JP6579245B2 - 静電容量式タッチパネル付き表示装置 - Google Patents
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Description
ここで、タッチパネルの方式としては、静電容量式、光学式、超音波式、電磁誘導式、抵抗膜式などが知られている。そして、その中でも、指先と導電層との間での静電容量の変化を捉えて入力座標を検知する静電容量式が、抵抗膜式と並んで現在のタッチパネルの主流となってきている。
しかし、上記従来の静電容量式タッチパネル付き表示装置では、表面に導電層を形成した2枚の透明基板を用いてタッチセンサー部を形成しているため、液晶パネルまたはOLEDパネルとカバーガラス層との間の厚さが厚くなり、結果として装置全体の厚さが厚くなるという問題があった。
特に、液晶パネルまたはOLEDパネルとカバーガラス層との間の厚さが厚くなる問題は、上述したような、視野角補償用の位相差フィルムや、偏光サングラスを装着した状態でのタッチパネル付き表示装置の操作を可能にするための1/4波長板や、反射防止用の円偏光板を設けた場合など、表示パネルとカバーガラス層との間の部材数が多い場合に大きかった。
また、本発明は、偏光サングラスを装着した状態でも操作が可能であり、且つ、薄型化された静電容量式タッチパネル付き表示装置を提供することを第2の目的とする。
更に、本発明は、入射外光の反射光により表示内容が視認しづらくなるのを防止することが可能であり、且つ、薄型化された静電容量式タッチパネル付き表示装置を提供することを第3の目的とする。
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的としたものであり、本発明の第一発明の静電容量式タッチパネル付き表示装置は、表示パネルとカバー層との間に、視認側偏光板、第一の導電層、第二の導電層および基材を有する積層体を備え、前記第一の導電層、前記第二の導電層および前記基材は、前記視認側偏光板よりも前記カバー層側に位置し、且つ、前記第一の導電層は、前記第二の導電層よりも前記カバー層側に位置し、前記第一の導電層および前記第二の導電層は、積層方向に互いに離隔して配置されて静電容量式タッチセンサーを構成し、前記第一の導電層は、前記基材の前記カバー層側の表面に形成され、前記第二の導電層は、前記基材の前記表示パネル側の表面に形成され、前記基材は、(2n−1)λ/4の位相差[但し、nは正の整数である]を有する光学フィルムを有し、前記視認側偏光板は、偏光フィルムを有し、積層方向から見て、前記光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約45°であることを特徴とする。このように、光に所定の位相差を与える光学フィルムを有する基材を視認側偏光板よりもカバー層側に設け、且つ、光学フィルムの遅相軸と、偏光フィルムの透過軸との交差角を約45°とすれば、偏光サングラスを装着した状態でもタッチパネル付き表示装置の操作が可能となる。また、第一の導電層および第二の導電層の双方を一つの基材に形成すれば、導電層を形成するための透明基板を削減し、タッチセンサーの構造を簡素化して表示パネルとカバー層との間の厚さを薄くすることができる。
なお、上記第一発明において、「約45°」とは、表示パネル側から視認側偏光板を通ってカバー層側へと進む直線偏光を基材の光学フィルムで円偏光または楕円偏光に変えて偏光サングラスを装着した状態での操作を可能とし得る角度であり、例えば、45°±10°の角度範囲を指す。
なお、上記第二発明において、「約45°」とは、表示パネル側から視認側偏光板を通ってカバー層側へと進む直線偏光を光学フィルムで円偏光または楕円偏光に変えて偏光サングラスを装着した状態での操作を可能とし得る角度であり、例えば、45°±10°の角度範囲を指す。
なお、本発明において、「円偏光板」とは、カバー層側から表示パネル側に向かって入射した光を直線偏光に変えた後、該直線偏光を円偏光に変えると共に、該円偏光の表示パネルでの反射光である逆円偏光を前記直線偏光とは直交する他の直線偏光に変えることにより、反射光のカバー層側への透過を防止することができる部材であり、少なくとも、偏光板と、該偏光板よりも表示パネル側に配置された、λ/4の位相差を有する光学フィルムとを備えるものである。具体的には、「円偏光板」としては、例えば、偏光フィルムを有する偏光板と、λ/4の位相差を有する光学フィルムとを光学フィルムの遅相軸と偏光フィルムの透過軸との交差角が所定角度となるように順次積層したものや、後述する、偏光フィルムを有する偏光板と、λ/2の位相差を有する光学フィルムと、λ/4の位相差を有する光学フィルムとを各光学フィルムの遅相軸と偏光フィルムの透過軸との交差角が所定角度となるように順次積層したものが挙げられる。なお、円偏光板を構成する偏光板と各種光学フィルムとは、積層方向に互いに離隔して配置されていてもよく、偏光板と光学フィルムとの間や、光学フィルム間には他の部材が介装されていてもよい。
なお、上記第三発明において、「約45°」とは、入射外光の反射光により表示内容が視認しづらくなるのを防止することが可能とし得る角度であり、例えば、45°±5°の角度範囲を指す。
