共に、当該第２の面状部材の外側表面には、第２の面状部材より熱線膨張係数の小さな第３の面状部材が積層されており、前記スペーサ部材は、第１と第２の面状部材の周縁部に沿って介在するフレーム状のスペーサを含むと共に、前記第２の面状部材の内側の面には、当該面に形成された抵抗膜に電気的に接続された一対の電極が互いに対向して配設され、前記偏光板は、その少なくとも前記各電極側における端部が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記フレーム状のスペーサの内側のエッジ部より外方に位置すると共に前記フレーム状のスペーサの外側のエッジ部より内側に位置するような大きさに設定され、かつ、前記第３の面状部材は、前記偏光板よりも大きく、当該第３の面状部材の端部の位置が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記偏光板の端部よりも外方に位置するように形成されてなることを特徴とする。
【００１１】
【実施の形態】
以下、本発明のタッチパネルに係る実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
（タッチパネルの全体構成）
図１は、本実施の形態に係るタッチパネルの斜視図であり、図２は、その分解図を示している。
【００１２】
図１に示すようにタッチパネル１００は、上側面状部材１１０と下側面状部材１３０をスペーサ１４０を介して積層することにより構成される。
上側面状部材１１０は、タッチパネル１００において操作者からの指や入力ペンを用いた入力を受け付ける側の透明かつ可撓性を有する面状部材であり、後述するように複数枚の樹脂フィルムを積層して構成される。また、１２０は、内部の電極と接続されるコネクタ部である。
【００１３】
図２は、図１のタッチパネル１００の分解図である。
同図に示すようにスペーサ１４０は、コネクタ部１２０を装着する部分と、これと反対側のコーナの切除部１４１を除いて連続したフレーム状に形成されており、その素材としては、ＰＥＴフィルムなどが使用される。このスペーサ１４０の両面に接着剤が塗布され、上側面状部材１１０と下側面状部材１３０がその周縁部において貼着される。なお、切除部１４１では、スペーサ部材が介在しないため、上側面状部材１１０と下側面状部材１３０間に隙間ができることになるが、これは内部の空気抜き穴として作用するものである。すなわち、環境温度の変化に伴って上側面状部材１１０と下側面状部材１３０の間に介在する空気が膨張・収縮するが、当該空気抜き穴を介して空気が外部と流通することにより内圧と外圧とを常に等しくできるので、内部空気の熱膨張により内圧が外圧より高くなって操作性が劣化するような不都合がなくなる。タッチパネル１００が大きなサイズになればなるほど内部空間の容量も大きくなり、温度変化に伴って出入りする空気量も多くなるので、それに応じて空気抜き穴の数を適宜増やすようにすればよい。
【００１４】
図２では、上側面状部材１１０に隠れて見えないが、スペーサ１４０の一番奥のコーナ部にも別の切除部が設けられており切除部１４１と合わせて計２個所に空気抜き穴が設けられている。
スペーサ１４０より内側の上側面状部材１１０と下側面状部材１３０の隙間には、ドット状スペーサ１６０が、所定の間隔をおいて設けられており、上記フレーム状のスペーサ１４０と協働して、上下面状部材１１０、１３０の対向面の間隔がほぼ均一に１００μｍ程度に保たれるようになっている。
【００１５】
上側面状部材１１０のうち、下側面状部材１３０に対向する側の主表面には、ＩＴＯ（indium tin oxide：インジウム−すず酸化物）で形成される抵抗膜１１１が、スパッタリングにより略全面に形成されている。また、抵抗膜１１１の対向する２側辺には電極１１２が設けられている。そして、前記主表面の残余の領域であってコネクタ部１２０と対向する部位には、コネクタ部１２０側の一対の接続電極１２２、１２２と接続するための一対の電極端部１１４、１１４が形成され、この電極端部１１４、１１４と前記抵抗膜１１１の２側辺に設けられた電極１１２、１１２との間が配線パターン１１３，１１３で接続されている。
【００１６】
下側面状部材１３０は、極薄ガラスであり、上側面状部材１１０に対向する側の主表面には、同じくＩＴＯからなる抵抗膜１３１がスパッタリングにより略全面に設けられている。抵抗膜１３１の対向する２側辺であって、前記上側抵抗膜１１１に形成された電極１１２，１１２の対向方向と直交する方向の側辺には、電極１３２、１３２が形成されている。そして、前記主表面の残余の領域には、上側面状部材１１０と同様、コネクタ部１２０側の一対の接続電極１２３、１２３と接続する一対の電極端部１３４、１３４が形成され、この電極端部１３４、１３４と前記抵抗膜１３１の２側辺に設けられた電極１３２、１３２とを接続する配線パターン１３３，１３３が形成されている。
【００１７】
コネクタ部１２０は、ＰＥＴフィルムやポリイミドなどの素材に、銀を素材とする４本のフレキシブルワイヤ１２９を挟み込んで成る接続用ケーブル１９０の一方の端部であり、前記上下面状部材１１０，１３０の電極端部１１４、１１４、１３４、１３４と接続される接続電極１２２、１２２、１２３、１２３を上下表面に露出形成し、前記フレキシブルワイヤ１２９の終端をこの接続電極１２２、１２２、１２３、１２３と接続した構成となっている。
