DE69932826T2

DE69932826T2 - Transparentes touch panel und flüssigkristalldisplay mit einem transparenten touch panel

Info

Publication number: DE69932826T2
Application number: DE69932826T
Authority: DE
Inventors: Sadao Kobe-shi FUJII; Keizo Otsu-shi Asaoka; Toshihiko Settsu-shi Hikida
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: US20010008433A1; DE69932826D1; EP1103885B1; EP1103885A4; US6411344B2; EP1103885A1; WO1999066391A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine transparente Berührungsfläche (nachstehend als Touch Panel bezeichnet), die geeignet verhindert, dass die visuelle Erkennbarkeit aufgrund von Reflexion von Außenlicht abnimmt, wenn das transparente Touch Panel an einer Flüssigkristallzelle montiert ist, und ein mit einem transparenten Touch Panel ausgestattetes Flüssigkristalldisplay.
In den vergangenen Jahren haben Flüssigkristalldisplayelemente zunehmend Beachtung als Bilddarstellungselemente gefunden. Ein Flüssigkristalldisplayelement ist beispielsweise für ein tragbares Notebook, ein Informationsendgerät, einen Sucher für eine Videokamera und einen Monitor für ein Fahrzeugnavigationsgerät verwendbar. Außerdem ist in den letzten Jahren ein Eingabesystem erwünscht, in dem ein transparentes Touch Panel auf einem Displayelement angeordnet ist, um eine Eingabeoperation vorzunehmen, während der Displaybildschirm betrachtet wird. Es ist ein Touch Panel mit einer Widerstandsschicht bekannt. Ein herkömmliches Touch Panel mit einer Widerstandsschicht, das unter Verwendung eines Polyethylenterephthalat(PET)films mit einer darauf ausgebildeten transparenten leitfähigen Schicht und einer Glasplatte mit einer darauf ausgebildeten transparenten leitfähigen Schicht hergestellt wird, ist auf einem Flüssigkristalldisplayelement überlagert angeordnet.
Andererseits sind mit der zunehmenden Verwendung von Touch Panels ein verbesserter Kontrast des Displays und eine Funktion zum Verhindern von Reflexion von Außenlicht erfor derlich geworden. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird versucht, das Touch Panel und das Flüssigkristalldisplay integral auszubilden. Beispielsweise ist in der JP-A-10-48625 ein Flüssigkristalldisplay dargestellt. In diesem Dokument wird vorgeschlagen, ein Touch Panel zwischen einer Polarisationsplatte an der Displayseite und einer Flüssigkristallzelle zu anzuordnen, wobei die Flüssigkristallzelle ein zwischen transparenten Elektrodensubstraten dicht eingeschlossenes Flüssigkristallmaterial aufweist. Außerdem erfährt das im Touch Panel angeordnete transparente leitfähige Substrat eine einer 1/4 Wellenlänge des sichtbaren Lichts entsprechende Retardation oder Phasenverschiebung. Alternativ wird ein Retardationsfilm mit dem transparenten leitfähigen Substrat verbunden, um das durch das Einfügen des Touch Panels erzeugte intern reflektierte Licht zu verhindern.
Es ist wichtig, dass der Retardationsfilm eine gleichmäßige Retardation aufweist, weil die optischen Eigenschaften des Retardationsfilms den Polarisationszustand des Lichts beeinflussen. Der in der Vergangenheit für ein Touch Panel verwendete PET-Film ist ein kristalliner Kunststofffilm und daher teilweise innerhalb des Films kristallisiert. Daher sind die Moleküle ungleichmäßig ausgerichtet, was zu einer großen Ungleichmäßigkeit der Retardation führt. Daraus folgt, dass der PET-Film für den vorstehend beschriebenen Zweck nicht verwendet werden kann. Daher wird untersucht, einen aus einem amorphen Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Polycarbonat, Polyarylat, Polysulfon, Polyethersulfon oder modifiziertes Polyolefin mit einem Norbonen-Skelett, hergestellten Film zu verwenden.
Durch ein Touch Panel, in dem irgendeiner dieser Filme verwendet wird, kann, betrachtet in eine Richtung senkrecht zur Displayoberfläche, eine erwünschte Verbesserung der optischen Eigenschaften erzielt werden. D.h., im Vergleich zu dem Fall, in dem das Touch Panel dem Flüssigkristalldisplay überlagert ist, ist der Kontrast verbessert und das reflektierte Licht unterdrückt, so dass ein Displaybildschirm bereitgestellt wird, der sehr leicht betrachtbar ist. Wenn die Displayoberfläche jedoch bei einer Farbdarstellung oder einer Graustufendarstellung schräg betrachtet wird, werden die Farben oder Graustufen bzw. Grauwerte im Vergleich zum vor der Integration des Touch Panels auf dem Flüssigkristalldisplay dargestellten Bild invertiert. In einem Extremfall wird die monochromatische Darstellung invertiert, oder die Farbbalance der Farbdarstellung bricht zusammen, wodurch in der Praxis Probleme auftreten, wie beispielsweise eine Verschlechterung der Qualität des dargestellten Bildes und eine minderwertige Betrachtungswinkelcharakteristik für das dargestellte Bild.
In der EP-A-0740181 wird die Verwendung eines aus einem amorphen Kunststoffmaterial hergestellten Retardationsfilms beschrieben.
Als Ergebnis umfangreicher Untersuchungen, die ausgeführt wurden, um zu versuchen, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, haben die vorliegenden Erfinder festgestellt, dass eine Schwierigkeit auf den optischen Eigenschaften des im Touch Panel verwendeten Retardationsfilms basiert. Es hat sich gezeigt, dass die vorstehend erwähnten Probleme erfindungsgemäß gelöst werden können, indem an Stelle des durch übliches einachsiges Ziehen erhaltenen Retardationsfilms ein Retardationsfilm verwendet wird, dessen optische Eigenschaften in einem höheren Maß gesteuert worden sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen eines mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen transparenten Touch Panels ausgestatteten Flüssigkristalldisplays;
2 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen eines mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen transparenten Touch Panels ausgestatteten Flüssigkristalldisplays;
3 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen eines mit einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen transparenten Touch Panels ausgestatteten Flüssigkristalldisplays;
4 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen eines mit einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen transparenten Touch Panels ausgestatteten Flüssigkristalldisplays;
5 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen eines mit einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen transparenten Touch Panels ausgestatteten Flüssigkristalldisplays;
6 zeigt die relative Anordnung der Komponenten des mit einem erfindungsgemäßen transparenten Touch Panel ausgestatteten Flüssigkristalldisplays, wobei Pfeile die nx-Richtung des Retardationsfilms oder die Richtung der Polarisationsachse der Polarisationsplatte bezeichnen.
Erfindungsgemäß können bekannte amorphe transparente Kunststoffmaterialien als ein Kunststoffmaterial zum Herstellen eines aus einem amorphen Kunststoffmaterial hergestellten transparenten Films verwendet werden. Bevorzugte Materialien sind beispielsweise Bisphenole mit einer Alkylidengruppe, wie beispielsweise Bisphenol A, als eine Bisphenolkomponente sowie Kunststoffmaterialien der Polycarbonatserie, der Polyestercarbonatserie und der Polyarylatserie, die jeweils Bisphenol mit einer substituierten oder unsubstituierten Cycloalkylidengruppe aufweisen. Außerdem können vorzugsweise Harze der Polysulfon-, der Polyethersulfon- und der Norbornenserie verwendet werden, wie in der JP-A-07-287122 dargestellt ist. Hinsichtlich der Wärmebeständigkeit dieser Kunststoffmaterialien ist es allgemein wünschenswert, wenn die Glasübergangstemperatur dieser Kunststoffmaterialien nicht kleiner ist als 80°C, vorzugsweise nicht kleiner als 120°C, bevorzugter nicht kleiner als 140°C und am bevorzugtesten nicht kleiner als 160°C.