なお、上記第三発明の場合、前記光学フィルムが、逆波長分散特性を有することが好ましい。このようにすれば、光学フィルムに入射した光が長波長になるほど与えられる位相差の絶対値が大きくなり、短波長になるほど与えられる位相差の絶対値が小さくなるので、広い波長領域で所望の偏光特性を得て、直線偏光を良好に円偏光に変えることができる。
なお、上記第三発明において、「約75°」および「約15°」とは、広帯域1/4波長板を形成して入射外光の反射光により表示内容が視認しづらくなるのを防止することを可能とし得る角度であり、それぞれ、例えば、「75°±5°」、「15°±5°」の角度範囲を指し、「約75°」および「約15°」とは、偏光フィルムの透過軸に対して同じ方向に測定された角度である。
さらに、本発明の第三発明の静電容量式タッチパネル付き表示装置は、前記円偏光板が、前記基材と前記偏光板との間に位置する偏光板側基材を更に含み、前記偏光フィルムが、前記偏光板の前記表示パネル側の表面に位置し、前記偏光板側基材が、前記偏光フィルムの前記表示パネル側の表面に貼り合わされており、積層方向から見て、前記光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約90°であり、前記偏光板側基板がλ/2の位相差を有する他の光学フィルムを有し、積層方向から見て、前記他の光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約22.5°であることが好ましい。光学フィルムの遅相軸と、偏光フィルムの透過軸との交差角を約90°とし、前記他の光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角を約22.5°とすれば、光学フィルムと他の光学フィルムとで所謂広帯域1/4波長板を形成し、広い波長領域で所望の偏光特性を得て、直線偏光を良好に円偏光に変えることができる。従って、入射外光の反射光により表示内容が視認しづらくなるのを防止することが可能となる。また、前記偏光フィルムが、前記偏光板の前記表示パネル側の表面に位置し、前記偏光板側基材が、前記偏光フィルムの前記表示パネル側の表面に貼り合わされていれば、偏光板側基材を偏光フィルムの保護フィルムとして用いることができる。その結果、偏光板の表示パネル側保護フィルムを不要とし、偏光板の厚さを薄くすることができる。
なお、上記第三発明において、「約90°」および「約22.5°」とは、広帯域1/4波長板を形成して入射外光の反射光により表示内容が視認しづらくなるのを防止することを可能とし得る角度であり、それぞれ、例えば、「90°±5°」、「22.5°±5°」の角度範囲を指し、「約90°」および「約22.5°」とは、偏光フィルムの透過軸に対して同じ方向に測定された角度である。
なお、上記第三発明の場合、前記表示パネルが、有機EL表示パネルを含むことが好ましい。
なお、本発明において、「比誘電率」は、ASTM D150に準拠して測定することができる。また、本発明において、「飽和吸水率」は、ASTM D570に準拠して測定することができる。
特に、本発明によれば、偏光サングラスを装着した状態でも操作が可能であり、且つ、薄型化された静電容量式タッチパネル付き表示装置を提供することができる。また、本発明によれば、入射外光の反射光により表示内容が視認しづらくなるのを防止することが可能であり、且つ、薄型化された静電容量式タッチパネル付き表示装置を提供することができる。
図1に、本発明に従う第1の静電容量式タッチパネル付き表示装置の要部の断面構造を模式的に示す。ここで、図1に示す静電容量式タッチパネル付き表示装置100は、画面に画像情報を表示する表示機能と、操作者が触れた画面位置を検知して外部へ情報信号として出力するタッチセンサー機能とを重ね備える装置である。
なお、バックライト側偏光板10と、表示パネル20と、位相差フィルム30と、視認側偏光板40と、第一の導電層70及び第二の導電層50が形成された基材60と、カバー層80とは、接着剤層または粘着剤層、或いは、部材表面のプラズマ処理等の既知の手段を用いて各部材同士を互いに貼り合わせることにより、一体化することができる。即ち、図1における積層構造の隙間部分には、例えば、接着剤層または粘着剤層が形成される。
バックライト側偏光板10としては、偏光フィルムを有する既知の偏光板、例えば、偏光フィルムを2枚の保護フィルムで挟んでなる偏光板を用いることができる。そして、バックライト側偏光板10は、バックライト側偏光板10の偏光フィルムの透過軸と、後に詳細に説明する視認側偏光板40の偏光フィルム42の透過軸とが積層方向(図1では上下方向)に見て直交するように配置されて、表示パネル20としての液晶パネルを利用した画像の表示を可能にする。
表示パネル20としての液晶パネルとしては、2枚の基板間に液晶層を挟んでなる液晶パネル、例えば、バックライト側に位置する薄膜トランジスタ基板21と、視認側に位置するカラーフィルタ基板23との間に液晶層22を挟んでなる液晶パネルを用いることができる。そして、静電容量式タッチパネル付き表示装置100では、バックライト側偏光板10と視認側偏光板40との間に配置された液晶パネルの液晶層22に通電することにより、操作者に対して所望の画像を表示する。
なお、薄膜トランジスタ基板21およびカラーフィルタ基板23としては、既知の基板を用いることができる。また、液晶層22としては、既知の液晶層を用いることができる。なお、本発明の静電容量式タッチパネル付き表示装置に用い得る表示パネル20は、上記構造の液晶パネルに限定されることはない。
