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KR100919077B1 - 고내구성을 갖는 터치패널 - Google Patents

고내구성을 갖는 터치패널

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Publication number
KR100919077B1
KR100919077B1 KR1020047002849A KR20047002849A KR100919077B1 KR 100919077 B1 KR100919077 B1 KR 100919077B1 KR 1020047002849 A KR1020047002849 A KR 1020047002849A KR 20047002849 A KR20047002849 A KR 20047002849A KR 100919077 B1 KR100919077 B1 KR 100919077B1
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KR
South Korea
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plate
transparent resin
touch panel
heat
upper electrode
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KR1020047002849A
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타카하타카주히코
하시모토타카오
니시카와카주히로
아사쿠라타케시
Original Assignee
니폰샤신인사츠가부시키가이샤
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Publication date
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Publication of KR100919077B1 publication Critical patent/KR100919077B1/ko

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Abstract

상기 상부전극판(1)이 유리 전이온도가 150℃ 이상의 특성을 갖는 두께 0.15~0.8mm의 광학 등방성인 내열 투명수지판(8)을 갖고, 상기 내열 투명수지판이 상기 1/4 파장판(9)에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있다.

Description

고내구성을 갖는 터치패널{TOUCH PANEL HAVING HIGH DURABILITY}
본 발명은 고온의 환경하에서 장시간 방치하여도 리타데이션(retardation) 변화에 의한 반사방지 특성의 열화가 일어나지 않고, 또한 쾌적한 입력 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 조립 시의 작업성이 양호한 고내구성을 갖는 터치패널에 관한 것으로, 특히 카내비게이션(car navigation) 등 으로서 이용되는 것이다.
PDA(personal digital assistant)나 휴대전화, 퍼스컴 등의 제품에 널리 이용되는 LCD, 유기 EL, CRT 등의 디스플레이에 관해, 그 전면에 터치패널을 배치하는 것이 종래로부터 행해져 오고 있다. 터치패널의 기본구성은 하면에 투명도전막으로 구성되는 상부전극이 설치된 상부전극판과, 상면에 투명도전막으로 구성되는 하부전극이 설치된 하부전극판을 양전극이 공기층을 매개로 대향시켜 표시영역 외(外)에서만 접착고정한 구조로 되어 있고, 공기층에 의해 절연되어 있는 양전극을 패널 표면의 일부를 압력을 주어 누름으로써 접촉시켜 전기적으로 도통시켜 입력할 수 있도록 한 것이다. 또한, 상기 상부전극판 및 상기 하부전극판은 각각 단층으로 구성되든지, 또는 복수의 층을 전체면 접착에 의해 적층하여 구성되어 있다.
그리고, 옥외에서 이용되는 용도에 대하여는, 외광의 반사를 방지하여 시인성을 향상시키기 위해, 상기 상부전극판(1)이 상기 상부전극(2)측으로부터 순서대로 1/4 파장판(9), 상기 1/4 파장판(9)의 광축과 흡수축이 45°또는 135°를 이루는 편광판(10)을 적어도 적층하여 되는 저반사 터치패널을 이용할 수 있다(도 4 참조). 1/4 파장판(9)과 편광판(10)에서 원(圓)편광 타입의 반사방지 필터를 형성시켜, 외부에서 입사한 광의 투명도전막에서의 반사를 효율 좋게 커트하는 것이다. 또한, 디스플레이가 LCD인 경우에는, 1/4 파장판(9)이 1장 만이라면, LCD 측에서 표시용으로서 입사하는 직선편광도 원편광으로 변화시켜 버리기 때문에, 더욱이 상기 상부전극판 중의 1/4 파장판(9)과 광축이 직교하는 1/4 파장판을 하부전극판(3) 중에 배치함으로써 위상을 취소시키고 있다. 결국, 하부전극(4) 측의 1/4 파장판에서 원편광으로 된 후, 상부전극(2) 측의 1/4 파장판(9)에서 다시 원래의 직선편광으로 되돌아간다.
근래에, 자동차 업계에서 카네비게이션이 보급되고 있고, 이들은 리모콘에 의한 화면조작을 주로 하고 있지만, 조작성을 보다 쾌적하게 하기 위해 디스플레이 화면상에 터치패널을 이용하는 것이 고려되고 있다. 이 경우, 일광 등의 옥외 광반사에 의해 시인성이 나빠지는 것을 방지하기 위해, 상기한 원편광 타입의 반사방지 필터를 갖는 터치패널이 필수로 된다. 그러나, 여름의 직사일광 아래, 창을 닫아 둔 차내에서는 70℃를 넘는 고온 환경 아래로 되는 일도 있고, 이 경우 장시간 방치하면 팽창을 일으키는데, 상부전극판(1) 중의 1/4 파장판(9)과 편광판(10)은 축형성시의 연장방향이 다르기 때문에, 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있는 상태에서 서로 다른 팽창방향(11)을 나타내어(도 5 참조), 터치패널의 상부전극판(1)에 굴곡이나 일그러짐이 발생할 염려가 있다. 또한, 상기 고온 환경하에서는, 상부전극판(1) 중의 1/4 파장판(9)의 팽창이 중앙부에서는 자유스러운 것에 대해, 주변부에서는 하부전극판(3)의 부분적인 접착고정의 영향을 받아 저해된다거나, 역으로 무리한 팽창을 강요 받거나 하기 때문에, 1/4 파장판(9)의 주변부에만 스트레스(12)가 걸리고(도 6 참조), 표시영역의 주변부 부근에서 1/4 파장판(9)의 리타데이션 값이 변화하여 반사방지 특성이 손상될 염려가 있다.
