(57)【要約】      （修正有）【課題】静電容量式タッチパネル機能付きの薄型の液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶セル基板上に多種類の機能を有する光学フィルムが多種積層された構造を有する。光学フィルムの１つとして偏光フィルムがあり、この偏光フィルムは、多くの場合、液晶表示装置の最表面側に装着されていることに着目し、偏光フィルムは、表示面に装着される。偏光フィルム１の表面および裏面には、それぞれ細線型の静電容量式タッチパネルの第１電極層２および第２電極層３が形成されている。【選択図】図１
2016024467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光フィルムが表示面に装着された液晶表示装置であって、該偏光フィ
ルムの表面および裏面には、それぞれ細線型の静電容量式タッチパネルの
第１電極層および第２電極層が形成されていることを特徴とするタッチパネ
ル機能付き液晶表示装置。
【請求項２】
該偏光フィルムは、ヨウ素系ポリビニルアセテート（ＰＶＡ）フィルムで
ある請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
該静電容量式タッチパネルは、第１電極層および第２電極層がいずれも偏光
フィルムの表面および裏面に多数の導電性金属線が平行して且つパターン化
して形成されている基板である請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
該静電容量式タッチパネルは、第１電極層および第２電極層がいずれも偏光
フィルムの表面および裏面に、多数の導電性金属線が１．０〜３ｍｍの間隔で平
行して形成され、各導電性金属線は幅が１〜１０μｍであり、各導電性金属線は
隣接する２〜６本が一組の導電ラインとなって多数の導電ラインを形成し且つ
各組の導電ラインは各組において導電性金属線が互いに電気的に接続するように
導電性金属線により網状化したパターンを形成している請求項１記載の液晶表
示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル構造体付き液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、
静電容量式タッチパネル構造体が一体化された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、タッチパネルが広い分野で利用されている。殊に静電容量式タッチパネ
ルは、マルチタッチが可能であり且つ複数の人間が同時に入力や操作できるとい
う利便性を有していることから、増々その市場は拡大しつつある。
その静電容量式タッチパネルは、その多くが液晶表示装置の表示画面上に装着
して使用される。具体的には液晶表示装置の表示画面上に単に静電容量式タッチ
パネルを貼り合わせるか或いは両者を一体化して薄型化する方法が提案されて
いる。特に後者の両者を一体化する手段は、全体を薄型化し軽量化することがで
きるので注目されている。一体化の方法はいくつかの手段が提案されているが、
その多くは、別途作成されたタッチパネルを液晶表示装置上に組込れる方式の
ものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明者は、液晶表示装置およびタッチパネルを一体化するために種々検討を
進めた。先ず液晶表示装置の構造に着目した。すなわち、液晶表示装置は、液晶
セル基板上に多種類の機能を有する光学フィルムが多種積層された構造を有し、
その光学フィルムの１つとして偏光フィルムがあることおよびこの偏光フィ
ルムは、多くの場合、液晶表示装置の最表面側に装着されていることに着目
した。そこで本発明者は、前記偏光フィルムについてその機能をそのまま利用
しつつこのフィルムにタッチパネル機能を付与する手段について検討を重ねた。
その結果、偏光フィルムの表面および裏面に、後述する細線型電極基板より
なるタッチパネル機能を有する電極を装着させたところ、タッチパネルが一体化
された液晶表示装置が得られることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は前記知見により到達されたものであって、本発明によれば下記（１）