位相差フィルム30は、光学補償用のフィルムであり、液晶層22の視野角依存性や、斜視時の偏光板10,40の光漏れ現象を補償して、静電容量式タッチパネル付き表示装置100の視野角特性を向上させる。
そして、位相差フィルム30としては、例えば、既知の縦一軸延伸フィルム、横一軸延伸フィルム、縦横二軸延伸フィルム、または、液晶性化合物を重合させてなる位相差フィルムを用いることができる。具体的には、位相差フィルム30としては、特に限定されることなく、シクロオレフィンポリマーなどの熱可塑性樹脂を既知の方法で製膜してなる熱可塑性樹脂フィルムを一軸延伸または二軸延伸したものが挙げられる。そして、市販の熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、「エスシーナ」、「SCA40」(積水化学工業製)、「ゼオノアフィルム」(日本ゼオン製)、「アートンフィルム」(JSR製)などが挙げられる(いずれも商品名)。
また、位相差フィルム30の両表面に、後述するハードコート層を形成してもよい。
なお、位相差フィルム30は、積層方向に見て、位相差フィルム30の遅相軸と、偏光板10,40の偏光フィルムの透過軸とが、例えば、平行になるように、または、直交するように配置することができる。
視認側偏光板40としては、特に限定されることなく、例えば、偏光フィルム42を2枚の保護フィルム(バックライト側保護フィルム41およびカバー層側保護フィルム43)で挟んでなる偏光板40を用いることができる。
第二の導電層50は、基材60の一方(表示パネル20側)の表面に形成されており、視認側偏光板40と、基材60との間、より詳細には視認側偏光板40のカバー層側保護フィルム43と、基材60との間に位置している。そして、第二の導電層50は、基材60を挟んで積層方向に離隔して位置する第一の導電層70と共に静電容量式のタッチセンサーを構成する。
なお、CNTを使用する場合、用いられるCNTは、単層CNT、二層CNT、三層以上の多層CNTの何れであってもよいが、直径が0.3〜100nmであり、長さが0.1〜20μmであることが好ましい。なお、導電層の透明性を高め、表面抵抗値を低減する観点からは、直径10nm以下、長さ1〜10μmの単層CNTまたは二層CNTを用いることが好ましい。また、CNTの集合体にはアモルファスカーボンや触媒金属などの不純物は極力含まれないことが好ましい。
第一の導電層70は、基材60の他方(カバー層80側)の表面に形成されており、第二の導電層50よりもカバー層80側、より具体的には、基材60と、カバー層80との間に位置している。そして、第一の導電層70は、基材60を挟んで積層方向に離隔して位置する第二の導電層50と共に静電容量式のタッチセンサーを構成する。
第一の導電層70および第二の導電層50が形成された基材60は、(2n−1)λ/4の位相差[但し、nは正の整数である]を有する光学フィルム62と、光学フィルム62の両表面に形成されたハードコート層61,63とを有している。そして、基材60は、第二の導電層50と第一の導電層70との間に位置しており、第一の導電層70および第二の導電層50を用いて構成される静電容量式タッチセンサーの絶縁層として機能する。なお、基材60の光学フィルム62は、当該光学フィルム62の遅相軸と、視認側偏光板40の偏光フィルム42の透過軸との交差角が、積層方向から見て、所定の角度となるように配置されている。
光学フィルム62としては、熱可塑性樹脂を製膜および延伸することにより得られる、配向処理が施されたフィルムを用いることができる。
ここで、熱可塑性樹脂の延伸方法としては、既知の延伸方法を用いることができるが、斜め延伸を用いることが好ましい。光学フィルム62は、光学フィルム62の遅相軸と、視認側偏光板40の偏光フィルム42の透過軸とが所定の角度で交差するように積層する必要があるところ、一般的な延伸処理(縦延伸処理または横延伸処理)を施した延伸フィルムの光軸の向きは、フィルムの幅方向と平行な方向または幅方向に直交する方向である。そのため、当該一般的な延伸フィルムと、偏光フィルムとを所定の角度で積層するには、延伸フィルムを斜め枚葉に裁断する必要がある。しかし、斜め延伸したフィルムでは、光軸の向きがフィルムの幅方向に対して傾斜した方向になるので、光学フィルム62として斜め延伸フィルムを使用すれば、視認側偏光板40および光学フィルム62を含む積層体をロール・トゥ・ロールで容易に製造することができるからである。なお、視認側偏光板40および光学フィルム62を含む積層体をロール・トゥ・ロールで製造する場合には、光学フィルム62として用いる斜め延伸フィルムの配向角は、積層体を形成した際に光学フィルム62の遅相軸と、偏光フィルム42の透過軸とが上記所定の角度となるように調整すればよい。
ノルボルネン系樹脂としては、ノルボルネン構造を有する単量体の開環重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との開環共重合体またはそれらの水素化物、或いは、ノルボルネン構造を有する単量体の付加重合体若しくはノルボルネン構造を有する単量体と他の単量体との付加共重合体またはそれらの水素化物等を挙げることができる。
融点が80℃〜150℃をはずれ、さらに酸価が10mgKOH/mgよりも大きくなるとヘイズ値が大きくなる虞がある。