이 때문에, 카 네비게이션 용도로서는 상기 문제가 발생하지 않도록 상부전극판(1) 중에 유리판(13)을 배치하여 1/4 파장판(9)의 전체면에서 접합한 것이 있다(도 7 참조). 상부전극판(1)에서 유리판을 1/4 파장판(9)의 전체면에서 접합함으로써, 70℃를 넘는 고온의 환경하에서도 1/4 파장판(9) 및 편광판(10)은 거의 열팽창을 일으키지 않기 때문에, 굴곡이나 일그러짐이 없는 상태가 유지된다. 또한, 강성이 높은 유리판을 1/4 파장판(9)에 전체면에서 접합함으로써, 1/4 파장판(9)에 걸린 스트레스가 분산되기 때문에, 리타데이션 변화를 거의 일으키지 않아, 반사방지 특성을 손상하는 일이 적다.
그러나, 상부전극판(1)은 손가락이나 펜 등에 직접 닿는 부분이고, 상부전극판(1) 중에 유리판을 이용한 경우, 유리판의 강성을 높게 하기 위해 두께가 두꺼우면 펜이나 손가락에서의 입력이 무거워진다. 쾌적한 입력 조작을 행하기 위해서는 유리 두께를 극히 얇게 설정할 필요가 있다. 그러나, 이와 같은 두께의 유리판을 이용함으로써 매우 깨지기 쉽게 되기 때문에, 터치패널의 조립 시의 취급이 매우 곤란해지고, 또한 터치패널 입력 조작중에 유리가 파손될 가능성도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제를 해결하는 것에 있고, 고온의 환경하에서 장시간 방치해도 외관 형상의 변형이나 리타데이션 변화에 의한 반사방지 특성의 열화가 일어나지 않고, 또한 쾌적한 입력 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 조립 시의 작업성이 양호한 고내구성을 갖는 터치패널을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 고내구성을 갖는 저반사 터치패널을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 제2실시형태에 따른 고내구성을 갖는 저반사 터치패널을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 제3실시형태에 따른 고내구성을 갖는 저반사 터치패널을 나타낸 단면도,
도 4는 종래기술에 따른 저반사 터치패널을 나타낸 단면도,
도 5는 도 4의 저반사 터치패널의 상부전극판에 관해 고온의 환경하에서의 변화를 나타낸 분해평면도,
도 6은 도 4의 저반사 터치패널에 관해 고온의 환경하에서 상부전극판에 걸린 스트레스를 나타낸 단면도,
도 7은 종래기술에 따른 고내구성을 갖는 저반사 터치패널을 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 고내구성을 갖는 저반사 터치패널을 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 고내구성을 갖는 저반사 터치패널을 나타낸 단면도이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 이하와 같이 구성하고 있다.
본 발명의 제1태양에 의하면, 하면에 투명도전막으로 된 상부전극(2)이 설치된 상부전극판(1)과, 상면에 투명도전막으로 된 하부전극(4)이 설치된 하부전극판(3)을, 양 전극이 공기층(6)을 매개로 대향시켜져 표시영역 외에서만 접착고정한 것으로, 상기 상부전극판이 상기 상부전극측에서 순차적으로 1/4 파장판(9), 상기 1/4 파장판의 광축과 흡수축이 45° 또는 135°를 이루는 편광판(10)을 적어도 적층하여 된 터치패널에 있어서, 상기 상부전극판이, 유리 전이온도가 150℃ 이상, 흡수율이 1.3% 이하의 특성을 갖는 두께 0.15~0.8mm의 광학 등방성인 내열 투명수지판(8)을 갖추고, 상기 내열 투명수지판이 상기 1/4 파장판에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있는 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제2태양에 의하면, 상기 내열 투명수지판이 상기 1/4 파장판과 상기 편광판 사이에 배치되어 있는 제1태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제3태양에 의하면, 상기 내열 투명수지판이 상기 1/4 파장판의 아래쪽에 배치되어 있는 제1태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제4태양에 의하면, 상기 내열 투명수지판이 상기 편광판의 위쪽에 배치되어 있는 제1태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제5태양에 의하면, 상기 내열 투명수지판의 유리 전이온도가 170℃ 이상인 제1~4의 어느 한 태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제6태양에 의하면, 상기 내열 투명수지판의 두께가 0.2~0.7mm인 제1~4의 어느 한 태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제7태양에 의하면, 상기 내열 투명수지판의 흡수율이 1% 이하인 제1~4의 어느 한 태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제8태양에 의하면, 상기 상부전극판의 최상면으로 되는 상기 편광판 또는 상기 내열 투명수지판에 방습성 PET 필름을 저반사·방오(防汚)기능을 갖는 이지(梨地)층)으로서 배치하도록 한 제1~4의 어느 한 태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 제9태양에 의하면, 적어도 상기 상부전극판의 측단부 주위와 상기 하부전극판의 측단부 부근을 덮는 실층을 더 구비하도록 한 제1~4의 어느 한 태양에 기재된 고내구성을 갖는 터치패널을 제공한다.
