(57)【要約】【課題】外光が弱い環境下でも誤動作が少なく、特殊なペンを使用せずとも入力が可能であり、さらには画像を黒表示した場合でも入力が可能なタッチパネルディスプレイを提供すること。【解決手段】対向する一対の基板２３，２４を有し、少なくとも一方の基板２３の他方の基板２４とは反対側の主面２３ａが凹凸形状を形成している表示セル４と、表示セル４の、基板２３の凹凸形状を形成している主面２３ａ側に設けられた形状変形層１２とを備えるタッチパネルディスプレイ１００。形状変形層１２と基板２３の凹凸形状を形成している主面２３ａとが部分的に又は完全に離れており、タッチパネルディスプレイ１００が押圧されたときに、凹凸形状によって形状変形層１２が可逆的に変形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板を有し、少なくとも一方の前記基板の他方の前記基板とは反対側の主面が凹凸形状を形成している表示セルと、
前記表示セルの、前記基板の前記凹凸形状を形成している主面側に設けられた形状変形層と、
を備えるタッチパネルディスプレイであって、
前記形状変形層と前記基板の前記凹凸形状を形成している主面とが部分的に又は完全に離れており、
当該タッチパネルディスプレイが押圧されたときに、前記凹凸形状によって前記形状変形層が可逆的に変形する、
タッチパネルディスプレイ。
【請求項２】
前記形状変形層がゴム弾性を有する、請求項１に記載のタッチパネルディスプレイ。
【請求項３】
前記凹凸形状の最大高さが０．０１〜８０μｍである、請求項１又は２に記載のタッチパネルディスプレイ。
【請求項４】
前記形状変形層と前記基板の前記凹凸形状を形成している主面との間に設けられ、前記凹凸形状の凹部を充填する部分を有する中間層を更に備える、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネルディスプレイ。
【請求項５】
前記中間層が粘着性を有する、請求項４に記載のタッチパネルディスプレイ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のタッチパネルディスプレイを製造する方法であって、
一対の基板のうち少なくとも一方の主面に凹凸形状を形成させる工程と、
前記基板の前記凹凸形状が形成された主面上に前記形状変形層を積層する工程と、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネルディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の多機能化にともない、タッチパネルに代表される入力装置が近年広く用いられている。タッチパネルは、指またはペンなどでタッチした位置を感知することのできる入力装置であり、多くの場合、表示装置としての機能も有している。タッチパネルの用途としては、例えば携帯電話や携帯情報端末機（ＰＤＡ）などのモバイル機器、銀行の現金自動預入支払機が挙げられる。
【０００３】
タッチパネルがタッチされた位置を検出する方式としては、例えば、抵抗膜方式、静電容量方式、光センサー方式が知られている。
【０００４】
抵抗膜方式タッチパネルは、一般に、表示装置の画面上に配置されたガラス基板表面に透明導電膜が形成され、その上に微小なスペーサーを配置し、さらにその上に透明導電膜が形成されたフィルムを貼り付けた構造を有している。フィルム面がタッチされていないときは透明導電膜同士はスペーサーによって非接触の状態にあるが、フィルム面をタッチすることによってフィルムが圧力でたわんで透明導電膜同士が接触し、導通を生じる。この導通部分における抵抗変化に基づいて、タッチされた位置が検出される。抵抗膜方式は、指でもペンでも入力が可能であり、生産コストを安くすることができるなどの特長を持つ。その反面、透明導電膜が脆いため、タッチしたときの屈曲を繰り返すことによって剥がれなどの劣化が生じ、検出の感度、分解能損失、透過率低下を引き起こすなど耐久性が低く、また一般的に透過率が低いなどの問題を有している（特許文献１及び２）。
【０００５】
静電容量方式タッチパネルは、電気容量を検出する１層の透明導電膜を含む構造を有している。タッチされた部分の容量結合電気信号の変化を感知することによって、タッチされた位置を検出することができる。静電容量方式は、抵抗膜方式に比べて耐久性及び透過率に優れている。しかしながら、指または導電性を有する特殊なペンでのみ操作可能であり、手袋を装着した指や非導電性のペンでは入力ができないなどの問題がある（特許文献１）。
【０００６】
光センサー方式では、光を感知する機能を有する光センサーが表示装置に実装される。タッチの有無を光センサーが受光量の変化として検出する。表示装置が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である場合、光センサーは例えば液晶セル内に配置される。タッチパネル上に指を置くと、光センサーに入射する外光が指によって遮光され、光センサーの受光量が変化する。この変化によってタッチした位置が検出される（特許文献３）。光センサー方式では、表示装置の各画素に光センサーを配置することも可能であるため、イメージセンサーとしても利用することができ、イメージスキャナーの機能を付与できる利点がある。また、抵抗膜方式や静電容量方式では困難な多点入力が可能であることから、様々なアプリケーションへの応用が期待できる。光センサー方式に関して、光源を有するライトペンを入力手段として利用する方法も提案されている。
【０００７】
また、液晶ディスプレイなどの表示装置の場合、光センサーが検出する光源としてバックライトの反射光を利用する方法も提案されている。この方法では、画面上に置かれた指とタッチパネル面との界面でバックライト光が反射し、その反射光を光センサーが感知することによりタッチした部分の位置が認識される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００５-５３０９９６号公報
【特許文献２】特表２００７-５２２５８６号公報
【特許文献３】特開昭６１−３２３２号公報
【特許文献４】特開平２-２１１４２１号公報
【特許文献５】特開平４-２２２９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、光センサー方式のタッチパネルは、耐久性、多点入力など多くの有利な点を有している。
【００１０】
しかしながら、光センサー方式のタッチパネルは、外光の受光量が不十分な環境、例えば薄暗い環境においては、タッチパネル上に指を置いても光センサーが受光量の変化を検出することが困難となり、位置認識の誤動作を起こしやすいという問題を有している。ライトペンを利用すればこの問題は解消され得るが、入力のために特殊なライトペンが必要となり、利便性に欠ける。バックライト光の反射光を利用する方法も外光不足の対策としてある程度有効と考えられるが、この方法では液晶表示装置を黒表示したときにタッチパネル上に指を置いてもバックライト光を反射させることができず、タッチした部分の位置の検出ができない。
【００１１】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外光が弱い環境下でも誤動作が少なく、特殊なペンを使用せずとも入力が可能であり、さらには画像を黒表示した場合でも入力が可能なタッチパネルディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、対向する一対の基板を有し、少なくとも一方の基板の他方の基板とは反対側の主面が凹凸形状を形成している表示セルと、表示セルの、基板の凹凸形状を形成している主面側に設けられた形状変形層と、を備えるタッチパネルディスプレイに関する。形状変形層と基板の凹凸形状を形成している主面とは部分的に又は完全に離れており、当該タッチパネルディスプレイが押圧されたときに、凹凸形状によって形状変形層が可逆的に変形する。
【００１３】
上記タッチパネルディスプレイにおいて、形状変形層の可逆的な変形により、形状変形層と基板の凹凸形状を形成している主面との接触面積が押圧により変化して、基板に入射した光の反射光の状態が変化する。形状変形層と基板の凹凸形状を形成している主面とが部分的に又は完全に離れていることから、基板に入射した光が基板の凹凸形状を形成している主面において効率的に反射する。そのため、押圧による反射光の状態の変化が大きい。この反射光の変化を光センサーで検知することにより、押圧された位置を認識することができる。この方式によれば、表示装置から発せられた光を利用するため、外光が弱い環境下でも誤動作を生じにくい。また、ライトペンや導電性を有するペンなどの特殊な入力手段を必要とすることもない。さらには、ディスプレイ内で反射する反射光を利用することから、液晶表示装置において黒表示の状態であってもバックライト光或いはフロントライト光及びそれらの反射光を有効に利用することができる。なお、「可逆的に変形する」とは、力学的圧力の負荷による変形と力学的圧力の除荷による復元とが可逆的に可能であること、すなわち弾性変形することを意味する。