また、光学フィルム62の飽和吸水率が0.01質量%以下であれば、吸水により光学フィルム62の比誘電率が経時的に変化するのを抑制することができる。従って、図1に示すように、静電容量式のタッチセンサーを構成する第一の導電層70と第二の導電層50との間に光学フィルム62を有する基材60を配置した場合であっても、光学フィルム62の比誘電率の変化に起因したタッチセンサーの検出感度の変動を抑制することができる。
なお、延伸フィルムの飽和吸水率は、フィルムの形成に使用する熱可塑性樹脂の種類などを変更することにより調整することができる。
光学フィルム62の両表面に形成されたハードコート層61,63は、光学フィルム62の傷つきやカールを防止するためのものである。ハードコート層61,63の形成に用いられる材料としては、JIS K5700に規定される鉛筆硬度試験で、「HB」以上の硬度を示すものが好適である。このような材料としては、例えば、有機シリコーン系、メラミン系、エポキシ系、アクリレート系、多官能(メタ)アクリル系化合物等の有機系ハードコート層形成材料;二酸化ケイ素等の無機系ハードコート層形成材料;等が挙げられる。中でも、接着力が良好であり、生産性に優れる観点から、(メタ)アクリレート系、多官能(メタ)アクリル系化合物のハードコート層形成材料の使用が好ましい。ここで、(メタ)アクリレートとは、アクリレートおよび/またはメタクリレートを指し、(メタ)アクリルとは、アクリルおよび/またはメタクリルを指す。
ここで、インデックスマッチング層は、基材60の光学フィルム62と基材60上に形成された導電層50,70との間、特に、光学フィルム62と第一の導電層70との間に生じる屈折率の差に起因して起きる層の界面における光の反射を防ぐ目的で、例えば、光学フィルム62と導電層50,70との間(界面)に設けられるものである。インデックスマッチング層としては、交互に配置された複数の高屈折率膜および低屈折率膜を含むものや、ジルコニア等の金属を含む樹脂層が挙げられる。光学フィルム62と導電層50,70との屈折率が大きく異なっていたとしても、光学フィルム62と導電層50,70との間で導電層50,70に隣接配置されたインデックスマッチング層によって、基材60の、導電層50,70が設けられている領域と、導電層50,70が設けられていない領域とで反射率が大きく変化してしまうことを防止することができる。
低屈折率層は、光の反射を防止する目的で設けられるものであり、例えばハードコート層61,63上に設けることができる。ハードコート層61,63上に設ける場合、低屈折率層とは、ハードコート層61,63の屈折率よりも低い屈折率を有する層を指す。低屈折率層の屈折率は、23℃、波長550nmで1.30〜1.45の範囲であることが好ましく、1.35〜1.40の範囲であることがより好ましい。
カバー層80は、既知の部材、例えば、ガラス製またはプラスチック製の、可視光に対して透明な板を用いて形成することができる。
また、静電容量式タッチパネル付き表示装置100では、第二の導電層50及び第一の導電層70の双方が一つの基材60に設けられているので、第二の導電層を形成するための透明基板及び第一の導電層を形成するための透明基板を別途設ける必要が無い。従って、タッチセンサーの構造を簡素化し、視認側偏光板40とカバー層80との間に存在する部材の数を削減して、表示パネル20としての液晶パネルとカバー層80との間の厚さを薄くすることができる。その結果、表示装置100の薄厚化を達成することができる。なお、この表示装置100では、基材60の両面に導電層50,70を形成しているので、基材60の表面に導電層50,70の一方を形成し、他部材の表面に導電層50,70の他方を形成した場合と比較して、例えば、部材積層時に第一の導電層70と第二の導電層50のパターンがずれることを防止することができる。
また、表示装置100では、第一の導電層70と第二の導電層50との間に基材60を配設しているので、静電容量式タッチセンサーを容易に構成することができる。また、基材60の光学フィルム62として、比誘電率が低く、また、飽和吸水率が小さいフィルムを用いることができるので、静電容量式タッチセンサーを良好に形成することができる。
図2に、本発明に従う第2の静電容量式タッチパネル付き表示装置の要部の断面構造を模式的に示す。
ここで、図2に示す静電容量式タッチパネル付き表示装置200は、
・第二の導電層50が、基材60の一方(表示パネル20側)の表面に形成されておらず、光学補償用の位相差フィルム30からなる表示パネル側基材の一方(表示パネル20側)の表面に形成されている点、
・第一の導電層70が、基材60の他方(カバー層80側)の表面に形成されておらず、光学補償用の位相差フィルム30からなる表示パネル側基材の他方(カバー層80側)の表面に形成されている点、
において先の一例の静電容量式タッチパネル付き表示装置100と構成が異なっており、他の点では、静電容量式タッチパネル付き表示装置100と同様の構成を有している。
また、図2に示すように、この一例の静電容量式タッチパネル付き表示装置200では、静電容量式のタッチセンサーを構成する第一の導電層70と、第二の導電層50とが位相差フィルム30からなる表示パネル側基材を挟んで対向しているところ、位相差フィルム30からなる表示パネル側基材の厚みムラが均一であれば、第一の導電層70と第二の導電層50との間の距離を一定に保ってタッチセンサーの検出感度を良好なものとすることができる。