본 발명의 기술을 계속하기 전에, 첨부 도면에서 동일한 부품에 관해서는 동일한 참조부호를 부여하고 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관해 상세히 설명한다. 도 1~도 3은 본 발명의 제1~제3실시형태에 따른 고내구성을 갖는 저반사 터치패널을 나타낸 단면도이다. 도면 중, 참조부호 1은 상부전극판, 2는 상부전극, 3은 하부전극판, 4는 하부전극, 5는 일예로서 양면점착 테이프 등의 점착층, 6은 공기층, 7은 스페이서(spacer), 8은 내열 투명수지판, 9는 1/4 파장판, 10은 편광판을 각각 나타낸다.
터치패널의 구조는 하면에 투명도전막으로 구성되는 상부전극(2)이 설치된 상부전극판(1)과, 상면에 투명도전막으로 구성되는 하부전극(4)이 설치된 하부전극판(3)을, 양 전극이 공기층(6)을 매개로 대향시켜져 표시영역 외에서만 접착고정한 것이 기본이고, 원편광 방식의 저반사 터치패널의 경우, 상기 상부전극판(1)으로서 상기 상부전극(2)측에서 순차적으로 1/4 파장판(9), 상기 1/4 파장판(9)의 광축과 흡수축이 45° 또는 135°를 이루는 편광판(10)을 적어도 적층하여 이루어지는 것이 이용된다. 또한, 상기 상부전극판(1) 및 상기 하부전극판(3)은 각각 단층으로 구성되든지 또는 복수의 층을 전체면 접착에 의해 적층하여 구성되고 있다. 본 발명의 제1~제3실시형태의 특징은 이와 같은 저반사 터치패널에 관해 상기 상부전극판(1)이 유리 전이온도가 150℃ 이상의 특성을 갖는 두께 0.15~0.8mm의 광학등방성의 내열 투명수지판(8)을 갖고, 상기 내열 투명수지판(8)이 상기 1/4 파장판(9)에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있는(도 1~도3 참조) 것으로 된다. 또한, 본 발명의 각 실시형태에 있어서, 「판」이란 시트(sheet)나 필름 등의 얇은 것도 포함한다.
상기 1/4 파장판(9)은 직선편광을 분해한 서로 직교하는 2 성분의 편광에 시간적인 위상의 어긋남(위상차)을 줌으로써, 직선편광을 원편광 또는 거의 원편광으로 변환하는 기능을 갖는 것이고, 일방의 편광성분을 타방의 편광성분으로부터 1/4 파장 만큼 위상을 지연시킨다. 이러한 1/4 파장이란 가시광 영역(약 400nm~700nm)의 중심파장(약 550nm)에 대한 것이다. 1/4 파장판(9)으로서는 폴리 카보네이트(poly carbonate), 폴리 아릴레이트(poly allylate), 폴리 에테르술폰(poly ethersulfone), 폴리 술폰(poly sulfone), 또는 노르보넨(norbornene)계 수지 등의 투명수지판을 일축 연신하고, 이러한 연신방향(광축방향)인 x 방향의 굴절율과, x 방향에 직교하는 y 방향의 굴절율 및, 두께 방향, 즉 x 방향과 y 방향에 직교하는 z 방향의 굴절율을 제어함으로써 주어진 것이 이용된다.
1/4 파장판(9)은 상면의 편광판(10)과 조합하여 원편광 타입의 반사방지 필터를 형성하고 있다. 옥내의 형광등이나 옥외의 광 등의 외부로부터의 광은 편광판(10)을 통해 직선편광으로 되고, 1/4 파장판(9)을 투과함으로써 원편광으로 되지만, 투명 도전막에서 반사하여도 원편광이 다시 1/4 파장판(9)을 통과하여 편광판(10)의 투과축과 수직한 직선편광으로 되기 때문에 반사광이 억제된다. 또한, 1/4 파장판(9)은 펜이나 손가락에 의한 입력을 용이하게 하기 위해 가요성(可撓性)을 구비하고 있는 것이 이용된다.
1/4 파장판(9)의 상면에 배치되는 편광판(10)의 흡수축은 1/4 파장판(9)의 광축(7)과 45° 또는 135°를 이루도록 형성된다. 편광판(10)으로서는 일반적으로 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol) 판에 요오드(iodine)계, 염료 등의 이색성 색소를 함침(含浸)시켜 연장하고, 그 양면에 셀룰로오스(cellulose)계 또는 아크릴(acryl)계의 보호막을 피복한 것 등이 이용된다.