Der erfindungsgemäß verwendete Film kann durch die bekannten Filmherstellungsverfahren hergestellt werden, z.B. durch ein Schmelzextrudierverfahren und ein Solvent-Casting- oder Lösungsmittelgießverfahren. Es ist wünschenswert, das Lösungsmittelgießverfahren zu verwenden, weil dadurch ein Film mit einer glatten Oberfläche und geringen Ungleichmäßigkeiten in der Dicke und in der Retardation erhalten werden kann. Im Fall der Verwendung des Lösungsmittelgießverfahrens kann ein Film mit einer Oberflächenrauhigkeit (Ra-Wert) von nicht mehr als 100 nm und einer Ungleichmäßigkeit der Dicke erhalten werden, die nicht größer ist als 5% der mittleren Filmdicke.
Der im erfindungsgemäßen Touch Panel verwendete Retardationsfilm muss die Beziehung nz > ny erfüllen, wobei ny den Brechungsindex in senkrecht zur nx-Richtung darstellt, wobei nx den maximalen Brechungsindex innerhalb der Filmebene darstellt, und wobei nz den Brechungsindex in der Dickenrichtung des Films darstellt. Die Abhängigkeit der Qualität des dargestellten Bildes vom Betrachtungswinkel ergibt sich anhand der Tatsache, dass die durch das Produkt zwischen der Doppelbrechung (nx – ny) und der Dicke d des Films erhaltene Retardation des Films sich in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel ändert. Die Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel kann verringert werden, indem veranlasst wird, dass in mindestens einem Retardationsfilm die Beziehung nz > ny erfüllt ist.
Die bevorzugte Beziehung zwischen nx, ny und nz ändert sich in Abhängigkeit von der relativen Anordnung zwischen dem Retardationsfilm und dem Touch Panel der Flüssigkristallzelle, so dass es erforderlich ist, die bevorzugte Beziehung durch Erfahrung zu bestimmen. Wenn nur ein Retardationsfilm verwendet wird, ist es wünschenswert, die Werte für nx, ny und nz derart auszuwählen, dass der Wert von Nz, der durch (nx – nz)/(nx – ny) dargestellt wird, innerhalb eines Bereichs zwischen 0,9 und 0,1, vorzugsweise innerhalb eines Bereichs zwischen 0,8 und 0,2 und noch bevorzugter innerhalb eines Bereichs zwischen 0,7 und 0,3 liegt. Durch Auswahl der Werte von nx, ny und nz derart, dass sie innerhalb des vorstehenden Bereichs liegen, kann das Verhältnis der Retardation Rx(40) oder Ry(40), die in einer bezüglich der nx- oder ny-Richtung um 40° versetzten Richtung gemessen wird, zur Retardation R(0), die senkrecht zum Filmsubstrat gemessen wird, d.h. Rx(40)/R(0) oder Ry(40)/R(0), innerhalb eines Bereichs zwischen 1,08 und 0,90, vorzugsweise zwischen 1,05 und 0,95 und noch vorteilhafter zwischen 1,03 und 0,96 liegen.
Es ist wünschenswert, wenn die Retardation R(0)1/4 Wellenlänge bezüglich der Wellenlänge des sichtbaren Lichts beträgt. Im Allgemeinen liegt die Retardation R(0) innerhalb eines Bereichs zwischen 90 nm und 200 nm und ist vorzugsweise nicht kleiner als 110 nm und nicht größer als 160 nm. In diesem Fall beträgt R(0) vorzugsweise 1/4 Wellenlänge für jede Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Der Retardations film wird vorzugsweise aus einem olefinischen Kunststoffmaterial hergestellt, wie beispielsweise aus einem Harz der Norbornenserie.
Wenn zwei Retardationsfilme verwendet werden, unterscheidet sich die bevorzugte Beziehung zwischen nx, ny und nz eines Retardationsfilms mit einer Beziehung nz > ny in Abhängigkeit von den optischen Eigenschaften des einen Retardationsfilms und des anderen Retardationsfilms und der relativen Anordnung zwischen der Flüssigkristallzelle und dem Touch Panel, so dass die bevorzugte Beziehung zwischen nx, ny und nz eines Retardationsfilms mit einer Beziehung nz > ny durch Erfahrung geeignet bestimmt werden muss. Wenn der eine Retardationsfilm aus einem Retardationsfilm hergestellt wird, der durch einachsiges Strecken eines Kunststoffmaterials mit positiven Doppelbrechungseigenschaften hergestellt wird, wie beispielsweise Polycarbonat, d.h., wenn ein Retardationsfilm die Beziehung nz > ny erfüllt, während der andere Retardationsfilm die Beziehung nz < ny erfüllt, ist es wünschenswert, die Werte für nx, ny und nz derart auszuwählen, dass der Nz-Wert, der durch (nx – nz)/(nx – ny) dargestellt wird, innerhalb eines Bereichs zwischen –0,9 und 0,8 und vorzugsweise zwischen –0,7 und 0,4 und noch vorteilhafter zwischen –0,5 und 0,3 liegt. Wenn jeder der beiden Retardationsfilme die Beziehung nz > ny erfüllt, ist es wünschenswert, wenn der Nz-Wert innerhalb eines Bereichs zwischen 0,9 und 0,1, vorzugsweise zwischen 0,8 und 0,2 und bevorzugter zwischen 0,7 und 0,3 liegt. Durch Auswählen der Werte für nx, ny und nz derart, dass der Nz-Wert innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, kann die durch den ersten Retardationsfilm und den zweiten Retardationsfilm verursachte Abhängigkeit des Retardationswertes vom Betrachtungswinkel vermindert werden.
D.h., wenn die Retardationswerte des ersten und des zweiten Retardationsfilms für den Fall, in dem der erste Retardationsfilm und der zweite Retardationsfilm derart angeordnet sind, dass die langsame Achsenrichtung (nx) innerhalb der Filmebene des ersten Retardationsfilms im wesentlichen senkrecht zur langsamen Achsenrichtung (nx) in der Filmebene des zweiten Retardationsfilms ausgerichtet ist, einander gleich sind, beträgt der erhaltene Retardationswert null. Wenn der Retardationswert in einer Richtung gemessen wird, die bezüglich der Senkrechten zur Displayfläche geneigt ist, nimmt der Retardationswert bei Verwendung eines herkömmlichen Retardationsfilms wesentlich zu auf den Wert 30 nm oder mehr, wodurch Probleme im dargestellten Bild auftreten, wie beispielsweise eine Invertierung des Farbtons und ein Zusammenbrechen der Farbbalance. Andererseits kann im Fall der Verwendung eines Retardationsfilms, der die Beziehung nz > ny erfüllt, als mindestens einer der Retardationsfilme die Zunahme des erhaltenen Retardationswertes durch Auswählen eines geeigneten Wertes erheblich unterdrückt werden.
Wie beispielsweise in der JP-A-2-160204, in der JP-A-5-157911 und in der JP-A-4-230704 dargestellt ist, kann der spezifische Retardationsfilm durch ein bekanntes Verfahren durch Ausrichten der Moleküle in eine vorgegebene Richtung hergestellt werden. Außerdem kann der in der vorliegenden Erfindung verwendete Retardationsfilm leicht erhalten werden durch Strecken eines Films, der aus einem Material mit negativen Doppelbrechungseigenschaften besteht, wie beispielsweise Polystyrol, wie in der JP-A-2-256023 beschrieben ist.
