タッチパネル
【課題】夏期の自動車の高温高湿の室内や、寒冷地の屋外の低温下のような、過酷な環境でも変形せず、良好な操作性が確保されるタッチパネルを提供する。
【解決手段】表面に抵抗膜１１１を形成した上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３と、表面に抵抗膜１３１を形成した下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４を、それぞれの遅相軸が直交するように配置し、上部電極フィルム１０３に偏光フィルム１０２、膨らみ防止フィルム１０１を積層し、下部電極フィルム１３４にアクリル樹脂板（支持板）１３５、防湿フィルム（環状ポリオレフィン系樹脂フィルム）１３６を積層することにより、高温高湿環境でも変形の少ないタッチパネル１００が得られる。
【解決手段】表面に抵抗膜１１１を形成した上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３と、表面に抵抗膜１３１を形成した下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４を、それぞれの遅相軸が直交するように配置し、上部電極フィルム１０３に偏光フィルム１０２、膨らみ防止フィルム１０１を積層し、下部電極フィルム１３４にアクリル樹脂板（支持板）１３５、防湿フィルム（環状ポリオレフィン系樹脂フィルム）１３６を積層することにより、高温高湿環境でも変形の少ないタッチパネル１００が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外光の強い屋外や、高温高湿あるいは低温の環境でも使用できるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルは、例えば、下部面状部材（可撓性のないガラス板もしくは樹脂板）と上部面状部材（可撓性の透明樹脂フィルム）との対向面に抵抗膜を形成し、上部面状部材と下部面状部材を、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。
【０００３】
上部面状部材の表面を入力ペンなどにより押圧すると、一定の間隙をおいて対向配置されていた上下の抵抗膜が押圧された部分で接触し、それぞれの抵抗膜に接続された電極間の抵抗値が変動する。この抵抗値を検出することにより、押圧位置の位置情報を得ることができる。
【０００４】
このような入力端末としての抵抗膜式タッチパネルは、用途の拡大に伴って、今までにない付加価値が要求されてきている。特に、液晶表示パネルと組み合わされ、カーナビゲーション装置、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯電話などの、屋外で使用する装置に使用される場合には、外光の、タッチパネルでの反射により、液晶表示パネルの表示内容の視認性が低下するのを防ぐために、上部面状部材の表面に、偏光フィルムを積層することにより、防眩性を持たせている。
【０００５】
このような抵抗膜式タッチパネルの改良に関して、例えば、特許文献１、２に改良技術が記載されている（詳細後述）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３５９０５３０号公報
【特許文献２】特許３７７９５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上部面状部材の表面に積層される偏光フィルムは、通常、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂フィルムと、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂フィルムを積層したものであるが、これらの樹脂フィルムは、熱膨張係数、吸湿率が大きい。
【０００８】
下部面状部材を構成する、可撓性のない支持体として、ガラス板もしくは樹脂板が用いられる。ガラス板は、光学的性質は良好であるが、重くて割れやすく、また他の樹脂材料と熱膨張率が大きく異なる。樹脂板は軽くて割れにくい。樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂板やアクリル樹脂板が使われる。ポリカーボネート樹脂は吸湿性が低いが、複屈折性があるため、液晶表示パネルの画像に悪影響がある。アクリル樹脂板は複屈折性が無いため、液晶表示パネルの画像に悪影響を与えないが、温度湿度の変化による膨張収縮が大きい。
【０００９】
下部面状部材を構成する支持体として、アクリル樹脂板を用いた場合、温度湿度の変化により、下部面状部材と上部面状部材との間に膨張、収縮の差異が生じ、上部面状部材が膨らんだり、下部面状部材が反ったり凹んだりする。これにより、タッチパネルの誤動作や入力不良が発生することがある。
【００１０】
一般に、上部面状部材が下部面状部材より長くなって膨らんだとき、０．４ｍｍ以上の膨らみが発生すると、入力に違和感があるとされる。０．４ｍｍの膨らみがあるとは、上部面状部材と下部面状部材の本来の間隔をＨとしたとき、実際の間隔がＨ＋０．４ｍｍの場所（通常タッチパネルの中央部）が生じることである。
【００１１】
表１に、下部面状部材の対角長をＬ０、上部面状部材の対角長をＬとしたときの（Ｌ０＜Ｌとする）、上部面状部材の膨らみが０．４ｍｍとなるときの、下部面状部材の対角長と上部面状部材の対角長の差の比率、
ΔＸ＝［（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０］×１００（％）
の計算値を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
表１から分かるように、対角長が２５．４ｍｍ（１インチ）のときでも、ΔＸは０．０１２４０％と小さいが、対角長が３５５．６ｍｍ（１４インチ）のときは、ΔＸは０．００００６％となり、極めて小さい。つまり対角長が３５５．６ｍｍ（１４インチ）くらいの大きさになると、上部面状部材と下部面状部材の膨張、収縮の差異は、ほとんど許されない。
【００１４】
上部面状部材と下部面状部材の素材の、温度湿度による膨張に差があると、温度湿度の変化に伴って、偏光フィルムも含めた上部面状部材が、下部面状部材に対して全体的に浮き上がってしまい、見栄えが悪くなるとともに、タッチパネルの動作に必要な押圧力が増大し、操作性が低下する。
【００１５】
最近は液晶表示パネルとともにタッチパネルも大型化しているため、上部面状部材と下部面状部材の素材の、温度湿度による膨張に僅かの差があっても、上部面状部材の浮き上がりが問題になる。
【００１６】
温度変化による上部面状部材、下部面状部材の膨張収縮の問題を解決するため、特許文献１では、熱膨張率の差の少ない樹脂を選定している。
【００１７】
また、特許文献２では、偏光フィルムの表面に、偏光フィルムより熱膨張率の小さい膨らみ防止樹脂フィルムを積層して、偏光フィルムの膨らみを押さえ込む構成が開示されている。また、低温時に収縮のバランスをとる補強部材が開示されている。
【００１８】
特許文献２のタッチパネルでは、膨らみ防止樹脂フィルムとして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを使用した。温度上昇に伴って偏光フィルムが膨張しようとしても、膨らみ防止樹脂フィルムにより膨張が阻止され、タッチパネルの操作性が良好に維持された。
【００１９】
特許文献２のタッチパネルでは、下部面状部材の支持板がガラス板であるが、前述のように、軽さと割れにくさから、支持板はアクリル樹脂板の方が好ましい。ところが、下部面状部材の支持板をアクリル樹脂板に変更すると、温度変化による膨張収縮は特許文献２の手段で避けられても、湿度変化による膨張収縮は避けられないことが分かった。
【００２０】
具体的には、高温高湿によるアクリル樹脂板の変形が大きいうえに、高温高湿から常温常湿に戻っても、上部面状部材および下部面状部材に使用している粘着剤が、変形した状態で固定されるため、タッチパネルの歪が戻らないことが判明した。この場合、アクリル樹脂板は常温でも高湿により変形するが、粘着剤の変形が常温では遅いため、変化を加速するため高温高湿状態で試験した。
【００２１】
タッチパネルを搭載した携帯機器は、携帯が容易であるため、どのような環境で使用されるか予想がつかない。夏期の自動車の高温高湿の室内や、寒冷地の屋外の低温下で使用されることも十分考えられるので、タッチパネルはこのような過酷な環境でも変形せず、良好な操作性が確保されることが必要である。
【００２２】