상기 1/4 파장판(9)과 상기 편광판(10) 및/또는, 상기 1/4 파장판(9)과 상기 내열 투명수지판(8)은 직접 전체면에서 접합되어도 되고(도 1~도3 참조), 광학 등방성의 투명수지판을 매개로 간접적으로 접합되어도 된다. 접합에 이용되는 점착제로서는 아크릴산 에스테르 공중합체 등의 아크릴계 수지, 우레탄(urethane)계 수지, 실리콘계 수지, 고무계 수지, 수성, 또는 UV 경화 점착제 등이 있다. 또한, 상기 광학 등방성의 투명수지판의 재료로서는, 폴리 카보네이트, 폴리 아릴레이트, 폴리 에테르술폰, 폴리 술폰, 또는 노르보넨계 수지 등의 투명성이 우수한 것이 바람직하다. 본 발명의 상기 실시형태에 있어서 광학 등방성이란 리타데이션 값이 10nm 이하의 것을 가리키고, 바람직하게는 5nm 이하의 것을 말한다.
상기 내열 투명수지판(8)의 재질로서는, 폴리 카보네이트 수지, 노르보넨계 수지, 에폭시계 수지, 실록산계 수지, 폴리 아릴레이트 수지, 폴리 에테르술폰 수지, 폴리 술폰 수지, 또는 자외선 경화성 아크릴 수지 또는 에폭시 아크릴 수지 등의 내열 아크릴 수지 등의 광학 등방성의 투명수지 중에서, 유리 전이온도가 150℃ 이상인 것을 0.15~0.8mm의 두께로 성형하여 이용한다.
본 발명의 상기 실시형태의 내열 투명수지판(8)은 상부전극판(1)의 일 구성층으로서 1/4 파장판(9) 및 편광판(10)과 전체면에서 접합함으로써, 유리판과 동일하게 여름의 직사 일광하에서 창을 닫아 둔 때의 차내와 같이 70℃를 넘는 고온의 환경하에서, 또는 비가 오는 날 등 습도가 80%를 넘는 고온고습 환경하에서도 1/4 파장판(9) 및 편광판(10)의 열팽창을 거의 억제하고, 굴곡이나 일그러짐이 발생하지 않는 안정한 상태를 유지시키는 것이다. 그러므로, 상기 고온 또는 고습도의 환경하에서도 열에 의한 변형을 일으키지 않는 재료가 필요하다. 그러한 지표가 유리 전이온도와 흡수율이고, 유리 전이온도가 150℃ 이상, 흡수율이 1.3% 이하의 광학 등방성인 투명수지판이면, 본 발명의 각 실시형태의 내열 투명수지판(8)으로서 이용할 수 있다. 보다 바람직하게는, 유리 전이온도가 170℃ 이상의 내열 투명수지판(8)을 이용한다. 여기서, 내열 투명수지판(8)의 흡수율을 1.3% 이하로 하는 이유로서는 내열 투명수지판(8)의 흡수율이 1.3%를 넘으면, 편광판(10)을 통해 침입한 수분 또는 측면에서 침입한 수분에 의해 내열 투명수지판(8)이 변형을 일으켜버릴 가능성이 있고, 내열 투명수지판(8)이 변형을 일으키면 편광판(10)이나 1/4 파장판(9)을 내열 투명수지판(8)에 의해 유지하는 것이 가능하지 않기 때문이다. 또한, 상기 이유에 의해, 내열 투명수지판(8)과 더불어 상부전극판도 변형을 일으켜버려, 상부전극판이 하부전극판과 접촉하여 절연불량을 일으켜버릴 가능성이 있기 때문이다. 이에 대해, 내열 투명수지판(8)의 흡수율을 1.3% 이하로 함으로써, 약간의 변형이 내열 투명수지판(8)에 일어나도 상부전극판(1)이 하부전극판(3)과 접촉할 필요는 없기 때문에, 터치패널의 성능상 문제는 일으키지 않는다.
더욱이, 내열 투명수지판(8)의 흡수율은 상기 1.3% 이하 중, 1% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 이유는 흡수율을 1% 이하로 함으로써, 편광판(10)을 통해 침입한 수분 또는 측면에서 침입한 수분에 의한 내열 투명수지판(8)의 변형이 거의 일어나지 않고, 편광판(10)이나 1/4 파장판(9)을 내열 투명수지판(8)에 의해 보다 확실하게 유지하는 것이 가능하기 때문이다.
이에 대해, 종래에는 이와 같은 내열 투명수지판이 없기 때문에, 편광판이 흡수한다면, 흡수에 의해 편광판이 변형을 일으키고, 1/4 파장판이 그 스트레스를 끊임없이 받아 상부전극판도 변형을 일으키고, 그 결과 리타데이션 변화에 의한 색 얼룩이 발생할 염려가 있다. 또한, 변형한 상부전극판이 하부전극판과 접촉함으로써 절연불량을 일으키는 등, 터치패널의 성능에 지장을 초래한 것으로 되어 있다.