【００１４】
形状変形層は、好ましくはゴム弾性を有する。これにより、タッチパネルディスプレイが弱い力で押圧されたときであっても、それらの表面をより容易に可逆的に変形させることができる。これにより、高い感度及び精度での位置の認識が可能になる。また、繰り返しの使用に対する優れた耐性も得られる。
【００１５】
基板の凹凸形状の最大高さは好ましくは０．０１〜８０μｍである。これにより本発明による効果が特に顕著に発揮される。
【００１６】
上記タッチパネルディスプレイは、形状変形層と基板の凹凸形状を形成している主面との間に設けられた中間層を更に備えていてもよい。これにより、基板と形状変形層との間に中間層が設けられることなく空隙が形成されている場合と比較して、温度、気圧などの環境変化に対する耐性に優れたタッチパネルを得ることが可能になる。中間層は粘着性を有することが好ましい。
【００１７】
別の側面において、本発明は、上記タッチパネルディスプレイを製造する方法に関する。本発明に係る方法は、一対の基板のうち少なくとも一方の主面に凹凸形状を形成させる工程と、基板の凹凸形状が形成された主面上に形状変形層を積層する工程とを備える。この方法によれば、本発明に係るタッチパネルディスプレイを良好な作業性で効率的に製造することが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外光が弱い環境下でも誤動作が少なく、特殊なペンを使用せずとも入力が可能であり、さらには画像を黒表示した場合でも入力が可能なタッチパネルディスプレイが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】タッチパネルディスプレイの一実施形態を示す端面図である。
【図２】タッチパネルディスプレイの機能を説明するための模式図である。
【図３】タッチパネルディスプレイの機能を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
図１は、タッチパネルディスプレイの一実施形態を示す端面図である。図１に示すタッチパネル１００は、対向する一対の基板２３，２４を有する表示セルである液晶セル４と、液晶セル４の一方面側に設けられた光源としてのバックライト６０と、液晶セル４内に設けられた光センサー５２と、液晶セル４を挟んで対向配置された一対の偏光板２０，２１と、一方の基板２３の他方の基板２４とは反対側に設けられた形状変形層１２とを主として備える。
【００２２】
液晶セル４は、バックライト６０側の基板２４上に設けられた薄膜トランジスター５１及び光センサー５２と、薄膜トランジスター５１及び光センサー５２を覆う絶縁膜５４と、絶縁膜５４上に積層された透明電極４１、配向膜４３、液晶層４４、配向膜４２及び透明電極４０とを含む。基板２４と薄膜トランジスター５１及び光センサー５２との間には遮光膜５０が設けられている。配向膜４２と配向膜４３との間にはスペーサー４５が設けられている。
【００２３】
形状変形層１２が設けられた側の基板２３の他方の基板２４とは反対側の主面２３ａは凹凸形状を有している。基板２３上には、形状変形層１２、粘着層３０、位相差板２２及び偏光板２０がこの順で積層されている。
【００２４】
基板２３，２４は、透明基板であり、例えば、ガラス基板、セラミックス基板、プラスチック基板又はこれらの組み合わせであり得る。基板２３，２４は剛直であることが好ましい。
【００２５】
凹凸形状が形成された主面２３ａを有する基板２３と形状変形層１２とは、互いに部分的に離れており、離れた位置において基板２３と形状変形層１２との間に空隙２が形成されている。空隙２内の気体は空気であってもよいし、窒素、ヘリウム及びアルゴンのような安定で無害な気体であってもよい。あるいは、空隙２内が真空であってもよい。
【００２６】
図１に示すタッチパネルディスプレイ１００は、液晶表示装置としての機能とともに、画面Ｓ１００の所定の位置が指等でタッチされたときにその位置を検出する機能も有する入力装置である。
【００２７】
図２，３はタッチパネルディスプレイの機能を説明するための模式図である。図２に示すように、タッチパネル１００の画面Ｓ１００が押圧されていないとき、バックライト６０から発せられた光の一部は、基板２３の主面２３aにおいて反射して反射光Ｌ１となる。主面２３ａは凹凸形状を有していることから光が反射または散乱し易く、液晶セル４内に設けられた光センサーが受光する、散乱光を含む反射光の光量は比較的大きい。
【００２８】
図３に示すように、タッチパネル１００の画面Ｓ１００の所定の位置が指Ｆによってタッチされたとき、タッチパネルディスプレイは形状変形層１２側から押圧される。このように力学的圧力が局所的に加えられた形状変形層は基板２３側に向けて歪み、形状変形層１２と基板２３は互いに押し付けられる。そうすると、形状変形層１２は基板２３の凹凸形状を有する主面２３ａに沿うように可逆的に変形し、主面１２ａと主面２３ａの境界で反射または散乱する光が減少し、多くの光が形状変形層１２に進入するようになる。形状変形層１２内に進入した光は主として指Ｆと画面Ｓ１００との境面で反射する。指Ｆと画面Ｓ１００との境面で反射した反射光Ｌ２の光量は、一般に反射光Ｌ１の光量よりも小さい。また、形状変形層１２を透過する光の光量又は輝度は大きくなる。この状態で光センサー５２が受光する光量は、タッチパネルディスプレイが押圧されていないときと比較すると小さくなる場合が多い。
【００２９】
このように、タッチパネルディスプレイの所定の位置が押圧されたときに、基板２３側から入射した光の反射光の光量等が変化する。この光学的な変化を基板２３側に設けられた光センサーを用いて検知することにより、タッチパネルディスプレイ１００がタッチされた所定の位置を認識することが可能である。また、基板２３とその上に積層された形状変形層１２が偏光板２０とバックライト６０の間に設けられていることから、黒表示のときでも白表示等のときと同様にバックライトの光及びその反射光を効率的に利用することができる。
【００３０】
光センサー５２としては、光量等の反射光の光学的なパラメータを検知可能なものであれば、特に制限なく用いられる。具体的には、アモルファスシリコン、多結晶シリコンなど、光電効果を発現する半導体素子が挙げられる。
【００３１】
形状変形層１２は、力学的圧力に対して可逆的な変形が可能なゴム弾性を有する。形状変形層１２がゴム弾性を有していることにより、タッチパネルディスプレイが押圧されたときにその主面１２ａが容易に可逆的に変形する。タッチパネルの耐久性の観点からも、形状変形層１２はゴム弾性を有していることが好ましい。
【００３２】
タッチパネルディスプレイの耐久性、操作性、誤動作防止等の観点から、形状変形層１２の圧縮弾性率は好ましくは０．０１〜１００ＭＰａである。圧縮弾性率が０．０１ＭＰａ未満であると、力学的圧力を加えない状態でも表面が変形して、光源から入射した光の反射及び散乱が生じにくくなる傾向がある。圧縮弾性率が１００ＭＰａを超えると、弱い圧力で押圧されたときに主面１２ａが変形しにくくなるために、力学的圧力の変化を光学的変化に変換することが困難になる傾向がある。同様の観点から、圧縮弾性率は０.０１〜１００ＭＰａ、０．０５〜９０ＭＰａ、０．１〜８０ＭＰａ、０．５〜７０ＭＰａ、１〜６０ＭＰａ又は１〜１０ＭＰａであることが好ましい。
【００３３】
圧縮弾性率は、超微小硬度計を用いて下記条件の圧縮試験により測定される荷重−変位曲線の傾きから求められる。
試料膜厚：１００μｍ（厚さ方向に圧縮）
温度：２５℃
最大加圧：０．１ｍＮ／μｍ２
測定時間：２０秒
圧子：円形平面圧子（直径φ５０μｍ）
【００３４】
形状変形層１２の変形前後の光量変化を効果的に発現させる観点から、基板２３と形状変形層１２の屈折率差の絶対値は、０〜０．１であることが好ましい。同様の観点から、本実施形態のように基板２３と形状変形層１２の間に空隙２が形成されている場合、基板２３及び形状変形層１２の屈折率は１．３以上であることが好ましい。これらの屈折率は、プリズムカップリング法、分光エリプソメトリー法など公知の方法で測定される。
【００３５】
