(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面および第２の主面を有する透明で剛性の第１の基板と、該第１の基板の第２の主面上に設けられた第１の透明導電層とを含む剛性電極板、
第１の主面および第２の主面を有する透明で可撓性の第２の基板と、該第２の基板の第１の主面上に設けられた第２の透明導電層とを含み、該第２の透明導電層が該第１の透明導電層に対面するように該剛性電極板と離間して配置された可撓性電極板、および
該第２の基板の第２の主面上に固着された偏光板
を備え、
該可撓性電極板は、該偏光板上に点的に適用された押圧力により撓んで該第２の透明導電層が該第１の透明導電層と点接触し得るように十分な可撓性を有し、
該第２の基板は、１００℃以上のガラス転移温度を有する透明非晶質プラスチックからなる透明フィルムからなり、
該透明フィルムは、式：
Ｃｒ＝Ｃ／Ｃｐｃ                      （１）
（ここで、Ｃは、該透明フィルムの光弾性係数、Ｃｐｃは、ビスフェノールＡからなるポリカーボネートフィルムの光弾性係数を表す）で定義される相対的光弾性係数Ｃｒ値０．２から０．８までを有する
タッチパネル。
【請求項２】
前記透明フィルムが位相差フィルムとして構成されている請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記透明フィルムが５０ｎｍから２５０ｎｍまでの位相差値を有する請求項２に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記非晶質プラスチックが、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカン、１，１−ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカン、および１，１−ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカンからなる群から選ばれる少なくとも１種のビスフェノールから誘導される構造単位を含有する芳香族ポリエステルである請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記透明フィルムが位相差フィルムとして構成されている請求項４に記載のタッチパネル。
【請求項６】
前記透明フィルムが５０ｎｍから２５０ｎｍまでの位相差値を有する請求項５に記載のタッチパネル。
【請求項７】
前記非晶質プラスチックが、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカン、１，１−ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカン、１，１−ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカンからなる群から選択される少なくとも１種のビスフェノールから誘導された構造単位を有するポリカーボネートである請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項８】
前記透明フィルムが位相差フィルムとして構成されている請求項７に記載のタッチパネル。
【請求項９】
前記透明フィルムが５０ｎｍから２５０ｎｍまでの位相差値を有する請求項８に記載のタッチパネル。
【請求項１０】
前記非晶質プラスチックが、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカン、１，１−ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカン、および１，１−ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換）シクロアルカンからなる群から選ばれる少なくとも１種のビスフェノールから誘導される構造単位を有する芳香族ポリエステルと、該少なくとも１種のビスフェノールから誘導される構造単位を有する芳香族ポリカーボネートとの混合物を含む請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項１１】
前記透明フィルムが位相差フィルムとして構成されている請求項１０に記載のタッチパネル。
【請求項１２】
前記透明フィルムが５０ｎｍから２５０ｎｍまでの位相差値を有する請求項１１に記載のタッチパネル。
【請求項１３】
液晶セルと、該液晶セル上に離間して固定されたタッチパネルとを備え、該タッチパネルが請求項１に記載のタッチパネルである液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、液晶表示装置に使用するための抵抗膜方式のタッチパネルおよびこれを備えた液晶表示装置に係り、特には、液晶表示装置の観察側偏光板と液晶セルとの間に組み込まれるタッチパネルおよびタッチパネル一体型液晶表示装置に関する。
背景技術
近年、画像表示素子として液晶表示素子が広く注目され、携帯用の電子手帳、その他の情報端末に適用されている。
これらの携帯情報端末への入力装置としては、液晶セルの上にスペーサを介して載置される抵抗膜方式のタッチパネルが採用されている。
抵抗膜方式のタッチパネルは、透明電極層を備えた可撓性透明基板からなる可動（可撓性）透明電極板と、同じく透明電極層を備えた剛性透明基板からなる固定（剛性）透明電極板とを透明電極層同士が対面するようにスペーサを用いて離間させて対向配置した構造を有する。可撓性電極板側からのペンや指による押圧により可撓性電極板が撓んでその透明電極層が剛性電極板の透明電極層と点接触することにより両電極層間が導通し、それにより当該接触位置（入力位置）が検出される。
このようなタッチパネルの可撓性電極板の基板には、肉薄ガラスやプラスチックフィルムが用いられてきている。プラスチックフィルムとしては、一般にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが使用され、その上にアンダーコート層を介してインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる透明電極層が形成される。