이에 대해, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이, 흡수율 1.3% 이하의 내열 투명수지판(8)을 배치함으로써, 편광판(10)을 통해 침입한 수분의 영향을 내열 투명수지판(8)이 지나치게 받지 않기 때문에, 내열 투명수지판(8)이 변형을 일으키기 어렵고, 편광판(10)의 팽창이나 변형에 대해 스트레스를 유지할 수 있으며, 상부전극판(1)이 하부전극판(3)과 접촉하는 일이 없기 때문에, 터치패널의 성능을 손상시키지 않게 된다.
또한, 1/4 파장판(9) 및 편광판(10)에 굴곡이나 일그러짐이 발생하지 않는 안정한 상태를 유지시키기에는, 상기 내열 투명수지판(8)의 두께는 0.15mm 이상 필요하다. 유리 전이온도가 150℃ 이상이라도 두께가 0.15mm 미만이면, 내열 투명수지판(8) 자체는 열에 의한 변형을 일으키지 않지만, 1/4 파장판(9) 및 편광판(10)의 변형하려고 하는 힘에 대해 견딜 수 없기 때문이다. 보다 바람직하게는, 두께는 0.2mm 이상의 내열 투명수지판(8)을 이용한다.
또한, 본 발명의 각 실시형태의 내열 투명수지판(8)은 두께를 0.8mm 이하로 설정한다면, 유리판에 비해 가요성이 높기 때문에, 상기 상부전극판(1)의 일 구성층으로서 삽입하여도 충분히 펜이나 손가락에서의 입력을 가볍게 행할 수 있는 것이다. 보다 바람직하게는, 두께가 0.7mm 이하의 내열 투명수지판(8)을 이용한다. 더욱이, 유리판과 다르게 깨지는 것이 없기 때문에, 터치패널의 조립 시의 취급이 대단히 용이해 지고, 또한 터치패널 입력 조작 중에 파손할 가능성도 없다. 또한, 롤(roll) 가공도 가능해 지고, 접합 시의 탈포(脫泡) 처리등이 용이해 진다.
하기의 표 1은 사이즈 130mm X 100mm, 유리 전이온도 195℃의 상기 내열 투명수지판 A~C와 유리판에 관해 상면중앙부에 φ20mm의 강구(鋼球)를 두고, 이것을 가압한 때의 휨량을 나타낸 것이다.
두께(mm) 정압(gf) 휨량(mm)
유리판 0.2 200 0.9
내열 투명수지판A 0.2 200 2.7
내열 투명수지판B 0.4 200 1.7
내열 투명수지판C 0.8 200 1.1
동일한 두께의 내열 투명수지판(A)과 유리판은 정압 조건이 동일 조건에서 휨량에 3배의 차이가 있다. 또한, 두께 0.2mm의 유리판은 내열 투명수지판(C)의 두께를 상한인 0.8mm 까지 두껍게 한 것과 비교해도 휨량이 작아, 쾌적한 입력 조작을 행하기 위해서는 두께를 0.2mm 미만으로 설정할 필요가 있고, 결과로서 매우 깨지기 쉬워진다.
상기 내열 투명수지판(8)은 상부전극판(1)에 있어서, 상기 1/4 파장판(9)과 상기 편광판(10)의 사이에 배치되어도 되고(도 3참조), 상기 1/4 파장판(9)의 상부전극(2) 측에 배치되어도 되고(도 1 참조), 상기 편광판(10)의 상부전극(2)과는 반대측에 배치되어도 된다(도 2 참조). 또한, 이들의 경우, 내열 투명수지판(8)과 1/4 파장판(9)이나 편광판(10) 사이에 광학 등방성의 투명수지판을 매개로 있어도 된다.
이상과 같은 상부전극판(1)의 하면에 상부전극(2)으로서 설치되는 투명도전막의 재료로서는, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 안티몬(antimon), 산화 아연, 산화 카드뮴, 또는 ITO 등의 금속산화물이나, 금, 은, 동, 주석, 니켈, 알루미늄, 또는 팔라듐(palladium) 등의 금속의 얇은 막이 이용된다. 투명전도막의 상기 상부전극판(1)에의 형성방법으로서는, 진공증착법, 스파터링(spattering)법, 이온 플레이팅(plating)법, 또는 CVD법 등이 이용된다. 하부전극판(3)의 상면에 하부전극(4)으로서 설치되는 투명도전막에 관해서도 동일하다.
다음으로, 하부전극판(3)에 관해 설명한다. 하부전극판(3)은 단층으로 구성되든지 또는 복수의 층을 전체면 접착에 의해 적층하여 구성되어 있다. 예컨대, 상기한 광학 등방성의 투명수지판과 다른, 유리판, 또는 이들의 적층체를 이용할 수 있다. 또한, 디스플레이가 LCD인 경우에는, 1/4 파장판(9)이 1장 만이라면, LCD 측에서 표시용으로서 입사하는 직선 편광도 원편광으로 변형되어 버리기 때문에, 더욱이 상기 상부전극판(1) 중의 1/4 파장판(9)과 광축이 직교하는 1/4 파장판을 하부전극판(3) 중에 배치함으로써 위상을 취소하게 한다. 이 경우, 1/4 파장판 단층으로 하부전극판(3)을 구성해도 되고, 광학 등방성의 투명수지판이나 유리판과의 적층체로 하부전극판(3)을 구성해도 된다. 또한, 디스플레이가 LCD인 경우에도, 그러한 LCD의 표면에 2장 째의 1/4 파장판을 설치한다면, 본 발명의 상기 실시형태의 터치패널의 하부전극판(3) 중에 2장 째의 1/4 파장판을 설치하지 않아도 된다.