【００１８】
４本のフレキシブルワイヤと４つの接続電極とを分割せずに１つのコネクタ部に集約するのは、材料費と工数との両面からコストを抑制するためである。
タッチパネルを組み立てた状態においては、上側接続電極１２２、１２２は上側電極端部１１４、１１４と、下側接続電極１２３、１２３は下側電極端部１３４、１３４と、それぞれ接着されている。この部分の接着は、各取り出し部の共通の素材である銀にカーボンを混練りした導電性ペーストを付着させた上で、両側から熱圧着することにより行われる。
【００１９】
なお、コネクタ部１２０の上下接続電極１２２，１２３の間には、切れ込み１２１が設けられ、これにより上下面状部材１１０，１３０の膨張率の差から生じる応力を解消するようにしている。すなわち、温度上昇により面状部材の膨張が起こると、この上下二つの面状部材に膨張が生じるが、この切れ込み１２１を設けることにより、上側面状部材１１０と下側面状部材１３０との熱膨張量の差に基づいてコネクタ部１２０に作用する応力を吸収することが可能となり、広い温度範囲で使用してもこの部分で接触不良や断線を起こしにくいという効果が得られる。
【００２０】
（タッチパネル１００の積層構造）
図３は、上記タッチパネル１００の積層構造を示す部分拡大断面図であり、説明の便宜上、このタッチパネル１００が装着される液晶表示板２００の積層構造も合わせて示している。
同図に示すように上側面状部材１１０は、外側から順に、ＰＥＴフィルム１０１、偏光板１０２、λ／４位相差板１０３および光等方性フィルム１０４を図示しない接着剤により張り合わせて積層することにより構成されており、最下層の光等方性フィルム１０４に、上記抵抗膜１１１が形成される。
【００２１】
この上側面状部材１１０と下側面状部材１３０がドット状スペーサ１６０を介して対向配置され、下側面状部材１３０の対向面にも抵抗膜１３１が形成される。
次の表１に、本実施の形態における各積層材料の厚さ、およびその熱線膨張係数の大きさを示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
なお、偏光板１０２は、実際は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムを延伸させて複屈折性を持たせたものを、トリアセチルアセテート（ＴＡＣ）フィルムで上下から挟み込むようにして貼り合わせて形成されたものを使用している。本実施の形態に使用したものは、ＰＶＡフィルムの厚さが２０μｍ、ＴＡＣフィルムの２枚分の厚さが１６０μｍであり、薄いＰＶＡフィルムが厚いＴＡＣフィルムの膨張に依存して伸びるので、偏光板１０２全体の熱線膨張係数も、ＴＡＣフィルムの熱線膨張係数（５．４×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／°Ｃ）にほぼ等しくなる。
【００２４】
また、λ／４位相差板１０３は、ポリカーボネイト（ＰＣ）フィルムを素材にして形成される。
一方、光等方性フィルム１０４は、入射する全ての光に対して偏光性を有しない樹脂フィルムであり、本実施の形態では、脂肪族環状構造を有するノルボルネン系の透明性熱可塑性樹脂であって、具体的にはＪＳＲ社製のアートンフィルム（「アートン」は、同社の登録商標）を使用している。当該樹脂フィルムは、透明性や表面硬度および耐熱性の点で優れており、タッチパネルに適する。
【００２５】
タッチパネル１００のすぐ下方には、透過型の液晶表示板２００が配設される。この液晶表示板２００は、液晶セル２０１の上面と下面に偏光板２０２，２０３を配してなる公知の構成であり、偏光板２０２の上面にはさらにλ／４位相差板２０４が貼り合わせてある。
そして、液晶表示板２００の下方には図示しないバックライト用の光源が配されている。
【００２６】
なお、このλ／４位相差板２０４は、必ずしも液晶表示板２００の表面に積層する必要はなく、例えば、タッチパネル１００の下側面状部材１３０の液晶表示板２００側の面に貼り合わせるようにしてもよい。要するにλ／４位相差板２０４が、液晶表示板２００と下側面状部材１３０の間に有りさえすれば、次に述べる液晶表示板２００の表示内容の視認性の向上の効果を得ることができるものである。
【００２７】
以下、上記偏光板１０２、λ／４位相差板１０３、２０４によってもたらされる効果について説明する。
偏光板１０２は、液晶表示板２００の偏光板２０２と偏光軸が同じになるように配設されており、λ／４位相差板１０３は、その光学軸が、偏光板１０２の偏光軸と４５°の角度をなすように配置されている。
【００２８】
膨らみ防止フィルム１０１表面から入射した外光は、偏光板１０２により直線偏光光となり、さらにλ／４位相差板１０３により円偏光光となる。この円偏光光は、下側面状部材（ガラス）１３０もしくは液晶表示板２００の表面や抵抗膜１１１、１３１表面で一部反射され、再びλ／４位相差板１０３に入射して直線偏光光となるが、反射の際に位相がπ／２ずれるため、この直線偏光の偏光面は、入射時の直線偏光に対して９０°回転している。したがって、この直線偏光が偏光板１０２を透過することはない。