ゴム弾性を有する形状変形層１２を構成する材料は、好ましくは各種のエラストマーである。好適なエラストマーの具体例としては、天然ゴム、合成ポリイソプレン、スチレンとブタジェンのコポリマー、ブタジェンとアクリロニトリルのコポリマー、ブタジェンとアルキルアクリレートのコポリマー、ブチルゴム、ブロモブチルゴム、クロロブチルゴム、ネオブレン（クロロプレン、２−クロロ−１，３−ブタジェン）、オレフィン系ゴム（例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、およびエチレンプロピレンジェノモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム）、ニトリルエラストマー、ポリアクリル系エラストマー、ポリスルフィドポリマー、シリコーンエラストマー、熱可塑性エラストマー、熱可塑性コポリエステル、工チレンアクリル系エラストマー、酢酸ビニルエチレンコポリマー、エピクロルヒドリン、塩素化ポリエチレン、化学的に架橋したポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、フルオロカーボンゴム、フルオロシリコーンゴムが挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用される。これらゴム弾性を有する具体的材料の中で、シリコーンエラストマーは、透明性や安定性及び耐久性に優れるという観点から、特に好ましい。
【００３６】
シリコーンエラストマーとしては、例えば、過酸化物加硫型シリコーンゴム、付加反応型シリコーンゴム、光反応型シリコーンゴム及び光ラジカル重合反応型シリコーンゴムがある。過酸化物加硫型シリコーンゴムは、直鎖状の高重合ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン生ゴムに有機過酸化物を配合し、加熱することによりシリコーン生ゴムを架橋してゴム弾性体を形成する方法により得られる。付加反応型シリコーンゴムは、脂肪族不飽和炭化水素基を有するポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンの間の付加反応による架橋を白金触媒の存在下で行ってゴム弾性体を形成する方法により得られる。光反応型シリコーンゴムは、エポキシ基含有ポリオルガノシロキサンを光酸発生剤の存在下で光照射することにより架橋してゴム弾性体を形成する方法により得られる。光ラジカル重合反応型シリコーンゴムは、アクリロイル基含有ポリオルガノシロキサンを光重合開始剤存在下で光照射することにより架橋してゴム弾性体を形成する方法により得られる。
【００３７】
付加反応型シリコーンゴムを形成するために用いられるポリオルガノシロキサンは、ケイ素原子に結合した１価の脂肪族不飽和炭化水素基を１分子中に２個以上有する。１価の脂肪族不飽和炭化水素基としては、ビニル基、アリル基、１−ブテニル基及び１−ヘキセニル基が例示される。合成が容易で、また硬化前の組成物の流動性や、硬化後の組成物の耐熱性が良好であるという観点から、ビニル基が最も好ましい。さらに、１価の脂肪族不飽和炭化水素基は、ポリオルガノシロキサン分子鎖の末端または途中のいずれに存在してもよく、その双方に存在してもよい。ただし、架橋後の組成物に優れた機械的性質を与えるためには、ポリオルガノシロキサンは、少なくとも分子鎖の両末端に１価の脂肪族不飽和炭化水素基を有していることが好ましい。
【００３８】
ポリオルガノシロキサンのケイ素原子に結合する他の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル及びドデシルなどのアルキル基、フェニルなどのアリール基、ベンジル、２−フェニルエチル及び２−フェニルプロピルなどのアラルキル基、クロロメチル、クロロフェニル、２−シアノエチル及び３，３，３−トリフルオロプロピルなどの置換炭化水素基が挙げられる。これらのうち、合成が容易であって、架橋前の流動性や形成されるゴム弾性体の圧縮弾性率などの特性のバランスが優れているという観点から、メチル基が最も好ましい。
【００３９】
上記ポリオルガノシロキサンは、直鎖状でも分岐状であってもよい。また、ポリオルガノシロキサンの重合度はとくに限定されないが、架橋前の組成物が良好な流動性および作業性を有し、架橋後の組成物が適度の圧縮弾性率を有するには、２５℃における粘度が５００〜５０００００ＭＰａ・ｓであることが好ましく、１０００〜１０００００ＭＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００４０】
付加反応型シリコーンゴムを形成するために用いられるポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、分子中に含まれるヒドロシリル基がポリオルガノシロキサン中の１価の脂肪族不飽和炭化水素基に付加することにより、ポリオルガノシロキサンの架橋剤として機能する。網目構造を効率的に形成するために、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも３個有していることが好ましい。シロキサン単位のケイ素原子に結合した有機基としては、上記ポリオルガノシロキサンにおける１価の不飽和脂肪族炭化水素基以外の有機基と同様のものが挙げられ、それらの中でも、合成が容易な点から、メチル基が最も好ましい。また、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンにおけるシロキサン骨格は、直鎖状、分岐状および環状のいずれであってもよく、またこれらの混合物を用いてもよい。ポリオルガノハイドロジェンシロキサンの重合度は特に限定されないが、同一のケイ素原子に２個以上の水素原子が結合したポリオルガノハイドロジェンシロキサンは合成が困難であることから、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンは３個以上のシロキサン単位を有することが好ましい。
【００４１】
ポリオルガノハイドロジェンシロキサンの配合量は、ポリオルガノシロキサン中の１価の脂肪族不飽和炭化水素基１個に対して、ポリオルガノハイドロジェンシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子が０．５〜５個、好ましくは１〜３個となるような量であることが好ましい。この水素原子の存在比が０．５未満であると、架橋が不完全になる傾向があり、存在比が５を越えるような量の場合は、架橋の際に発泡が起こりやすく、表面状態が低下する傾向がある。
【００４２】
付加反応型シリコーンゴムには、ポリオルガノシロキサン中の１価の脂肪族不飽和炭化水素基とポリオルガノハイドロジェンシロキサンのヒドロシリル基との間の付加反応を促進させるための触媒として、白金系化合物を用いることが好ましい。白金系化合物としては、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコールの反応生成物、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、及び白金−ホスフィン錯体が例示される。ポリオルガノシロキサン及びポリオルガノハイドロジェンシロキサンへの溶解性や、触媒活性が良好な点から、塩化白金酸とアルコールの反応生成物および白金−ビニルシロキサン錯体が好ましい。白金系化合物の配合量は、ポリオルガノシロキサンに対し、白金原子換算で１〜２００重量ｐｐｍであることが好ましく、１〜１００重量ｐｐｍであることがさらに好ましく、２〜５０重量ｐｐｍであることが特に好ましい。１重量ｐｐｍ未満の場合には、硬化速度が不十分で、光学部材の製造効率が低下する傾向があり、２００重量ｐｐｍを越えると、架橋速度が過度に早まるために各成分を配合した後の作業性が損なわれる傾向がある。
【００４３】
基板２３の主面２３ａの凹凸形状は、入射した光の一部を反射又は散乱させることができる形状であればよい。したがって、主面２３ａの凹凸形状は図１〜３に示すようなランダム形状に限られず、例えば、凸部の形状がライン形状、矩形状、角柱状、円柱状、ドットレンズ形状又はシリンドリカルレンズ形状であってもよい。
【００４４】
主面２３ａの凹凸形状の最大高さ（所定の長さ（例えば１０ｍｍ）の断面における、凸部の頂点と凹部の底との高低差の最大値）は０．０１〜８０μｍであることが好ましい。これにより、バックライト６０から入射した光を特に効率的に反射し、光センサー５２で有効に検出できる。また、タッチパネル１００をタッチした位置をさらに感度よく認識できる。同様の観点から、凹凸形状の最大高さは０．１〜４５μｍ、０．５〜４０μｍ、０．７〜３５μｍ又は１〜３０μｍであることが好ましい。また、同様の観点から、隣り合う凸部の頂点間の距離は、０．０１〜１５０μｍ、０．１〜１００μｍ、０．５〜９０μｍ、０．７〜７０μｍ又は１〜５０μｍであることが好ましい。