下部面状部材の支持板をアクリル樹脂板とした場合、温度湿度変化に伴うタッチパネルの形状劣化は、上部面状部材に偏光フィルム以外の熱膨張率の大きな樹脂フィルムを積層しても、同様に生じる。
【００２３】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、下部面状部材の支持板にアクリル樹脂板を用いた場合、高温高湿環境においても形状変化が少なく、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。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）本発明のタッチパネルは、膨らみ防止フィルム、偏光フィルム、下側主面に透明抵抗膜を形成した上部電極フィルムを、この順に含む上部面状部材と、上側主面に透明抵抗膜を形成した下部電極フィルム、樹脂板、防湿フィルムを、この順に含む下部面状部材とを、スペーサを介して積層し、上部電極フィルムと下部電極フィルムを、一定の間隔にて対向させたタッチパネルである。上部電極フィルムおよび下部電極フィルムは、いずれもλ／４位相差フィルムであって、各々の遅相軸が直交する。
（２）本発明のタッチパネルは、樹脂板がアクリル樹脂板であり、防湿フィルムが光学的等方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムである。
（３）本発明のタッチパネルは、上部電極フィルムおよび下部電極フィルムが、光学的異方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムである。
（４）本発明のタッチパネルは、膨らみ防止フィルムが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムである。
【発明の効果】
【００２５】
表面に抵抗膜を形成した上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）と下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）を、それぞれの遅相軸が直交するように配置し、上部電極フィルムに偏光フィルム、膨らみ防止フィルムを積層し、下部電極フィルムにアクリル樹脂板（支持板）、防湿フィルム（環状ポリオレフィン系樹脂フィルム）を積層することにより、高温高湿環境でも変形の少ないタッチパネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のタッチパネルの一実施例の斜視図
【図２】本発明のタッチパネルの一実施例の分解図
【図３】本発明のタッチパネルの積層構造を示す断面図
【図４】タッチパネルの典型的な変形パターンを示した模式図
【図５】透過型静電容量型タッチパネルの積層構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明のタッチパネルの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
［タッチパネルの全体構成］
図１は本発明のタッチパネル１００の一実施例の斜視図である。図１に示すように、本発明のタッチパネル１００は、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０を、スペーサ１４０を介して積層して構成される。上部面状部材１１０は、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、コネクタ１２０は内部の電極と接続される。
【００２９】
図２は、図１のタッチパネル１００の分解図である。図２に示すようにスペーサ１４０は、コネクタ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（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどが使用される。
【００３０】
スペーサ１４０の両面に接着剤が塗布され、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０が、その周縁部において貼着される。なお、切除部１４１では、スペーサがないため、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０間に隙間ができるが、これは内部の空気抜き穴として利用される。
【００３１】
すなわち、温度変化に伴って、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０の間の空気が膨張・収縮するが、切除部１４１（空気抜き穴）を通して空気が外部と流通する。それにより、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生じない。
【００３２】
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。この場合には、スペーサ１４０を別のコーナ部で一部切除して、空気抜き穴の数を増やすようにする。
【００３３】
スペーサ１４０の内側の、上部面状部材１１０と下部面状部材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、フレーム状のスペーサ１４０と協働して、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０の対向面の間隔が、ほぼ均一に１００μｍ程度に保たれる。
【００３４】
上部面状部材１１０の、下部面状部材１３０に対向する側の主面には、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、スパッタリング等により、略全面に形成されている。また、抵抗膜１１１の対向する２辺には、電極１１２が設けられている。
【００３５】
そして、上部面状部材１１０の主面には、コネクタ１２０の一対の接続電極１２２と接続するための、一対の電極端部１１４が形成される。電極端部１１４と、抵抗膜１１１の２辺に設けられた電極１１２との間が、配線パターン１１３で接続されている。
【００３６】
下部面状部材１３０は、樹脂板と薄い樹脂フィルム（詳細後述）で構成され、上部面状部材１１０に対向する側の主面には、同じくＩＴＯからなる抵抗膜１３１がスパッタリング等により略全面に設けられている。
【００３７】
抵抗膜１３１の対向する２辺で、上側抵抗膜１１１に形成された電極１１２の無い側の２辺には、電極１３２が形成されている。そして、抵抗膜１３１の主面には、コネクタ１２０の一対の接続電極１２３と接続する一対の電極端部１３４が形成される。さらに、電極端部１３４と、抵抗膜１３１の２辺に設けられた電極１３２とを接続する配線パターン１３３が形成されている。
【００３８】
コネクタ１２０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリイミドなどからなるフィルム素材に、銀や銅を素材とする４本のフレキシブルワイヤ１２９を挟み込んで形成された接続用ケーブル１９０の、一方の端部である。コネクタ１２０は、上部面状部材１１０の電極端部１１４と接続される接続電極１２２を、上表面に露出形成し、下部面状部材１３０の電極端部１３４と接続される接続電極１２３を、下表面に露出形成し、フレキシブルワイヤ１２９の終端を、接続電極１２２、１２３と接続している。
【００３９】
４本のフレキシブルワイヤ１２９と、４つの接続電極１２２、１２３を分割せずに、１つのコネクタ１２０に集約すると、材料費と工数との両面からコストを抑制できる。
【００４０】
タッチパネル１００を組み立てた状態においては、上側の接続電極１２２は上側の電極端部１１４と、下側の接続電極１２３は下側の電極端部１３４と、それぞれ接着されている。この接着は、各電極端部の共通の素材である銀に、カーボンを混練した導電性ペーストを接着部分に塗布し、熱圧着することにより行われる。
【００４１】
なお、コネクタ１２０の上下の接続電極１２２、１２３の間には、切れ込み１２１が設けられ、これにより上部面状部材１１０、下部面状部材１３０の熱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、温度が上昇したとき上部面状部材１１０、下部面状部材１３０の膨張が起こるが、切れ込み１２１を設けることにより、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０との熱膨張量の差による、コネクタ１２０に作用する応力を吸収することが可能となる。それにより、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。