〜（４）のタッチパネル機能付き液晶表示装置が提供される。
（１）偏光フィルムが表示面に装着された液晶表示装置であって、該偏光
フィルムの表面および裏面には、それぞれ細線型の静電容量式タッチパネルの
第１電極層および第２電極層が形成されていることを特徴とするタッチパネ
ル機能付き液晶表示装置。
（２）該偏光フィルムは、ヨウ素ポリビニルアセテートフィルム（ＰＶＡフィル
ム）である前記（１）記載の液晶表示装置。
（３）該静電容量式タッチパネルは、第１電極層および第２電極層がいずれも
偏光フィルムの表面および裏面に多数の導電性金属線が平行して且つパター
ン化して形成されている前記（１）記載の液晶表示装置。
（４）該静電容量式タッチパネルは、第１電極層および第２電極層がいずれも
偏光フィルムの表面および裏面に、多数の導電性金属線が１．０〜３ｍｍの
間隔で平行して形成され、各導電性金属線は幅が１〜１０μｍであり、各導電
性金属線は隣接する２〜６本が一組の導電ラインとなって多数の導電ラインを
形成し且つ各組の導電ラインは各組において導電性金属線が互いに電気的に
接続するように導電性金属線により網状化したパターンを形成している前記
（１）記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、液晶表示装置における液晶セル基板上に光学フィルムの１つ
として偏光フィルムを貼り合せる場合、その偏光フィルムとしてそのフィル
ムの両面に、細線型の静電容量式タッチパネル機能を有する電極層を形成した
ものを用いることにより、容易にタッチパネル機能を有する液晶表示装置が得ら
れる。そのため、全体として薄型化および軽量化が達成されるばかりでなく、組
立操作も簡便であって、製造コストも大幅に低減できる、さらに細線型の静電容
量式タッチパネルは大型画面に適しているため大型の液晶表示装置の作成に適し
ている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】偏光フィルムの表面および裏面に、細線型の静電容量式タッチパネル      の第１電極層および第２電極層をそれぞれ形成した直角断面図を模式的に示した      ものである。
【図２】静電容量式タッチパネルの第１電極層および第２電極層の一例を示す      平面図を模式的に示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
偏光フィルムは、光学フィルムの一種であり、液晶表示装置において、液
晶セル基板上に貼り合せて使用されている。偏光フィルムは、或る特定の方
向の光を選択的に吸収し、液晶表示画面のコントラスト、輝度などの表示性
能を高めるものであり、ヨウ素系と染料系の２種類がある。例えばヨウ素系
は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）膜に、異方性の強いヨウ素を高次の
イオンとして吸着させ延伸させたもので高い偏光特性を有している。一般
に上記ヨウ素系ＰＶＡフィルムには、温度・湿度による劣化を防止するた
め、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）またはアクリル樹脂が保護膜とし
て使用される。
本発明は、後述する細線型の静電容量式のタッチパネル基板を偏光フィル
ムの表面および裏面に、偏光フィルムの機能をそのまま維持しつつ容易に
形成することができることが発明の端緒となっている。
本発明における液晶表示装置としては、通常の有機液晶を使用した表示装
置のみならず、有機ＬＥを使用した表示装置も含まれる。
本発明では、液晶表示装置の液晶セル基板上にある偏光フィルムに対して
その機能をそのまま利用しつつ、その偏光フィルムにタッチパネル機能を
付与したものである。図１は、偏光フィルム１の表面および裏面に、細線
型の静電容量式タッチパネルの第１電極層２および第２電極層３をそれ
ぞれ貼着した状態を表示面からの直角断面図を模式的に示したものである。
図１の断面図において、偏光フィルム１の一方の表面には第１電極層２
が、他方の裏面には第２電極層３がそれぞれ形成されている。
【０００８】
静電容量式タッチパネルは、第１電極層および第２電極層より構成され、
タッチした部分の位置を認識することによりタッチパネル機能を有する