なお、この静電容量式タッチパネル付き表示装置200は、基材60を有していなくてもよい。また、静電容量式タッチパネル付き表示装置200の表示パネル側基材は、位相差フィルム30の両表面にハードコート層や、インデックスマッチング層や、低屈折率層を形成したものであってもよい。ここで、ハードコート層、インデックスマッチング層および低屈折率層としては、基材60の光学フィルム62の表面に形成するものと同様のものを用いることができる。さらに、静電容量式タッチパネル付き表示装置200の表示パネル側基材は、位相差フィルム30からなるものではなく、所定の光学機能を有する原反フィルムからなるものであってもよい。
なお、この表示装置200では、表示パネル側基材としての位相差フィルム30の両面に導電層50,70を形成しているので、位相差フィルム30の表面に導電層50,70の一方を形成し、他部材の表面に導電層50,70の他方を形成した場合と比較して、例えば、部材積層時に第一の導電層70と第二の導電層50のパターンがずれることを防止することができる。
図3に、本発明に従う第3の静電容量式タッチパネル付き表示装置の要部の断面構造を模式的に示す。ここで、図3に示す静電容量式タッチパネル付き表示装置300は、画面に画像情報を表示する表示機能と、操作者が触れた画面位置を検知して外部へ情報信号として出力するタッチセンサー機能とを重ね備える装置である。
なお、表示パネル20と、第二の導電層50及び第一の導電層70が形成された基材60と、表示パネル側保護フィルム41と、偏光フィルム42と、カバー層側保護フィルム43と、カバー層80とは、接着剤層または粘着剤層、或いは、部材表面のプラズマ処理等の既知の手段を用いて各部材同士を互いに貼り合わせることにより、一体化することができる。即ち、図3における積層構造の隙間部分には、例えば、接着剤層または粘着剤層が形成される。
有機EL表示(OLED)パネル24としては、例えば、透明基板表面に透明な電極材料により形成された透明電極と、この透明電極に積層され、EL材料からなる発光層と、この発光層に積層され、上記透明電極に対向して形成された背面電極とを有し、透明基板側に発光する有機EL表示(OLED)パネルを用いることができる。そして、静電容量式タッチパネル付き表示装置300では、有機EL表示(OLED)パネル24に通電することにより、操作者に対して所望の画像を表示する。
なお、透明電極、発光層および背面電極としては、既知の材料を用いることができる。また、本発明の静電容量式タッチパネル付き表示装置に用い得る表示パネルは、上記構造の有機EL表示(OLED)パネル24を使用したものに限定されることはない。
有機EL表示(OLED)パネル24の視認側に位置するバリア層25としては、既知の部材、例えば、ガラス製またはプラスチック製の、可視光に対して透明な板を用いて形成することができる。
第二の導電層50は、基材60の他方(表示パネル20側)の表面に形成されており、バリア層25と、基材60との間に位置している。そして、第二の導電層50は、第一の導電層70と共に静電容量式のタッチセンサーを構成する。
ここで、第二の導電層50としては、静電容量式タッチパネル付き表示装置100で用いたのと同様のものを用いることができる。
第一の導電層70は、基材60の一方(カバー層80側)の表面に形成されており、第二の導電層50よりもカバー層80側、より具体的には、偏光板40と、基材60との間に位置している。そして、第一の導電層70は、基材60を挟んで積層方向に離隔して位置する第二の導電層50と共に静電容量式のタッチセンサーを構成する。
ここで、第一の導電層70は、第二の導電層50と同様の材料を用いて形成することができる。
基材60は、第一の導電層70と第二の導電層50との間に位置しており、図3に示すように、λ/4の位相差を有する光学フィルム62と、光学フィルム62の両表面に形成されたハードコート層61,63とを有している。そして、基材60の光学フィルム62は、当該光学フィルム62の遅相軸と、後に詳細に説明する偏光板40の偏光フィルム42の透過軸との交差角が、積層方向から見て、所定の角度となるように配置されている。
光学フィルム62としては、静電容量式タッチパネル付き表示装置100で用いたのと同様のものを用いることができる。
光学フィルム62の両表面に形成されたハードコート層61,63としては、静電容量式タッチパネル付き表示装置100で用いたのと同様のものを用いることができる。
インデックスマッチング層としては、静電容量式タッチパネル付き表示装置100で用いたのと同様のものを用いることができる。
偏光板40としては、特に限定されることなく、例えば、偏光フィルム42を2枚の保護フィルム(表示パネル側保護フィルム41およびカバー層側保護フィルム43)で挟んでなる偏光板40を用いることができる。そして、上述したように、偏光フィルム42の透過軸と、基材60における光学フィルム62の遅相軸とは、積層方向(図3では上下方向)に見て、約45°で交差するように配置される。なお、偏光板40および基材60を含む積層体をロール・トゥ・ロールで製造する場合には、光学フィルム62として用いる斜め延伸フィルムの配向角は、積層体を形成した際に光学フィルム62の遅相軸と、偏光フィルム42の透過軸とが上記所定の角度となるように調整すればよい。
カバー層80は、既知の部材、例えば、ガラス製またはプラスチック製の、可視光に対して透明な板を用いて形成することができる。