他方、近年、タッチパネルの用途が広がるにつれ、表示のコントラストの向上や外光反射の防止といった表示品位の改善が要求され、この要求に応えるためにタッチパネルと液晶セルを一体化する試みがなされている。このタッチパネル一体型液晶表示装置は、例えば日本国特開平３−１２１５２３号公報や特開平１０−４８６２５号公報に開示されているように、タッチパネルを液晶表示装置の観察側（上側）偏光板と液晶セルとの間に配置してなるものであり、タッチパネルの可撓性電極板は液晶表示装置の観察側偏光板の下面に固着される。
かかる構造のタッチパネル一体型液晶表示装置は、表示装置全体としてのコントラストが改善されるほか、可撓性電極板の可撓性基板を構成するプラスチックフィルムに適当な位相差を付与したり、あるいはそれに別の位相差フィルムを貼合することにより、タッチパネル内部からの反射光を防止することができるという特徴を持っている。
ところで、タッチパネルの可撓性電極板の基板として使用されるプラスチックフィルムは、その光学的特性が光の偏光状態に影響を与えるため、均一な光学的特性を有することが必要である。特に、そのようなプラスチックフィルムは、極めて小さい位相差（均一な光学的等方性）を有するか、または均一な位相差（均一な光学的異方性）を有することが要求されている。従来用いられてきたＰＥＴフィルムは結晶質のプラスチックであり、フィルム内で部分的に結晶化しているため分子配向が不均一であり、位相差のバラツキが大きい。そこで、ＰＥＴフィルムに代わり、ポリカーボネートやポリアリレートのような非晶質プラスチックを溶液流延して得られたフィルムを利用することが試みられている。
しかしながら、本発明者らは、従来使用されているポリカーボネートやポリアリレートをタッチパネルの可撓性電極板の基板として用い、これを液晶表示装置の観察側偏光フィルムに固着させた場合、湿熱環境下では当該フィルム基板の光学的特性が大きく変化することを初めて見いだした。この湿熱環境下でのフィルム基板の光学的特性の変化は、タッチパネル一体型液晶表示装置が使用中に湿熱環境下に置かれると、耐湿熱性に劣る偏光板が変形する結果、偏光板に固着された可撓性フィルム基板に応力がかかり、それにより可撓性フィルム基板の光学特性が変化することによるものと推定される。この現象は、偏光板が固着されるフィルム基板が柔軟性のあるプラスチックフィルムであることと、当該プラスチックフィルムがガラスのような剛性基板に対して周辺でのみ固定されているに過ぎないために変形を受けやすいという、タッチパネルの構造に起因した特殊事情によるものであることがわかった。
このような、使用中に発生する応力によるフィルム基板の光学特性の変化それ自体は、フィルム基板を厚くすることにより抑制することができるであろう。しかし、フィルム基板を厚くすると、フィルム基板の剛性が増し、タッチパネルで入力位置を検出するために、すなわち可撓性電極板を変形させるために過度の押圧力が必要となり、究極的にはフィルム基板の可撓性が失われ、入力位置の検出が不可能になってしまう。
また、例えば非晶質のアクリル系プラスチックや非晶質のオレフィン系プラスチックはそれ自体光学的特性の変化が少ないので、これらのプラスチック材料を可撓性フィルム基板として用いることも考えられる。しかし、これらのプラスチック材料は耐熱性が低く、タッチパネルを加工する際の温度で変形したり、その極性が小さいので表面に形成する透明電極層や各種コーティング層との良好な密着性を提供することが困難であるばかりでなく、延伸のような手段により意図的に位相差を付与することが困難であることもわかった。
従って、本発明の目的は、使用中に高温・高湿環境下に置かれて偏光板が変形しようとしても初期の光学的特性を実質的に維持し得る抵抗膜方式のタッチパネルを提供することである。
また、本発明のもう一つの目的は、使用中に高温・高湿環境下に置かれても色調変化が実質的に生じない抵抗膜方式のタッチパネルを提供することである。
本発明のさらなる目的は、外光反射防止を抑制し得る抵抗膜方式のタッチパネルを提供することである。
さらに、本発明の目的は、本発明のタッチパネルを組み込んだ液晶表示装置を提供することである。
発明の開示
上記目的を達成するために、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特定範囲の光弾性係数を有する非晶質プラスチック材料からなるフィルムが、高温・高湿環境下における偏光板の変形により応力を受けても光学的特性が実質的に変化せず、しかも所望により均一な光学的異方性を容易に付与することができる可撓性電極板のための優れたフィルム基板を提供し得ることを新たに見いだした。本発明は、この知見に基づく。
すなわち、本発明は、第１の主面および第２の主面を有する透明で比較的剛性の第１の基板と第１の基板の第２の主面上に設けられた第１の透明導電層とを含む剛性電極板：第１の主面および第２の主面を有する透明で可撓性の第２の基板と第２の基板の第１の主面上に設けられた第２の透明導電層とを含み、第２の透明導電層が第１の透明導電層に対面するように剛性電極板と離間して配置された可撓性電極板；および第２の基板の第２の主面上に固着された偏光板を備え；可撓性電極は、偏光板上に点的に適用された押圧力により撓んで第２の透明導電層が第１の透明導電層と点接触し得るように十分な可撓性を有し、第２の基板は、１００℃以上のガラス転移温度を有する透明非晶質プラスチック材料からなる透明フィルムで形成され、この透明フィルムは、式：
Ｃｒ＝Ｃ／Ｃｐｃ                                （１）
（ここで、Ｃは、当該透明フィルムの光弾性係数、Ｃｐｃは、ビスフェノールＡからなるポリカーボネートフィルムの光弾性係数を表す）で定義される相対的光弾性係数Ｃｒ値０．２から０．８までを有する、液晶表示装置に使用するためのタッチパネルを提供する。
本発明は、また、本発明のタッチパネルを備えた液晶表示装置を提供する。
本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照した以下の詳細な記述から明らかになるとともに、添付の請求の範囲にも記載されている。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照しながら、本発明を詳しく説明する。
図は、本発明のタッチパネルを組み込んだ液晶表示装置の一例を示す断面図である。
図を参照すると、全体的に１０で表示される液晶セルの上に、スペーサ３０を介して、全体的に２０で表示されるタッチパネルが固定されている。