Der erste Retardationsfilm wird integral mit der Polarisationsplatte verwendet. In einigen Fällen erfährt der das Touch Panel bildende Film aufgrund der Verformung der Polarisationsplatte in der Betriebsumgebung eine Verformungen unter Belastung. Die Doppelbrechung des Films ändert sich durch die Verformung unter Belastung derart, dass sie von einem bevorzugten Bereich abweicht. Außerdem wird eine Ungleichmäßigkeit der Retardation innerhalb der Ebene erzeugt, so dass die Qualität des dargestellten Bildes erheblich abnimmt. Unter diesen Umständen ist es wünschenswert, ein Material zu verwenden, dessen Doppelbrechung sich unter Belastung möglichst nicht ändert. Andererseits ist, wenn der Film eine Retardation erfährt, das Material, in dem sich die Doppelbrechung in einem gewissen Maß entwickelt, für eine Bearbeitung geeignet, weil die Moleküle durch Belastung leicht ausgerichtet werden. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, einen Film zu verwenden, der aus einem Kunststoffmaterial mit einem Fotoelastizitätskoeffizient in einem Bereich zwischen 5 × 10^–8 cm²/N und 65 × 10^–8 cm²/N, vorzugsweise zwischen 10 × 10^–8 cm²/N und 65 × 10^–8 cm²/N liegt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann erfindungsgemäß als bevorzugter Retardationsfilm ein gestreckter Film aus einem Kunststoffmaterial verwendet werden, wie beispielsweise Polycarbonat, Polyarylat, Polysulfon oder Polyethersulfon, oder aus einem bekannten amorphen Kunststoffmaterial, wie beispielsweise modifiziertes Polyolefin, oder ein Kunststoff der Norbornenserie. Hinsichtlich der durch die vorstehend beschriebene Verformung der Polarisationsplatte verursachten Ungleichmäßigkeit der Retardation und der Bearbeitbarkeit sind besonders bevorzugte Kunststoffmaterialien Polyarylat, Polycarbonat und Polyestercarbonat mit einer Bisphenolkomponente mit einer substituierten oder unsubstituierten Cycloalkylidengruppe oder einer Alkylidengruppe mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen. D.h., erfindungsgemäß verwendete bevorzugte Kunststoffmaterialien sind beispielsweise Polycarbonat, Polyarylat und Polyestercarbonat mit 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)-3,3,5- trimethyl-cyclohexan, 3,3-bis (4-hydroxyphenyl)-pentan oder 4,4-bis (4-hydroxyphenyl)-heptan als Bisphenolkomponente.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, weist ein erfindungsgemäßes Touch Panel 8 auf: ein erstes transparentes leitfähiges Substrat 3, das mit einem Retardationsfilm integral ausgebildet ist und einen auf einer Oberfläche ausgebildeten leitfähigen Film 6 aufweist, und ein zweites transparentes leitfähiges Substrat 4 mit einem auf einer Oberfläche ausgebildeten anderen transparenten leitfähigen Film 6. Das erste und das zweite leitfähige Substrat 3 und 4 sind derart angeordnet, dass die transparenten leitfähigen Filme 6 einander zugewandt sind. Das erste transparente leitfähige Substrat 3 kann durch Ausbilden eines transparenten leitfähigen Films auf einem Retardationsfilm ausgebildet werden. Das zweite transparente leitfähige Substrat 4 wird hinsichtlich der Konstruktion, gemäß der das zweite transparente leitfähige Substrat 4 in einer Polarisationsplatte integriert ist, durch Ausbilden eines transparenten leitfähigen Films im Allgemeinen auf einem Glassubstrat hergestellt, das keine Doppelbrechung zeigt. Alternativ kann das zweite transparente leitfähige Substrat 4 hergestellt werden durch Befestigen eines nachstehend beschriebenen zusätzlichen Retardationsfilms am Glassubstrat oder durch direktes Ausbilden eines transparenten leitfähigen Films auf einem Retardationsfilm.
Um die Funktion eines Touch Panels zu implementieren, werden auf jedem der beiden transparenten leitfähigen Substrate ein Abstandselement, eine Elektrode, eine Isolierschicht, usw. ausgebildet. Das Touch Panel mit dieser spezifischen Konstruktion wird zwischen einer Polarisationsplatte 1 auf der Displayseite eines Flüssigkristalldisplays und ei ner Flüssigkristallzelle 7 derart angeordnet, dass der Winkel zwischen der Absorptionsachse der Polarisationsplatte und der nx-Richtung des Retardationsfilms im wesentlichen 45° beträgt und der Retardationsfilm mit der Polarisationsplatte 1 in Kontakt steht. Der Retardationsfilm wird durch einen Klebstoff mit einem geeigneten Brechungsindex mit der Polarisationsplatte 1 verbunden, um die Lichtreflexion zu unterdrücken.
In einem Flüssigkristalldisplay sind ein Retardationsfilm oder ein Kompensationsfilm zum Vedrgrößern des Betrachtungswinkels in einigen Fällen zwischen der Polarisationsplatte 1 auf der Displayseite und der Flüssigkristallzelle 7 angeordnet, um die Darstellungs- oder Bildqualität zu verbessern. Wenn das erfindungsgemäße Touch Panel mit einem derartigen Flüssigkristalldisplay integral ausgebildet ist, muss die relative Anordnung festgelegt werden, um die optische Funktion nicht zu beeinträchtigen. Außerdem kann eine Polarisationsplatte zwischen dem Touch Panel 8 und der Flüssigkristallzelle 7 angeordnet werden.
Es ist vorteilhaft, bezüglich der an einem transparenten Touch Panel befestigten Oberfläche der Polarisationsplatte 1 eine Antireflexionsbehandlung auszuführen, um die Reflexion von externem Licht weiter zu vermindern.
Ein Retardationsfilm ist erfindungsgemäß an der Innenseite der Polarisationsplatte 1 angeordnet, so dass das transmittierte Licht durch die Retardation gefärbt wird. Um die Färbungserscheinung zu verhindern und ausreichende Darstellungseigenschaften zu gewährleisten, ist es wünschenswert, wie in 2 dargestellt, gemäß einer zweiten Ausführungsform einen zusätzlichen Retardationsfilm 5 an der Unterseite des Touch Panels anzuordnen. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Retardationsfilm 5 aus dem gleichen Material hergestellt ist, wie der im Touch Panel 8 angeord neten Retardationsfilm. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Retardationen dieser beiden Retardationsfilme im wesentlichen gleich sind. Es ist vorteilhaft, wenn der zweite Retardationsfilm 5 für eine Farbkompensation auf der Flüssigkristalldisplayzelle 7 unter dem Touch Panel 8 angeordnet ist. Der zweite Retardationsfilm 5 kann jedoch mit dem im Touch Panel 8 angeordneten unteren transparenten leitfähigen Substrat verbunden sein. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Touch Panel 8 durch einen Klebstoff mit einem geeigneten Brechungsindex mit dem zweiten Retardationsfilm 5 verbunden ist, um Lichtreflexion zu unterdrücken. Im Allgemeinen ist der Retardationsform 5 für eine Farbkompensation derart angeordnet, dass die nx-Richtung des Retardationsfilms 5 sich im wesentlichen senkrecht zur nx-Richtung des im Touch Panel 8 angeordneten Retardationsfilms erstreckt. Der Retardationsfilm 5 kann jedoch auch derart angeordnet sein, dass die nx-Richtung des Retardationsfilms 5 der nx-Richtung des im Touch Panel 8 angeordneten Retardationsfilms gleicht. Wenn der Retardationsfilm 5 derart angeordnet ist, dass die nx-Richtung des Retardationsfilms 5 der nx-Richtung des im Touch Panel 8 angeordneten Retardationsfilms gleicht, ist die Polarisationsplatte 1 an der Seite der Displayoberfläche um 90° vom Winkel der Absorptionsachse der ursprünglichen Polarisationsplatte versetzt.