また、静電容量式タッチパネル付き表示装置300では、第二の導電層50及び第一の導電層70の双方が一つの基材60に設けられているので、第二の導電層50及び第一の導電層70を形成するための透明基板を別途設ける必要が無い。従って、タッチセンサーの構造を簡素化し、表示パネル20とカバー層80との間に存在する部材の数を削減して、表示パネル20とカバー層80との間の厚さを薄くすることができる。その結果、表示装置300の薄厚化を達成することができる。なお、この表示装置300では、基材60の両面に導電層50,70を形成しているので、基材60の表面に導電層50,70の一方を形成し、他部材の表面に導電層50,70の他方を形成した場合と比較して、例えば、部材積層時に第一の導電層70と第二の導電層50のパターンがずれることを防止することができる。
図4に、本発明に従う第4の静電容量式タッチパネル付き表示装置の要部の断面構造を模式的に示す。
ここで、図4に示す静電容量式タッチパネル付き表示装置400は、
・偏光板40が表示パネル側保護フィルム41を有しておらず、偏光フィルム42が偏光板40の表示パネル20側の表面(図4では下面)に位置している点、
・基材60と、偏光板40との間、より具体的には、基材60の表面に形成された第一の導電層70と偏光板40の偏光フィルム42との間に偏光板側基材90を更に含み、円偏光板が、基材60と、偏光板側基材90と、偏光板40とで形成されている点、
・偏光板側基材90が偏光板40の偏光フィルム42の表示パネル20側の表面に貼り合わされ、偏光板側基材90が第一の導電層70のカバー層80側の表面に貼り合わされている点、
・偏光板側基材90が、λ/2の位相差を有する他の光学フィルム92を有する点、
・光学フィルム62の遅相軸と、他の光学フィルム92の遅相軸と、偏光フィルム42の透過軸とが所定の角度で交差している点、
において先の一例の静電容量式タッチパネル付き表示装置300と構成が異なっており、他の点では、静電容量式タッチパネル付き表示装置300と同様の構成を有している。
ここで、「λ/2の位相差を有する」とは、偏光板側基材90の他の光学フィルムを積層方向に透過した光に対して与える位相差(レタデーションRe)が光の波長λの約1/2であることを指す。具体的には、透過する光の波長範囲が400nm〜700nmの場合、Reが波長λの約1/2倍であるとは、Reがλ/2±65nm、好ましくはλ/2±30nm、より好ましくはλ/2±10nmの範囲であることをいう。なお、Reは、式:Re=(nx−ny)×d[式中、nxはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率であり、nyはフィルム面内の遅相軸に面内で直交する方向の屈折率であり、dは他の光学フィルム92の厚みである]で表される面内方向レターデーションである。
さらに、光学フィルム62および他の光学フィルム92は、光学フィルム62の遅相軸と、偏光板40の偏光フィルム42の透過軸との交差角、および、偏光板側基材90の他の光学フィルム92の遅相軸と、偏光板40の偏光フィルム42の透過軸との交差角が、それぞれ、積層方向から見て、所定の角度となるように配置されている。
具体的には、「所定の角度」は、他の光学フィルム92および光学フィルム62が同一の波長分散特性を有している場合には、光学フィルム62の遅相軸と偏光フィルム42の透過軸との交差角をX°、偏光板側基材90の他の光学フィルム92の遅相軸と偏光フィルム42の透過軸との交差角をY°としたときに、X−2Y=45°が成り立つ角度である。より具体的には、「所定の角度」は、例えば、(i)光学フィルム62の遅相軸と偏光フィルム42の透過軸との交差角を約75°とし、偏光板側基材90の他の光学フィルム92の遅相軸と偏光フィルム42の透過軸との交差角を約15°とした組合せ、(ii)光学フィルム62の遅相軸と偏光フィルム42の透過軸との交差角を約90°とし、偏光板側基材90の他の光学フィルム92の遅相軸と偏光フィルム42の透過軸との交差角を約22.5°とした組合せ、などが挙げられる。
ここで、「約75°」は、より具体的には、75°±5°、好ましくは75°±3°、より好ましくは75°±1°、更に好ましくは75°±0.3°の範囲内の角度であり、「約15°」は、より具体的には、15°±5°、好ましくは15°±3°、より好ましくは15°±1°、更に好ましくは15°±0.3°の範囲内の角度であり、「約90°」は、より具体的には、90°±5°、好ましくは90°±3°、より好ましくは90°±1°、更に好ましくは90°±0.3°の範囲内の角度であり、「約22.5°」は、より具体的には、22.5°±5°、好ましくは22.5°±3°、より好ましくは22.5°±1°、更に好ましくは22.5°±0.3°の範囲内の角度である。
なお、偏光板40を含む積層体をロール・トゥ・ロールで容易に製造することができる点で、偏光フィルム42の透過軸との交差角が約90°となる光学フィルム62は、縦延伸フィルムであることが好ましく、偏光フィルム42の透過軸との交差角が約75°となる光学フィルム62は、斜め延伸フィルムであることが好ましく、偏光フィルム42の透過軸との交差角が約15°となる他の光学フィルム92は、斜め延伸フィルムであることが好ましく、偏光フィルム42の透過軸との交差角が約22.5°となる他の光学フィルム92は、斜め延伸フィルムであることが好ましい。
