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技術 タッチパネルおよびこれを備えた表示装置

出願人 シャープ株式会社
発明者 美崎克紀
出願日 2010年8月24日 (8年2ヶ月経過) 出願番号 2011-531867
公開日 2013年2月14日 (5年9ヶ月経過) 公開番号 WO2011-033907
状態 特許登録済
技術分野 位置入力装置 表示による位置入力
主要キーワード 薄板加工 引き出し配線パターン 接続電極端子 導通面 浮遊電荷 平面的パターン 外観表面 枚構造
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年2月14日)のものです。
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図面 (10)

課題・解決手段

簡単な構成によって、透明な絶縁基板上に形成されたタッチ電極視認されることを防止可能なタッチパネルを提供する。タッチパネル(100)は、絶縁性の透明な基板(1)と、該基板(1)上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極(2)と、前記基板(1)上の前記タッチ電極(2)が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極(3)とを有する。前記タッチ電極(2)および前記フローティング電極(3)は、それぞれ、複数の微細領域(2a、3a)を形成するスリット(8、9)を有する。

概要

背景

近年、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)やパームトップコンピュータ携帯用ゲーム機器などの普及に伴い、表示装置と組み合わせられる入力手段として、透明な基板上に形成されたタッチパネルが広く知られている。

例えば、タッチパネル付きの表示装置である液晶表示装置では、透明なタッチパネルが液晶パネル画像表示面に重ねられている。これにより、前記液晶表示装置では、タッチパネル越しに液晶パネルに表示される画像を見ることができる。そして、タッチパネルの外面、すなわち、液晶パネルの表示画像を観察する側の表面を指先入力ペンなどによって押圧すると、その位置を検出することができる。これにより、タッチパネルへの入力内容をPDAなどの使用機器の制御に反映させることが可能となる。

透明な基板を用いたタッチパネルは、位置検出の方法に応じて、静電容量方式抵抗膜方式などの種類がある。抵抗膜方式のタッチパネルは、フィルムおよびガラスの2枚構造を有していて、タッチパネルの外面が押圧されると、フィルムが押し下げられてショートすることによりタッチ位置を検出するように構成されている。そのため、抵抗膜方式のタッチパネルは、動作温度範囲が狭い点や経時変化に弱い点などの欠点を有している。

これに対し、静電容量方式のタッチパネルでは、ガラスやフィルムなどの透明な絶縁性基板上に透明導電膜タッチ電極が平面的なパターンとして形成されている。この静電容量方式のタッチパネルは、タッチ電極によって形成される静電容量の変化によってタッチ位置を検出できるように構成されている。静電容量方式のタッチパネルは、一枚の基板にITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜を形成すればよいため、製造が容易で耐久性も高いという特性を有しており、近年、様々な用途に用いられている。特に、所定の間隔で配置される平面的な所定のパターンによってタッチ電極が形成される投影型の静電容量方式は、複数のタッチ点を同時に検出可能ないわゆるマルチタッチに対応しているため、近年、特に注目が集まっている。

タッチパネルのタッチ電極は、タッチ位置の精度を向上させるために低い抵抗値であることが要求される。ITOなどの透明導電膜において抵抗値を低くするためには、透明導電膜の厚みを一定の値以上にする必要がある。ところが、透明導電膜の厚みが厚くなるにつれて、該透明導電膜の形成部分と非形成部分との境界で光の屈折率の変化が大きくなる。そうすると、パターン化されたタッチ電極が使用者視認されてしまい、タッチパネル越しに見える表示画像の画像品位を低下させてしまう。

このようにタッチ電極のパターンによって表示画像の画像品位が低下する問題を解決するために、例えば、タッチ電極が形成されるフィルム基材に少なくとも一層以上のアンダーコートを施すことが提案されている(特開2009−76432号公報参照)。

概要

簡単な構成によって、透明な絶縁基板上に形成されたタッチ電極が視認されることを防止可能なタッチパネルを提供する。タッチパネル(100)は、絶縁性の透明な基板(1)と、該基板(1)上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極(2)と、前記基板(1)上の前記タッチ電極(2)が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極(3)とを有する。前記タッチ電極(2)および前記フローティング電極(3)は、それぞれ、複数の微細領域(2a、3a)を形成するスリット(8、9)を有する。

目的

本発明は、簡単な構成によって、透明な絶縁基板上に形成されたタッチ電極が視認されることを防止可能なタッチパネルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

絶縁性を有する透明な基板と、前記基板上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極と、前記基板上の前記タッチ電極が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極とを有し、前記タッチ電極および前記フローティング電極は、それぞれ、複数の微細領域を形成するスリットを有する、タッチパネル