【００４５】
押圧による力学的圧力変化から変換された光学的変化を効率的に検出でき、かつ良好な表示品質を維持できるという観点から、形状変形層１２は透明性の高い材料から構成されることが好ましい。具体的には、形状変形層１２を構成する材料により形成された厚さ２０μｍの両面平坦膜の可視光線透過率が、７０〜１００％、７５〜９８％、８０〜９７％、８３〜９６％又は８５〜９５％であることが好ましい。この可視光線透過率は、形状変形層１２を用いて形成した両面平坦膜を用いて、後述する、押圧前後での可視光線透過率の変化の測定方法と同様の方法により測定することができる。
【００４６】
タッチパネルディスプレイ１００が押圧されていないときの可視光線透過率と、タッチパネルディスプレイ１００が押圧されたときの可視光線透過率との差（押圧前後での可視光線透過率の変化）は０．１〜５０％であることが好ましい。この差が０．１％未満では、力学的圧力が加えられたときの光学的変化を光センサーで検出すことが困難になる傾向があり、５０％を超えると、力学的圧力を加えない状態での凹凸形状を有する基板２３または形状変形層１１における反射または散乱を強くする必要がある。そうすると凹凸形状を設計しにくくなるとともに、表示装置としての表示品質が低下する傾向がある。同様の観点から、押圧前後での可視光線透過率の変化は０．５〜４５％、１〜４０％、２〜３５又は３〜３０％であることが好ましい。
【００４７】
押圧前後での可視光線透過率の変化は、以下の１）〜７）の手順で測定することができる。なお、可視光線とは一般的に視認可能な波長領域３８０〜７８０ｎｍの光線を意味する。
１）凹凸形状が形成された主面を有する基板と該主面上に積層された形状変形層とから構成される積層体を準備する。この積層体をガラス基板上に載置し、その上に直径φ１０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの円盤状ガラス板を載置した試料を準備する。
２）試料に対して可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、色彩輝度計を使用して、測定視野角１°の範囲で試料を透過した光線の輝度ａを測定し、その状態から積層体を取り除いて同様に輝度ｂを測定する。
３）押圧されていないときの可視光線透過率Ｔ１を式：Ｔ１＝（a／ｂ）×１００（％）により算出する。
４）上記と同様の試料を準備し、ガラス基板と円盤状ガラス板間に５×１０３Ｐａの荷重を加える。
５）試料に荷重を加えながら、可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、色彩輝度計を使用して、測定視野角１°の範囲で試料を透過した光線の輝度ｃを測定する。この状態から積層体を取り除き、同様の方法で輝度ｄを測定する。
６）押圧されたときの可視光線透過率Ｔ２を式：Ｔ２＝（ｃ／ｄ）×１００（％）により算出する。
７）可視光線透過率Ｔ１とＴ２の差の絶対値（ΔＴ）を、押圧前後での可視光線透過率の変化として求める。
【００４８】
タッチパネルディスプレイ１００が押圧されていないときの可視光線反射率と、タッチパネルディスプレイ１００が押圧されたときの可視光線反射率との差（押圧前後での可視光線反射率の変化）は０.１〜５０％であることが好ましい。この差が０．１％未満では、力学的圧力が加えられたときの光学的変化を光センサーで検出すことが困難になる傾向があり、５０％を超えると、力学的圧力を加えない状態での凹凸形状を有する基板２３又は形状変形層１２における反射または散乱を強くする必要がある。そうすると凹凸形状を設計しにくくなるとともに、表示装置としての表示品質が低下する傾向がある。同様の観点から、押圧前後での可視光線反射率の変化は、０．５〜４８％、１〜４５％、２〜４３％又は３〜４０％であることが好ましい。
【００４９】
押圧前後での可視光線反射率の変化は、以下の手順で測定することができる。
１）酸化マグネシウムなどの白色板上に厚さ０．７ｍｍのガラス基板及び直径φ１０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの円盤状ガラス板を載置し、可視領域の光線を白色板に対して法線方向に照射して、分光測色計などを使用して、白色板の法線方向に対して角度２５°に反射した光線の明度ａ’を測定する。次いで、ガラス基板と円盤状ガラス板との間に、凹凸形状が形成された主面を有する基板と該主面上に積層された形状変形層とから構成される積層体を載置して同様の方法で反射光線の明度ｂ’を測定する。
２）タッチパネルディスプレイ１００が押圧されていないときの可視光線反射率Ｒ１を式：Ｒ１＝（ｂ’／ａ’）×１００（％）により算出する。
３）ガラス基板と円盤状ガラス板との間に５×１０３Ｐａの荷重を加えながら１）と同様の方法で反射光線の明度をｃ’を測定する。
４）タッチパネルディスプレイが押圧されたときの可視光線反射率Ｒ２を式：Ｒ２＝（ｃ’／ａ’）×１００（％）により算出する。
５）押圧前後での可視光線反射率Ｒ１とＲ２の差の絶対値（ΔＲ）を、押圧前後での可視光線反射率の変化として求める。
【００５０】
形状変形層１２の膜厚は、１〜５００μｍであることが好ましい。形状変形層１２の膜厚が１μｍ未満では、基板２３の凹凸形状に追従しにくくなる傾向があり、５００μｍを超えると、タッチパネルを押圧することにより圧力を加えた場合の圧力伝達が弱くなるために、形状変形層の表面形状が変化しにくくなる傾向がある。同様の観点から、形状変形層の膜厚は５〜４００μｍがより好ましく、１０〜３００μｍがさらに好ましい。
【００５１】
凹凸形状が形成された主面を有する基板と該主面上に積層された形状変形層とから構成される積層体は、タッチパネル１００の表示品質の観点から、一方の面に入射した可視光線と反対面に入射した可視光線の透過率差の絶対値が、１〜２０％であることが好ましい。この透過率差の絶対値が１％未満の場合にはタッチパネルが外光を反射しやすくなり、表示品質を低下させる傾向があり、２０％を超えるとこれを実現させる凹凸形状の光学設計が困難になる傾向がある。同様の観点から、透過率差の絶対値は１．５〜１７％、２〜１５％、２．５〜１２％、又は３〜１０％であることが好ましい。
【００５２】
可視光線の透過率差は、上述の「押圧前後での可視光線透過率の変化」の測定と同様の方法により、積層体の両面からの可視光線透過率をそれぞれ測定し、それらの差の絶対値を算出することによって求めることができる。
【００５３】
基板２３と形状変形層１２との間に、基板２３とは屈折率が異なり、主面２３ａの凹凸形状の凹部を充填する部分を有する中間層が設けられていてもよい。中間層を設けることにより、空隙２が形成される場合と比較して、使用環境の変化に対する耐久性が更に優れるタッチパネルディスプレイを得ることができる。
【００５４】
基板２３の屈折率と、中間層の屈折率との差の絶対値（Δｎ）は、０．０１〜１．０であることが好ましい。この屈折率差の絶対値が、０．０１未満では、タッチパネルディスプレイが押圧されていないときの凹凸面からの反射光を光センサーが効率的に検知できなくなるために、タッチした位置を正常に認識することが困難になる傾向がある。また、また屈折率差の絶対値が１．０を超えると、これを達成するために必要な屈折率を有する材料の選択が困難になる傾向がある。同様の観点から、屈折率差の絶対値は０．０３〜０．７、０．０５〜０．５、０．０７〜０．３又は０．１〜０．２であることが好ましい。屈折率は、プリズムカップリング法、分光エリプソメトリー法など公知の方法で測定される。
【００５５】
中間層は粘着性を有することが好ましい。粘着性を有する中間層を形成するために用いられる樹脂（粘着性樹脂）としては、基板２３または形状変形層１２に対して粘着性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、アクリル樹脂、架橋型アクリル樹脂、アクリル系単量体、シリコーン樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルアルコール樹脂が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。
【００５６】