【００２９】
そのため、外光がタッチパネル１００内に入射しても内部での反射光が外部に漏れないので、眩しくなく、屋外で使用しても液晶表示板２００で表示された内容をはっきりと視認することができる。
また、液晶表示板２００の表面に取着されたλ／４位相差板２０４の光学軸は、偏光板２０２の偏光軸に対して４５°の角度をなすように配設される。但し、これを通過したバックライトの円偏光光の回転方向が、上記λ／４位相差板１０３を通過した入射光の回転方向とは逆方向になるように設置される。
【００３０】
このようにすることにより、液晶表示板２００の偏光板２０２を通過して直線偏光光となったバックライト光は、λ／４位相差板２０４により円偏光光に変換され、さらにλ／４位相差板１０３を通過するときに直線偏光光に戻るが、上述のようにλ／４位相差板２０４とλ／４位相差板１０３とは、互いの遅相軸を直交させて配置されているので、λ／４位相差板１０３を通過して得られた直線偏光光の偏光面の方向が元に戻って、偏光板２０２を通過した直後の直線偏光光の偏光面の方向と等しくなっている。一方、偏光板１０２と偏光板２０２は、その偏光軸が等しくなるように配設されているので、λ／４位相差板１０３を通過して直線偏光光となったバックライト光の偏光面は、偏光板１０２の偏光軸と平行となり、バックライト光はそのまま偏光板１０２を通過することができる。したがって、防眩性を得るために設けた偏光板１０２、λ／４位相差板１０３によって、バックライト光の透過が妨げられずに外部に放射されるので、バックライトの光源の出力を上げなくても光量不足となることがなく、視認性を十分確保することができる。
【００３１】
さて、表１を見ても分かるように、偏光板１０２やλ／４位相差板１０３、光等方性フィルム１０４の各熱線膨張係数は、下側面状部材であるガラスのそれに比較して、ほぼ８〜９倍にもなるため、温度が上昇するとその膨張量もガラスに比べて非常に大きなものとなる。
上側面状部材１１０と下側面状部材１３０は、その周縁部においてスペーサ１４０を介してしっかりと固着されているので、そのままでは、上側面状部材１１０の熱膨張による伸び量が上方に逃げて浮いてしまうため、「膨らみ」が生じ、見栄えや操作性が劣化するのは前述の通りである。
【００３２】
しかし、本実施の形態によれば、上側面状部材１１０の最上面に、熱線膨張係数が偏光板１０２や光等方性フィルム１０４などより小さなＰＥＴフィルム１０１を貼り合わせているので、この「膨らみ」が発生するのを押さえることができる。
但し、ＰＥＴフィルム１０１の厚さが余り薄いと、ＰＥＴフィルム１０１自体がそれより下層の部材の熱膨張に抗しきれなくなって伸びてしまうので、ある程度の厚さは必要であり、一方、必要以上に厚くなると可撓性が低減して操作性が悪くなってしまう。このような観点から、ＰＥＴフィルム１０１は、５０μｍ〜２５０μｍの厚さのものが望ましく、より広い温度域にわたってほぼ完全に上側面状部材１１０の膨らみを押さえると共に操作性を良好に維持するためには、さらに１２５μｍ〜１８８μｍの範囲のものが望ましい。本実施の形態では、表１に示すように１８８μｍの厚さのＰＥＴフィルムを使用している。
【００３３】
なお、偏光板１０２に使用されているＴＡＣフィルムは、吸湿性があって、この吸湿によって生じる膨張率（吸湿線膨張係数）が大変大きく、４×１０^-5 〜７×１０^-5ｃｍ／ｃｍ／％もあるため、温度上昇に湿度上昇が加われば、膨張率が倍加する傾向にある。しかし、本実施の形態のように、吸湿性のほとんどないＰＥＴフィルム１０１で偏光板１０２の表面を覆って、外気と接触しないようにしているので、外気の湿度変化の影響を受けなくなるという効果も得ることができる。
【００３４】
（実験結果）
次の表２は、上記ＰＥＴフィルム１０１の貼付けにより上側面状部材１１０の「膨らみ」が、ほとんど解消されることを示す実験結果である。
実験に用いられたタッチパネルの各部材の素材と厚さは、表１に示したものとと同様で、サイズは、１９０ｍｍ×１５０ｍｍ（８．４インチ）のものを使用している。
【００３５】
【表２】

【００３６】
この実験結果は、雰囲気温度が、−２０°Ｃ、７０°Ｃでは、湿度のほとんどないドライ状態で、２５°Ｃ、４０°Ｃ、６０°Ｃでは、湿度を高湿の９０％に設定し、各雰囲気下で２４時間放置した場合と、当該雰囲気から取り出して通常の温湿度に３０分〜６０分放置した場合のそれぞれについて、最大膨らみ量を実測して得られたデータである。
【００３７】
同表における膨らみ数値は、通常の温湿度（約２５°Ｃ、湿度５０％）における上側面状部材１１０の厚さ方向の位置を基準面にして、当該生じた膨らみの一番大きな個所における上記基準面からの変位量をｍｍ単位で示す。
また、作動重量の欄は、タッチパネルの操作性の評価を示すものであって、通常の入力ペン（ポリアセタール製、ペン先Ｒ０．８ｍｍ）の先端をタッチパネルの表面に当てて当該作動重量を負荷した場合における評価を示している。本実験では、それぞれ同じ仕様の１０枚のタッチパネルについて評価実験を繰り返し、該当する作動重量を負荷しながら入力ペンをタッチパネルに押圧したときに、１０枚の全てについてタッチパネルが動作する場合に「○」とし、１枚でも動作しなかった場合に「△」とし、全て動作しなかった場合には「×」としてそれぞれ評価している。