또한, 상부전극(2)이 설치된 상기 상부전극판(1)과 하부전극(4)이 설치된 상기 하부전극판(3)은, 통상적으로 양면 점착 테이프나 투명 점착재 등의 점착층(5)에 의해 표시영역 외에서만 접착고정되고, 표시영역에는 공기층(6)이 남는다. 이 경우, 상기 1/4 파장판(9)이 상부전극판(3)과 직접적 또는 광학 등방성의 투명수지판을 매개로 간접적으로 표시영역 외에서만 접착고정되는 것으로 되므로, 저반사 터치패널의 반사방지 특성을 유지하기 위해서는, 고온의 환경하에서 1/4 파장판(9)의 주변부에만 스트레스가 걸리지 않도록 하지 않으면 않된다. 본 발명의 상기 실시형태에 있어서는, 상기 상부전극판(1)이 먼저 설명한 내열 투명수지판(8)을 갖고, 상기 내열 투명수지판(8)이 상기 1/4 파장판(9)에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있으므로, 1/4 파장판(9)에 걸리는 스트레스를 분산하고, 리타데이션 변화를 거의 일으키지 않게 할 수 있다. 즉, 반사방지 특성을 손상하는 일이 작다.
또한, 터치패널의 면적이 큰 경우, 상부전극(2)이 설치된 상부전극판(1)이 스스로의 무거움으로 하부전극(4)이 설치된 하부전극판(3)에 접촉하는 것을 방지하기 위해, 상부전극(2) 또는 하부전극(4)의 어느 한쪽의 표면에 미세한 도트 모양의 스페이서(7)가 형성된다. 이 스페이서(7)로서는, 투명한 광 경화형수지를 포토 프로세스(photo process)로 미세한 도트 모양으로 형성하여 얻을 수 있다. 또한, 인쇄법에 의해 미세한 도트를 다수 형성하여 스페이서(7)로 할 수도 있다.
또한, 상부전극판(1)의 최상면으로 되는 편광판(10) 또는 상기 내열 투명수지판(8)에 저반사처리, 방오(防汚)처리, 이지(梨地)처리(satin treatment)를 행할 수 있다. 또는, 이들의 처리를 행한 필름을 저반사, 방오기능이 있는 이지층(20)으로서, 편광판(10) 또는 상기 내열 투명수지판(8) 상에 점착제 등을 매개로 접합해도 된다(도 1 및 도 2의 1점쇄선 참조). 여기서, 저반사 처리로서는 플루오르계 수지나 실리콘 수지등을 이용한 저반사 재료를 도포하거나, 금속의 다층막을 진공증착법이나 스파터링법 등으로 형성하는 것을 들 수 있다. 상기 필름은 방습성이 있는 것이 바람직하다. 예컨대, 40㎛~80㎛ 두께의 PET(Polyethylene terephthalate) 필름을 이용하고, 편광판(10) 또는 상기 내열 투명수지판(8)에 방습, 저반사, 방오기능이 있는 이지층(20)을 형성하는 것이 좋다. PET 필름은 방습성이 우수하기 때문에, 편광판(10)의 상면에 부착함으로써, 상부전극판(1)으로의 수분의 진입을 방지하는 것이 가능하다. PET 필름은 사전에 열처리하는 것으로 저수축화한 것을 이용해도 된다. 방오처리로서는 플루오르계 수지등을 이용한 방오재료를 도포하는 것을 들 수 있다. 이지처리로서는 샌드 블라스트(sand blast) 가공, 엠보싱(embossing) 가공, 매트 코팅(mat coating) 가공, 또는 에칭 가공 등을 들 수 있다.