アクリル樹脂としては、低いガラス転移温度を示す不飽和単量体を含む共重合体が好ましい。低いガラス転移温度を示す不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシルが挙げられる。また、低いガラス転移温度を示す不飽和単量体を含む共重合体に用いられるその他の不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉｓｏ−プロピル、メタクリル酸ｉｓｏ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、メタアクリル酸ｉｓｏ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ペンチル、メタクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、メタクリル酸ヘプチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、メタクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸テトラデシル、メタクリル酸テトラデシル、アクリル酸ヘキサデシル、メタクリル酸ヘキサデシル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸エイコシル、メタクリル酸エイコシル、アクリル酸ドコシル、メタクリル酸ドコシル、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロヘプチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸２−クロロエチル、メタクリル酸２−クロロエチル、アクリル酸２−フルオロエチル、メタクリル酸２−フルオロエチル、スチレン、α−メチルスチレン、シクロヘキシルマレイミド、アクリル酸ジシクロペンタニル、メタクリル酸ジシクロペンタニル、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、及びクロロプレンが挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用できる。
【００５７】
架橋型アクリル樹脂は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸２-ヒドロキシエチル、アクリルアミド、アクリロニトリルなどの、官能基を有する不飽和単量体を共重合成分として含む共重合体を架橋剤により架橋したものである。
【００５８】
上記架橋剤としては、イソシアネート系、メラミン系、エポキシ系等の公知の架橋剤を用いることができる。また、架橋剤としては、架橋型アクリル樹脂中に緩やかに広がった網目状構造を形成するために、３官能、４官能といった多官能架橋剤がより好ましく使用される。
【００５９】
アクリル樹脂、及び、架橋型アクリル樹脂を得るために使用される共重合体の重量平均分子量（ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン換算した値）は、凹凸形状を有する基板２３または形状変形層１１に対する粘着性の観点から、１０００〜３０００００であることが好ましく、５０００〜１５００００であることがより好ましい。
【００６０】
粘着性樹脂は、高い流動性を発現させ、形状変形層１２の表面形状を効果的に変形させるという観点から、単量体を使用することもできる。単量体としては、例えば、ポリエチレングリコールジアセテート、ポリプロピレングリコールジアセテート、ウレタンモノマー、ノニルフェニルジオキシレンアクリレート、ノニルフェニルジオキシレンメタクリレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β’−アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、γ−クロロ−β−ヒドロキシプロピル−β’−メタクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β’−アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシエチル−β’−メタクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β’−アクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、β−ヒドロキシプロピル−β’−メタクリロイルオキシエチル−ｏ−フタレート、ｏ−フェニルフェノールグリシジルエーテルアクリレート、ｏ−フェニルフェノールグリシジルエーテルメタクリレート、あるいはアクリル樹脂に使用される不飽和単量体を使用することができる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用できる。
【００６１】
中間層のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−２０℃以下であることが好ましい。中間層のガラス転移温度が−２０℃よりも高いと粘着性が低下し、基板２３及び形状変形層１２に対する適度な粘着力が得られなくなる傾向がある。
【００６２】
中間層の厚さ（凹凸形状の凹部を充填する部分を除いた部分の厚さ）は、１〜８０μｍであることが好ましい。中間層の厚さが１μｍ未満であると基板２３上に形状変形層１２を積層する際に、気泡を巻き込む傾向があり、５０μｍを超えると、タッチパネルディスプレイがタッチされたときに圧力が伝達されにくくなるために、形状変形層１２の表面形状が基板２３の凹凸形状に追従しにくくなる傾向がある。同様の観点から、中間層の厚さは２〜４０μｍであることがより好ましく、３〜３０μｍであることが更に好ましい。
【００６３】
形状変形層１２の液晶セル４とは反対側には、形状変形層１２を支持する支持体フィルムが設けられていてもよい。この支持体フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、トリアセチルセルロースからなる厚さ５〜１００μｍ程度のフィルムが挙げられる。
【００６４】
支持体フィルムと形状変形層１２との間に、粘着性又は接着性を有する樹脂層が設けられていてもよい。
【００６５】
タッチパネルディスプレイは、例えば、一対の基板のうち一方の主面に凹凸形状を形成させる工程と、基板の凹凸形状が形成された主面上に形状変形層を積層する工程と、形状変形層１２上に位相差板２２及び偏光板２０を積層する工程と、一対の基板を有する液晶セル４を形成する工程と、液晶セル４の形状変形層１２とは反対側に偏光板２１及びバックライト６０をこの順に設ける工程とを備える方法により製造することができる。
【００６６】
基板の主面に凹凸形状を形成する方法としては、基板表面をサンドブラスト処理する方法が挙げられる。また、基板上に塗布したフォトレジストを、所定のマスクパターンを有するフォトマスクを用いて露光し現像するか、またはレーザーカッティングして、レジストパターンを形成し、エッチングする方法もある。このとき、凹凸形状はマスクパターン形状またはレジストパターンの形状により、ランダム形状、ライン形状、矩形状、角柱状、円柱状、ドットレンズ形状、シリンドリカルレンズ形状などに制御することができる。
【００６７】
凹凸形状を有する金型にプラスチック基板を押し当てる方法により凹凸形状を有する基板を作製することもできる。金型の作成方法としては、導電性の金属表面に銅またはニッケルなどの金属めっきを施すことによって、表面に多数の微細な凹凸を形成することができる。この場合、ランダムな凹凸形状が形成される。また、ステンレス鋼などの平滑な金型用基材にダイヤモンド圧子を押し当てる方法により金型を作製することもできる。このとき、金型用基材を水平方向に移動させながら、ダイヤモンド圧子を押圧させるか、または、金型用基材を静止させて圧子を移動させながら、圧子を押圧することにより、平面、球面または曲面の一部を有する凹凸形状を多数形成することができる。ダイヤモンド圧子の形状を選択することにより、ランダム形状、ライン形状、矩形状、角柱状、円柱状、ドットレンズ形状、シリンドリカルレンズ形状などに制御することができる。また、凹凸形状はランダムに配置されていてもよく、定められた規則にしたがって配置されていてもよい。
【００６８】
基板の凹凸形状の形成を液晶セルが組み立てられた状態で行ってもよいし、予め凹凸形状が形成された基板を用いて液晶セルを組み立ててもよい。
【００６９】