液晶セル１０は、それ自体既知のものでよく、図に示すように、典型的には、スペーサ１３を介して離間して対向配置された一対の透明電極板１１および１２を備える。
透明電極板１１は、ガラス、透明プラスチック等の透明材料で作られた透明基板１１１とその上面に設けられた透明電極層１１２とを含む。同様に、透明電極板１２は、透明基板１１と同様の材料で作られた透明基板１２１とその下面に設けられた透明電極層１２２とを含む。
透明電極層１１２および１２２は、いずれも、ＩＴＯのような透明導電性材料で作ることができる。例えば、透明電極層１１２と透明電極層１２２とは、それぞれ複数のストライプ状電極ラインから構成することができ、電極層１１２を構成する電極ラインと電極層１２２を構成する電極ラインとは、互いにマトリックス状に交差するように配置することができる。
透明電極板１１と１２との間のスペースには、液晶材料ＬＣが封入されている。
当該分野でよく知られているように、カラー表示のためには、液晶材料ＬＣ自体がカラー表示性を有していてもよいし、さもなければ、例えば、色偏光フィルム（図示せず）を設けたり、基板１２１と電極層１２２との間にカラーフィルター（図示せず）を設けたりすることができる。
タッチパネル２０は、スペーサ２３を介して互いに離間して対向配置された剛性（固定）電極板２１および可撓性（可動）電極板２２を備える。剛性電極板２１は、ガラス、剛性プラスチックのような透明で比較的剛性の材料で作られた透明で剛性の第１の基板２１１とその第２の主面（図においては、上面に相当）上に全面的に形成された透明導電層２１２を含む。
他方、可撓性電極板２２は、以後詳述する本発明の透明プラスチックフィルムを含む透明で可撓性の第２の基板２２１およびその第１の主面（図においては、下面に相当）上に全面的に形成された透明導電層２２２を含む。
第２の基板２２１の第２の主面（図においては、上面に相当）には、偏光板（フィルム）２４が固着されている。偏光フィルム２４は、柔軟性を有するものであり、それ自体既知のものでよく、偏光層の両面を保護層で覆った構造を有する。一般に、偏光フィルム２４は、ヨウ素含浸ポリビニルアルコールフィルムの両面にトリアセチルセルロースフィルムを貼り合せることによって得ることができる。これら偏光フィルム２４のプラスチック材料は、比較的吸湿性が高く、高温・高湿環境下では変形しやすいものである。偏光フィルム２４は、通常、１５０〜２５０μｍの厚さを有し得る。（以上の説明からもわかるように、基板について第１の主面および第２の主面は、基板の厚さ方向と交差する方向に広がる基板の両表面を指す。）
可撓性電極板２２は、偏光板２４上に点的に適用された押圧力（例えば、ペンによる押圧力、指圧力）により比較的容易に撓んで第２の透明導電層２２２が第１の透明導電層２１２と点接触し得るように十分な可撓性を有する。これに対して剛性電極板２１は、可撓性電極板２２ほどの可撓性を有することなく、上記押圧力を受けても容易には撓まないという剛性を示す。
さて、本発明の可撓性電極板２２の基板２２１は１００℃以上のガラス転移点を有する非晶質プラスチック材料からなる透明フィルムにより構成される。この透明フィルムは、次式：
Ｃｒ＝Ｃ／ＣＰｃ                              （１）
（ここで、Ｃは当該透明フィルムの光弾性係数を表し、ＣｐｃはビスフェノールＡからなるポリカーボネートフィルムの光弾性係数を表す）で定義される相対的光弾性係数Ｃｒ値０．２から０．８を有する。
Ｃｒ値が０．２未満の場合、そのフィルムに対して意図的に位相差を付与することが困難となり、他方Ｃｒ値が０．８を越えると、偏光板２４の変形により受ける応力によりフィルムの光学的特性が大きく変化し、フィルム面内での光学的特性のバラツキを生じる。このバラツキは、当該フィルム基板を液晶表示装置に組み込んだ場合、コントラストや色調のような表示特性のムラにつながる。本発明のフィルム基板２２１を形成する透明プラスチックフィルムは、好ましくは、０．３から０．７までのＣｒ値を有する。
フィルムの光弾性係数は、応力下での位相差の変化率をいい、種々の荷重下でフィルムの複屈折率を測定し、単位荷重（応力）当りの複屈折率の変化量として求めることができる。フィルムの複屈折率は顕微偏光分光光度計（例えば、日本国のオーク製作所製ＴＦＭ−１２０ＡＦＴ−ＰＣ）により測定することができる。
より具体的には、所定の透明フィルムを光軸方向に幅１ｃｍのストライプに切断し、そのストライプの一端を固定し、他端（自由端）に５０ｇ、１００ｇ、１５０ｇの荷重をかけ、各荷重下での複屈折率を測定し、単位荷重（応力）当りの複屈折率の変化量（Ｃ）を算出する。同様の操作をビスフェノールＡからなるポリカーボネート（重量平均分子量（Ｍｗ）＝３７５００±１３０００）のストライプ（厚さ６０μｍ）に対しても行って、その単位荷重（応力）当りの複屈折率の変化量（Ｃｐｃ）を算出する。Ｃｒ値は、求めた複屈折率の変化量の比（Ｃ／Ｃｐｃ）として算出される。
上に述べたように、本発明の可撓性透明フィルム基板２２１を構成する非晶質プラスチック材料は、１００℃以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが必要であり、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上のガラス転移温度を有する。ガラス転移温度が低い場合、タッチパネル組立時の加工温度で当該フィルムの変形や好ましくない位相差の変化が生じるほか、高温環境下での偏光板の変形に耐えにくくなる。
また、プラスチックフィルムが結晶質であると、フィルム内での部分的な結晶化により分子が配向し、光学的特性、特に位相差のバラツキを引き起こす原因となるほか、生じた微結晶により光が散乱されフィルムのヘーズが高くなる。そのため、本発明の可撓性フィルム基板２２１を形成するプラスチック材料は、実質的に非晶質であることが必要である。
上記のような低Ｃｒ値および高Ｔｇ値を持つ非晶質プラスチック材料は、好ましくは、それぞれビスフェノール成分を含有する（より詳しくはビスフェノールから誘導される構造単位を有する）芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステルもしくは芳香族ポリエステルカーボネート、それらの混合物、またはそれらと他のポリマーとの混合物である。ビスフェノール成分を含有する芳香族ポリカーボネートおよび芳香族ポリエステルがより好ましい。