ものである。本発明においては、細線型の静電容量式タッチパネルが好適に
使用される。このタッチパネルの好ましい態様については後述する。
液晶セル基板上には、偏光フィルム以外に、他の光学フィルム例えば、
位相差フィルム、覗き見防止フィルム、アンチグレアフィルム、ハードコー
トフィルムなどの他の機能を有するフィルムが装着されていてもよい。
しかし、本発明においては、偏光フィルムは液晶表示装置において概して
表面側もしくはそれに近い位置に装着されることが望ましい。
【０００９】
次に本発明の液晶表示装置に使用されるタッチパネルについて説明する。
タッチパネルは、静電容量式タッチパネルであればよいが、本発明は比較的
大型のタッチパネルの使用を目的としているので、使用するタッチパネル
は、後述するような構造を有する第１電極層および第２電極層より形成
された細線型の静電容量式タッチパネルであることが好ましい。
タッチパネルにおける第１電極層および第２電極層は、下記（１）〜（３）
の形状および構造を有していることが望ましく、両基板によって静電容量式
タッチパネルの機能を有しているものであることが有利である。
（１）第１電極層および第２電極層は、いずれも偏光フィルムの表面およ
び裏面に多数の導電性金属線が平行して且つパターン化して形成された基
板であること。
（２）第１電極層および第２電極層は、いずれも偏光フィルムの表面および
裏面に、多数の導電性金属線が１．０〜３ｍｍの間隔で平行して形成され、各
導電性金属は、幅が１〜１０μｍであること。
（３）第１電極層および第２電極層は、いずれも偏光フィルムの表面および
裏面に、多数の導電性金属線が１．０〜３ｍｍの間隔で形成され、各導電性金
属線は幅が１〜１０μｍであり、各導電性金属線は隣接する２〜６本が一組の
導電ラインとなって、多数の導電ラインを形成し且つ各組の導電ラインは、各
組において導電性金属線が互いに電気的に接続するように導電性金属により
網状化したパターンを形成していること。
前記（１）〜（３）に示した電極層について、図２によりさらに具体的に説
明する。図２は、本発明のタッチパネル構造体の製造方法に使用されるタッチ
パネル基板における第１電極層および第２電極層の好適な一例を示す平面
図を模式的に示したものである。図２において[Ａ]は、第１電極層を[Ｂ]は
第２電極層を示す。後述するように、第１電極層[Ａ]と第２電極層[Ｂ]は、
それぞれ偏光フィルムの片面にほぼ同じパターンの導電性金属線が配置された
ものであるが両基板は全く同じ形状のパターンである必要はない。
【００１０】
図２に示す第１電極層[Ａ]および第２電極層[Ｂ]は、それぞれ下記[I]〜[X]
に説明する静電容量式タッチパネル基板が形成されることが有利である。
[I]（１）偏光フィルムの表面に、（ａ−１）多数の導電性金属線が
１．０〜３ｍｍの間隔で平行して形成され、（ａ−２）各導電性金属線は、
幅が１〜１０μｍであり、（ａ−３）各導電性金属線は、隣接する２〜６本が
一組の導電ラインとなって、多数の導電ラインを形成し、（ａ−４）各組の
導電ラインは、各組において導電性金属線が互いに電気的に接続するように
導電性金属線により網状化したパターンを形成している第１電極層[Ａ]
及び偏光フィルムの裏面に（ｂ−１）多数の導電性金属線が１．０〜
３ｍｍの間隔で平行して形成され、（ｂ−２）各導電性金属線は、幅が１〜
１０μｍであり、（ｂ−３）各導電性金属線は隣接する２〜６本が一組の導
電ラインとなって、多数の導電ラインを形成し、（ｂ−４）各組の導電ライ
ンは、各組において導電性金属線が互いに電気的に接続するように導電性金
属線により網状化したパターンを形成している第２電極層[Ｂ]より構成さ
れ、
（２）前記第１電極層[Ａ]及び第２電極層[Ｂ]とは、それぞれの導電性金属線
の平行する方向が直交するように、偏光フィルムを介して形成され、
（３）前記第１電極層[Ａ]及び第２電極層（Ｂ）における各組における導電
ラインは、それぞれの組の端末から電気的に端子に接続されていることを特徴
とするタッチパネル基板。
【００１１】
[II]前記導電ラインにおける導電性金属線は、等間隔で平行に形成されてい
る前記[I]記載のタッチパネル基板。
[III]前記導電性金属線は、幅が２〜８μｍである前記[I]記載のタッチパネル
基板。