Natürlich ist es für alle in der vorstehend beschriebenen Anordnung enthaltenen Retardationsfilme vorteilhaft, wenn sie aus dem erfindungsgemäß spezifizierten Retardationsfilm hergestellt sind. Es kann jedoch auch ein normaler Retardationsfilm, bei dem nz kleiner ist als ny, wobei dieser Fall jedoch nicht innerhalb des technischen Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt, als mindestens einer der Retardationsfilme verwendet werden. Wenn jeder der beiden Retardationsfilme die Beziehung nz > ny erfüllt, ist es vor teilhaft, wenn der Nz-Wert innerhalb eines Bereichs zwischen 0, 9 und 0, 1, vorzugsweise zwischen 0, 8 und 0, 2 und noch bevorzugter zwischen 0,7 und 0,3 liegt. Wenn nur einer der beiden Retardationsfilme die Beziehung nz > ny erfüllt, ist es vorteilhaft, wenn der Nz-Wert innerhalb eines Bereichs zwischen –0,9 und 0,8, vorzugsweise zwischen –0,7 und 0,4 und noch bevorzugter zwischen –0,5 und 0,3 liegt.
Im erfindungsgemäßen transparenten Touch Panel 8 ist es vorteilhaft, wenn das transparente leitfähige Substrat 3 auf der der Seite der Displayoberfläche entsprechenden Oberseite aus einem erfindungsgemäßen Retardationsfilm gebildet wird. Bei der Herstellung des transparenten leitfähigen Films 6 auf dem erfindungsgemäßen Retardationsfilm ist es vorteilhaft, eine Schichtlage in einer Dicke von 0,1 bis 10 μm, vorzugsweise in einer Dicke von 1 bis 5 μm, auf der Oberfläche des Retardationsfilms auszubilden, auf der der transparente leitfähige Film ausgebildet wird, um die Haftkraft oder die mechanische Festigkeit zwischen dem transparenten leitfähigen Film 6 und dem Retardationsfilm zu verbessern. Die bevorzugte Schichtlage wird beispielsweise aus einem organischen Beschichtungsmaterial hergestellt, wie beispielsweise aus einem Melaminharz, einem Acrylharz, einem Urethanharz, einem Alkydharz und einem fluorhaltigen Harz. Zum Herstellen der Schichtlage kann auch ein organisches Silikon-Komplexmaterial verwendet werden. Das Komplexmaterial wird durch Mischen beispielsweise eines partiell hydrolisierten Materials aus Alkyl-Tri-Alkoxysilan oder Tetra-Alkoxysilan mit Polyesterpolyol oder etherisiertem Methylolmelamin hergestellt. Außerdem kann ein geeignet partiell hydrolisiertes Material aus Aminosilan oder Epoxysilan, ein Gemisch aus einem Silan-Haftvermittler und einem partiell hydrolisierten Material aus Alkyl-Tri-Alkoxysilan oder Tetra-Alkoxysilan und ein Gemisch aus kolloidalem Silika und Alkyl-Tri- Alkoxysilan verwendet werden. Es kann ein Film mit einer lösungsmittelbeständigen Schicht erhalten werden durch Beschichten einer Oberfläche oder beider Oberflächen des erfindungsgemäßen transparenten Films mit diesen Materialien und anschließendes thermisches Aushärten der Beschichtung. In diesem Fall ist es vorteilhaft, einen bei niedriger Temperatur aushärtenden Katalysator zu verwenden, weil der Katalysator dazu dient, eine unerwünschte thermische Beschädigung des Films zu unterdrücken. Außerdem kann geeignet eine ausgehärtete Schicht verwendet werden, die hergestellt wird durch Hinzufügen eines Photosensitizers oder Photosensibilisators zu einem Monomer oder einem Oligomer, wie beispielsweise einem polyfunktionalen Acrylat, und anschließendes Bestrahlen des Gemischs mit Ultraviolettlicht oder mit einem Elektronenstrahl.
Außerdem können der Schichtlage nach Wunsch verschiedenartige Füllstoffe beigemischt werden. Durch Beimischen eines Füllstoffs wird die Erzeugung unerwünschter Newton-Ringe verhindert, die durch Interferenz von Licht zwischen den transparenten Elektroden verursacht wird, und wird außerdem eine Blockierung zwischen den transparenten leitfähigen Substraten verhindert. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten bevorzugten Füllstoffe sind z.B. organische Füllstoffe, wie beispielsweise Polymethacrylsäureester, Polyacrylsäureester, Polyolefine, Polystyrol, Divinylbenzol, Benzoguanamin und organische Silikone, und anorganische Füllstoffe, wie beispielsweise Silika, Aluminiumoxid und Titanoxid. Andererseits wird in einigen Fällen durch Beimischen eines Füllstoffs dem dargestellten Bild ein greller Eindruck verliehen, so dass die Klarheit des transparenten Bildes durch Optimieren der Füllstoffform und der Beschichtungsbedingungen des Beschichtungsmittels bei mindestens 80% gehalten werden muss.
Im erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplay sind eine Polarisationsplatte 11, ein erster Retardationsfilm 12, ein Touch Panel 18, ein zweiter Retardationsfilm 15 und eine Flüssigkristallzelle 17 beginnend an der Displayoberfläche nacheinander angeordnet, wie in 3 dargestellt ist. Die Polarisationsplatte 11 an der Displayseite ist derart angeordnet, dass die Polarisationsachse der Polarisationsplatte 11 einen Winkel von im wesentlichen 45° bezüglich der nx-Richtung des ersten Retardationsfilms 12 bildet. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Touch Panel 18 des Widerstandstyps weist zwei transparente leitfähige Substrate 13 und 14 auf, die jeweils einen auf mindestens einer Oberfläche ausgebildeten transparenten leitfähigen Film 16 aufweisen. Diese beiden transparenten leitfähigen Substrate 13 und 14 sind derart angeordnet, dass die transparenten leitfähigen Filme 16 einander zugewandt sind. Wenn das transparente leitfähige Substrat 13 auf der Oberseite gedrückt wird, werden die beiden leitfähigen Substrate 13 und 14 wechselseitig miteinander in Kontakt gebracht, so dass die Position erfasst werden kann. D.h., das Touch Panel 18 des Widerstandstyps wird hergestellt durch Anordnen des ersten transparenten leitfähigen Substrats 13 und des zweiten transparenten leitfähigen Substrats 14 derart, dass die transparenten leitfähigen Filme 16 einander zugewandt sind. Ein Abstandselement, eine Elektrode, eine Isolierharzschicht, usw. werden ausgebildet, um zu ermöglichen, dass durch die beiden transparenten leitfähigen Substrate 13 und 14 die Funktion des Touch Panels 18 realisiert wird. Das erste transparente leitfähige Substrat 13 kann durch Ausbilden der transparenten leitfähigen Schicht 16 auf einem optisch isotropen Film hergestellt werden. Außerdem kann das erste transparente leitfähige Substrat 13 mit dem ersten Retardationsfilm 12 komplex ausgebildet werden. Es ist insbesondere wünschens wert, das erste transparente leitfähige Substrat 13 durch Ausbilden des transparenten leitfähigen Films 16 auf dem ersten Retardationsfilm 12 herzustellen, wie in 4 dargestellt ist. Durch die spezifische Konstruktion kann die Dicke des Films an der Eingabeseite des Touch Panels, d.h. an der Seite der Displayoberfläche, vermindert werden, so dass für eine Berührungseingabe lediglich eine kleine Druckkraft erforderlich ist, wodurch die Eingabe erleichtert wird. Das zweite transparente leitfähige Substrat 14 ist aus einem optisch isotropen Material hergestellt und kann im Allgemeinen durch Ausbilden des transparenten leitfähigen Films 16 auf einem Glassubstrat hergestellt werden. Das zweite transparente leitfähige Substrat 14 kann am zweiten Retardationsfilm 15 befestigt werden. Alternativ kann der transparente leitfähige Film 16 direkt auf dem zweiten Retardationsfilm 15 ausgebildet werden, um das zweite transparente leitfähige Substrat 14 herzustellen. Es ist vorteilhaft, wenn der zweite Retardationsfilm 15 auf der Flüssigkristallzelle 17 unter dem Touch Panel 18 angeordnet ist, obwohl der zweite Retardationsfilm 15 auch an der Unterseite am zweiten transparenten leitfähigen Substrat 14 befestigt werden kann, das im Touch Panel 18 angeordnet ist. Der zweite Retardationsfilm 15 ist derart angeordnet, dass die nx-Richtung des zweiten Retardationsfilms 15 im wesentlichen parallel oder senkrecht zur nx-Richtung des ersten Retardationsfilms 12 ausgerichtet ist.