上記ビスフェノール成分は、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換もしくは非置換）シクロアルカン、１，１−ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換もしくは非置換）シクロアルカン、および１，１−ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）−（アルキル置換もしくは非置換）シクロアルカンからなる群から選ばれる少なくとも１種のビスフェノールを含むことが特に好ましい。以下、これらのビスフェノールを総称して、特定ビスフェノールということがある。
特定ビスフェノールにおける各シクロアルカン環は、好ましくは５〜８員環、より好ましくは５〜６員環である。また、後２者の特定ビスフェノールにおける各フェニル基上の３位置換基、３位および５位の置換基は、いずれも、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基またはハロゲン原子であり得る。
また、特定ビスフェノールにおける各シクロアルカン環は、各ビスフェニル置換基に加えて、アルキル基で置換されていることが好ましい。すなわち、特定ビスフェノールの中でも、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−アルキル置換シクロアルカン、１，１−ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）−アルキル置換シクロアルカン、および／または１，１−ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）−アルキル置換シクロアルカンがより好ましい。シクロアルカン環上のアルキル置換基は、好ましくは１〜６個、より好ましくは１〜４個の炭素原子を有し、各シクロアルカン環はそのようなアルキル基を好ましくは１〜１２個、より好ましくは２〜８個有する。
好ましい１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−アルキル置換シクロアルカンの例を挙げると、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５，５−テトラメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，４−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロペンタンである。１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンは、工業的に容易に入手できるので、特に好ましい。
好ましい１，１−ビス（３−置換−４−ヒドロキシフェニル）−アルキル置換シクロアルカンには、各フェニル基の３位がそれぞれ炭素数１〜１２のアルキル基もしくはハロゲン基で置換された１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−アルキル置換シクロアルカンが含まれる。その好ましい例を挙げると、１，１−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（３−エチル−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５，５−テトラメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（３−クロロ−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，４−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（３−ブロモ−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロペンタンである。
好ましい１，１−ビス（３，５−ジ置換−４−ヒドロキシフェニル）−アルキル置換シクロアルカンには、各フェニル基の３位および５位がそれぞれ炭素数１〜１２のアルキル基もしくはハロゲン基で置換された１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−アルキルシクロアルカンが含まれる。その好ましい例を挙げると、１，１−ビス（３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（３−エチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロペンタンである。
上記芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステルもしくは芳香族ポリエステルカーボネートに含まれるビスフェノール成分は、少なくとも１種の特定ビスフェノールからなるものであってもよいが、特定ビスフェノールに加えて、他のビスフェノールを含んでいてもよい。そのような他のビスフェノールの例を挙げると、２，２’−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−（α−メチルベンジリデン）ビスフェノール、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、４，４’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、４，４’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，５−ジメチルヘプタン、ビス（４−ヒドロキフェニル）メチルフェニルメタン、２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−４−フルオロフェニルメタン、２，２’−ビス（３−フルオロ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（３、５−ジメチル−４ヒドロキシフェニル）メタン、２，２’−ビス（３，５−ジメチル−４ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）フェニルエタン、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、およびこれらの混合物である。