【００３８】
小さな作動重量において評価が「○」となる程、操作性が優れているのは言うまでもない。実用的なレベルとしては、各雰囲気から取り出した後において、作動重量が１００ｇ〜１３０ｇ以下で「○」と評価されることが望ましく。反対に作動重量が２００ｇを超えても「△」としか評価されないような場合には、操作性が大変悪く、製品としての価値が低くなる。
【００３９】
同表２に示すように、−２０°Ｃの雰囲気の場合を除き、他の全ての雰囲気中で、作動重量８０ｇで「○」と評価される好結果を得た。この結果は、その後２４０時間の継続試験でも変化しなかった。
当該雰囲気から取り出した後では、通常の使用環境の範囲である２５°Ｃ、４０°Ｃの雰囲気下にあったものは、膨らみ数値が０ｍｍであって、作動重量８０ｇで「○」と評価される良好な操作性を得ることができた。その他の６０°Ｃ、７０°Ｃの雰囲気から取り出されたものは、１３０ｇの作動重量で一部作動しないものがあったが、２００ｇの作動重量では全てのサンプルで作動が確認された。
【００４０】
因みに、ＰＥＴフィルム１０１を貼付していない製品の場合には、４０°Ｃ（湿度９０％）の雰囲気中に２４時間放置しただけで、膨らみが２．５ｍｍも生じて、大変見栄えが悪くなると共に、作動重量が２００ｇを超えて初めて動作するサンプルがほとんどであり、大変操作性の悪いものであった。したがって、本実施の形態によりタッチパネルの操作性が大幅に改善されたと言える。
【００４１】
＜実施の形態２＞
本実施の形態２は、タッチパネル１００が、６０°Ｃの高温の悪環境下に放置された場合であっても、その取り出し後の操作性を良好に維持するものである。
上述のように実施の形態１では、雰囲気温度が、２５°Ｃ、４０°Ｃの条件のものについては、当該雰囲気中および取り出し後ともに作動重量が８０ｇで「○」の評価となり、ＰＥＴフィルムを貼付していない従来品に比して顕著な改善が見られたが、６０°Ｃ、７０°Ｃの雰囲気から取り出したものは、作動重量が２００ｇでやっと評価が「○」となり、操作性が必ずしも良好であるとは言えない。
【００４２】
タッチパネルの使用製品が上述のカーナビゲーションのような場合、６０°Ｃ程度の環境温度は、真夏の炎天下における駐車中の自動車内においてはしばしば生ずるので、このような極限状態に放置された後も操作性が劣化しないようにしておくことが望ましい。
表２の雰囲気温度が６０°Ｃと７０°Ｃの場合の実験結果のように、高温の雰囲気下では操作性が良好なのに、取り出して放置した後に操作性が劣化するのは、次のような理由によるものと考えられる。
【００４３】
すなわち、上述のように温度上昇により生ずる偏光板１０２の熱膨張を、より熱膨張の少ないＰＥＴフィルム１０１を上面に貼り合わせて上から押さえ込むことにより「膨らみ」を防止することができるが、６０°Ｃ以上の高温になると、双方の部材に生じる熱応力が増大し、これが長時間継続することにより、ＰＥＴフィルム１０１と偏光板１０２との接着層で、当該熱応力を緩和する方向に「ずれ」を生じるものと考えることができる。その後、当該雰囲気中から取り出して常温中に放置すると、その位置ずれが解消されない状態のまま、熱線膨張係数の大きな偏光板１０２の方がＰＥＴフィルム１０１より多く縮むので、今度は、外側のＰＥＴフィルム１０１の方に弛みができて、その分だけ外側に膨らみを生ずるため、膨らみ具合数値も１ｍｍと大きくなってしまうのである。
【００４４】
このように一旦、高温の極限状態に長時間放置されると、その後常温状態に戻すと操作性が低下してしまうのは、決して好ましいとはいえず、少なくとも６０°Ｃ程度の環境下に放置されていた場合であっても取り出し後の操作性が良好であることが望ましい。
そこで本発明者は、この点を改良すべく研究を繰り返し、ＰＥＴフィルム１０１と偏光板１０２を貼り合わせる接着剤の特性に着目した。すなわち、従来使用されていた通常のフィルムの接着剤の変わりに、乾燥しても弾性が残る特性を有する接着剤を使用し、当該上記両部材間の拮抗する応力を当該接着層で吸収させ、上記雰囲気下で生ずる両者の応力を緩和するように構成した。このような応力を緩和する特性（応力緩和性）を有する接着剤（以下、「応力緩和性糊」という。）を使用することを除き、他の条件は表２の場合と全く同じに設定して実験を行い、次の表３に示すような結果を得た。
【００４５】
【表３】

【００４６】
当該表３に示すように、７０°Ｃの最高温度の場合には、操作性の改善は見られなかったが、６０°Ｃの雰囲気下にあったものについては、その取り出し後も膨らみはなく、作動重量８０ｇでの評価も「○」となり操作性が向上した。
このようにＰＥＴフィルム１０１と偏光板１０２の接着剤として応力緩和性を有する接着剤を使用することにより、実際の使用環境で想定し得る６０°Ｃ程度の高温であっても、その雰囲気温度において生じる両部材間の熱応力を緩和することができ、常温に戻すと、接着剤自身の弾性力によりＰＥＴフィルム１０１と偏光板１０２の間に一時的に生じた「ずれ」がなくなって元の位置関係に戻るので、「膨らみ」を生じなくなり、操作性が向上する。