도 1~도 3의 상기 제1~제3실시형태 중, 보다 바람직한 것은 도 3의 구성이고, 편광판(10)과 1/4 파장판(9) 사이에 내열 투명수지판(8)을 배치함으로써, 각각의 광학판에 대해 내열 투명수지판(8)이 지지판으로 되기 때문에, 고온고습의 환경하에서도 편광판(10)이나 1/4 파장판(9)의 팽창이 억제되고, 리타데이션의 변화나 광학 특성의 열화를 일으키기 어렵다. 또한, 도 1, 도 2의 제1 및 제2실시형태에 관해서는, 편광판(10)과 1/4 파장판(9)이 직접 접합되어 있기 때문에, 도 3의 구성에 비해 굴곡이나 일그러짐을 일으키기 쉬워 지지만, 이 경우는 도 2의 구성에 대해 내열 투명수지판(8)의 두께를 두껍게 함으로써 적절히 대응할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 다른 실시형태로서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상부전극판(1)과 하부전극판(3)이 대략 동일 형상인 경우, 상부전극판(1)과 하부전극판(3)의 측단부 주위를 덮도록 실(seal)재를 도포하여 실층(21)을 형성하도록 해도 된다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태로서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상부전극판(1)이 하부전극판(3) 보다도 작은 경우, 상부전극판(1)의 단부 주위와 하부전극판(3)의 가장자리부 주위를 덮도록 실재를 도포하여 실층(22)을 형성하도록 해도 된다. 실재의 종류로서는, UV 경화수지, 열·UV 병용 경화수지, 아크릴계, 에폭시계, 우레탄계, 또는 실리콘계 등의 열경화 수지가 바람직하다. 실 방법으로서는 디스펜스(dispense) 법이 예시된다. 이와 같이, 실층(21,22)에 의해 상부전극판(1) 등의 단부로부터의 수분의 침입을 방지할 수 있고, 양면 점착 테이프 또는 투명 점착재 등의 점착층(5)의 열화를 방지할 수 있다. 고온고습의 환경하에서도 영향을 받기 어렵고, 상부전극판(1)과 하부전극판(3)을 접착시키고 있는 양면 점착 테이프 또는 투명 점착재 등의 점착층(5)이 벗겨졌다고 해도, 더욱이 실층(21,22)으로 유지하고 있기 때문에, 터치패널 특성을 손상시키지 않는다.
상기 각 실시형태에 의하면, 원편광 타입의 반사방지 필터를 갖는 터치패널에 있어서, 상부전극판(1)이 유리 전이온도가 150℃ 이상의 특성을 갖는 두께 0.15~0.8mm의 광학 등방성의 내열 투명수지판(8)을 갖고, 상기 내열 투명수지판(8)이 상기 1/4 파장판(9)에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있으므로, 유리판과 마찬가지로, 여름의 직사 일광하에서 창을 닫아 둔 때의 차내와 같이 70℃를 넘는 고온의 환경하에서도 1/4 파장판(9) 및 편광판(10)의 열팽창을 거의 억제할 수 있고, 굴곡이나 일그러짐이 발생하지 않는 안정한 상태를 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 내열 투명수지판(8)이 상기 1/4 파장판(9)에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있으므로, 유리판과 마찬가지로 상기 고온의 환경하에서도 1/4 파장판(9)에 걸린 스트레스를 분산하여, 리타데이션 변화를 거의 일으키지 않게 할 수 있다. 즉, 반사방지 특성을 손상시키는 것이 작다.
따라서, 고온의 환경하에서 장시간 방치해도 외관 형상의 변형이나 리타데이션 변화에 의한 반사방지 특성의 열화가 일어나지 않고, 또한 쾌적한 입력 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 조립 시의 작업성이 양호한 고내구성을 갖는다.
더욱이, 내열 투명수지판(8)이 유리판과 비해 가요성이 높기 때문에, 펜이나 손가락으로의 입력이 가벼워져 쾌적한 입력 조작을 행할 수 있다.
또한, 내열 투명수지판(8)이 얇은 유리판과 달리 깨지기 어렵기 때문에, 터치패널의 조립 시의 취급이 매우 용이해지고, 또한 터치패널 입력 조작 중에 유리가 파손될 염려가 없다.
더욱이, 고온의 환경하에서 장시간 방치해도 외관 형상의 변형이나 리타데이션 변화에 의한 반사방지 특성의 열화가 일어나지 않고, 또한 쾌적한 입력 조작을 행할 수 있으며, 더욱이 조립 시의 작업성이 양호한 고내구성을 갖는다.
본 발명의 고내구성을 갖는 터치패널은 이상과 같은 구성으로 구성되기 때문에, 다음과 같은 효과를 갖는다.
즉, 원편광 타입의 반사방지 필터를 갖는 터치패널에 있어서, 상부전극판이 유리 전이온도가 150℃ 이상의 특성을 갖는 두께 0.15~0.8mm의 광학 등방성의 내열 투명수지판을 갖고, 상기 내열 투명수지판이 상기 1/4 파장판에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되고 있으므로, 유리판과 마찬가지로, 여름의 직사 일광하에서 창을 닫아 둔 때의 차내와 같이 70℃를 넘는 고온의 환경하에서도 1/4 파장판 및 편광판의 열팽창을 거의 억제하고, 굴곡이나 일그러짐이 발생하지 않는 안정한 상태를 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 내열 투명수지판이 상기 1/4 파장판에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되고 있으므로, 유리판과 마찬가지로, 상기 고온의 환경하에서도 1/4 파장판에 걸린 스트레스를 분산하고, 리타데이션 변화를 거의 일으키지 않게 할 수 있다. 즉, 반사방지 특성을 손상시키는 것이 작다.
더욱이, 내열 투명수지판이 유리판에 비해 가요성이 높기 때문에, 펜이나 손가락으로의 입력이 가벼워 지고, 쾌적한 입력 조작을 행할 수 있다.