[IV]前記導電性金属線は、厚みが０．１〜５μｍである前記[I]記載のタッチ
パネル基板。
[V]前記導電性金属線は、隣接する３〜５本が一組の導電ラインを形成している
前記[I]記載のタッチパネル基板。
[VI]前記導電性金属線は、Ｃｕ、Ｎｉ、ＡＬ（アルミ）、Ａｇ、Ｃｒ、これら
２種以上よりなる合金またはこれら２種以上の金属の複層で積層された構造で
形成されている前記[I]記載のタッチパネル基板。
[VII]前記網状化した導電性金属線（網状化線）は、平行した導電性金属線に
対して直角方向に形成されている前記[I]記載のタッチパネル基板。
[VIII]８５％以上の開口率を有する前記[I]記載のタッチパネル基板。
【００１２】
前記タッチパネル基板は、微細な多数の導電性金属線が一定間隔で平行に
偏光フィルムの両面に形成され、且つその金属線の数本が一組となって１つ
の導電ラインを形成している。そのため全体として透明性に優れ、また導電性
金属線の一部に破損や断線が発生したとしても、その金属線の複数本によって
１つの導電ラインが形成され、しかもその複数本が互いに金属線によって網状
化されたパターンを有しているので、導電ラインが断線し電気的接続が切断す
ることはない。また偏光フィルムの面上に形成された微細な導電性金属線は
導電性に優れて、微量の静電容量も感度よく捕捉できるので、静電容量式タッ
チパネル基板に適している。特に大型の画面を有する静電容量式タッチパネル
に適している。
偏光フィルムの厚みは、５０〜３００μｍが適当であり、特に好ましくは
８０〜２５０μｍである。
【００１３】
先ず初めに、第１電極層[Ａ]について説明すると、偏光フィルムの片面の
表面には、多数の導電性金属線が平行に形成されている。すなわち図２にお
いて、多数の導電性金属線が図面上横方向に平行して形成されている。多数
の導電性金属線は、隣接する２〜６本、好ましくは３〜５本が一緒になって
１つの組となり、１つの導電ラインを形成している。図２では３本の導電性
金属線が一緒になって１つの導電ラインとなっている。導電ラインである組
は、Ｘ−１、Ｘ−２、Ｘ−３、Ｘ−４・・・Ｘ−ｎで示されている。
各組の導電ラインは、それぞれの組において導電性金属線が互いに電気的
に接続するように導電性金属線により網状化したパターンを形成している。
すなわち、図２では網状化している導電性金属線は、説明上点線で示されて
いる。以下この点線で示されている導電性金属線を“網状化線”と略称する
ことがある。この網状化線は、図２では平行な多数の金属線に対して、梯子
状となるように直角方向に形成されている。しかしこの網状化線は、平行で
直線状の金属線に対して直角方向であることは好ましいことではあるが、必
ずしもその必要はない。
或る程度の角度をもって網状化されていてもよい、必要なことは、網状化線は、
各々の組（導電性ライン）の中で、その組を形成している金属線が互いに電気
的に接続して、１つの導電性ラインとなっていればよく、１つの組と他の組
とが電気的に接続していないことが肝要である。つまり、組と組との間には
網状化線は存在しない。
【００１４】
各組内の網状化線は、導電性金属線が、部分的にまたは局所的に傷付いたり
或いは破断した場合に、各組の導電ラインが電気的な接続を維持するために
機能している。網状化線は、導電性金属線の長さ方向１０ｍｍに対して１組
当たり、１本〜５本好ましくは２〜５本であるのが望ましい。
導電性金属線は幅が１〜１０μｍ、好ましくは２〜８μｍであるのが望ま
しく、その厚みは０．１〜５μｍ、好ましくは、０．１〜４μｍであるのが
有利である。また網状化線の幅および厚みは、前記した導電性金属線と同じ
範囲から選択される。
導電性金属線および網状化線は、導電性金属材料が使用され、具体的には
Ｃｕ、Ｎｉ、ＡＬ（アルミ）、Ａｇ、Ｃｒ、これら金属の２種以上よりなる
合金またはこれら金属の複層で積層された構造で形成されたものが挙げられ
る。これらのうち、好ましくはＣｕ、Ａｇであり特にＣｕが加工性及び価格の
点で有利である。
第１電極層[Ａ]は、２〜６本の導電性金属線が１組となって、１つの導
電ライン（Ｘ−１、Ｘ−２、Ｘ−３、Ｘ−４・・・Ｘ−ｎ）を形成している。
各組の導電性金属線の数は同じ本数であることが望ましい。図２では３本の
導電性金属線が１組となっている。各組内における導電性金属線の間隔（中