また、特定ビスフェノールと組合せて使用し得るさらに他のビスフェノールの例を挙げると、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタンや９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、４，４’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘプタン、４，４’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，５−ジメチルヘプタンおよびそれらの混合物である。
上記芳香族ポリカーボネート、芳香族ポリエステルもしくは芳香族ポリエステルカーボネートを生成するビスフェノール成分は、特定ビスフェノールを３０〜１００モル％の割合で含むことが好ましく、特定ビスフェノールを５０モル％〜１００モル％の割合で含むことがより好ましい。
本発明に使用される芳香族ポリカーボネートは、当該分野でそれ自体既知の界面重合法、ピリジン法、エステル交換法により製造することができる。また、本発明に使用される芳香族ポリエステルは、上記ビスフェノール成分と酸成分とからそれ自体既知の方法により製造することができる。ビスフェノール成分とともに芳香族ポリエステルを構成する酸成分の好ましい例を挙げると、テレフタル酸、イソフタル酸またはそれらの混合物のような芳香族ジカルボン酸である。これら成分の好ましい組み合わせは、得られるプラスチックの光弾性係数とガラス転移温度の値により決定される。
本発明の芳香族ポリカーボネートは、より好ましくは、ビスフェノール成分として１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを３０モル％以上の割合で含有するポリカーボネートである。また、芳香族ポリエステルは、より好ましくは、ビスフェノール成分として１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを９０モル％以上の割合で含有し、酸成分としてテレフタル酸および／またはイソフタル酸を含有するポリエステルである。
これらの芳香族ポリエステルやポリカーボネート、ポリエステルカーボネートは、上にも述べたように、それ自体当該分野でよく知られた方法により製造することができ、そのような方法は、例えば日本国特開平２−８８６３４号公報や特開平３−９１５２６号公報に詳しく記載されている。
また、透明フィルムのＣｒ値を調整するために、上記芳香族ポリエステル同士を、上記芳香族ポリカーボネート同士を、または上記芳香族ポリエステルと芳香族ポリカーボネートとを混合して用いることもできる。さらに、上記芳香族ポリエステルや芳香族ポリカーボネートに通常のポリカーボネート（例えば、ビスフェノールＡポリカーボネート）やポリエステルをブレンドすることもできる。
本発明の可撓性透明フィルムは、必要に応じて少量の添加剤を含有していてもよい。そのような添加剤の例を挙げると、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ−ｎ−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ−ｎ−デシル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジ−ｎ−ドデシル、フタル酸ジイソトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸−２−エチルヘキシル、リン酸トリクレジール、エポキシ化大豆油、エポキシ化トール油脂肪酸−２−エチルヘキシル、ステアリン酸ブチル、オレイン酸ブチル、塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸メチル、高分子系添加剤としては、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコール安息香酸エステル、あるいはエステル基を含有する高分子化合物（例えば、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸のような２塩基酸と１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコールのようなグリコールとの重縮合物）である。これら添加剤は、可塑剤として機能するとともに、本発明の透明フィルムを延伸して位相差を付与するときに、位相差のばらつきを抑制するように作用する。これら添加剤は、単独でまたは２種以上組合せて、上記の芳香族ポリエステルや芳香族ポリカーボネート１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で添加することができる。
本発明の可撓性透明フィルムを得るためには、上記非晶質プラスチック材料をフィルムに成形する。このフィルム成形には、種々の既知の方法、例えば、溶融押出し法、インフレーション法、溶液流延法を用いることができるが、溶液流延法が特に好ましい。この溶液流延法により、ダイラインのような欠陥が無く、また、膜厚精度が高く、位相差値の小さい、光学的に等方なフィルムを得ることができる。本発明の可撓性透明フィルムの厚さは、タッチパネルに組み込んだときに、入力に問題のない厚さであればよい。可撓性透明フィルムの厚さは、一般には、３０μｍ〜１５０μｍであり、好ましくは５０〜１００μｍである。
また、必要により、上記のように得られた光学的に等方な透明フィルムに対し既知の延伸方法により配向処理を行い、均一な位相差を付与することができる。一軸や二軸延伸により、フィルム面内でポリマーを配向させることができる。あるいは、日本国特開平５−１５７９１１号公報に示されるような特殊な延伸を施し、フィルムの三次元での屈折率を制御して表示の視野角依存性を低減させることもできる。これらの配向処理により、反射防止機能を付与したり、超捻れネマチック（ＳＴＮ）液晶セルと組み合わせた場合の色補償機能を付与することができる。好適な位相差値は一般に３０ｎｍ〜２０００ｎｍであるが、より好ましくは目的とする機能に依存しており、それぞれ最適な位相差値を選択する。反射防止機能を付与する場合には、位相差値を５０ｎｍから２５０ｎｍの範囲から選択することが望ましい。またＳＴＮ液晶セルと組み合わせた場合の色補償機能を付与する場合には、位相差値を４００ｎｍから６００ｎｍの範囲で選択することが望ましい。