なお、この表示装置400では、偏光板側基材90を偏光フィルム42の保護フィルムとして機能させることができるので、偏光板40の表示パネル側保護フィルム41を不要として、偏光板40の厚さを薄くすることができる。従って、表示パネル20とカバー層80との間の厚さを更に薄くすることができる。
また、この表示装置400では、光学フィルム62と他の光学フィルム92とで所謂広帯域1/4波長板を形成し、広い波長領域で所望の偏光特性を得て、直線偏光を良好に円偏光に変えることができる。
なお、この表示装置400では、基材60の両面に導電層50,70を形成しているので、基材60の表面に導電層50,70の一方を形成し、他部材の表面に導電層50,70の他方を形成した場合と比較して、例えば、部材積層時に第一の導電層70と第二の導電層50のパターンがずれることを防止することができる。
また、本発明によれば、偏光サングラスを装着した状態でも操作が可能であり、且つ、薄型化された静電容量式タッチパネル付き表示装置を提供することができる。
更に、本発明によれば、入射外光の反射光により表示内容が視認しづらくなるのを防止することが可能であり、且つ、薄型化された静電容量式タッチパネル付き表示装置を提供することができる。
20 表示パネル
21 薄膜トランジスタ基板
22 液晶層
23 カラーフィルタ基板
24 有機EL表示(OLED)パネル
25 バリア層
30 位相差フィルム
40 視認側偏光板、偏光板
41 バックライト側(表示パネル側)保護フィルム
42 偏光フィルム
43 カバー層側保護フィルム
50 第二の導電層
60 基材
61,63 ハードコート層
62 光学フィルム
70 第一の導電層
80 カバー層
90 偏光板側基材
91,93 ハードコート層
92 他の光学フィルム
100、200、300、400 静電容量式タッチパネル付き表示装置
Claims (23)
- 表示パネルとカバー層との間に、基材、視認側偏光板、第一の導電層、第二の導電層および表示パネル側基材を有する積層体を備え、
前記基材は、前記視認側偏光板よりも前記カバー層側に位置し、
前記第一の導電層、前記第二の導電層および前記表示パネル側基材は、前記視認側偏光板よりも前記表示パネル側に位置し、且つ、前記第一の導電層は、前記第二の導電層よりも前記カバー層側に位置し、
前記第一の導電層および前記第二の導電層は、積層方向に互いに離隔して配置されて静電容量式タッチセンサーを構成し、
前記第一の導電層は、前記表示パネル側基材の前記カバー層側の表面に形成され、
前記第二の導電層は、前記表示パネル側基材の前記表示パネル側の表面に形成され、
前記基材は、前記カバー層と前記視認側偏光板との間に、(2n−1)λ/4の位相差[但し、nは正の整数である]を有する光学フィルムを有し、前記視認側偏光板は、偏光フィルムを有し、積層方向から見て、前記光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約45°である、および/または、
前記表示パネル側基材は、光学補償用の位相差フィルムを有する、静電容量式タッチパネル付き表示装置。 - 前記表示パネルが、液晶パネルである、請求項1に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 表示パネルとカバー層との間に、円偏光板、第一の導電層および第二の導電層を有する積層体を備え、
前記円偏光板は、基材と、偏光板とを含み、
前記第一の導電層、前記第二の導電層および前記基材は、前記偏光板よりも前記表示パネル側に位置し、且つ、前記第一の導電層は、前記第二の導電層よりも前記カバー層側に位置し、
前記第一の導電層および前記第二の導電層は、積層方向に互いに離隔して配置されて静電容量式タッチセンサーを構成し、
前記第一の導電層は、前記基材の前記カバー層側の表面に形成され、
前記第二の導電層は、前記基材の前記表示パネル側の表面に形成され、
前記基材は、λ/4の位相差を有する光学フィルムを有し、
前記偏光板は、偏光フィルムを有し、
前記円偏光板が、前記基材と前記偏光板との間に位置する偏光板側基材を更に含み、
前記偏光フィルムが、前記偏光板の前記表示パネル側の表面に位置し、
前記偏光板側基材が、前記偏光フィルムの前記表示パネル側の表面に貼り合わされており、
積層方向から見て、前記光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約75°であり、
前記偏光板側基材がλ/2の位相差を有する他の光学フィルムを有し、
積層方向から見て、前記他の光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約15°である、静電容量式タッチパネル付き表示装置。 - 表示パネルとカバー層との間に、円偏光板、第一の導電層および第二の導電層を有する積層体を備え、
前記円偏光板は、基材と、偏光板とを含み、
前記第一の導電層、前記第二の導電層および前記基材は、前記偏光板よりも前記表示パネル側に位置し、且つ、前記第一の導電層は、前記第二の導電層よりも前記カバー層側に位置し、
前記第一の導電層および前記第二の導電層は、積層方向に互いに離隔して配置されて静電容量式タッチセンサーを構成し、
前記第一の導電層は、前記基材の前記カバー層側の表面に形成され、
前記第二の導電層は、前記基材の前記表示パネル側の表面に形成され、