心線と中心線の距離）は、１．０〜３ｍｍ好ましくは、１．５〜２．５ｍｍ
であって平行に直線状に配置されている。この導電性金属線の間隔は、前記
範囲内において等間隔であるのが好ましい。
各組における導電性金属線の数は同じ本数であることが望ましく、また各
組における導電性金属線の間隔も、同じ値であることが望ましい。しかし、
組と組との間隔は１．５〜１０ｍｍ、好ましくは２〜８ｍｍであることが望
ましく、組と組との間隔は等間隔であるのが有利である。
【００１５】
導電性金属線および網状化線は、フィルムの片面にフォトレジスト加工、
フォトエッチング加工により形成させることができる。フィルムの表面に
形成されている導電性金属線は、組内における金属線の間隔および組と組
との間隔は、同じ値であること（等間隔であること）が加工の点および利
用しコントロールする点において有利である。
以上電極層[Ａ]について図２により説明したが、第２電極層[Ｂ]も、図
２の[Ｂ]に示されているように、導電性金属線の材料、線の幅と厚み、一
組における導電性金属線の数と間隔、網状化線の形態と数は電極基板[Ａ]
で説明した内容の範囲から選択される。
図２では第２電極層[Ｂ]は、多数の導電性金属線が縦方向に平行に且つ、
直線状に形成され、各組の導電ラインが３本の導電性金属線よりなり、各組
がＹ−１、Ｙ−２、Ｙ−３、Ｙ−４およびＹ−ｎとして示されているが、こ
れは後述するように電極層[Ａ]及び電極層[Ｂ]を偏光フィルムの表面お
よび裏面に形成させた場合の状態の理解のためである。
電極層[Ｂ]は、電極層[Ａ]と同様に独立して導電性金属線および網状化
線を偏光フィルム面上に配置し形成せしめればよい。
タッチパネル基板は、前記した電極層[Ａ]および電極層[Ｂ]がそれぞれの導
電性金属線の平行する方向が直交するように形成されている。
【００１６】
図２により説明すると、電極層[Ａ]と電極層[Ｂ]とはＺ−Ｚ´で示す一点鎖
線を中心に内側に折り曲げて重ねたような状態で偏光フィルムの表面と裏面
に形成すると導電性金属線の平行配列が直交するようになる。
タッチパネル基板は、前記したように電極層[Ａ]および[Ｂ]の各組における
導電ラインの端末から電気的に端子に接続されるが図２には各々の端末から端子
への接続ラインは図示されてはいない。各組からそれぞれ電気的に端子を介して
コントローラへ接続される。
前記タッチパネル基板は開口率が８５％以上、好ましくは８７〜９８％、特に
好ましくは８８〜９６％であることが有利である。開口率が８５％未満になると
光線透過率が低くなり望ましくない。ここで開口率とは基板の表面の平面図に
おける導電性金属線が形成された領域の実質面積を１００とした時、導電性金
属線（網状化線も含めて）が占める合計の面積を除く面積の割合を云う。
【００１７】
図２に示した電極層の網状化されたパターンは、多数の導電性金属線が平行
して直線状に配列されたものであるが、この多数の金属線は、必ずしも直線状で
ある必要はなく、平行した波形で形状であってもよい。この多数の導電性金属
線が平行且つ波形でパターン化されている電極層において、各金属の幅およ
び厚み、各金属線の間隔や各組の間隔は基本的には、前述した直線状の金属線
の範囲と同じである。
多数の導電性金属線が波形にかつ平行に形成されている場合、この波形の形
状について説明すると、一本の金属線において波形における山と山との間（つ
まり隣接する２つの頂点と頂点との直線の長さ）は１〜１２ｍｍ好ましくは
２〜１０ｍｍが適当である。また波形における山と谷との間（つまり隣接する
２つの頂点を結んだ線と、その隣接する２つの定点を結んだ線とから形成さ
れる平行線の幅）は、１〜６ｍｍ、好ましくは１．５〜５ｍｍが適当であ
る。多数の導電性金属線は波形にかつ平行に形成されているが、波形の中心
線はほぼ直線状に形成されていることが望ましい。また“波形にかつ平行
に”形成されているとは、各組の導電ラインにおいて、導電性金属線のそれ
ぞれの波形の形状が一致していることを意味する。多数の導電性金属線が
波形で且つ平行に形成された電極層はモアレ現象を防止する効果を有している。
【符号の説明】
【００１８】
１；    偏光フィルム
２；    第１電極層
３；    第２電極層
【図１】
2016024467.tif 000003
【図２】
2016024467.tif 000004