本発明の透明フィルムの表面には、必要によりコロナ処理を施すことができる。特に、フィルム表面にコーティング加工等の表面処理が施される場合や、粘着剤により別のフィルムがラミネートされる場合は、相互の密着性を上げるための手段として、フィルム表面のコロナ処理は好適な方法である。
また、本発明の透明フィルムは、必要により、フィルムに耐溶剤性を付与したり、透明導電層との付着力を向上させる等の目的で、フィルムの一方あるいは両表面に表面コーティング層を設けることができる。コーティング層は、目的に応じて、有機材料、無機材料、あるいは有機−無機複合材料により形成することができる。
好ましい有機コーティング材料の例を挙げると、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、含フッ素樹脂である。好ましい有機−シリコーン複合材料の例を挙げると、ポリエステルポリオールやエーテル化メチロールメラミンにアルキルトリアルコキシシラン、テトラアルコキシシランの部分加水分解物を配合したものである。また、アミノシランやエポキシシランの部分加水分解物、シランカップリング剤にアルキルトリアルコキシシランやテトラアルコキシシランの部分加水分解物を配合したもの、コロイダルシリカにアルキルトリアルコキシシランの部分加水分解物を配合したもの等のシリコーン系材料も好適に用いることができる。これら材料を本発明の透明フィルムの片面又は両面にコーティング後、熱硬化により耐溶剤性皮膜を有するフィルムを得ることができる。その場合、低温硬化型の触媒を同時に用いることは、好ましくないフィルムの熱変性を抑制するために好ましい方法である。また多官能性アクリレート等のモノマーやオリゴマーに光開始剤を添加し、紫外線や電子線により得られる硬化層も好適に用いることができる。コーティング層には、必要により、フィラーを添加することができる。フィラーを添加することにより、タッチパネルにおける透明導電層間での光の干渉による好ましくないニュートンリングの発生や、電極板同士のブロッキングを防止することができる。好ましいフィラーとしては、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ジビニルベンゼン、ベンゾグアナミン、有機シリコーンからなる有機フィラーあるいはシリカ、アルミナ、酸化チタンからなる無機フィラーを用いることができる。
酸化ケイ素や窒化ケイ素等の金属酸化物や金属窒化物からなる無機系材料も、好適なコーティング層として用いることができる。これらセラミックコーティング層は、反応型無機コーティング剤を塗布後硬化させることにより得られる。このような反応性無機コーティング剤としてポリシラザン系無機重合体が好ましい例である。この無機重合体は、例えば日本国特開平１−２０３４７６号公報に記載される方法により得ることができる。また、例えば日本国特開平６−２４０２０８号公報、特開平６−１２２８５２号公報に記載されているように、ポリシラザン系重合体を部分的にアルコール等の活性水素を有する化合物で変性したポリシラザンも好適に利用可能である。フィルム表面に形成したポリシラザン系無機系重合体層は、加熱硬化により、堅固な耐溶剤性の無機薄膜を与える。すなわち、ポリシラザン系重合体は、窒素やアルゴン等の化学的に不活性な雰囲気下で加熱焼成することにより、窒化シリコン様の薄膜を与える。また、酸素や水蒸気の存在下に焼成することにより酸化シリコン様の薄膜を与える。
さらに、必要により、ガスバリヤー性を有する層を本発明の透明フィルム上に形成することもできる。特に、水蒸気バリヤー性を有する層をフィルム上に形成すると、タッチパネルの可撓性電極板と剛性電極板との間での結露を防止することができるために好ましい。結露した場合、結露部分で両透明電極間の導通を生じ、タッチパネルの誤動作の原因となる。
ガスバリヤー層は、有機または無機材料で形成することができる。有機ガスバリヤー層の材料の例を挙げると、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−アクリル酸メチル共重合体やアクリロニトリル−スチレン共重合体のようなアクリロニトリル系重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ビニルアルコール−エチレン共重合体のようなビニルアルコール系重合体のような有機高分子材料である。これらの有機高分子材料は、本発明の透明フィルム上にグラビアコーターやリバースコーターを用いて湿式コーティング法により塗布することができる。
無機ガスバリヤー層の材料の例を挙げると、二酸化ケイ素または二酸化ケイ素を大部分成分として含み、かつ一酸化ケイ素、酸化アルミニウムのような他の金属酸化物の１種以上を含む化合物、窒化ケイ素、または窒化ケイ素を大部分成分として含み、かつ窒化アルミニウムのような他の金属窒化物の１種以上を含む化合物である。より具体的には、ＳｉＯｘやＳｉＡｌＮを例示することができる。上記ケイ素酸化物系金属酸化物やケイ素窒化物系金属窒化物のうちでも、ＳｉＯｘ、特にｘの値が１．３〜１．８、好ましくは１．５であるＳｉＯｘが好ましい。これら無機バリヤー層は、スパッタや電子ビーム蒸着法のような物理的気相堆積法（ＰＶＤ）のほか、化学的気相堆積法（ＣＶＤ）によって成膜することもできる。また、ポリシラザンなどの有機金属化合物層を本発明フィルム上に形成させた後熱分解することにより形成させることもできる。
これらバリヤー層は、単独で用いても良く、また、複数以上を併用しても構わない。特に、有機バリヤー層と無機バリヤー層との組み合わせは、バリヤー層のクラックやピンホールの発生に対する有機バリヤー層の優れた耐性と、特に水蒸気に対する無機バリヤー層の優れた耐性とを併せ持つので、特に好ましい組み合わせである。この場合、各層の密着性を向上させる目的で層の間に、アンカーコート層を形成することができる。アンカーコート層としては、ポリジメチルシロキサンのようなポリシロキサンの硬化物の層や、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂の硬化物の層が好適に用いられる。これらアンカーコート層は、樹脂を塗布した後、熱、紫外線および／または電子ビームを適用して硬化させることができる。