形状変形層１２は、例えば、エラストマーを含む液状物を支持体フィルムに塗布する工程と、塗布された液状物を加熱する工程とを含む方法により形成することができる。液状物は公知知の方法により塗布することができる。例えば、ドクターブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。形状変形層１２を形成するための液状物に溶剤が含まれている場合には、これを塗布した後、乾燥して溶剤を除去することもできる。
【００７０】
形状変形層１２の上に、さらにカバーフィルムが積層されていてもよい。カバーフィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等からなる厚さ５〜１００μｍ程度のフィルムが挙げられる。カバーフィルムと形状変形層との間に、粘着性または接着性を有する樹脂層が設けられていてもよい。
【００７１】
このようにして得られる形状変形層は、ロール状に巻いて保管し、あるいは使用することができる。
【００７２】
凹凸形状が形成された主面を有する基板と形状変形層の間に中間層が設けられる場合は、形状変形層を支持体フィルム上に形成し、その上に中間層を構成する成分を含む溶液を前述の公知の方法で塗布して、必要により乾燥した後に、形状変形層及び中間層を基板に積層する方法により得ることができる。
【００７３】
形状変形層１２上にカバーフィルムが存在している場合、そのカバーフィルムを除去後、液晶セル４上に粘着層３０を介して液晶セル４上に形状変形層１２を積層する。積層の際、圧着ロールで圧着させることが好ましい。
【００７４】
圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよい。加熱圧着する場合の加熱温度は、１０〜１００℃が好ましく、２０〜８０℃がより好ましく、３０〜６０℃が更に好ましい。この加熱温度が、１０℃未満では、形状変形層１２と液晶セル４との密着性が低下する傾向があり、１００℃を超えると、液晶セル４が劣化する傾向がある。
【００７５】
加熱圧着時の圧着圧力は、線圧で５０〜１×１０５Ｎ／ｍが好ましく、２．５×１０２〜５×１０４Ｎ／ｍがより好ましく、５×１０２〜４×１０４Ｎ／ｍが更に好ましい。この圧着圧力が、５０Ｎ／ｍ未満では、形状変形層１２と液晶セル４との密着性が低下する傾向があり、１×１０５Ｎ／ｍを超えると、液晶セル４が破壊される可能性が高くなる。
【００７６】
位相差板２２及び偏光板２０も、上記と同様の方法で形状変形層１２上に積層することができる。また、同様の方法で、液晶セル４の形状変形層１２とは反対側に偏光板２１を積層することができる。
【００７７】
バックライト６０を液晶セル４に実装する方法としては、特に制限はなく、公知の方法を利用できる。液晶セル４をモジュールを構成するための筐体に組み込むか、あるいはシール材で熱圧着するなどの方法が挙げられる。バックライト６０は、例えば、発光ダイオード、導光板、反射板及び拡散板を有する。
【００７８】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り適宜変形が可能である。例えば、形状変形層の主面が凹凸形状を有していてもよい。ただし、表面の変形を有効に発現させるためには、凹凸形状を有する主面が基板と形状変形層の対向面側にあることが望ましい。また、バックライト側の基板の主面に凹凸形状が形成され、その主面上に形状変形層が積層されていてもよい。
【００７９】
本発明に係るタッチパネルディスプレイは、液晶表示装置に限定されない。他の表示装置としては例えば、プラズマディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、電子ペーパーが挙げられる。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００８１】
実施例１
形状変形層Ｌ−１の作製
ポリエチレンテレフタレートフィルムの平滑な表面上に付加反応型シリコーン樹脂溶液（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、商品名ＴＳＥ−３４５０）を、コンマコーターを用いて均一に塗布した。塗布されたシリコーン樹脂溶液を１００℃の熱風対流式乾燥機を用いて３０分加熱して、両面が平坦な形状変形層としての固体状のシリコーンゴム層（以下「形状変形層Ｌ−１」という。）を形成させた。
【００８２】
次いで、得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離し、その厚さを（株）小坂研究所製表面形状測定装置（サーフコーダー  ＳＥ−３０Ｄ型）を用いて測定したところ、１００μｍであった。
【００８３】
形状変形層Ｌ−１の圧縮弾性率
形状変形層Ｌ−１を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平滑面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３０分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。
【００８４】
次いで、得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、両面が平坦な単体のシリコーンゴム層を得た。得られたシリコーンゴム層の厚さは１００μｍであった。得られた単体のシリコーンゴム層を厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に積層して、圧縮弾性率評価用の試料を得た。
【００８５】
（株）島津製作所製超微小硬度計（ＤＵＨ−２０１型）を使用して、試料の厚さ方向に、温度２５℃において、最大加圧０．１ｍＮ／μｍ２、時間２０秒で、直径φ５０μｍの円形平面圧子により加圧し、そのときの荷重−変位を連続的に測定した。得られた荷重−変位の傾きから圧縮弾性率を算出したところ、３ＭＰａであった。この結果から、形状変形層Ｌ−１は、表面形状の可逆的な変形及び復元が可能なゴム弾性を有することが確認できた。
【００８６】
形状変形層Ｌ−１を構成する材料から構成された両面平坦膜の可視光線透過率
形状変形層Ｌ−１を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液を、ポリエチレンテレフタレートフィルムの平坦面上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で３０分間加熱して、固体状のシリコーンゴム層を形成させた。
【００８７】
得られたシリコーンゴム層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、両面が平坦な可視光線透過率評価用の単体のシリコーンゴム層（厚さ２０μｍ）を得た。このシリコーンゴム層を、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に積層して、可視光線透過率評価用の試料を作製した。ＬＥＤバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、（株）トプコン製色彩輝度計（ＢＭ-５Ａ）を使用して、測定視野角１°の範囲で試料を透過した光線の輝度Ａを測定した。この状態から、単体のシリコーンゴム層のみを取り除いて、同様に輝度Ｂを測定した。測定した輝度Ａ及び輝度Ｂから、形状変形層Ｌ−１を構成する材料から形成された両面平坦膜の可視光線透過率Ｔ（＝Ａ／Ｂ×１００（％））を求めところ、Ｔ＝９９％であり、高透明であることを確認できた。
【００８８】
凹凸形状が形成された主面を有するガラス基板（Ｇ−１）の作製
末端にアクリル基を有するウレタンアクリレートであるＵＶ−３０００Ｂ  Ｋ８０（日本合成化学製；メチルエチルケトン２０重量％含有）４３．８重量部に、セルロースフタレートアセテート（和光純薬製；商品名ＫＣ−７１）を２５質量％の濃度で含むメチルエチルケトン溶液６０重量部を混合した。そこに、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド２重量部、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩０．００５重量部、オイルブルー６１３（オリエント化学製）０．１重量部を溶解し、感光性樹脂組成物を得た。
【００８９】
ポリビニルアルコール（クラレ製；商品名ＰＶＡ−４０５；ケン化度８０モル％、重合度５００）の１０質量％水溶液１０重量部にポリエチレングリコール（平均分子量４００）０．５重量部を加え攪拌して、水溶性樹脂溶液を得た。この水溶性樹脂溶液を７５μｍ厚のＰＥＴフィルム上にバーコーターを用いて塗布した。塗布された水溶性樹脂溶液を乾燥して、膜厚が５μｍの水溶性樹脂層を形成させた。