In diesem Fall kann die benachbart zum zweiten Retardationsfilm 15 angeordnete Flüssigkristallzelle 17 eine Polarisationsplatte 21 auf dem die Flüssigkristallzelle 17 bildenden Elektrodensubstrat aufweisen, wie in 5 dargestellt ist. Die auf der Seite der Displayoberfläche angeordnete Polarisationsplatte 11 erfüllt die Funktion der Polarisationsplatte auf der Seite der Displayoberfläche des Flüs sigkristalldisplays. Daher muss die Polarisationsplatte 11 derart angeordnet werden, dass besondere Aufmerksamkeit auf den Winkel der Polarisationsachse der Polarisationsplatte 11 bezüglich des Flüssigkristalldisplays gerichtet wird. Wenn die Retardationsfilme 12 und 15 derart angeordnet sind, dass ihre nx-Richtungen senkrecht. zueinander ausgerichtet sind, ist es wünschenswert, die Polarisationsachse der Polarisationsplatte 11 auf der Seite der Displayoberfläche in eine Richtung anzuordnen, die der Richtung der Polarisationsachse der Polarisationplatte gleicht, die im Voraus an der Seite der Displayoberfläche des Flüssigkristalldisplays angeordnet wurde. Andererseits ist es, wenn die Retardationsfilme 12 und 15 derart angeordnet sind, dass ihre nx-Richtungen im wesentlichen einander gleich sind, wünschenswert, die Polarisationsplatte 11 an der Seite der Displayoberfläche derart anzuordnen, dass die Polarisationsachse der Polarisationsplatte 11 im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsachse der Polarisationsplatte angeordnet ist, die im Voraus an der Seite der Displayoberfläche des Flüssigkristalldisplays angeordnet wurde.
Es ist wünschenswert, die Reflexion von Außenlicht durch Anwenden einer Antireflexionsbehandlung auf die Oberfläche der Polarisationsplatte 11 an der Seite der Displayoberfläche weiter zu vermindern.
Erfindungsgemäß können bekannte Flüssigkristalldisplays verwendet werden, wie beispielsweise Twisted-Nematic- (TN) und Super-Twisted-Nematic- (STN) Flüssigkristalldisplays. Im Fall eines STN-Displays ist in vielen Fällen ein Retardationsfilm für eine Farbkompensation zwischen der Polarisationsplatte 11 an der Seite der Displayoberfläche und dem in der Flüssigkristallzelle 17 enthaltenen Elektrodensubstrat angeordnet. In diesem Fall ist es wünschenswert, wenn der Retardationsfilm für die Farbkompensation zwischen dem zwei ten Retardationsfilm 15 und der im erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplay enthaltenen Flüssigkristallzelle 17 angeordnet ist.
Außerdem können im erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplay zusätzlich zum Touch Panel 18 und den Retardationsfilmen 12, 15, die im erfindungsgemäßen Flüssigkristalldisplay angeordnet sind, bekannte andere Elemente, durch die die Qualität des Displaybildes verbessert wird, zwischen der Polarisationsplatte 11 an der Seite der Displayoberfläche und dem Flüssigkristalldisplay angeordnet werden, um den Betrachtungswinkel, die Helligkeit, usw. des Flüssigkristalldisplays zu verbessern.
In einer bevorzugteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfüllt in der in 4 dargestellten Anordnung der erste Retardationsfilm die Bedingung nz ≤ ny und der zweite Retardationsfilm die Bedingung nz > ny. In diesem Fall kann der erste Retardationsfilm 12 durch einachsiges Ziehen eines Kunststofffilms, der geeignet als Retardationsfilm verwendbar ist, durch ein bekanntes Verfahren erhalten werden.
Wie bereits erwähnt wurde, ist es insbesondere wünschenswert, einen ersten Retardationsfilm 12 mit einer darauf ausgebildeten transparenten leitfähigen Schicht 16 als erstes transparentes leitfähiges Substrat 13 des Touch Panels zu verwenden, weil durch diese spezifische Konstruktion die Eingabe über das Touch Panel erleichtert wird. Im Allgemeinen wird im Prozess zum Herstellen der transparenten leitfähigen Schicht und im Prozess zum Herstellen des Touch Panels ein Erwärmungsschritt verwendet, so dass das verwendete Filmsubstrat wärmebeständig sein muss. Insbesondere wird bei Verwendung eines gezogenen Films, wie beispielsweise des Retardationsfilms, der Retardationswert während der Verarbeitung durch die Erwärmung geändert. Daraus folgt, dass es wünschenswert ist, einen Film mit einer höheren Wärmebeständigkeit als Retardationsfilm unter den vorstehend beschriebenen bevorzugten Materialien auszuwählen. D.h., es ist wünschenswert, einen Film mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 160°C, vorzugsweise von mindestens 180°C zu verwenden. Spezifische Materialien, die diese besondere Anforderung erfüllen, sind beispielsweise Polyarylat, Polysulfon, Polethersulfon und Polycarbonat, das mindestens 30 Mol-% 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan als Bisphenolkomponente enthält.
Wenn die Wärmebeständigkeit wie vorstehend erwähnt erhöht wird, ist es dagegen schwierig, industriell eine spezielle Molekülausrichtungsbehandlung auszuführen, die die Bedingung nz > ny erfüllt, so dass es schwierig ist, einen Retardationsfilm zu erhalten, der die gewünschten optischen Eigenschaften aufweist, obwohl ein Retardationsfilm, der die Bedingung nz ≤ ny erfüllt, durch normales einachsiges Ziehen problemlos herstellbar ist. Daher kann ein Flüssigkristalldisplay, das eine gewünschte Funktion erfüllt, unter Verwendung eines wärmebeständigen Retardationsfilms, der die Bedingung nz ≤ ny erfüllt, als im Touch Panel 18 angeordneter erster Retardationsfilm und unter Verwendung eines Retardationsfilms, der die Bedingung nz > ny erfüllt, als auf der Rückseite des Touch Panels 18 angeordneter zweiter Retardationsfilm leicht hergestellt werden.
Beispiele
Nachstehend werden die Messverfahren zum Messen verschiedener Eigenschaften in Beispielen 1–8, Vergleichsbeispielen 1–2 und in einem Referenzbeispiel 1 beschrieben.
<Brechnungsindex>
Eine Probe wurde auf einem Tisch eines Polarisationsfotospektrometers (hergestellt von Oak Seisakusho K.K) horizontal angeordnet, um die Retardation (R(0)) zu messen. Dann wurde die Probe in Richtung der optischen Achse (nx-Richtung) um 40° geneigt, um auf ähnliche Weise die Retardation (Rx(40)) zu messen. Die Werte von nx, ny, nz wurden unter Verwendung der Messwerte und des mittleren Brechungsindex (n) berechnet.