本発明の透明フィルムは、これらのコーティング層を全て備えている必要はなく、目的により種類と構成は適宜選択される。
透明導電層２１２および２２２は、それぞれ、インジウム酸化物系金属酸化物で形成することが好ましい。インジウム酸化物系金属酸化物には、酸化インジウム、または酸化インジウムを主成分として、具体的には８０重量％以上、さらには９０〜９５重量％の割合で含み、かつ酸化スズ、酸化カドミウムのような他の金属酸化物の１種以上を２０重量％以下、さらには５〜１０重量％の割合で含む化合物が含まれる。より具体例的には、ＩＴＯやＣｄＩｎ２Ｏ４を例示することができる。インジウム酸化物系金属酸化物のうちでも、ＩＴＯ、とくに金属換算でスズを１０重量％以下、好ましくは５〜１０重量％の割合で含有するＩＴＯが、高い透明性が得られる点から、好ましい。
上の説明からわかるように、透明導電層２２２は、本発明の透明フィルムに直接形成されることもあれば、前記ガスバリヤー層や耐溶剤性コーティング層の上に形成されることもある。また透明導電層２１２および２２２は、基板２１１および２２１との密着性改善のための中間層を介して基板上に形成されることもある。
これら透明電極層２１２および２２２は、ＤＣマグネトロンスパッター、電子ビーム蒸着、ＣＶＤ等の成膜技術を用いて作製することができる。これらの成膜技術の中では、抵抗安定性、透明フィルムに対する密着性の点から、ＤＣマグネトロンスパッターが特に好ましく用いられる。透明導電層の好ましい抵抗値は、１００Ω／□〜１０００Ω／□であり、より好ましくは２００Ω／□〜６００Ω／□である。また、透明導電層は、８５％以上の光線透過率を有することが好ましい。
なお、上記のように、耐溶剤性やガスバリヤー性、透明導電性等、各種機能を付与するためのコーティング層を本発明の透明フィルムに直接形成させてもよいが、各機能を有する別の透明フィルムを、本発明の透明フィルムと直接、あるいは、粘着剤を介してラミネートすることもできる。
このようにして得られる可撓性電極板２２は、その厚さが厚いと、入力に必要とする押圧力が高くなり、入力エラーを起こしやすくなるため、好ましくない。可撓性電極板２２の厚さは、一般には、３０〜１５０μｍであり、好ましくは５０〜１００μｍである。また、可撓性電極板２２は、８５％以上の光線透過率を有することが好ましく、ヘーズは２％以下が好ましい。また、透明フィルムやコーティング層の表面物性により、液晶セルと組み合わせた場合、表示像に好ましくないギラツキ感の生じる場合がある。このギラツキ感は、表示像の解像度にもよるが、０．２５ｍｍのスリットを用いで測定したときの透過像線明度が８０％以上、より好ましくは８５％以上の可撓性電極板を用いることにより防止することができる。
本発明の透明フィルムは、タッチパネルとしたとき、環境の変化による偏光板の変形で不均一な応力がかかっても光学特性の変化は小さく、安定した表示品位を保つことができる。
以下、本発明を実施例により説明する。
以下の実施例および比較例に示される各物性値の測定方法を下に示す。
＜Ｃｒ値の測定方法＞
光軸方向に幅１ｃｍの短冊に切断したフィルムストライプの一端を固定し、他端に５０ｇ、１００ｇ、１５０ｇの荷重をかけ、各荷重下でのフィルムの複屈折率をそれぞれ測定し、単位荷重（応力）当りの複屈折率の変化量（式（１）におけるＣ値）を算出する。同様の操作をビスフェノールＡからなるポリカーボネートフィルムストライプ（Ｍｗ＝３７５００±３０００、厚さ６０μｍ）に対しても行ってポリカーボネートフィルムの単位荷重（応力）当りの複屈折率の変化量（式（１）におけるＣｐｃ値）を算出する。Ｃｒ値はＣ／Ｃｐｃにより計算される。なお、フィルムの複屈折率は顕微偏光分光光度計（オーク製作所製ＴＦＭ−１２０ＡＦＴ−ＰＣ）により測定する。
＜透過像鮮明度の測定方法＞
ＪＩＳ  Ｋ７１０５−１９８１の６．６記載の方法により測定する。
＜光線透過率の測定方法＞
ＡＳＴＭ  Ｅ２７５−６７記載の方法により５５０ｎｍの光を用いて測定する。
＜ヘーズの測定方法＞
ＪＩＳ  Ｋ７１０５−１９８１の６．４記載の方法により測定する。
実施例１
この実施例では、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンとビスフェノールＡ（モル比７：３）とからホスゲンを用いて生成されたポリカーボネートを用いた。このポリカーボネートの分子量は、ηＳＰ／Ｃ値で表して、０．８５（３２℃、０．３２ｇ／ｄＬクロロホルム）であり、そのガラス転移温度は２０６℃（ＤＳＣ）であった。
このポリカーボネートを塩化メチレンに濃度１５重量％になるように溶解し、その溶液をＳＵＳ板上に流延し、室温で６０分放置した後、得られたフィルムを剥した。このフィルムを４辺固定治具に挟んで、１４０℃で１０分間、さらに２１６℃で１０分間乾燥して厚さ約８０μｍの所望の透明フィルムを得た。この透明フィルムのＣｒ値は、０．６５であった。
この透明フィルムの両面に、平均粒径２μｍのジビニルベンゼン系フィラーを分散させたエポキシアクリレート系紫外線硬化型塗液を塗布、硬化させ、厚さ約２μｍのハードコート層を形成した。さらに一方の面に、ＩＴＯをスパッタリング法にて形成して所望の可撓性電極板を得た。透明導電層の表面抵抗は、４００Ω／□であった。０．２５ｍｍ幅のスリットを用いて測定した本可撓性電極板の透過像鮮明度は８５％、５５０ｎｍの光を用いて測定した光線透過率は８７％、ヘーズは０．８％であった。
他方、ガラス板上にＩＴＯを形成して剛性電極板を作製し、ＩＴＯ面全面に粒径５μｍのドットスペーサを５ｍｍの間隔で印刷した。この剛性電極板と上記可撓性電極板とをＩＴＯ層が対面するように対向配置し、四辺をシールして平面寸法１２ｃｍ×１６ｃｍのタッチパネル構造体を作製した。さらに、可撓性電極板の上面に厚さ２２０μｍの偏光フィルムを貼合して所望のタッチパネルを得た。
このタッチパネルを温度６０℃、相対湿度９０％の湿熱環境下に２５０時間置き（湿熱試験）、光学特性の変化を測定した。位相差値を４ｃｍおきに１２点測定したところ、最大値と最小値との差で表した面内の位相差のバラツキが、初期には４ｎｍであったが、湿熱試験後には８ｎｍであった。さらに、タッチパネルの下側に、上側偏光板と吸収軸が直交するように別の偏光板を配置し、面内での色調を目視にて観察したが、湿熱試験の前後で大きな変化は見られなかった。
実施例２