또한, 흡수율 1.3% 이하의 내열 투명수지판을 가짐으로써, 편광판을 통해 침입한 수분의 영향을 내열 투명수지판이 거의 받지 않기 때문에 내열 투명수지판이 변형을 일으키기 어렵고, 편광판의 팽창이나 변형에 대해 그 스트레스를 유지할 수 있고, 상부전극판이 하부전극판과 접촉하는 일이 없기 때문에, 터치패널의 성능을 손상시키지 않게 된다. 여기서, 내열 투명수지판의 흡수율을 1.3% 이하로 하는 이유는 내열 투명수지판의 흡수율이 1.3%를 넘으면, 편광판을 통해 침입한 수분 또는 측면에서 침입한 수분에 의해 내열 투명수지판이 변형을 일으켜버릴 가능성이 있고, 내열 투명수지판이 변형을 일으켜 버리면 편광판이나 1/4 파장판을 내열 투명수지판에 의해 유지하는 것이 가능하지 않기 때문이다. 또한, 상기 이유에 의해, 내열 투명수지판과 더불어 상부전극판도 변형을 일으켜 버리고, 상부전극판이 하부전극판과 접촉하여 절연불량을 일으켜 버릴 가능성이 있기 때문이다. 이에 대해, 내열 투명수지판의 흡수율을 1.3% 이하로 함으로써, 약간의 변형이 내열 투명수지판에 일어나도 상부전극판이 하부전극판과 접촉할 가능성은 없기 때문에, 터치패널의 성능상 문제는 일어나지 않는다.
더욱이, 내열 투명수지판의 흡수율은 상기 1.3% 이하 중, 1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 흡수율을 1% 이하로 함으로써, 편광판을 통해 침입한 수분 또는 측면에서 침입한 수분에 의한 내열 투명수지판의 변형이 거의 일어나지 않고, 편광판이나 1/4 파장판을 내열 투명수지판에 의해, 보다 확실하게 유지하는 것이 가능하기 때문이다.
이에 대해, 종래에는 이와 같은 내열 투명수지판이 없기 때문에, 편광판이 흡수한다면, 흡수에 의해 편광판이 변형을 일으키고, 1/4 파장판이 그 스트레스로 끊어지지 않아, 상부전극판도 변형을 일으키고, 그 결과 리타데이션 변화에 의한 색 얼룩이 발생할 염려가 있다. 또한, 변형한 상부전극판이 하부전극판과 접촉함으로써 절연불량을 일으키는 등, 터치패널의 성능에 지장을 초래한 것으로 되어 있다. 이와 같은 문제는 본 발명에 의하면 해소될 수 있다.
또한, 내열 투명수지판이 얇은 유리판과 달리 깨지기 어렵기 때문에, 터치패널의 조립 시의 취급이 매우 용이해지고, 또한 터치패널 입력 조작 중에 유리가 파손될 염려가 없다.
또한, 상기 여러가지 실시형태 중의 임의의 실시형태를 적절히 조합시킴으로써, 각각이 갖는 효과를 달성하도록 할 수 있다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시형태에 관련하여 충분히 기재되어 있지만, 이 기술이 숙련된 사람들에게는 여러가지의 변형이나 수정은 명백하다. 이와 같은 변형이나 수정은 첨부한 청구범위에 의한 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한에서 그 안에 포함된다고 이해되는 것이 당연하다.

Claims (9)

  1. 하면에 투명도전막으로 된 상부전극(2)이 설치된 상부전극판(1)과, 상면에 투명도전막으로 된 하부전극(4)이 설치된 하부전극판(3)을, 양 전극이 공기층(6)을 매개로 대향시켜져 표시영역 외에서만 접착고정한 것으로, 상기 상부전극판이 상기 상부전극측에서 순차적으로 1/4 파장판(9), 상기 1/4 파장판의 광축과 흡수축이 45° 또는 135°를 이루는 편광판(10)을 적어도 적층하여 된 터치패널에 있어서,
    상기 상부전극판이, 유리 전이온도가 150℃ 이상, 흡수율이 1.3% 이하의 특성을 갖는 두께 0.15~0.8mm의 광학 등방성인 내열 투명수지판(8)을 갖추고, 상기 내열 투명수지판이 상기 1/4 파장판에 직접적 또는 간접적으로 전체면에서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내열 투명수지판(8)이 상기 1/4 파장판(9)과 상기 편광판(10) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내열 투명수지판(8)이 상기 1/4 파장판(9)의 아래쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 내열 투명수지판(8)이 상기 편광판(10)의 위쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 투명수지판(8)의 유리 전이온도가 170℃ 이상인 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 투명수지판(8)의 두께가 0.2~0.7mm인 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 투명수지판(8)의 흡수율이 1% 이하인 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부전극판(1)의 최상면으로 되는 상기 편광판(10) 또는 상기 내열 투명수지판(8)에 방습성 PET 필름을 저반사·방오(防汚)기능을 갖는 이지(梨地)층(20)으로서 배치하도록 한 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 상부전극판(1)의 측단부 주위와 상기 하부전극판(3)의 측단부 부근을 덮는 실층(21,22)을 더 구비하도록 한 것을 특징으로 하는 고내구성을 갖는 터치패널.
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