<Fotoelastizitätskoeffizient>
Die Retardation eines in Streifen geschnittenen Films, die jeweils eine Breite von 1 cm in Richtung der optischen Achse aufwiesen, wurde unter Verwendung einer Mikropolarisationsvorrichtung gemessen. Außerdem wurde die Retardation durch Ausüben einer Last von 50g, 100g und 150g auf ein Ende des Streifens gemessen, während das andere Ende fixiert war, und die Änderung der Doppelbrechung pro Belastungseinheit wurde hinsichtlich der Querschnittsfläche des Filmstreifens berechnet.
<Klarheit des transmittierten Bildes>
Die Klarheit des transmittierten Bildes wurde durch das gemäß JIS (Japanese Industrial Standards) K7105-1981 spezifizierten Verfahren gemessen.
<Lichtdurchlassgrad>
Der Lichtdurchlassgrad wurde unter Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge von 550nm gemäß dem in ASTM E275-67 definierten Verfahren gemessen.
<Trübung>
Die Trübung wurde gemäß dem in JIS K105-1981 spezifizierten Verfahren gemessen.
Beispiel 1
Ein aus Polycarbonat mit 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl-cyclohexan, Bisphenol A (Molarverhältnis 4:6) und Phosgen hergestellter Film wurde mit einer in Ultraviolettlicht aushärtbaren Epoxidacrylbeschichtungslösung mit darin dispergierten Füllstoffen der Divinylbenzolserie mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 2 μm beschichtet, woraufhin die Beschichtung ausgehärtet wurde, um eine harte Schichtlage mit einer Dicke von etwa 2 μm zu erhalten.
Das Polycarbonat hatte ein Molekulargewicht von nSP/C = 0,85 (32°C, 0,32 g/dl in Chloroform) und eine Glasübergangstemperatur von 180°C (DSC). Der Film war 60 μm dick, wies einen Wert für R(0) von 139 nm, Rx(40) von 138 nm, Rx von 0,99 (n = 1,572, nx = 1,5732, ny = 1,5709, nz = 1,5719) und einen Fotoelastizitätskoeffizient von 62 × 10^–8 cm²/N auf. Auf der harten Schichtlage wurde durch ein Sputterverfahren ein ITO-Film ausgebildet, um einen Retardationsfilm mit einer transparenten leitfähigen Schicht mit einem Oberflächenwiderstand von 400 Ω/☐ herzustellen.
Es zeigte sich, dass die Klarheit des transmittierten Bildes des Substrats, die unter Verwendung eines Schlitzes mit einer Breite von 0,25 mm gemessen wurde, 85% betrug, der unter Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge vo 550 nm gemessene Lichtdurchlassgrad 87% betrug und die Trübung 0,8% betrug.
Eine Silberelektrode wurde in einem Randabschnitt des Retardationsfilms aufgedruckt, der den transparenten leitfähigen Film aufwies, und eine transparente leitfähige Glasplatte mit in einem Abstand von 5 mm ausgebildeten Abstands elementen und einer darauf aufgedruckten Silberelektrode, die separat hergestellt wurde, wurde mit dem Retardationsfilm derart verbunden, dass die leitfähigen Filme einander zugewandt waren. Die Verbindung wurde hergestellt durch Aufbringen eines isolierenden Klebstoffs im Umfangsabschnitt des Retardationsfilms und der Glasplatte, wodurch das transparente Touch Panel hergestellt wurde.
Ein zusätzlicher Kompensations-Retardationsfilm, der durch einen dem Prozess zum Herstellen des im Touch Panel verwendeten Retardationsfilms gleichen Prozess hergestellt wurde, wurde mit der Oberfläche des transparenten Touch Panels verbunden, die dem leitfähigen Film der im Touch Panel angeordneten transparenten leitfähigen Glasplatte gegenüberliegt. Das Touch Panel und der Kompensations-Retardationsfilm wurden derart angeordnet, dass die optischen Achsen des Retardationsfilms des Touch Panels und des Kompensations-Retardationsfilms (nx-Richtung des Retardationsfilms) +45° bzw. –45° betrugen (wobei "+" von der Displayseite aus betrachtet die Uhrzeigerrichtung darstellt).
Die Retardationen wurden unter Verwendung des Touch Panels mit den integral ausgebildeten Retardationsfilmen in einer vertikalen Richtung und in einer von der vertikalen Richtung um 40° abweichenden Richtung gemessen. Es zeigte sich, dass die Retardation in der vertikalen Richtung 1 nm betrug und der Messwert R'(40) in einer von der vertikalen Richtung um 40° abweichenden Richtung 4 nm betrug. Daher war die Abhängigkeit der Retardation vom Betrachtungswinkel gering.
Außerdem wurde das derart hergestellte Touch Panel in einem von hinten beleuchteten TFT-Farb-TN-Flüssigkristalldisplay angeordnet. Das erhaltene Display wurde mit einem TFT-Farb-TN-Flüssigkristalldisplay, in dem das Touch Panel nicht angeordnet war, hinsichtlich der Betrachtungswinkel charakteristik verglichen. Zwischen den beiden Displays war kein Unterschied erkennbar.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Flüssigkristalldisplay mit einem integrierten transparenten Touch Panel wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung des in Beispiel 1 verwendeten Polycarbonats hergestellt, außer dass als Retardationsfilm ein Film (R (0) = 140 nm, Rx (40) = 125 nm, Rx = 0, 89, n = 1, 572, nx = 1, 5736, ny = 1,5713, nz = 1,5711) verwendet wurde, der durch einachsiges Ziehen eines freien Endes eines Films erhalten wurde, der durch ein Lösungsmittelgießverfahren erhalten wurde.
Die Retardationen des Touch Panels wurden in einer vertikalen Richtung und in einer von der vertikalen Richtung um 40° abweichenden Richtung gemessen. Die Retardation in der vertikalen Richtung betrug 2 nm. Der Meßwert R' (40) für die von der vertikalen Richtung um 40° abweichende Richtung war dagegen mit 32 nm groß.
Das Flüssigkristalldisplay mit dem darin integrierten Touch Panel wies im Vergleich zum Display, in dem das Touch Panel nicht angeordnet war, einen kleinen Betrachtungswinkel auf, bei dem die Farbbalance zusammenbrach.
Beispiel 2
Ein Touch Panel wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung eines Films zusammengesetzt, der aus Polycarbonat hergestellt war und Bisphenol A als Bisphenolkomponente enthält und eine Glasübergangstemperatur von 149°C und eine Dicke von 60μm aufwies und bei dem die Werte R(0) = 139 nm, Rx(40) = 138 nm und Rx = 0,99 betrugen. Der Fotoelastizitätskoeffizient des Films betrug 72 × 10^–8 cm²/N und n = 1,586, nx = 1,5872, ny = 1,5849, nz = 1,5859.
Die Retardationen des Touch Panels wurden in einer vertikalen Richtung und in einer von der vertikalen Richtung um 40° abweichenden Richtung gemessen. Die Retardation in der vertikalen Richtung betrug 2 nm, und der Messwert R'(49) in einer von der vertikalen Richtung um 40° abweichenden Richtung betrug 5 nm.
Beispiele 3–7 und Vergleichsbeispiel 2
Touch Panels wurden wie in Beispiel 1 unter Verwendung von Filmen hergestellt, bei denen sich die Werte für nx, ny und nz unterschieden, und die Betrachtungswinkelcharakteristiken der Touch Panels wurden gemessen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 dargestellt sind. Das in den Beispielem 3–7 und in Vergleichsbeispiel 2 verwendete Harz war das gleiche wie in Beispiel 1. Daher betrug der Fotoelastizitätskoeffizient 62 × 10^–8 cm²/N.