【００４２】
［タッチパネルの積層構造］
図３は、本発明のタッチパネル１００の積層構造を示す断面図であり、説明の都合上、タッチパネル１００が装着される液晶表示パネル２００の積層構造も合わせて示す。
【００４３】
図３に示すように、上部面状部材１１０は外側から順に、膨らみ防止フィルム１０１、偏光フィルム１０２、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３が、粘着剤（図示せず）により貼り合わせて積層されている。上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３には、抵抗膜１１１が形成されている。膨らみ防止フィルム１０１には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが使用される。膨らみ防止フィルム１０１の入力側表面には、ハードコート層、反射防止層が積層されることが好ましい。
【００４４】
下部面状部材１３０では、支持板であるアクリル樹脂板１３５の表面に、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４が、粘着剤（図示せず）により貼り合わされる。アクリル樹脂板１３５の裏面には、防湿フィルム１３６が、粘着剤（図示せず）により貼り合わされる。下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４の、上部面状部材１１０との対向面には、抵抗膜１３１が形成される。
【００４５】
上部面状部材１１０と下部面状部材１３０は、スペーサ１４０を挟んで対向配置され、抵抗膜１１１と抵抗膜１３１の間隔が、最適な状態（代表的には、１００μｍ）になるように保持される。
【００４６】
表２に、本発明のタッチパネル１００に使用される、各積層材料の厚さ、および熱膨張率、飽和吸水率、透湿性を示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
偏光フィルム１０２は、ヨウ素系二色性染料などの二色性色素を吸着配向させたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂の延伸フィルムを、２枚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂フィルムで挟んで貼り合せたものである。ＴＡＣ樹脂フィルムは、ＰＶＡ樹脂フィルムの保護フィルムとして機能する。
【００４９】
本実施例に使用したＰＶＡ樹脂フィルムの厚さは２０μｍ、ＴＡＣ樹脂フィルムの厚さは５５μｍ（×２枚）である。薄いＰＶＡ樹脂フィルムが、厚いＴＡＣ樹脂フィルムの熱膨張に依存して延びるため、偏光フィルム１０２の熱膨張率は、ＴＡＣ樹脂フィルムの熱膨張率（５４×１０−６／℃）にほぼ等しい。
【００５０】
上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３は、環状ポリオレフィン系樹脂の一種であるノルボルネン系樹脂フィルム（株式会社オプテス社製ゼオノア）を一軸延伸したフィルムである。無延伸のノルボルネン系樹脂フィルムは、光学的に等方性なので、一軸延伸をしてλ／４の位相差を付与している。ノルボルネン系樹脂フィルムは、透明性、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。
【００５１】
防湿フィルム１３６は、無延伸のノルボルネン系樹脂フィルムであり、光学的に等方性である。
【００５２】
表２から分かるように、外部環境の影響を受けやすい上部面状部材１１０の中で、偏光フィルム１０２は熱膨張率、吸水率が大きく、上部電極フィルム１０３は熱膨張率が大きい。そのため、温度湿度が上昇したとき、上部面状部材１１０は大きく膨張する。
【００５３】
上部面状部材１１０と下部面状部材１３０は、周縁部がスペーサ１４０を介して固着されているため、上部面状部材１１０の膨張は上方に逃げ、上部面状部材１１０の膨らみを生じる。それによって、タッチパネル１００の見栄えや操作性が低下する。
【００５４】
そこで、上部面状部材１１０の最表面に、熱膨張率が偏光フィルム１０２や上部電極フィルム１０３よりも小さく、吸水率、透湿性の少ないＰＥＴフィルムを、膨らみ防止フィルム１０１として使用する。これにより、高温高湿の環境下であっても、上部面状部材１１０は問題となるほどの膨らみを生じない。
【００５５】
ところが、この構成のタッチパネル（本発明のタッチパネル１００のうち、防湿フィルム１３６を有しないもの）を長時間、高温高湿に暴露すると、上部面状部材１１０の膨張が小さいのとは対照的に、下部面状部材１３０の膨張が大きくなり、タッチパネルの表面が凹むように変形し、操作性が低下することが分かった。
【００５６】
これは、下部面状部材１３０を構成する、下部電極フィルム１３４の熱膨張率が大きく、さらに、アクリル樹脂板１３５の熱膨張率および吸水率が大きいためである。特にアクリル樹脂板１３５は、吸水によっても、０．２％以上の膨張をする。
【００５７】
そこで、アクリル樹脂板１３５の外側表面に、アクリル樹脂板１３５よりも吸水率、透湿性の低い防湿フィルム１３６（ノルボルネン系樹脂フィルム）を、粘着剤（図示せず）を介して、全面的に貼り合せた。本発明のタッチパネル１００の実施例１では、防湿フィルム１３６の厚さを１００μｍとし、実施例２では、防湿フィルム１３６の厚さを４０μｍとした。
【００５８】
表３に本発明のタッチパネル１００の実施例１、２と、防湿フィルム１３６の無い比較例１、防湿フィルム１３６と膨らみ防止フィルム１０１の無い比較例２の、高温高湿放置試験および低温試験の結果を示す。試験に用いたタッチパネルの、防湿フィルム１３６を除く、各層の素材と厚さは、表２に示したものと同様である。タッチパネルのサイズは、９０ｍｍ×５５ｍｍ（対角４インチ）である。
【００５９】
【表３】
【００６０】
表３において○、△、×は、表４の基準で評価した、上部面状部材１１０の膨らみと、下部面状部材１３０の凹みを示す。○、△は規格内、×は規格外である。上部面状部材１１０の膨らみの評価と、下部面状部材１３０の凹みの評価が異なるときは、悪い方の評価を採用した。
【００６１】
【表４】
【００６２】
上部面状部材１１０の膨らみは、タッチパネルを定盤の上に置き、タッチパネルの４コーナーの平均表面高さと、タッチパネル表面中央部の高さの差を、レーザー光測定装置を用いて測定した。下部面状部材１３０の凹みは、タッチパネルを定盤の上に置き、タッチパネルの４コーナーの裏面の平均高さを測定した。
【００６３】
図４はタッチパネルの典型的な変形パターンを示した模式図である。
【００６４】
＜１＞では、偏光フィルム１０２は上方に変形して膨らんでいるが、アクリル樹脂板１３５は変形していない。
【００６５】
＜２＞では、偏光フィルム１０２は上方に変形して膨らみ、アクリル樹脂板１３５は下方に変形して膨らんでいる。この状態を、アクリル樹脂板１３５が凹んでいると称する。
【００６６】
＜３＞では、膨らみ防止フィルム１０１の効果により、偏光フィルム１０２は変形せず、アクリル樹脂板１３５も変形していない。
【００６７】
＜４＞では、膨らみ防止フィルム１０１の効果により、偏光フィルム１０２は変形していないが、アクリル樹脂板１３５は下方に変形して膨らんでいる。
【００６８】
＜５＞では、膨らみ防止フィルム１０１の効果により、偏光フィルム１０２は変形せず、防湿フィルム１３６の効果により、アクリル樹脂板１３５も変形していない。
【００６９】
表３に示した、評価の添え字＜１＞〜＜５＞は、図４の変形パターン＜１＞〜＜５＞に対応する。
【００７０】
比較例１から分かることは、防湿フィルム１３６が無い場合、高温高湿の環境であっても、膨らみ防止フィルム（ＰＥＴ）１０１があれば、短時間ならば変形が規格内に収まる。しかし、長時間となると、下部面状部材１３０の支持体であるアクリル樹脂板１３５が吸湿膨張して凹状に変形するため、２ｍｍ以上の凹みが発生する。
【００７１】
これに対し、実施例１、２から分かるように、防湿フィルム１３６をアクリル樹脂板１３５の裏面に貼った場合、アクリル樹脂板１３５の裏面からの吸湿を抑えることができ、変形は規格内に収まる。特に、実施例１の、厚さ１００μｍの防湿フィルム１３６を用いた場合、放置時間を、表３にない４８０時間まで延長しても、変形は規格内に収まった。
【００７２】