【００４７】
なお、本実施の形態のように最上層にＰＥＴフィルム１０１を応力緩和性糊を使用して張り付ける場合には、ＰＥＴフィルム１０１の接着面に表面処理を施す方が望ましい。
すなわち、ＰＥＴフィルムと応力緩和性を有するような素材を原料とする接着剤は、一般的に接着性が好ましくなく、温度変化の激しい環境下（特に高温時）では剥離してしまう場合がある。そのため、ＰＥＴフィルム１０１の少なくとも接着面側に当該接着剤との接着性がよくなるような表面処理を施すことが必要となる。
【００４８】
このような表面処理として、公知のコロナ処理やオゾン紫外線照射処理などを施してもよいが、これらはその処理工程において加工条件を安定させることが難しく、信頼性や量産性を重視すると、応力緩和性接着剤と接合性の強い他の素材をＰＥＴフィルム１０１表面にコーティング処理する方法がより望ましい。
このようなコーティング原料としては、アクリル樹脂を挙げることができる。コーティング処理は、公知の方法でよく、アクリル樹脂を所定の有機溶媒に溶かしてコーティング溶液を生成し、これをロールを介してＰＥＴフィルム表面に塗布するロールコーティング方式により容易に実行される。
【００４９】
図４は、アクリル樹脂でコーティング処理を施したＰＥＴフィルム１０１を使用した場合の上側面状部材１１０の部分拡大断面図である。
ＰＥＴフィルム１０１の両面は、予めアクリル樹脂でコーティング処理され、それぞれ厚さ約５μｍのアクリル樹脂層１０１１，１０１２が形成されている。
アクリル樹脂は、緩和性接着剤との密着性がよいばかりでなく、耐久性にも優れているので、ペン入力に対する耐摩耗性を向上させるためＰＥＴフィルム１０１の表面にもコーティング処理している。通常、アクリル樹脂層のコーティングは、厚くても１０μｍ程度あれば十分であり、それ以上厚くすると、押圧面の弾性が低下してタッチパネルの操作性が悪くなるおそれがある。
【００５０】
当該アクリル樹脂層１０１１の表面に公知のノングレア処理を施すことにより、防眩性をさらに向上させることができる。なお、同図における１０２１は、応力緩和性接着剤の層を示している。
このようにＰＥＴフィルム１０１の両面にハードコートを施し、ＰＥＴフィルム１０１、偏光板１０２の接着面のみならず、熱線膨張係数の若干異なる偏光板１０２とλ／４位相差板１０３の接着面にも応力緩和性接着剤を使用して、上記表２の場合と同様の実験を行った。
【００５１】
その結果は、表３と同様ほぼ全ての雰囲気下において良好であり、７０°Ｃの高温下でもＰＥＴフィルム１０１と偏光板１０２との剥離は一切生じなく、６０°Ｃの雰囲気から取り出した後常温で放置した場合でも十分優れた操作性を得ることができた。
なお、上述の各実施の形態における実験例では、下側面状部材１３０として厚さ１１００μｍのガラス板を使用したが、さらに薄いガラス板を使用すれば、タッチパネル全体を軽量化でき、携帯用機器に使用される場合にはメリットが大きい。
【００５２】
次の表４、表５は、下側面状部材１３０として厚さ７００μｍのガラス板を使用し、他の条件は、上記各実験例と全く同じにして操作性の評価実験を行った結果を示すものである。
【００５３】
【表４】

【００５４】
【表５】

【００５５】
各表４、表５は、それぞれ上述の表２、表３の実験例に対応しており、順に、（１）ＰＥＴ貼り品、（２）ＰＥＴ貼り品（応力緩和性糊使用）についての操作性の実験結果を示している。
各実験例とも、−２０°Ｃの雰囲気中においては、膨らみ数値が１．５ｍｍに達し、作動重量が最大の２００ｇであっても、評価が「×」となっている。これは、偏光板１０２の熱線膨張係数が膨らみ防止フィルム１０１の熱線膨張係数よりも大きいため、極低温では、偏光板１０２の方が膨らみ防止フィルム１０１よりも縮んで、上側面状部材１１０に「浮き」を生じさせるような曲げ力が働き、下側面状部材１３０が７００μｍと薄いため、その曲げ力により僅かながら外側に撓んでしまうからであると考えられる。
【００５６】
その他、各雰囲気温度から取り出した後の評価は、１１００μｍのガラス板を使用したタッチパネルの実験の場合と全て同様の結果になった。
すなわち、（１）ＰＥＴ貼り品で応力緩和性糊を使用していないタッチパネルについては、６０°Ｃ、７０°Ｃの雰囲気下にあった場合を除き、操作性が良好となった（表４）。また、（２）ＰＥＴ貼り品で応力緩和性糊を使用したものについては、７０°Ｃの高温下にあったものを除いて全て良好な操作性を得ることができた（表５）。
【００５７】
これらの実験結果から、下側面状部材１３０として、７００μｍの極めて薄いガラス板を使用した場合でも、ＰＥＴフィルムを偏光板１０２の表面に貼り付け、応力緩和性糊を使用することにより操作性が大幅に改善されることが分かる。
＜変形例＞
なお、本発明の内容は、上記実施の形態に限定されないのは言うまでもなく、以下のような変形例を考えることができる。
【００５８】
（１）図３に示したタッチパネル１００の積層構造は、偏光板１０２にλ／４位相差板１０３を重ね、直線偏光光を一旦円偏光光に変換することにより、防眩性と視認性を確保する構成にしているが（この構成を、以下「円偏光構成」という。）、このように円偏光構成にしなくても、偏光板さえ備えておれば、ある程度の防眩性・視認性を確保することが可能である。