請求項2

前記フローティング電極の前記微細領域は、互いに分離していて電気的に非接触状態である、請求項1に記載のタッチパネル。

請求項3

前記タッチ電極の前記微細領域および前記フローティング電極の前記微細領域は、同じ形状を有している、請求項1または2に記載のタッチパネル。

請求項4

前記タッチ電極および前記フローティング電極は、前記基板上に形成された単一の透明導電膜をパターニングして形成されたものである、請求項1から3のいずれか1項に記載のタッチパネル。

請求項5

前記タッチ電極と前記フローティング電極との間隔が100μm以下である、請求項1から4のいずれか1項に記載のタッチパネル。

請求項6

前記基板上に形成された端子、該端子と前記タッチ電極とを接続する引き出し配線、および、前記タッチ電極同士を接続する接続配線のうち少なくとも一部は、アルミ膜と透明導電膜との積層構造を有していて、前記透明導電膜は、前記アルミ膜を覆うように形成されている、請求項1から5のいずれか1項に記載のタッチパネル。

請求項7

請求項1から6のいずれか1項に記載のタッチパネルと、表示パネルとを備え、前記タッチパネルと前記表示パネルとを積層した状態で、該タッチパネル越しに該表示パネルの表示画像視認可能に構成されている、表示装置

請求項8

前記タッチパネルの基板は、前記表示パネルの複数の基板のうちの一つを兼ねている、請求項7に記載の表示装置。

請求項9

前記表示パネルは液晶パネルである、請求項7または8に記載の表示装置。

技術分野

0001

本発明は、透明な絶縁基板上に透明導電膜によってタッチ電極が形成されたタッチパネル、および、このタッチパネルを備えた表示装置に関する。

背景技術

0002

近年、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)やパームトップコンピュータ携帯用ゲーム機器などの普及に伴い、表示装置と組み合わせられる入力手段として、透明な基板上に形成されたタッチパネルが広く知られている。

0003

例えば、タッチパネル付きの表示装置である液晶表示装置では、透明なタッチパネルが液晶パネル画像表示面に重ねられている。これにより、前記液晶表示装置では、タッチパネル越しに液晶パネルに表示される画像を見ることができる。そして、タッチパネルの外面、すなわち、液晶パネルの表示画像を観察する側の表面を指先入力ペンなどによって押圧すると、その位置を検出することができる。これにより、タッチパネルへの入力内容をPDAなどの使用機器の制御に反映させることが可能となる。

0004

透明な基板を用いたタッチパネルは、位置検出の方法に応じて、静電容量方式抵抗膜方式などの種類がある。抵抗膜方式のタッチパネルは、フィルムおよびガラスの2枚構造を有していて、タッチパネルの外面が押圧されると、フィルムが押し下げられてショートすることによりタッチ位置を検出するように構成されている。そのため、抵抗膜方式のタッチパネルは、動作温度範囲が狭い点や経時変化に弱い点などの欠点を有している。

0005

これに対し、静電容量方式のタッチパネルでは、ガラスやフィルムなどの透明な絶縁性基板上に透明導電膜のタッチ電極が平面的なパターンとして形成されている。この静電容量方式のタッチパネルは、タッチ電極によって形成される静電容量の変化によってタッチ位置を検出できるように構成されている。静電容量方式のタッチパネルは、一枚の基板にITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜を形成すればよいため、製造が容易で耐久性も高いという特性を有しており、近年、様々な用途に用いられている。特に、所定の間隔で配置される平面的な所定のパターンによってタッチ電極が形成される投影型の静電容量方式は、複数のタッチ点を同時に検出可能ないわゆるマルチタッチに対応しているため、近年、特に注目が集まっている。

0006

タッチパネルのタッチ電極は、タッチ位置の精度を向上させるために低い抵抗値であることが要求される。ITOなどの透明導電膜において抵抗値を低くするためには、透明導電膜の厚みを一定の値以上にする必要がある。ところが、透明導電膜の厚みが厚くなるにつれて、該透明導電膜の形成部分と非形成部分との境界で光の屈折率の変化が大きくなる。そうすると、パターン化されたタッチ電極が使用者視認されてしまい、タッチパネル越しに見える表示画像の画像品位を低下させてしまう。

0007

このようにタッチ電極のパターンによって表示画像の画像品位が低下する問題を解決するために、例えば、タッチ電極が形成されるフィルム基材に少なくとも一層以上のアンダーコートを施すことが提案されている(特開2009−76432号公報参照)。

0008

しかし、上記従来のフィルム基材を用いたタッチパネルでは、透明基板に一層以上のアンダーコートを施すため、製造工数が増えてコスト増に繋がる。

0009

また、上述のようなアンダーコート層を表示装置に形成した場合には、タッチパネルの透過率が低下して、表示画像が見えにくくなる。

0010

本発明は、簡単な構成によって、透明な絶縁基板上に形成されたタッチ電極が視認されることを防止可能なタッチパネルを提供することを目的とする。

0011

本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、絶縁性を有する透明な基板と、該基板上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極と、前記基板上の前記タッチ電極が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極とを有し、前記タッチ電極および前記フローティング電極は、それぞれ、複数の微細領域を形成するスリットを有する。