これは、アクリル樹脂板１３５の裏面に貼った防湿フィルム１３６とともに、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４が防湿効果を有するため、アクリル樹脂板１３５の湿度膨張を抑えたためである。
【００７３】
実施例２の、厚さ４０μｍの防湿フィルム１３６を用いた場合、６０℃、９０％、４８時間では、規格内ではあるが、凹みが発生して、△評価となった。表３にはないが、これを４８０時間まで延長したところ、変形が進み、規格外の×評価となった（このとき変形パターンは＜４＞）。
【００７４】
フィルムの透湿量は、フィルムの厚みと暴露時間に依存するため、タッチパネルの使用される環境に応じて、防湿フィルム１３６の厚さを選定する必要がある。
【００７５】
図３に示すように、本発明のタッチパネル１００の下方には、透過型の液晶表示パネル２００が配置される。液晶表示パネル２００は、液晶セル２０１の上面に偏光フィルム２０２、下面に偏光フィルム２０３を配置した公知の構成である。液晶表示パネル２００の下方には、公知のバックライト２０４が配置される。
【００７６】
次に、本発明のタッチパネル１００における、偏光フィルム１０２、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４による、液晶表示パネル２００の視認性向上の原理を説明する。
【００７７】
タッチパネル１００の偏光フィルム１０２は、液晶表示パネル２００の偏光フィルム２０２と、透過軸が一致するように配置される。上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３は、遅相軸が偏光フィルム１０２の透過軸と４５°をなすように配置される。
【００７８】
膨らみ防止フィルム１０１の表面から入射した外光は、偏光フィルム１０２により直線偏光となり、さらに上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３により円偏光となる。この円偏光は、抵抗膜１１１、抵抗膜１３１、アクリル樹脂板１３５、液晶表示パネル２００の表面などで反射される。このとき、位相がπ／２ずれる。
【００７９】
反射した光は、再び上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３に入射して直線偏光となるが、その振動面は、入射時の振動面から９０°回転している。そのため、偏光フィルム１０２に吸収され、外部には出ない。
【００８０】
このようにして、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出ないので、外光の強い屋外で使用しても、液晶表示パネル２００の表示内容をはっきり視認することができる。
【００８１】
また、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４の遅相軸は、偏光フィルム２０２の透過軸に対して４５°をなすように配置される。下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４を通過したバックライト２０４の円偏光の回転方向が、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過した入射光の回転方向と逆方向になるように、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４は設置される。
【００８２】
バックライト２０４の光は、液晶表示パネル２００の偏光フィルム２０２を通過して直線偏光となり、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４を通過して円偏光となり、さらに上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過して、直線偏光に戻る。
【００８３】
下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４と上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３は、互いの遅相軸が直交しているので、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過後の直線偏光の振動面は、偏光フィルム２０２を通過直後の直線偏光の振動面と等しい。
【００８４】
偏光フィルム１０２と偏光フィルム２０２は、吸収軸が等しくなるように配置されているため、バックライト２０４から出射して、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過した後の直線偏光の振動面は、そのまま偏光フィルム１０２を通過することができる。
【００８５】
したがって、バックライト２０４からの出射光は、偏光フィルム１０２、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３によって妨げられることなく外部へ出射され、バックライト２０４は光量不足になることはなく、視認性が確保される。
【００８６】
上記の実施形態のタッチパネル１００は、ともに樹脂基材を積層した上部面状部材１１０、下部面状部材１３０により構成されたタッチパネル１００である。そして、タッチパネル１００は、遅相軸が互いに直交するように配置された上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３と下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４、偏光フィルム１０２、およびアクリル樹脂板１３５製支持板から構成される。このタッチパネル１００は、屋外などで使用しても液晶表示パネルの視認性が低下しない。
【００８７】
図５は、上部電極薄膜３０４と下部電極薄膜３０６が、樹脂誘電体層（λ／４位相差フィルム）３０５を介して積層された透過型静電容量型タッチパネル３００である。透過型静電容量型タッチパネル３００においても、屋外で使用しても液晶表示パネルの視認性が低下しないように、偏光フィルム３０２、λ／４位相差フィルム３０３、アクリル樹脂板３０７を支持体として構成する。その場合には、アクリル樹脂板３０７の裏面液晶表示パネル側に、防湿フィルム３０８として、光学等方性の環状ポリオレフィン系樹脂を使用する。それにより、アクリル樹脂板３０７の高温高湿による変形を抑えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
タッチパネルを搭載した携帯機器は、携帯が容易であるため、どのような環境で使用されるか予想がつかない。本発明のタッチパネルは、夏期の自動車の高温高湿の室内や、寒冷地の屋外の低温下のような、過酷な環境でも変形せず、良好な操作性が確保される。
【符号の説明】
【００８９】
１００ タッチパネル
１０１ 膨らみ防止フィルム
１０２ 偏光フィルム
１０３ 上部電極フィルム
１１０ 上部面状部材
１１１ 抵抗膜
１１２ 電極
１１３ 配線パターン
１１４ 電極端部
１２０ コネクタ
１２１ 切れ込み
１２２ 接続電極
１２３ 接続電極
１２９ フレキシブルワイヤ
１３０ 下部面状部材
１３１ 抵抗膜
１３２ 電極
１３３ 配線パターン
１３４ 電極端部
１３４ 下部電極フィルム
１３５ アクリル樹脂板
１３６ 防湿フィルム
１４０ スペーサ
１４１ 切除部
１６０ ドット状スペーサ
１９０ 接続用ケーブル
２００ 液晶表示パネル
２０１ 液晶セル
２０２ 偏光フィルム
２０３ 偏光フィルム
２０４ バックライト
３００ 透過型静電容量型タッチパネル
３０１ 膨らみ防止フィルム
３０２ 偏光フィルム
３０３ 位相差板
３０４ 上部電極薄膜
３０６ 下部電極薄膜
３０７ アクリル樹脂板
３０８ 防湿フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外光の強い屋外や、高温高湿あるいは低温の環境でも使用できるタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルは、例えば、下部面状部材（可撓性のないガラス板もしくは樹脂板）と上部面状部材（可撓性の透明樹脂フィルム）との対向面に抵抗膜を形成し、上部面状部材と下部面状部材を、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。
【０００３】
上部面状部材の表面を入力ペンなどにより押圧すると、一定の間隙をおいて対向配置されていた上下の抵抗膜が押圧された部分で接触し、それぞれの抵抗膜に接続された電極間の抵抗値が変動する。この抵抗値を検出することにより、押圧位置の位置情報を得ることができる。