【００５９】
図５は、この場合のタッチパネル１００の構成を示す部分拡大断面図であり、図３同様、液晶表示板２００の積層構造も合わせて示している。
上側面状部材１１０は、ＰＥＴフィルム１０１、偏光板１０２、光等方性フィルム１０４を図示しない接着剤により張り合わせて積層することにより構成されており、最下層の光等方性フィルム１０４には、抵抗膜１１１が形成される。この上側面状部材１１０とドット状スペーサ１６０を介して下側面状部材１３０が対向配置され、下側面状部材１３０の対向面にも抵抗膜１３１が形成される。これは、図３の円偏光構成において、丁度λ／４位相差板１０３を除去した構成となっている。
【００６０】
また、タッチパネル１００のすぐ下方の液晶表示板２００の表面にも、図３におけるλ／４位相差板２０４が存在しない。
タッチパネル１００の偏光板１０２は、液晶表示板２００の偏光板２０２と偏光軸が同じになるように配設されており、液晶表示板２００の偏光板２０２を透過したバックライトからの光は、そのままタッチパネル１００の偏光板１０２を透過することができるので、光量がほとんど低下することなく十分な視認性を確保することができる。
【００６１】
一方、ＰＥＴフィルム１０１から内部に入射した外光は、偏光板１０２により当該偏光軸に平行な偏光面を有する光線のみが通過するので、この段階で外光の入射光量をほぼ１／２に低下させることができ、上記実施の形態１における円偏光構成を利用した場合までには及ばないが、ある程度の実用性のある防眩性を得ることができる。
【００６２】
（２）タッチパネル１００の上側面状部材１１０に貼り合わされる防眩性のフィルム層（上記実施の形態では、偏光板１０２およびλ／４位相差板１０３の少なくとも一方。以下、単に「防眩性フィルム」という。）は、その目的からすれば、当該タッチパネル１００が装着される液晶表示板２００における表示画面領域にさえあればよいことになる。
【００６３】
この種の防眩性フィルムは、他の樹脂フィルムに比べて部品コストが高いので、スペーサ１４０の内側のエッジ部で囲まれる領域より小さくしておくことが、コスト面から見れば望ましい。しかし、このようにすると、タッチパネルの製造工程において抵抗膜１１１と電極１１２間に断線が生じ、動作不良となるおそれがあることが判明した。
【００６４】
すなわち、防眩性フィルムは、比較的高価なため、できるだけタッチパネルの製造工程の最終段階で取り扱うことが望ましく、光等方性フィルム１０４と下側面状部材１３０をスペーサ１４０、ドット状スペーサ１６０を介して貼り合わせた後、当該光等方性フィルム１０４の表面にローラにより防眩性フィルムを押圧しながら貼り合わせるようにしているが、ローラでスペーサ１４０の内側のエッジ部分を押圧する際に、このエッジ部分で抵抗膜１１１の基材となる光等方性フィルム１０４が折れ曲がるようにして大きく延伸する。ところが、抵抗膜１１１自身は、それほど延伸性がないので、光等方性フィルム１０４の伸び量に追随できずに断線してしまうのである。
【００６５】
このような不都合な事態を避けるため、防眩性フィルムを光等方性フィルム１０４と同サイズの大きさにしておけば、エッジ部分での光等方性フィルム１０４の強度が増加するので、ローラで押圧してもそれほど光等方性フィルム１０４が延伸されず、断線を免れることができる。しかしながら、上述のように防眩性フィルムは比較的高価なので、できるだけ使用量を少なくするため、本例では、防眩性フィルムの大きさを、その端部が、スペーサ１４０の内側エッジ部に少しかかる程度の大きさに設定している。
【００６６】
図６（ａ）は、本例における防眩性フィルムとして偏光板１０２のみを備えるタッチパネル１００の端部における積層構造を示す部分縦断面図である。光等方性フィルム１０４の内側の面には抵抗膜１１１が形成され、電極１１２に接続されている。光等方性フィルム１０４の上層には、偏光板１０２が貼り合わされて積層され、偏光板１０２の端部は、スペーサ１４０の内側エッジの位置よりわずかな量だけ外方に位置する。図６（ｂ）は、図６（ａ）における光等方性フィルム１０４と偏光板１０２の大きさの関係を示す図である。ここで、破線１４５は、スペーサ１４０の内側エッジ部のラインを示している。同図に示すように偏光板１０２の大きさは、光等方性フィルム１０４より小さく、スペーサ１４０の内側エッジ部のラインよりわずかに大きくなるように設定されている。本例では、偏光板１０２の端部が、スペーサ１４０の内側エッジ部より１ｍｍだけ外側に位置するようにしており、これにより製造工程における断線は生じなかった。
【００６７】
また、通常、タッチパネルが装置に組み込まれたときには、位置入力のためスペーサ１４０の内側エッジ部分の領域が使用されることはないが、万が一、当該エッジ部の矢印Ｆの位置に入力ペンを強く押し当てることがあったとしても、上記の構成により断線を防止できる。