【００９０】
この水溶性樹脂層の上に、上記感光性樹脂組成物をアプリケーターを用いて乾燥後の膜厚が１００μｍとなるように塗布して、感光性樹脂組成物層を形成させた。
【００９１】
形成された感光性樹脂組成物層を８０℃に暖めた厚さ１．０ｍｍのガラス基板にゴムローラーを用いてラミネートし、ＰＥＴフィルムを除去して水溶性樹脂層を露出させた。この水溶性樹脂層に１００μｍの線幅を有する試験用パターンマスクを密着させ、超高圧水銀灯により２００ｍＪ／ｃｍ２の照射量で紫外線を露光した。続いて液温が２５℃の０．２％Ｎａ２ＣＯ３水溶液により、１．２ｋｇ／ｃｍ２の噴射圧で、１２０秒間のスプレー現像を行った。その後、研磨剤ＳｉＣ＃６００を使用し、ノズル距離１００ｍｍ、ブラスト圧３ｋｇ／ｃｍ２で６０秒間サンドブラスト処理を行った。処理後、感光性樹脂層を除去し、凹凸形状が形成された主面を有するガラス基板（以下「ガラス基板Ｇ−１」という。）を得た。ガラス基板Ｇ−１の凹凸形状の最大高さを（株）小坂研究所製表面形状測定装置（サーフコーダー  ＳＥ−３０Ｄ型）を用いて測定したところ、３０μｍであった。
【００９２】
ガラス基板Ｇ−１と形状変形層Ｌ−１の積層体の作製
ガラス基板Ｇ−１の凹凸形状を形成する主面上に、上述の形状変形層Ｌ−１をラミネータ（日立化成工業株式会社（株）製、商品名ＨＬＭ−３０００型）を用いて積層して、ガラス基板Ｇ−１と形状変形層Ｌ−１との積層体（以下「積層体（ｉ）という。）を得た。積層条件は、ロール温度２５℃、基板送り速度１ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）４×１０５Ｐａであった。以下の実施例及び比較例におけるラミネーターを用いる積層は原則として同様の条件で行った。
【００９３】
積層体（ｉ）の可視光線透過率変化
上記で得た積層体（ｉ）を、厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ガラス基板Ｇ−１側がガラス基板に接する向きで載置して、可視光線透過率変化評価用の試料を得た。
【００９４】
試料の形状変形層Ｌ−１上に直径φ１０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの円盤状ガラス板をさらに載置した。そして、液晶表示装置に用いられるＬＥＤバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に照射し、（株）トプコン製色彩輝度計（ＢＭ−５Ａ）を使用して、測定視野角１°の範囲で試料を透過した光線の輝度aを測定した。また、試料から積層体（ｉ）のみを取り除き、その状態でガラス基板及び円盤状のガラス板を透過した光線の輝度ｂを同様に測定した。測定した輝度a及び輝度ｂから、積層体（ｉ）に対して力学的圧力を加えていない状態の可視光線透過率Ｔ１（＝a／ｂ×１００（％））を求めた。
【００９５】
さらに、上記と同様に試料の形状変形層Ｌ−１上に円盤状ガラス板を載置し、ガラス基板と円盤状ガラス板間に５×１０３Ｐａの圧縮荷重を加えた。その状態で、上記と同様に、測定視野角１°の範囲で試料を透過した光線の輝度ｃを測定した。また、試料から積層体（ｉ）のみを取り除き、その状態でガラス基板及びガラス板を透過した光線の輝度ｄを測定した。測定した輝度ｃ及び輝度ｄから、積層体（ｉ）に力学的圧力を加えたときの可視光線透過率Ｔ２（＝（ｃ／ｄ）×１００（％））を求めた。
【００９６】
求めた可視光線透過率Ｔ１とＴ２の差の絶対値（ΔＴ）は１５％であった。この結果から、得られた積層体の可視光線透過率は、力学的圧力を加えることによって十分に変化することを確認できた。
【００９７】
積層体（ｉ）の可視光線反射率変化
酸化マグネシウム製の白色板に厚さ０．７ｍｍのガラス基板及び直径φ１０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの円盤状ガラス板を載置した。そして、コニカミノルタホールディングス（株）製ｃｍ５１２ｍ３型分光測色計を使用して、白色板に対して法線方向に可視光線を照射し、白色板の法線方向に対して角度２５°の方向に反射した反射光の明度ａ’を測定した。
【００９８】
次いで、積層体（i）を厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ガラス基板Ｇ−１がガラス基板に接する向きで載置した。形状変形層Ｌ−１上に直径φ１０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの円盤状ガラス板を載置し、その状態で前記と同様の方法により、試料に対して法線方向に可視光線を照射して、試料の法線方向に対して角度２５°の方向に反射した反射光の明度ｂ’を測定した。
【００９９】
測定した明度a’及び明度ｂ’から、積層体（ｉ）に力学的圧力を加えていない状態での積層体（i）の可視光線反射率Ｒ１（＝ｂ’／ａ’×１００（％））を求めた。
【０１００】
さらに、ガラス基板と円盤状ガラス板との間に５×１０３Ｐａの荷重を加えながら、上記と同様の方法により、試料に対して法線方向に可視光線を照射して、試料の法線方向に対して角度２５°の方向に反射した反射光の明度ｃ’を測定した。測定した明度ｃ’及び明度ａ’から、積層体（i）に力学的圧力を加えた状態での積層体（ｉ）の可視光線反射率Ｒ２（＝（ｃ’／ａ’）×１００（％））を求めた。求めた可視光線反射率Ｒ１とＲ２の差の絶対値（ΔＲ）は３０％であった。この結果から、積層体（i）の可視光線反射率は、力学的圧力を加えることによって十分に変化することを確認できた。
【０１０１】
積層体（ｉ）の可視光線の入射方向による透過率差
積層体（i）を厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、ガラス基板Ｇ−１がガラス基板に接する向きで載置し、試料を作製した。
【０１０２】
次いで、ＬＥＤバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向にガラス基板側から照射し、（株）トプコン製色彩輝度計（ＢＭ-５Ａ）を使用して、測定視野角１°の範囲で試料を透過した光線の輝度Ａ’を測定した。この状態から積層体（i）のみを取り除き、同様に輝度Ｂ’を測定した。測定した輝度Ａ’及び輝度Ｂ’から、ガラス基板Ｇ−１側から可視光線が入射した場合の可視光線透過率Ｔ’１（＝Ａ’／Ｂ’×１００（％））を求めた。
【０１０３】
同様に、ＬＥＤバックライトを光源とする可視領域の光線を試料に対して法線方向に形状変形層Ｌ−１側から照射し、色彩輝度計を使用して、測定視野角１°の範囲で試料を透過した光線の輝度Ｃ’を測定した。この状態から、積層体（i）のみを取り除いて同様に輝度Ｄ’を測定した。測定した輝度Ｃ’及び輝度Ｄ’から、形状変形層Ｌ−１側から可視光線が入射した場合の可視光線透過率Ｔ’２（＝（Ｃ’／Ｄ’）×１００（％））を求めた。求めた可視光線透過率Ｔ’１とＴ’２の差（ΔＴ’）は６％であった。この結果から、積層体（i）を表示装置の表面に配置した場合に、外光の反射を抑制でき、良好な表示品質が得られる特性を有していることを確認できた。
【０１０４】
実施例２
凹凸形状が形成された主面を有するガラス基板（Ｇ−２）の作製
厚さ１．０ｍｍのガラス基板を準備し、ガラス基板の有機物を除去するため、ガラス基板を５％のフッ酸で１５秒間洗浄し、超純水で洗浄後、アセトン中で５分間超音波洗浄し、超純水で洗浄、次にメタノール中で５分間超音波洗浄し、超純水で洗浄した。次に、ガラス基板にクロム薄膜を蒸着するため、洗浄したガラス基板をチャンバー内が１００℃に設定されたスパッタ装置内に設置し、１０分間クロムを蒸着した。この時ガラス基板に蒸着したクロム薄膜の厚さは、２００ｎｍであった。
【０１０５】
続いて、クロム薄膜を蒸着したガラス基板上にレジスト溶液（富士フィルムオーリン社製、ＨＰＲ１１８３  ポジ型レジスト）をスピンコーターにより塗布し、ベーキング処理をして硬化させた。このときに形成されたレジスト薄膜の厚さは２μｍであった。そこに、１００μｍの線幅を有する試験用パターンマスクを密着させ、紫外線露光及び現像処理を行った。
【０１０６】