【０００４】
このような入力端末としての抵抗膜式タッチパネルは、用途の拡大に伴って、今までにない付加価値が要求されてきている。特に、液晶表示パネルと組み合わされ、カーナビゲーション装置、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯電話などの、屋外で使用する装置に使用される場合には、外光の、タッチパネルでの反射により、液晶表示パネルの表示内容の視認性が低下するのを防ぐために、上部面状部材の表面に、偏光フィルムを積層することにより、防眩性を持たせている。
【０００５】
このような抵抗膜式タッチパネルの改良に関して、例えば、特許文献１、２に改良技術が記載されている（詳細後述）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３５９０５３０号公報
【特許文献２】特許３７７９５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上部面状部材の表面に積層される偏光フィルムは、通常、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂フィルムと、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂フィルムを積層したものであるが、これらの樹脂フィルムは、熱膨張係数、吸湿率が大きい。
【０００８】
下部面状部材を構成する、可撓性のない支持体として、ガラス板もしくは樹脂板が用いられる。ガラス板は、光学的性質は良好であるが、重くて割れやすく、また他の樹脂材料と熱膨張率が大きく異なる。樹脂板は軽くて割れにくい。樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂板やアクリル樹脂板が使われる。ポリカーボネート樹脂は吸湿性が低いが、複屈折性があるため、液晶表示パネルの画像に悪影響がある。アクリル樹脂板は複屈折性が無いため、液晶表示パネルの画像に悪影響を与えないが、温度湿度の変化による膨張収縮が大きい。
【０００９】
下部面状部材を構成する支持体として、アクリル樹脂板を用いた場合、温度湿度の変化により、下部面状部材と上部面状部材との間に膨張、収縮の差異が生じ、上部面状部材が膨らんだり、下部面状部材が反ったり凹んだりする。これにより、タッチパネルの誤動作や入力不良が発生することがある。
【００１０】
一般に、上部面状部材が下部面状部材より長くなって膨らんだとき、０．４ｍｍ以上の膨らみが発生すると、入力に違和感があるとされる。０．４ｍｍの膨らみがあるとは、上部面状部材と下部面状部材の本来の間隔をＨとしたとき、実際の間隔がＨ＋０．４ｍｍの場所（通常タッチパネルの中央部）が生じることである。
【００１１】
表１に、下部面状部材の対角長をＬ０、上部面状部材の対角長をＬとしたときの（Ｌ０＜Ｌとする）、上部面状部材の膨らみが０．４ｍｍとなるときの、下部面状部材の対角長と上部面状部材の対角長の差の比率、
ΔＸ＝［（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０］×１００（％）
の計算値を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
表１から分かるように、対角長が２５．４ｍｍ（１インチ）のときでも、ΔＸは０．０１２４０％と小さいが、対角長が３５５．６ｍｍ（１４インチ）のときは、ΔＸは０．００００６％となり、極めて小さい。つまり対角長が３５５．６ｍｍ（１４インチ）くらいの大きさになると、上部面状部材と下部面状部材の膨張、収縮の差異は、ほとんど許されない。
【００１４】
上部面状部材と下部面状部材の素材の、温度湿度による膨張に差があると、温度湿度の変化に伴って、偏光フィルムも含めた上部面状部材が、下部面状部材に対して全体的に浮き上がってしまい、見栄えが悪くなるとともに、タッチパネルの動作に必要な押圧力が増大し、操作性が低下する。
【００１５】
最近は液晶表示パネルとともにタッチパネルも大型化しているため、上部面状部材と下部面状部材の素材の、温度湿度による膨張に僅かの差があっても、上部面状部材の浮き上がりが問題になる。
【００１６】
温度変化による上部面状部材、下部面状部材の膨張収縮の問題を解決するため、特許文献１では、熱膨張率の差の少ない樹脂を選定している。
【００１７】
また、特許文献２では、偏光フィルムの表面に、偏光フィルムより熱膨張率の小さい膨らみ防止樹脂フィルムを積層して、偏光フィルムの膨らみを押さえ込む構成が開示されている。また、低温時に収縮のバランスをとる補強部材が開示されている。
【００１８】
特許文献２のタッチパネルでは、膨らみ防止樹脂フィルムとして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを使用した。温度上昇に伴って偏光フィルムが膨張しようとしても、膨らみ防止樹脂フィルムにより膨張が阻止され、タッチパネルの操作性が良好に維持された。
【００１９】
特許文献２のタッチパネルでは、下部面状部材の支持板がガラス板であるが、前述のように、軽さと割れにくさから、支持板はアクリル樹脂板の方が好ましい。ところが、下部面状部材の支持板をアクリル樹脂板に変更すると、温度変化による膨張収縮は特許文献２の手段で避けられても、湿度変化による膨張収縮は避けられないことが分かった。
【００２０】
具体的には、高温高湿によるアクリル樹脂板の変形が大きいうえに、高温高湿から常温常湿に戻っても、上部面状部材および下部面状部材に使用している粘着剤が、変形した状態で固定されるため、タッチパネルの歪が戻らないことが判明した。この場合、アクリル樹脂板は常温でも高湿により変形するが、粘着剤の変形が常温では遅いため、変化を加速するため高温高湿状態で試験した。
【００２１】
タッチパネルを搭載した携帯機器は、携帯が容易であるため、どのような環境で使用されるか予想がつかない。夏期の自動車の高温高湿の室内や、寒冷地の屋外の低温下で使用されることも十分考えられるので、タッチパネルはこのような過酷な環境でも変形せず、良好な操作性が確保されることが必要である。
【００２２】
下部面状部材の支持板をアクリル樹脂板とした場合、温度湿度変化に伴うタッチパネルの形状劣化は、上部面状部材に偏光フィルム以外の熱膨張率の大きな樹脂フィルムを積層しても、同様に生じる。
【００２３】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、下部面状部材の支持板にアクリル樹脂板を用いた場合、高温高湿環境においても形状変化が少なく、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。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）本発明のタッチパネルは、膨らみ防止フィルム、偏光フィルム、下側主面に透明抵抗膜を形成した上部電極フィルムを、この順に含む上部面状部材と、上側主面に透明抵抗膜を形成した下部電極フィルム、樹脂板、防湿フィルムを、この順に含む下部面状部材とを、スペーサを介して積層し、上部電極フィルムと下部電極フィルムを、一定の間隔にて対向させたタッチパネルである。上部電極フィルムおよび下部電極フィルムは、いずれもλ／４位相差フィルムであって、各々の遅相軸が直交する。
（２）本発明のタッチパネルは、樹脂板がアクリル樹脂板であり、防湿フィルムが光学的等方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムである。
（３）本発明のタッチパネルは、上部電極フィルムおよび下部電極フィルムが、光学的異方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムである。
（４）本発明のタッチパネルは、膨らみ防止フィルムが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムである。
【発明の効果】
【００２５】
表面に抵抗膜を形成した上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）と下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）を、それぞれの遅相軸が直交するように配置し、上部電極フィルムに偏光フィルム、膨らみ防止フィルムを積層し、下部電極フィルムにアクリル樹脂板（支持板）、防湿フィルム（環状ポリオレフィン系樹脂フィルム）を積層することにより、高温高湿環境でも変形の少ないタッチパネルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のタッチパネルの一実施例の斜視図