前記基材は、λ/4の位相差を有する光学フィルムを有し、
前記偏光板は、偏光フィルムを有し、
前記円偏光板が、前記基材と前記偏光板との間に位置する偏光板側基材を更に含み、
前記偏光フィルムが、前記偏光板の前記表示パネル側の表面に位置し、
前記偏光板側基材が、前記偏光フィルムの前記表示パネル側の表面に貼り合わされており、
積層方向から見て、前記光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約90°であり、
前記偏光板側基板がλ/2の位相差を有する他の光学フィルムを有し、
積層方向から見て、前記他の光学フィルムの遅相軸と、前記偏光フィルムの透過軸との交差角が約22.5°である、静電容量式タッチパネル付き表示装置。 - 前記表示パネルが、有機EL表示パネルを含む、請求項3又は4に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記光学フィルムが、斜め延伸フィルムである、請求項1および3〜5の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記光学フィルムが、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートまたはトリアセチルセルロースからなる、請求項1、5および6の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記光学フィルムが、極性基を有さないシクロオレフィンポリマーであることを特徴とする請求項7に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記光学フィルムの比誘電率が、2以上5以下である、請求項1および3〜8の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記光学フィルムの飽和吸水率が、0.01質量%以下である、請求項1および3〜9の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記他の光学フィルムが、斜め延伸フィルムである、請求項3または4に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記他の光学フィルムが、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートまたはトリアセチルセルロースからなる、請求項3、4、および11の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記他の光学フィルムが、極性基を有さないシクロオレフィンポリマーであることを特徴とする請求項12に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記他の光学フィルムの比誘電率が、2以上5以下である、請求項3、4、および11〜13の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記他の光学フィルムの飽和吸水率が、0.01質量%以下である、請求項3、4、11〜14の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記位相差フィルムが、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートまたはトリアセチルセルロースからなる、請求項1に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記位相差フィルムが、極性基を有さないシクロオレフィンポリマーであることを特徴とする請求項16に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記位相差フィルムの比誘電率が、2以上5以下である、請求項1、16および17の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記位相差フィルムの飽和吸水率が、0.01質量%以下である、請求項1および16〜18の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記第一の導電層および前記第二の導電層が、酸化インジウムスズ、カーボンナノチューブまたは銀ナノワイヤーを用いて形成された、請求項1〜19の何れかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- インデックスマッチング層を有さない、請求項3又は4に記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
- 前記基材は、λ/4の位相差を有する光学フィルムと、
ハードコート層、インデックスマッチング層、及び低屈折率層のうち少なくとも1つの層と、からなる、請求項1〜21のいずれかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。 - 前記基材は、λ/4の位相差を有する光学フィルムのみを有する、請求項1〜21のいずれかに記載の静電容量式タッチパネル付き表示装置。
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