なお、図６（ｂ）では、偏光板１０２全体がスペーサ１４０の内側エッジラインより大きくなるようにしているが、抵抗膜１１１の断線が一番問題になるのは、電極１１２との接続部であり、電極がない辺における断線は動作不良にほとんど影響しない。したがって、少なくとも電極１１２が配された側において、防眩性フィルムの端部が、スペーサ１４０の内側エッジ部にオーバハングするようにしておけばよい。
【００６８】
以上のような構成にすることにより、部品コストを抑えつつ、断線の発生を効果的に防止できる。
（３）タッチパネルの表面を押圧すると、押圧部周辺の抵抗膜１１１、１３１間の距離も変化し、これにより外部からの入射光のうち、抵抗膜１１１、１３１のそれぞれの面で反射した光が相互に干渉して、いわゆるニュートンリングが発生し、画面が見にくくなる。このような不快なニュートンリングの発生を防止するためには、次のように構成すればよい。
【００６９】
図７は、本変形例におけるタッチパネル１００の積層構造を示す部分縦断面図である。タッチパネル１００は、図の簡略化のため防眩性フィルムとして、図６（ａ）の場合と同様、偏光板１０２しか備えていない。
同図に示すように本変形例では、抵抗膜１１５の基材として表面に微小な凹凸が形成された光等方性フィルム１０５が使用されている。このような凹凸を有する基材の表面上に抵抗膜１１５を形成することにより、抵抗膜１１５の表面にも同様な凹凸が形成される。これによって抵抗膜１１５面に入射した光線が乱反射するため、抵抗膜１３１面における反射光と干渉するものがほとんどなくなり、ニュートンリングの発生を有効に防止することができる。
【００７０】
このような微小な凹凸は、図７のように上側の抵抗膜１１５の基材にではなく、下側の抵抗膜１３１の基材（ガラス板）の表面に設けてもよく、また双方の基材に設けてもよい。また、当該表面の凹凸は、表面粗さＲａで０．０６〜３．０μｍ程度が適当である。
以上のように抵抗膜の基材の表面を粗くする処理として公知の手法が用いられる。
【００７１】
例えば、光等方性フィルム１０４のような樹脂製の基材の場合には、主にアンチグレア加工（ＡＧ加工）を施すことにより表面を粗くすることができる。また、ガラス基材の場合には、主にエッチング加工が用いられ、フッ酸などの薬剤を使用してガラス基材の表面を化学的に凹凸処理する。
なお、本変形例のようにすることにより、抵抗膜の凸となった部分が、対向する抵抗膜に極めて近接し、無押圧の状態でも接触して誤動作するおそれがある。これを避けるため、ドット状スペーサ１６０の高さを凹凸を設けていない場合よりも若干高くするのが望ましい。
【００７２】
（４）上記各実施の形態においては、偏光板１０２より熱線膨張係数が小さなフィルムとしてＰＥＴフィルムを使用したが、熱線膨張係数が小さければ、他の素材からなるフィルムでも構わない。但し、偏光板１０２の主素材としてＴＡＣフィルムのような吸湿線膨張係数の大きなものを使用する場合には、吸湿性のないフィルムを使用する方が望ましいのは言うまでもない。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、第１の面状部材と、第１の面状部材より可撓性の大きな第２の面状部材をスペーサ部材を介して対設したタッチパネルにおいて、第２の面状部材が偏光性を有すると共に、当該第２の面状部材の外側表面には第２の面状部材より熱線膨張係数の小さな第３の面状部材が積層している。第２の面状部材が偏光性を有するため防眩性を有し、このタッチパネルを液晶表示板などの表示パネルの前面に装着した場合には、その表示内容の視認性を向上させることができる。第２の面状部材が、環境温度の上昇により膨張して外側に膨らもうとしても、より熱線膨張係数の小さな第３の面状部材により押さえ込んで、第２の面状部材の膨らみを抑制し、第１の面状部材との間隔が過度に大きくなることがなくなる。これにより温度変化によりタッチパネルの見栄えが悪くなることもなく、操作性も良好に維持することができる。
【００７４】
また、前記第２の面状部材と第３の面状部材を、応力緩和性のある接着剤にて接着するようにすれば、高低温の環境下で第２、第３の面状部材間で生じる大きな熱応力を当該接着剤層で吸収することができるので、その接着面でずれが生ずることなくなり、操作性の低下を防ぐことができる。
さらに、前記第３の面状部材の、前記第２の面状部材との接着面側にアクリル系樹脂によるコーティング処理が施されているので、上記第３の面状部材と応力緩和剤の接着性を向上させることができ、耐久性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るタッチパネルの斜視図である。
【図２】上記タッチパネルの構造を示す分解図である。
【図３】上記タッチパネルの積層構造を示す部分拡大断面図である。
【図４】実施の形態２に係るタッチパネルにおけるＰＥＴフィルムと偏光板の貼り合わせ部分の拡大断面図である。
【図５】本発明に係るタッチパネルの変形例における積層構造を示す部分拡大断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明に係るタッチパネルの別の変形例における部分縦断面図、（ｂ）は、同変形例における抵抗膜の基材（光等方性フィルム）と偏光板の大小関係およびフレーム状のスペーサの内側エッジ部の位置を示す平面図である。