【図２】本発明のタッチパネルの一実施例の分解図
【図３】本発明のタッチパネルの積層構造を示す断面図
【図４】タッチパネルの典型的な変形パターンを示した模式図
【図５】透過型静電容量型タッチパネルの積層構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明のタッチパネルの実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
［タッチパネルの全体構成］
図１は本発明のタッチパネル１００の一実施例の斜視図である。図１に示すように、本発明のタッチパネル１００は、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０を、スペーサ１４０を介して積層して構成される。上部面状部材１１０は、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、コネクタ１２０は内部の電極と接続される。
【００２９】
図２は、図１のタッチパネル１００の分解図である。図２に示すようにスペーサ１４０は、コネクタ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（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどが使用される。
【００３０】
スペーサ１４０の両面に接着剤が塗布され、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０が、その周縁部において貼着される。なお、切除部１４１では、スペーサがないため、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０間に隙間ができるが、これは内部の空気抜き穴として利用される。
【００３１】
すなわち、温度変化に伴って、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０の間の空気が膨張・収縮するが、切除部１４１（空気抜き穴）を通して空気が外部と流通する。それにより、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生じない。
【００３２】
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。この場合には、スペーサ１４０を別のコーナ部で一部切除して、空気抜き穴の数を増やすようにする。
【００３３】
スペーサ１４０の内側の、上部面状部材１１０と下部面状部材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、フレーム状のスペーサ１４０と協働して、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０の対向面の間隔が、ほぼ均一に１００μｍ程度に保たれる。
【００３４】
上部面状部材１１０の、下部面状部材１３０に対向する側の主面には、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、スパッタリング等により、略全面に形成されている。また、抵抗膜１１１の対向する２辺には、電極１１２が設けられている。
【００３５】
そして、上部面状部材１１０の主面には、コネクタ１２０の一対の接続電極１２２と接続するための、一対の電極端部１１４が形成される。電極端部１１４と、抵抗膜１１１の２辺に設けられた電極１１２との間が、配線パターン１１３で接続されている。
【００３６】
下部面状部材１３０は、樹脂板と薄い樹脂フィルム（詳細後述）で構成され、上部面状部材１１０に対向する側の主面には、同じくＩＴＯからなる抵抗膜１３１がスパッタリング等により略全面に設けられている。
【００３７】
抵抗膜１３１の対向する２辺で、上側抵抗膜１１１に形成された電極１１２の無い側の２辺には、電極１３２が形成されている。そして、抵抗膜１３１の主面には、コネクタ１２０の一対の接続電極１２３と接続する一対の電極端部１３４が形成される。さらに、電極端部１３４と、抵抗膜１３１の２辺に設けられた電極１３２とを接続する配線パターン１３３が形成されている。
【００３８】
コネクタ１２０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリイミドなどからなるフィルム素材に、銀や銅を素材とする４本のフレキシブルワイヤ１２９を挟み込んで形成された接続用ケーブル１９０の、一方の端部である。コネクタ１２０は、上部面状部材１１０の電極端部１１４と接続される接続電極１２２を、上表面に露出形成し、下部面状部材１３０の電極端部１３４と接続される接続電極１２３を、下表面に露出形成し、フレキシブルワイヤ１２９の終端を、接続電極１２２、１２３と接続している。
【００３９】
４本のフレキシブルワイヤ１２９と、４つの接続電極１２２、１２３を分割せずに、１つのコネクタ１２０に集約すると、材料費と工数との両面からコストを抑制できる。
【００４０】
タッチパネル１００を組み立てた状態においては、上側の接続電極１２２は上側の電極端部１１４と、下側の接続電極１２３は下側の電極端部１３４と、それぞれ接着されている。この接着は、各電極端部の共通の素材である銀に、カーボンを混練した導電性ペーストを接着部分に塗布し、熱圧着することにより行われる。
【００４１】
なお、コネクタ１２０の上下の接続電極１２２、１２３の間には、切れ込み１２１が設けられ、これにより上部面状部材１１０、下部面状部材１３０の熱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、温度が上昇したとき上部面状部材１１０、下部面状部材１３０の膨張が起こるが、切れ込み１２１を設けることにより、上部面状部材１１０と下部面状部材１３０との熱膨張量の差による、コネクタ１２０に作用する応力を吸収することが可能となる。それにより、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。
【００４２】
［タッチパネルの積層構造］
図３は、本発明のタッチパネル１００の積層構造を示す断面図であり、説明の都合上、タッチパネル１００が装着される液晶表示パネル２００の積層構造も合わせて示す。
【００４３】
図３に示すように、上部面状部材１１０は外側から順に、膨らみ防止フィルム１０１、偏光フィルム１０２、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３が、粘着剤（図示せず）により貼り合わせて積層されている。上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３には、抵抗膜１１１が形成されている。膨らみ防止フィルム１０１には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが使用される。膨らみ防止フィルム１０１の入力側表面には、ハードコート層、反射防止層が積層されることが好ましい。
【００４４】
下部面状部材１３０では、支持板であるアクリル樹脂板１３５の表面に、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４が、粘着剤（図示せず）により貼り合わされる。アクリル樹脂板１３５の裏面には、防湿フィルム１３６が、粘着剤（図示せず）により貼り合わされる。下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４の、上部面状部材１１０との対向面には、抵抗膜１３１が形成される。
【００４５】
上部面状部材１１０と下部面状部材１３０は、スペーサ１４０を挟んで対向配置され、抵抗膜１１１と抵抗膜１３１の間隔が、最適な状態（代表的には、１００μｍ）になるように保持される。
【００４６】
表２に、本発明のタッチパネル１００に使用される、各積層材料の厚さ、および熱膨張率、飽和吸水率、透湿性を示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
偏光フィルム１０２は、ヨウ素系二色性染料などの二色性色素を吸着配向させたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）樹脂の延伸フィルムを、２枚のＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂フィルムで挟んで貼り合せたものである。ＴＡＣ樹脂フィルムは、ＰＶＡ樹脂フィルムの保護フィルムとして機能する。