Beispiel 8
Ein Touch Panel wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung eines Films mit einer Dicke von 100 μm zusammengesetzt, der aus einem Isobuten-N-Methylmaleimid-Copolymer hergestellt war, das 50 Mol-% N-Methylmaleimid enthielt, und eine Glasübergangstemperatur von 157°C aufwies, wobei der Film die Werte R (0) = 137 nm, Rx (4 0) = 138 nm und Rx = 1,01 aufwies (n = 1,54, nx = 1,5407, ny 0 1,5393, nz = 1,5400).
Die Retardationen des Touch Panels wurden in einer vertikalen Richtung und in einer von der vertikalen Richtung um 40° abweichenden Richtung gemessen. Die Retardation in der vertikalen Richtung betrug 2 nm und der Retardationswert R'(40) in einer von der vertikalen Richtung um 40° abweichenden Richtung betrug 5 nm.
Referenzbeispiel
Das in jedem der Beispiele 1 und 2 erhaltene Touch Panel wurde mit einem Flüssigkristalldisplay integriert und für 250 Stunden in einer heißen und feuchten Umgebung bei 60°C und 90% relativer Feuchtigkeit belassen. Die Ungleichmäßigkeit der Anfangsretardation war in jedem dieser Touch Panels nicht größer als 5 nm. Die Ungleichmäßigkeit der Retardation im Touch Panel von Beispiel 2 nahm jedoch in einer Ebene auf 20 nm zu.
Andererseits betrug die Ungleichmäßigkeit der Retardation im Touch Panel von Beispiel 1 10 nm, wodurch bestätigt wird, dass die Retardation in einer heißen und feuchten Umgebung relativ stabil ist.
Nachstehend wird das Meßverfahren für die Eigenschaften von Beispielen 9 und 10 und eines Referenzbeispiels 2 beschrieben.
<Brechnungsindex>
Eine Probe wurde auf einem Tisch eines Polarisations-Mikrotospektrometers (hergestellt von Oak Seisakusho K.K) horizontal angeordnet, um die Retardation (R(0)) unter Verwendung von Licht mit einer Messwellenlänge von 515 nm zu messen. Dann wurde die Probe in der ny-Richtung um 40° geneigt, um die Retardation (Rx(40)) zu messen. Außerdem wurde ein Verhältnis der Retardation Ry = Ry(40)/R(0) gemessen. Die Werte von nx, ny, nz wurden unter Verwendung der Messwerte und eines mittleren Brechungsindex (n) berechnet.
<Fotoelastizitätskoeffizient>
Die Retardation eines in Streifen geschnittenen Films, die jeweils eine Breite von 1 cm in Richtung der optischen Achse aufwiesen, wurde unter Verwendung einer Mikropolarisationsvorrichtung gemessen. Außerdem wurde die Retardation durch Ausüben einer Last von 50g, 100g und 150g auf ein Ende des Streifens gemessen, während das andere Ende fixiert war, und die Änderung der Doppelbrechung pro Belastungseinheit wurde hinsichtlich der Querschnittsfläche des Filmstreifens berechnet.
Beispiel 9
Ein aus Polycarbonat mit 1,1-bis (4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl-cyclohexan, Bisphenol A (Molarverhältnis 7:3) und Phosgen hergestellter Film wurde mit einer in Ultraviolettlicht aushärtbaren Epoxidacrylbeschichtungslösung mit darin dispergierten Füllstoffen der Divinylbenzolserie mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 2 μm beschichtet, woraufhin die Beschichtung ausgehärtet wurde, um eine harte Schichtlage mit eienr Dicke von etwa 2 μm zu erhalten. Das Polycarbonat hatte ein Molekulargewicht von ηSP/C = 0,85 (32°C, 0,32 g/dl in Chloroform) und eine Glasübergangstempe ratur von 206°C (DSC). Der Film war 60 μm dick, wies einen Wert für R(0) von 140 nm, Ry(40) von 156 nm, Ry von 1,12 (n = 1,565, nx = 1,5666, ny = 1,5643, nz = 1,5641) und einen Fotoelastizitätskoeffizient von 43 × 10^–8 cm²/N auf. Auf der harten Schichtlage wurde durch ein Sputterverfahren ein ITO-Film ausgebildet, um einen Retardationsfilm mit einer transparenten leitfähigen Schicht mit einem Oberflächenwiderstand von 400 Ω/☐ herzustellen. Der derart hergestellte Film wurde in 4 als erster Retardationsfilm verwendet.
Ein transparentes Touch Panel wurde unter Verwendung eines Glassubstrats mit einer transparenten leitfähigen Schicht mit einem Oberflächenwiderstand von 200 Ω/☐ zusammengesetzt, das auf der Oberfläche als zweites transparentes leitfähiges Substrat ausgebildet ist.
Außerdem wurde ein Retardationsfilm aus Polycarbonat, das Bisphenol A enthält, mit einer Dicke von 75 μm, R(0) = 1, 41 nm, Ry (40) = 132 nm, Ry = 0, 94 (n = 1, 586, nx = 1, 5867, ny = 1,5848, nz = 1,5865) und einem Fotoelastizitätskoeffizient von 74 × 10^–8 cm²/N als der zweite Retardationsfilm verwendet.
Der zweite Retardationsfilm wurde durch einen Klebstoff mit der Oberfläche eines aus Glas hergestellten transparenten Elektrodensubstrats eines von hinten beleuchteten TFT-Flüssigkristalldisplays verbunden, wobei das die Polarisationsplatte des Substrats an der Seite der Displayoberfläche entfernt war, und wobei die nx-Richtung bezüglich der Polarisationsachse des im Voraus angeordneten Polarisationsfilms um 45° versetzt war.
Andererseits wurde eine Polarisationsplatte mit einer auf der Oberfläche aufgebrachten Antireflexionsbeschichtung durch einen Klebstoff mit dem ersten Retardationsfilm eines Touch Panels derart verbunden, dass die nx-Richtung des ersten Retardationsfilms bezüglich der Polarisationsachse der Polarisationsplatte unter einem Winkel von 45° ausgerichtet war.
Außerdem wurden der erste Retardationsfilm und der zweite Retardationsfilm einander derart überlagert, dass sie sich unter rechten Winkeln kreuzten, wobei Abstandselemente dazwischen angeordnet waren, um ein Flüssigkristalldisplay mit dem integrierten Touch Panel herzustellen.
6 zeigt die relative Anordnung der Komponenten des Flüssigkristalldisplays mit dem integrierten Touch Panel Das Oberflächenreflexionsvermögen des derart zusammengesetzten Flüssigkristalldisplays war nicht größer als 1%. Wenn das dargestellte Bild betrachtet wurde, während die Displayoberfläche in einer horizontalen Richtung geneigt war, war auch dann keine Invertierung der Farben oder Graustufen erkennbar, wenn die Displayoberfläche um mindestens 60° geneigt war.
Andererseits konnte im Fall der Verwendung eines Retardationsfilms aus Polycarbonat mit einer Dicke von 60 μm wobei R(0) = 137 nm, Ry(40) = 153 nm und Ry = 1,12 betrugen (n = 1,586, nx = 1,5876, ny = 1,5853, nz = 1,5850) ein Oberflächenreflexionsvermögen von 1% oder weniger erhalten werden. Wenn die Displayoberfläche in der horizontalen Richtung geneigt wurde, war jedoch bei 45° eine Invertierung der Farben oder Graustufen erkennbar.