実施例１で得られたフィルムに対し、縦一軸延伸を行って位相差値１４２ｎｍ（測定波長５５０ｎｍ）の位相差フィルムを得た。この位相差フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして、透過像鮮明度が８６％、５５０ｎｍの光を用いて測定した光線透過率が８７％、ヘーズが０．８％である可撓性電極板を得た。
この可撓性電極板を用いた以外は実施例１と同様にしてタッチパネル構造体を組み立てた後、位相差フィルムの光軸と偏光板の吸収軸とが４５°の角度で交差するように位相差フィルム上に厚さ２２０μｍの偏光板を貼合して所望のタッチパネルを作製した。このタッチパネルについて実施例１と同様に湿熱試験を行って光学特性を測定したところ、面内の位相差値のバラツキは、初期には５ｎｍであったが、湿熱試験後では９ｎｍであった。また、面内での色調を目視にて観察したが、湿熱試験の前後で大きな変化は見られなかった。
実施例３
透明ポリカーボネートフィルムの代わりに、ビスフェノール成分として１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを用い、酸成分としてイソフタル酸とテレフタル酸との等モル混合物を用いて（ビスフェノール成分／酸成分モル比：ほぼ１：１）生成されたポリアリレート（ガラス転移温度：２７０℃、Ｃｒ値：０．６５）を用いた以外は、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。このタッチパネルについて実施例１と同様に湿熱試験を行って光学特性を測定したところ、位相差値の面内バラツキは、初期では５ｎｍであったが、湿熱試験後では、１１ｎｍであり、また面内の色調を目視にて観察したところ、色調変化は認められなかった。
実施例４
この実施例では、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンとビスフェノールＡ（モル比１：１）とからホスゲンを用いて生成されたポリカーボネートを用いた。このポリカーボネートの分子量は、ηＳＰ／Ｃ値で表して、０．８３（３２℃、０．３２ｇ／ｄＬクロロホルム）であり、そのガラス転移温度は１８４℃（ＤＳＣ）であった。
このポリカーボネートを塩化メチレン溶液に濃度１５重量％になるように溶解し、その溶液をＳＵＳ板上に流延し、室温で６０分放置した後、得られたフィルムを剥した。このフィルムを４辺固定治具に挟んで、１００℃で１０分間、さらに１４０℃で１０分間乾燥して厚さ約７５μｍの所望の透明フィルムを得た。この透明フィルムのＣｒ値は、０．６７であった。
このフィルムを自由端一軸延伸して４３０ｎｍの位相差値を有する位相差フィルムとした。この位相差フィルムにエポキシアクリレート系紫外線硬化型塗液を塗布する前にウレタン系アンダーコート剤を塗布硬化した以外は実施例１と同様にして所望の可撓性電極板を得た。この可撓性電極板の透過像鮮明度は８５％、５５０ｎｍの光を用いて測定した光線透過率は８６％、ヘーズは０．９％であった。
この可撓性電極基板を用いて実施例２と同様にしてタッチパネルを作製した。このタッチパネルについて実施例１と同じ湿熱試験を行って光学特性を測定したところ、面内の位相差バラツキは、初期では４ｎｍであったが、湿熱試験後では１０ｎｍであった。一方、タッチパネルの下側に、上側偏光板と吸収軸が直交するように別の偏光板を配置し、面内での色調を目視にて観察したが、湿熱試験の前後で大きな変化は見られなかった。
実施例５
実施例１で用いた芳香族ポリカーボネートと実施例３で用いた芳香族ポリエステルとの重量比１：１の混合物を濃度１５重量％となるように塩化メチレンに溶解し、その溶液をＳＵＳ板上に流延し、室温で６０分間放置した後、得られたフィルムを剥した。このフィルムを４辺固定治具に挟んで、１００℃で１０分間、さらに１４０℃で１０分間乾燥して厚さ約７５μｍの所望の透明フィルムを得た。この透明フィルムのＣｒ値は、０．６５であった。このフィルムを、自由端一軸延伸して４３０ｎｍの位相差値を有する位相差フィルムとした。
この位相差フィルムの両面に、エポキシアクリレート系紫外線硬化型塗液をウレタン系アンダーコート剤を介して塗布硬化させた。さらに一方の面に、ＩＴＯをスパッタリング法にて形成して所望の可撓性電極板を得た。ＩＴＯ層の表面抵抗は、４００Ω／□であった。また、本可撓性電極板の透過像鮮明度は８５％、５５０ｎｍの光を用いて測定した光線透過率は８６％、ヘーズは０．８％であった。
この可撓性電極板を用いた以外は実施例２と同様にして所望のタッチパネルを作製した。このタッチパネルについて実施例１と同様の湿熱試験を行い、光学特性を測定したところ、位相差の面内でバラツキが、初期は５ｎｍであったが、湿熱試験後では１１ｎｍであった。一方、タッチパネルの下側に、上側偏光板と吸収軸が直交するように別の偏光板を配置し、面内での色調を目視にて観察したが、湿熱試験の前後で大きな変化は見られなかった。
比較例１
ビスフェノールＡからホスゲンを用いて生成されたポリカーボネート（ガラス転移温度：１４９℃、Ｃｒ値：１．０）を用いた以外は、実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。このタッチパネルについて実施例１と同様に湿熱試験を行い、光学特性を測定したところ、位相差値の面内バラツキは、初期では５ｎｍであったが、湿熱試験後では２５ｎｍと大きく、面内の色調を目視にて観察したところ、周辺部に色調変化が認められた。
比較例２
７５μｍ厚を有するポリアリレートフィルム（Ｆ−１１００：鐘淵化学工業株式会社製）（Ｃｒ＝１．６５）を用いた以外は実施例１と同様にしてタッチパネルを作製した。このタッチパネルについて、実施例１と同様に湿熱試験を行い、光学特性を測定したところ、位相差値の面内バラツキは、初期では６ｎｍであったが、湿熱試験後では３３ｎｍと大きく、面内の色調を目視にて観察したところ、周辺部に大きな色調変化が認められた。
以上述べたように、本発明の透明フィルムを用いることにより、過酷な環境（特に高温・高湿環境）下で使用されても光学特性、特に位相差値の変化が少なく、従って色調変化も少ないタッチパネルを得ることができる。このタッチパネルは、外光反射防止性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
図は、タッチパネル一体型液晶表示装置を示す概略断面図である。
【図１】
0004177557.tif 000002