【００４９】
本実施例に使用したＰＶＡ樹脂フィルムの厚さは２０μｍ、ＴＡＣ樹脂フィルムの厚さは５５μｍ（×２枚）である。薄いＰＶＡ樹脂フィルムが、厚いＴＡＣ樹脂フィルムの熱膨張に依存して延びるため、偏光フィルム１０２の熱膨張率は、ＴＡＣ樹脂フィルムの熱膨張率（５４×１０−６／℃）にほぼ等しい。
【００５０】
上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３は、環状ポリオレフィン系樹脂の一種であるノルボルネン系樹脂フィルム（株式会社オプテス社製ゼオノア）を一軸延伸したフィルムである。無延伸のノルボルネン系樹脂フィルムは、光学的に等方性なので、一軸延伸をしてλ／４の位相差を付与している。ノルボルネン系樹脂フィルムは、透明性、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。
【００５１】
防湿フィルム１３６は、無延伸のノルボルネン系樹脂フィルムであり、光学的に等方性である。
【００５２】
表２から分かるように、外部環境の影響を受けやすい上部面状部材１１０の中で、偏光フィルム１０２は熱膨張率、吸水率が大きく、上部電極フィルム１０３は熱膨張率が大きい。そのため、温度湿度が上昇したとき、上部面状部材１１０は大きく膨張する。
【００５３】
上部面状部材１１０と下部面状部材１３０は、周縁部がスペーサ１４０を介して固着されているため、上部面状部材１１０の膨張は上方に逃げ、上部面状部材１１０の膨らみを生じる。それによって、タッチパネル１００の見栄えや操作性が低下する。
【００５４】
そこで、上部面状部材１１０の最表面に、熱膨張率が偏光フィルム１０２や上部電極フィルム１０３よりも小さく、吸水率、透湿性の少ないＰＥＴフィルムを、膨らみ防止フィルム１０１として使用する。これにより、高温高湿の環境下であっても、上部面状部材１１０は問題となるほどの膨らみを生じない。
【００５５】
ところが、この構成のタッチパネル（本発明のタッチパネル１００のうち、防湿フィルム１３６を有しないもの）を長時間、高温高湿に暴露すると、上部面状部材１１０の膨張が小さいのとは対照的に、下部面状部材１３０の膨張が大きくなり、タッチパネルの表面が凹むように変形し、操作性が低下することが分かった。
【００５６】
これは、下部面状部材１３０を構成する、下部電極フィルム１３４の熱膨張率が大きく、さらに、アクリル樹脂板１３５の熱膨張率および吸水率が大きいためである。特にアクリル樹脂板１３５は、吸水によっても、０．２％以上の膨張をする。
【００５７】
そこで、アクリル樹脂板１３５の外側表面に、アクリル樹脂板１３５よりも吸水率、透湿性の低い防湿フィルム１３６（ノルボルネン系樹脂フィルム）を、粘着剤（図示せず）を介して、全面的に貼り合せた。本発明のタッチパネル１００の実施例１では、防湿フィルム１３６の厚さを１００μｍとし、実施例２では、防湿フィルム１３６の厚さを４０μｍとした。
【００５８】
表３に本発明のタッチパネル１００の実施例１、２と、防湿フィルム１３６の無い比較例１、防湿フィルム１３６と膨らみ防止フィルム１０１の無い比較例２の、高温高湿放置試験および低温試験の結果を示す。試験に用いたタッチパネルの、防湿フィルム１３６を除く、各層の素材と厚さは、表２に示したものと同様である。タッチパネルのサイズは、９０ｍｍ×５５ｍｍ（対角４インチ）である。
【００５９】
【表３】
【００６０】
表３において○、△、×は、表４の基準で評価した、上部面状部材１１０の膨らみと、下部面状部材１３０の凹みを示す。○、△は規格内、×は規格外である。上部面状部材１１０の膨らみの評価と、下部面状部材１３０の凹みの評価が異なるときは、悪い方の評価を採用した。
【００６１】
【表４】
【００６２】
上部面状部材１１０の膨らみは、タッチパネルを定盤の上に置き、タッチパネルの４コーナーの平均表面高さと、タッチパネル表面中央部の高さの差を、レーザー光測定装置を用いて測定した。下部面状部材１３０の凹みは、タッチパネルを定盤の上に置き、タッチパネルの４コーナーの裏面の平均高さを測定した。
【００６３】
図４はタッチパネルの典型的な変形パターンを示した模式図である。
【００６４】
＜１＞では、偏光フィルム１０２は上方に変形して膨らんでいるが、アクリル樹脂板１３５は変形していない。
【００６５】
＜２＞では、偏光フィルム１０２は上方に変形して膨らみ、アクリル樹脂板１３５は下方に変形して膨らんでいる。この状態を、アクリル樹脂板１３５が凹んでいると称する。
【００６６】
＜３＞では、膨らみ防止フィルム１０１の効果により、偏光フィルム１０２は変形せず、アクリル樹脂板１３５も変形していない。
【００６７】
＜４＞では、膨らみ防止フィルム１０１の効果により、偏光フィルム１０２は変形していないが、アクリル樹脂板１３５は下方に変形して膨らんでいる。
【００６８】
＜５＞では、膨らみ防止フィルム１０１の効果により、偏光フィルム１０２は変形せず、防湿フィルム１３６の効果により、アクリル樹脂板１３５も変形していない。
【００６９】
表３に示した、評価の添え字＜１＞〜＜５＞は、図４の変形パターン＜１＞〜＜５＞に対応する。
【００７０】
比較例１から分かることは、防湿フィルム１３６が無い場合、高温高湿の環境であっても、膨らみ防止フィルム（ＰＥＴ）１０１があれば、短時間ならば変形が規格内に収まる。しかし、長時間となると、下部面状部材１３０の支持体であるアクリル樹脂板１３５が吸湿膨張して凹状に変形するため、２ｍｍ以上の凹みが発生する。
【００７１】
これに対し、実施例１、２から分かるように、防湿フィルム１３６をアクリル樹脂板１３５の裏面に貼った場合、アクリル樹脂板１３５の裏面からの吸湿を抑えることができ、変形は規格内に収まる。特に、実施例１の、厚さ１００μｍの防湿フィルム１３６を用いた場合、放置時間を、表３にない４８０時間まで延長しても、変形は規格内に収まった。
【００７２】
これは、アクリル樹脂板１３５の裏面に貼った防湿フィルム１３６とともに、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４が防湿効果を有するため、アクリル樹脂板１３５の湿度膨張を抑えたためである。
【００７３】
実施例２の、厚さ４０μｍの防湿フィルム１３６を用いた場合、６０℃、９０％、４８時間では、規格内ではあるが、凹みが発生して、△評価となった。表３にはないが、これを４８０時間まで延長したところ、変形が進み、規格外の×評価となった（このとき変形パターンは＜４＞）。
【００７４】
フィルムの透湿量は、フィルムの厚みと暴露時間に依存するため、タッチパネルの使用される環境に応じて、防湿フィルム１３６の厚さを選定する必要がある。
【００７５】
図３に示すように、本発明のタッチパネル１００の下方には、透過型の液晶表示パネル２００が配置される。液晶表示パネル２００は、液晶セル２０１の上面に偏光フィルム２０２、下面に偏光フィルム２０３を配置した公知の構成である。液晶表示パネル２００の下方には、公知のバックライト２０４が配置される。
【００７６】
次に、本発明のタッチパネル１００における、偏光フィルム１０２、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４による、液晶表示パネル２００の視認性向上の原理を説明する。
【００７７】
タッチパネル１００の偏光フィルム１０２は、液晶表示パネル２００の偏光フィルム２０２と、透過軸が一致するように配置される。上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３は、遅相軸が偏光フィルム１０２の透過軸と４５°をなすように配置される。
【００７８】
膨らみ防止フィルム１０１の表面から入射した外光は、偏光フィルム１０２により直線偏光となり、さらに上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３により円偏光となる。この円偏光は、抵抗膜１１１、抵抗膜１３１、アクリル樹脂板１３５、液晶表示パネル２００の表面などで反射される。このとき、位相がπ／２ずれる。
【００７９】
反射した光は、再び上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３に入射して直線偏光となるが、その振動面は、入射時の振動面から９０°回転している。そのため、偏光フィルム１０２に吸収され、外部には出ない。
【００８０】