Beispiel 10
Ein Flüssigkristalldisplay mit einem integrierten Touch Panel wurde wie in Beispiel 9 hergestellt. Im Beispiel 10 wurde ein Film mit einer Dicke von 75 μm verwendet, der durch einachsiges Ziehen eines Films des Typs AIF75 (Handelsbezeichnung eines Polyacrylatfilms mit einer Glasübergangstemperatur von 215°C, hergestellt von Kanegafuchi Chemical Industries K.K.) hergestellt wurde. Der Film wies die Werte auf: R(0) = 139 nm, Ry(40) = 158 nm und Ry = 1,14 (n = 1,597, nx = 1,5894, ny = 1,5965, nz = 1,5961), und der Fotoelastizitätskoeffizient betrug 98 × 10^–8 cm²/N. Außerdem wurde ein zweiter Retardationsfilm aus Polycarbonat mit Bisphenol A mit einer Dicke von 75 μm verwendet. Der Film wies die Werte auf: R(0) = 140 nm, Ry(40) = 123 nm und Ry = 0,88 (n = 1,586, nx = 1,5865, ny = 1,5846, nz = 1,5869), und der Fotoelastizitätskoeffizient betrug 74 × 10^–8 cm²/N.
Das Oberflächenreflexionsvermögen des Flüssigkristalldisplays war nicht größer als 1%. Außerdem war, wenn das dargestellte Bild durch Neigen der Displayoberfläche in die horizontale Richtung betrachtet wurde, auch dann keine Invertierung der Farben oder Graustufen erkennbar, wenn die Oberfläche um 60° oder mehr geneigt wurde.
Im Fall der Verwendung des aus Polycarbonat hergestellten zweiten Retardationsfilms mit einer Dicke von 60 μm und mit den Werten: R(0) = 137 nm, Ry(40) = 153 nm und Ry = 1,12 (n = 1,586, nx = 1,5876, ny = 1,5853, nz = 1,5850) konnte ein Oberflächenreflexionsvermögen von 1% oder weniger erhalten werden. Wenn die Displayoberfläche in der horizontalen Richtung geneigt wurde, war jedoch bei 45° eine Invertierung der Farben oder Graustufen erkennbar.
Referenzbeispiel 2
Das gemäß jedem der Beispiele 9 und 10 hergestellte Flüssigkristalldisplay wurde für 500 Stunden in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 90% und einer Temperatur von 60°C gehalten. Es wurde keine Farbtonänderung im auf dem Flüssigkristalldisplay von Beispiel 9 dargestellten Bild beobachtet. Im dargestellten Bild des gemäß Beispiel 10 hergestellten Flüssigkristalldisplays war jedoch eine partielle Farbtonänderung erkennbar.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Flüssigkristalldisplay mit einem integrierten Touch Panel bereitgestellt, das über einen weiten Betrachtungswinkelbereich einen hohen Kontrast und eine gute Bildqualität aufweist.

Claims

Transparentes Touch Panel mit: einem Paar transparente leitfähige Substrate (3, 4; 13, 14), die jeweils einen auf mindestens einer Oberfläche ausgebildeten transparenten leitfähigen Film (6; 16) aufweisen und derart angeordnet sind, dass die transparenten leitfähigen Filme (6; 16) der transparenten leitfähigen Substrate (3, 4; 13, 14) einander zugewandt sind, wobei das Paar transparente leitfähige Substrate (3, 4; 13, 14) durch Drücken des transparenten leitfähigen Substrats auf der Oberseite wechselseitig miteinander in Kontakt gebracht werden, um eine Positionserfassung zu implementieren; und einem aus einem amorphen Kunststoffmaterial hergestellten Retardationsfilm (3; 12), der die Beziehung nz > ny erfüllt und eine durch (nx – ny) × d dargestellte Retardation R(0) aufweist, die innerhalb eines Bereichs zwischen 90 nm und 200 nm liegt, wobei d die Dicke des Retardationsfilms, nx den maximalen Brechungsindex in der Ebene des Retardationsfilms, ny den Brechungsindex senkrecht zur nx-Richtung und nz den Brechungsindex in einer Dickenrichtung des Retardationsfilms bezeichnen; wobei der Fotoelastizitätskoeffizient des Retardationsfilms innerhalb eines Bereichs zwischen 5 × 10^–8 cm²/N und 65 × 10^–8 cm²/N liegt.
Touch Panel nach Anspruch 1, wobei der eine transparente leitfähige Film (6; 16) auf dem Retardationsfilm (3; 12) integral ausgebildet ist.
Flüssigkristalldisplay mit einem Touch Panel nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens auf derjenigen Oberfläche des Retardationsfilms (3; 12), auf der der transparente leitfähige Film (6; 16) ausgebildet ist, eine Schichtlage ausgebildet ist.
Display nach Anspruch 3, wobei der Schichtlage ein Füllstoff beigemischt ist.
Flüssigkristalldisplay mit einem Touch Panel nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Glasübergangstemperatur des Retardationsfilms 80° oder mehr beträgt.
Flüssigkristalldisplay mit einem Touch Panel, mit: einer an der Seite der Displayoberfläche angeordneten Polarisationsplatte (1; 11); einer Flüssigkristallzelle (17); und dem transparenten Touch Panel (8; 18) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das transparente Touch Panel zwischen der Polarisationsplatte und der Flüssigkristallzelle angeordnet ist.
Display nach Anspruch 6, wobei eine Antireflexionsbehandlung auf die Polarisationsplatte (1; 11) angewendet wird.
Flüssigkristalldisplay mit einem Touch Panel mit einer Polarisationsplatte, einem ersten Retardationsfilm (3; 12), einem Touch Panel (8; 18), einem zweiten Retarda tionsfilm (5; 15) und einer Flüssigkristallzelle (17), die in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet sind; wobei das Touch Panel ein transparentes Touch Panel mit einer Widerstandsschicht ist; wobei der durch (nx – ny) × d definierte Retardationswert innerhalb eines Bereichs zwischen 90 nm und 200 nm liegt, wobei nx den Brechungsindex (maximalen Brechungsindex) in der Richtung der Phasenverzögerungsachse in den Ebenen des ersten und des zweiten Retardationsfilms, ny den Brechungsindex senkrecht zur Phasenverzögerungsachse, nz den Brechungsindex in der Dickenrichtung des ersten und des zweiten Retardationsfilms und d die Dicke des ersten und des zweiten Retardationsfilms bezeichnen; und wobei der erste und/oder der zweite Retardationsfilm die Beziehung nz > ny erfüllt, und wobei der erste Retardationsfilm (3; 12) aus einem Harz mit einem Fotoelastizitätskoeffizient im Bereich zwischen 5 × 10^–8 cm²/N und 65 × 10^–8 cm²/N hergestellt ist.
Display nach Anspruch 8, wobei der erste Retardationsfilm (3; 12) die Beziehung nz ≤ ny und der zweite Retardationsfilm (5; 15) die Beziehung nz > ny erfüllt.
Display nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste und der zweite Retardationsfilm (3; 12; 5; 15) derart angeordnet sind, dass die nx-Richtungen dieser Retardationsfilme im wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
Display nach Anspruch 8, 9 oder 10, wobei der erste und der zweite Retardationsfilm aus dem gleichen Material hergestellt sind.
Display nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, wobei eine Schichtlage mindestens auf der Oberfläche des ersten Retardationsfilms (3; 12) ausgebildet ist, auf der der transparente leitfähige Film ausgebildet ist.
Display nach Anspruch 12, wobei der Schichtlage ein Füllstoff beigemischt ist.
Display nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei eine Antireflexionsbehandlung auf die Polarisationsplatte angewendet wird.
Display nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei eine Polarisationsplatte zwischen dem zweiten Retardationsfilm (5; 15) und der Flüssigkristallzelle (17) angeordnet ist.
Display nach einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei die Glasübergangstemperatur des ersten und des zweiten Retardationsfilms 80° oder mehr beträgt.