【図７】本発明に係るタッチパネルのさらに別の変形例における積層構造を示す部分縦断面図である。
【符合の説明】
１００タッチパネル
１０１ＰＥＴフィルム
１０１１，１０１２アクリル樹脂層
１０２，２０２，２０３偏光板
１０３，２０４ λ／４位相差板
１０４，１０５光等方性フィルム
１１０上側面状部材
１１１，１１５，１３１抵抗膜
１２０コネクタ部
１３０下側面状部材
１４０スペーサ
１６０ドット状スペーサ
２００液晶表示板
２０１液晶セル

Claims

第１の面状部材と第１の面状部材より可撓性の大きな第２の面状部材がスペーサ部材を介して一定間隔をおいて対設され、両部材の対向内面に抵抗膜が形成されてなるタッチパネルにおいて、
前記第２の面状部材は、偏光性を有すると共に、当該第２の面状部材の外側表面には、第２の面状部材より熱線膨張係数の小さな第３の面状部材が積層されており、当該第３の面状部材の厚みが１２５μｍ以上２５０μｍ以下であること
を特徴とするタッチパネル。
前記第２の面状部材と第３の面状部材は、応力緩和性のある接着剤にて接着されていることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル。
前記第３の面状部材の、前記第２の面状部材との接着面側に、アクリル系樹脂によるコーティング処理が施されていることを特徴とする請求項２記載のタッチパネル。
前記第２の面状部材は、偏光板を含む２以上の面状部材を積層してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のタッチパネル。
前記第１の面状部材の外側には、第１のλ／４位相差板が第１の面状部材にほぼ平行に配設されると共に、第２の面状部材は、前記偏光板より内側に第２のλ／４位相差板を積層してなることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。
前記第１のλ／４位相差板の光学軸は、前記偏光板の偏光軸に対して第１の方向に４５°回転しており、前記第２のλ／４位相差板の光学軸は、前記偏光板の偏光軸に対して第１の方向と逆方向の第２の方向に４５°回転するように配設されていることを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル。
前記偏光板は、偏光性を有するポリビニルアルコールフィルムをトリアセチルアセテートフィルムで挟み込んで形成されていると共に、前記第３の面状部材は、このトリアセチルアセテートフィルムよりも吸湿性の少ない素材で形成されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のタッチパネル。
前記スペーサ部材は、第１と第２の面状部材の周縁部に沿って介在するフレーム状のスペーサを含むと共に、前記第２の面状部材の内側の面には、当該面に形成された抵抗膜に電気的に接続された一対の電極が互いに対向して配設されており、
前記偏光板は、その少なくとも前記各電極側における端部が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記フレーム状のスペーサの内側のエッジ部より外方に位置すると共に前記フレーム状のスペーサの外側のエッジ部より内側に位置するような大きさに設定されていることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載のタッチパネル。
前記第３の面状部材は、前記偏光板よりも大きく、当該第３の面状部材の端部の位置が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記偏光板の端部よりも外方に位置するように形成されてなることを特徴とする請求項８に記載のタッチパネル。
前記第３の面状部材は、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のタッチパネル。
第１の面状部材と第１の面状部材より可撓性の大きな第２の面状部材がスペーサ部材を介して一定間隔をおいて対設され、両部材の対向内面に抵抗膜が形成されてなるタッチパネルにおいて、
前記第２の面状部材は、偏光性を有すると共に、当該第２の面状部材の外側表面には、第２の面状部材より熱線膨張係数の小さな第３の面状部材が積層されており、
前記スペーサ部材は、第１と第２の面状部材の周縁部に沿って介在するフレーム状のスペーサを含むと共に、前記第２の面状部材の内側の面には、当該面に形成された抵抗膜に電気的に接続された一対の電極が互いに対向して配設され、
前記偏光板は、その少なくとも前記各電極側における端部が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記フレーム状のスペーサの内側のエッジ部より外方に位置すると共に前記フレーム状のスペーサの外側のエッジ部より内側に位置するような大きさに設定され、かつ、
前記第３の面状部材は、前記偏光板よりも大きく、当該第３の面状部材の端部の位置が、第２の面状部材の主面に沿った方向において、前記偏光板の端部よりも外方に位置するように形成されてなることを特徴とするタッチパネル。