このようにして、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出ないので、外光の強い屋外で使用しても、液晶表示パネル２００の表示内容をはっきり視認することができる。
【００８１】
また、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４の遅相軸は、偏光フィルム２０２の透過軸に対して４５°をなすように配置される。下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４を通過したバックライト２０４の円偏光の回転方向が、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過した入射光の回転方向と逆方向になるように、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４は設置される。
【００８２】
バックライト２０４の光は、液晶表示パネル２００の偏光フィルム２０２を通過して直線偏光となり、下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４を通過して円偏光となり、さらに上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過して、直線偏光に戻る。
【００８３】
下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４と上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３は、互いの遅相軸が直交しているので、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過後の直線偏光の振動面は、偏光フィルム２０２を通過直後の直線偏光の振動面と等しい。
【００８４】
偏光フィルム１０２と偏光フィルム２０２は、吸収軸が等しくなるように配置されているため、バックライト２０４から出射して、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３を通過した後の直線偏光の振動面は、そのまま偏光フィルム１０２を通過することができる。
【００８５】
したがって、バックライト２０４からの出射光は、偏光フィルム１０２、上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３によって妨げられることなく外部へ出射され、バックライト２０４は光量不足になることはなく、視認性が確保される。
【００８６】
上記の実施形態のタッチパネル１００は、ともに樹脂基材を積層した上部面状部材１１０、下部面状部材１３０により構成されたタッチパネル１００である。そして、タッチパネル１００は、遅相軸が互いに直交するように配置された上部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１０３と下部電極フィルム（λ／４位相差フィルム）１３４、偏光フィルム１０２、およびアクリル樹脂板１３５製支持板から構成される。このタッチパネル１００は、屋外などで使用しても液晶表示パネルの視認性が低下しない。
【００８７】
図５は、上部電極薄膜３０４と下部電極薄膜３０６が、樹脂誘電体層（λ／４位相差フィルム）３０５を介して積層された透過型静電容量型タッチパネル３００である。透過型静電容量型タッチパネル３００においても、屋外で使用しても液晶表示パネルの視認性が低下しないように、偏光フィルム３０２、λ／４位相差フィルム３０３、アクリル樹脂板３０７を支持体として構成する。その場合には、アクリル樹脂板３０７の裏面液晶表示パネル側に、防湿フィルム３０８として、光学等方性の環状ポリオレフィン系樹脂を使用する。それにより、アクリル樹脂板３０７の高温高湿による変形を抑えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
タッチパネルを搭載した携帯機器は、携帯が容易であるため、どのような環境で使用されるか予想がつかない。本発明のタッチパネルは、夏期の自動車の高温高湿の室内や、寒冷地の屋外の低温下のような、過酷な環境でも変形せず、良好な操作性が確保される。
【符号の説明】
【００８９】
１００ タッチパネル
１０１ 膨らみ防止フィルム
１０２ 偏光フィルム
１０３ 上部電極フィルム
１１０ 上部面状部材
１１１ 抵抗膜
１１２ 電極
１１３ 配線パターン
１１４ 電極端部
１２０ コネクタ
１２１ 切れ込み
１２２ 接続電極
１２３ 接続電極
１２９ フレキシブルワイヤ
１３０ 下部面状部材
１３１ 抵抗膜
１３２ 電極
１３３ 配線パターン
１３４ 電極端部
１３４ 下部電極フィルム
１３５ アクリル樹脂板
１３６ 防湿フィルム
１４０ スペーサ
１４１ 切除部
１６０ ドット状スペーサ
１９０ 接続用ケーブル
２００ 液晶表示パネル
２０１ 液晶セル
２０２ 偏光フィルム
２０３ 偏光フィルム
２０４ バックライト
３００ 透過型静電容量型タッチパネル
３０１ 膨らみ防止フィルム
３０２ 偏光フィルム
３０３ 位相差板
３０４ 上部電極薄膜
３０６ 下部電極薄膜
３０７ アクリル樹脂板
３０８ 防湿フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨らみ防止フィルム、偏光フィルム、下側主面に透明抵抗膜を形成した上部電極フィルムを、この順に含む上部面状部材と、
上側主面に透明抵抗膜を形成した下部電極フィルム、樹脂板、防湿フィルムを、この順に含む下部面状部材とを、
スペーサを介して積層し、前記上部電極フィルムと下部電極フィルムを、一定の間隔にて対向させたタッチパネルであって、
前記上部電極フィルムおよび下部電極フィルムは、いずれもλ／４位相差フィルムであって、各々の遅相軸が直交することを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記樹脂板がアクリル樹脂板であり、前記防湿フィルムが光学的等方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記上部電極フィルムおよび下部電極フィルムが、光学的異方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１または２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記膨らみ防止フィルムが、ＰＥＴ（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から３のいずれかに記載のタッチパネル。
【請求項１】
膨らみ防止フィルム、偏光フィルム、下側主面に透明抵抗膜を形成した上部電極フィルムを、この順に含む上部面状部材と、
上側主面に透明抵抗膜を形成した下部電極フィルム、樹脂板、防湿フィルムを、この順に含む下部面状部材とを、
スペーサを介して積層し、前記上部電極フィルムと下部電極フィルムを、一定の間隔にて対向させたタッチパネルであって、
前記上部電極フィルムおよび下部電極フィルムは、いずれもλ／４位相差フィルムであって、各々の遅相軸が直交することを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記樹脂板がアクリル樹脂板であり、前記防湿フィルムが光学的等方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記上部電極フィルムおよび下部電極フィルムが、光学的異方性を有する環状ポリオレフィン系樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１または２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記膨らみ防止フィルムが、ＰＥＴ（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から３のいずれかに記載のタッチパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３９８０８（Ｐ２０１１−３９８０８Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７００８（Ｐ２００９−１８７００８）
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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