さらに、クロム薄膜をエッチングするため、ガラス基板が露出するまでクロムエッチング液（関東化学社製）に基板を浸漬した。その後、ガラス基板をエッチングするため、５％のフッ酸液に基板を２５時間浸漬した後、マスクとしたレジスト薄膜を除去するためにアセトンで洗浄し、クロム薄膜を除去するためにフェリシアン化カリウムと苛性ソーダ混合液で洗浄して、凹凸形状が形成された主面を有するガラス基板（以下「ガラス基板Ｇ−２」という。）を得た。ガラス基板Ｇ−２主面の凹凸形状の最大高さを（株）小坂研究所製表面形状測定装置（サーフコーダー  ＳＥ-３０Ｄ型）を用いて測定したところ、５０μｍであった。
【０１０７】
ガラス基板Ｇ−２の凹凸形状が形成された主面上に、実施例１で得られた形状変形層Ｌ−１を積層して、ガラス基板Ｇ−２及び形状変形層Ｌ−１の積層体（以下「積層体（ｉｉ）」という。）を得た。
【０１０８】
積層体（ｉｉ）の可視光線透過率変化
実施例１と同様にして、積層体（ｉｉ）のＴ１及びＴ２を測定し、その差（ΔＴ）を求めたところ、８％であった。この結果から、積層体（ｉｉ）は、力学的圧力を加えることによって可視光線透過率が十分に変化することを確認できた。
積層体（ｉｉ）の可視光線反射率変化
【０１０９】
実施例１と同様にして、積層体（ｉｉ）のＲ１及びＲ２を測定し、それらの差（ΔＲ）を求めたところ、３０％であった。この結果から、積層体（ｉｉ）は、力学的圧力を加えることによって可視光線反射率が十分に変化することを確認できた。
【０１１０】
実施例３
積層体（iii）の作製
下記組成を有する粘着性樹脂をプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートに溶解した樹脂溶液を準備した。
粘着性樹脂の組成：
メタクリル酸／メタクリル酸ベンジル＝１５／８５（重量部）の共重合樹脂：３０重量％
ｏ−フェニルフェノールグリシジルエーテルアクリレート：                ７０重量％
【０１１１】
この樹脂溶液を、実施例１と同様の形状変形層Ｌ−１の平坦面上にコンマコーターで均一に塗布し、１００℃の熱風対流式乾燥機で５分間乾燥して、中間層としての粘着性樹脂層を形成した。この中間層を間に挟みながら、実施例１と同様の形状変形層Ｌ−１をガラス基板Ｇ−１の凹凸形状を形成している主面側に積層して、ガラス基板Ｇ−１、中間層及び形状変形層Ｌ−１がこの順に積層された積層体（iii）を得た。
積層体（iiｉ）の可視光線透過率変化
【０１１２】
実施例１と同様にして、積層体（iiｉ）のＴ１及びＴ２を測定し、その差（ΔＴ）を求めたところ、１２％であった。この結果から、積層体（iiｉ）は、力学的圧力を加えることによって可視光線透過率が十分に変化することを確認できた。
【０１１３】
積層体（iiｉ）の可視光線反射率変化
実施例１と同様にして、積層体（iii）のＲ１及びＲ２を測定し、それらの差（ΔＲ）を求めたところ、２７％であった。この結果から、積層体（iiｉ）は、力学的圧力を加えることによって可視光線反射率が十分に変化することを確認できた。
【０１１４】
屈折率の測定
形状変形層Ｌ−１を形成するために使用した付加反応型シリコーン樹脂溶液をメチルエチルケトンで希釈し、シリコンウェハ上にスピンコーターを使用して均一に塗布した。次いで１００℃の熱風対流式乾燥機で３０分間加熱して、シリコーンゴム層（厚さ２μｍ）を形成した。このシリコーンゴム層の屈折率を、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製屈折率計（２０１０型プリズムカプラ、光源レーザー波長６３３ｎｍ）を使用して測定したところ、屈折率ｎ１＝１．４１であった。
【０１１５】
中間層を形成するために用いた上記の粘着性樹脂をメチルエチルケトンに溶解し、シリコンウェハ上にスピンコーターを使用して均一に塗布した。次いで１００℃の熱風対流式乾燥機で３０分間加熱して、粘着性樹脂層（厚さ２μｍ）を形成した。この樹脂層の屈折率を上記と同様の装置を使用して測定したところ、屈折率ｎ２＝１．５６であった。
【０１１６】
形状変形層Ｌ−１を構成するシリコーンゴムの屈折率ｎ１と中間層を構成する粘着性樹脂の屈折率ｎ２との差（Δｎ）は０．１５であった。この結果から、積層体（iiｉ）は、力学的圧力を加えない状態で入射した可視光を反射又は散乱させる機能を有しており、また、力学的圧力を加えることによって可視光線透過率が十分に変化させられることが確認された。
【０１１７】
比較例１
比較用積層体の作製
両面が平坦な膜厚１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを、形状変形層ｒ−１として準備した。また、表示セルの基板として、両面が平坦な厚さ１．０ｍｍのガラス基板を用い、このガラス基板上に形状変形層ｒ−１を実施例１と同様の条件で積層し、比較用の積層体を得た。
【０１１８】
形状変形層ｒ−１の圧縮弾性率
形状変形層ｒ−１として用いたポリエチレンテレフタレートフィルムの圧縮弾性率を実施例１と同様にして測定したところ、５０ＧＰａであった。このポリエチレンテレフタレートフィルムは大きく歪んだときに塑性変形し、ゴム弾性を実質的に有しないものであった。
【０１１９】
比較用積層体の可視光線透過率変化
実施例１と同様にして、比較用積層体のＴ１及びＴ２を測定し、その差（ΔＴ）を求めたところ、０．０４％であった。
【０１２０】
比較用積層体の可視光線反射率変化
実施例１と同様にして、比較用積層体のＲ１及びＲ２を測定し、それらの差（ΔＲ）を求めたところ、０．０５％であった。
【０１２１】
以上作製した光学部材としての積層体の構成及び評価結果を表１にまとめて示す。
【０１２２】
【表１】
2011039597.tif 000003
【０１２３】
【表２】
2011039597.tif 000004
【０１２４】
タッチパネル機能の検討
実施例４
薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、光センサー、遮光膜、配線、絶縁膜、配向膜及び電極などが実装された基板と、カラーフィルター、ブラックマトリクス、平坦化膜、透明電極、配向膜、シール材及びスペーサー材が実装され、これらとは反対の主面に凹凸形状が形成された基板（ガラス基板Ｇ−１）とを準備した。そして、両基板間に液晶が封入された評価用液晶セルを作製した。この評価用液晶セルの一方の基板の凹凸形状が形成された主面に上述の形状変形層Ｌ−１をラミネータ（日立化成工業（株）製、商品名ＨＬＭ−３０００型）を用いて積層した。このときの積層条件は、ロール温度２５℃、基板送り速度１ｍ／分、圧着圧力（シリンダ圧力）１×１０５Ｐａであった。
【０１２５】
評価用液晶セルに積層された形状変形層上に、位相差板及び偏光板を上記と同様の積層方法により順次積層した。また、評価用液晶セルのガラス基板Ｇ−１とは反対側の面に、上記と同様の積層方法により偏光板を積層した。さらにこの偏光板側に発光ダイオードを備えたバックライト装置を取り付け、タッチパネル機能評価用の液晶モジュールを作製した。
【０１２６】
この液晶モジュールを駆動回路に接続し、タッチパネル機能を発現させるプログラムにより駆動した。そして、暗所にて、不導体のペンを使用して形状変形層側から液晶画面をタッチしたところ、ペンでタッチした位置が光センサーにより認識され、誤動作することなく、プログラム通りの画像が得られた。この結果から、本構成のタッチパネル機能評価用液晶モジュールは、タッチパネル機能が問題なく動作することを確認できた。また、外光の反射が抑制され、表示品質も良好であった。
【０１２７】
比較例２
ガラス基板Ｇ−１と形状変形層Ｌ−１に代えて、比較例１で使用した両面が平坦なガラス基板（ｒ−２）及び形状変形層ｒ−１を使用したこと以外は実施例４と同様にして、タッチパネル機能評価用の液晶モジュールを作製した。
【０１２８】
得られた液晶モジュールを駆動回路に接続し、タッチパネル機能を発現させるプログラムで駆動させ、暗所にて、不導体のペンを使用して液晶画面をタッチした。しかし、ペンでタッチした位置は認識されず、画像に変化が認めらなかった。すなわち、液晶モジュールをタッチパネルとして正常に動作させることができなかった。
【符号の説明】
【０１２９】
２…空隙、４…液晶セル（表示セル）、１２…形状変形層、２０，２１…偏光板、２２…位相差板、２３…凹凸形状が形成された主面を有する基板、２３ａ…基板の凹凸形状を形成している主面、２４…基板、２５…カラーフィルター、３０…粘着層、４０，４１…透明電極、４２，４３…配向膜、４４…液晶層、４５…スペーサー、５０…遮光膜、５１…薄膜トランジスター、５２…光センサー、５４…絶縁膜、６０…バックライト、１００…タッチパネル、Ｓ１００…画面。
【図１】
2011039597.tif 000005
【図２】
2011039597.tif 000006
【図３】
2011039597.tif 000007