0012

前記実施形態の構成により、使用者がタッチ電極のパターンを視認することを効果的に防止することができる。

図面の簡単な説明

0013

図1は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルの電極パターンを示す平面図である。
図2は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域を示す部分拡大平面図である。
図3は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域の構造を拡大して示す部分拡大平面図である。
図4は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域の別の形状を示す部分拡大平面図である。
図5は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域のさらに別の形状を示す部分拡大平面図である。
図6は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置において、タッチ電極、引き出し配線端子の各構成を示す断面図である。
図7は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法における最初の工程を示す断面図である。
図8は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法における次の工程を示す断面図である。
図9は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法における最後の工程を示す断面図である。

実施例

0014

本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、絶縁性を有する透明な基板と、該基板上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極と、前記基板上の前記タッチ電極が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極とを有し、前記タッチ電極および前記フローティング電極は、それぞれ、複数の微細領域を形成するスリットを有する(第1の構成)。

0015

上記構成により、タッチ電極が形成されていない部分に、透明導電膜で形成されたフローティング電極が形成されるため、透明導電膜からなるタッチ電極を目立たなくすることができる。さらに、タッチ電極およびフローティング電極がともに微細領域に分割されているため、タッチ電極のパターン形状を、より一層、使用者に視認されにくくすることができる。

0016

前記第1の構成において、前記フローティング電極の前記微細領域は、互いに分離していて電気的に非接触状態であることが好ましい(第2の構成)。このようにすることで、タッチ位置を検出する電極として機能しないフローティング電極に、浮遊電荷チャージされることを効果的に防止することができ、タッチ位置検出誤差を軽減することができる。

0017

前記第1または第2の構成において、前記タッチ電極の前記微細領域および前記フローティング電極の前記微細領域は、同じ形状を有していることが好ましい(第3の構成)。このようにすることで、タッチパネルの表面全体にほぼ同じ形状の微細領域パターンが形成される。これにより、タッチ電極のパターンが使用者に視認されることをより確実に防止することができる。

0018

前記第1から第3の構成のうちいずれか一つの構成において、前記タッチ電極および前記フローティング電極は、前記基板上に形成された単一の透明導電膜をパターニングして形成されたものであることが好ましい(第4の構成)。このようにすることで、タッチ電極とフローティング電極とを同じ厚さで且つ同じ色調の電極にすることができ、使用者に視認されにくくなる。しかも、上述の構成により、タッチ電極とフローティング電極とを同時に形成できるので、製造工程を簡略化することができる。

0019

前記第1から第4の構成のうちいずれか一つの構成において、前記タッチ電極と前記フローティング電極との間隔が100μm以下であることが好ましい(第5の構成)。

0020

前記第1から第5の構成のうちいずれか一つの構成において、前記基板上に形成された端子、該端子と前記タッチ電極とを接続する引き出し配線、および、前記タッチ電極同士を接続する接続配線のうち少なくとも一部は、アルミ膜と透明導電膜との積層構造を有していて、前記透明導電膜は、前記アルミ膜を覆うように形成されていることが好ましい(第6の構成)。このようにすることで、アルミ膜にガルバニック腐食が生じるのを防止できる。これにより、アルミ膜に生じたガルバニック腐食によって該アルミ膜の形状が使用者に明瞭に視認されることを防止できる。

0021

本発明の一実施形態にかかる表示装置は、第1から第6の構成のいずれか一つのタッチパネルと、表示パネルとを備え、前記タッチパネルと前記表示パネルとを積層した状態で、該タッチパネル越しに該表示パネルの表示画像を視認可能に構成されている(第7の構成)。

0022

このようにすることで、タッチ電極パターンが使用者に視認されにくいという前記タッチパネルの特長を活かして、表示パネルにおける表示画像の画像品位の低下を防止可能な表示装置が得られる。

0023

前記第7の構成において、前記タッチパネルの基板は、前記表示パネルの複数の基板のうちの一つを兼ねていることが好ましい(第8の構成)。このようにすることで、表示パネルにおける表示画像の画像品位の低下を防止可能なタッチパネル付き表示装置において、装置の薄型化を図れる。これにより、コンパクトな表示装置を実現できる。

0024

また、前記表示パネルは液晶パネルであることが好ましい(第9の構成)。

0025

(実施の形態)
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

0026

なお、以下の実施形態の説明では、タッチパネルの一例として、投影型静電容量式であり、且つ、液晶パネルの前面基板をタッチパネルの基板として用いた液晶表示装置のタッチパネルを説明する。

0027

しかし、以下の説明は、タッチパネル、および、該タッチパネルを備えた表示装置の構成や用途を限定するものではない。本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、投影型静電容量方式に限らず、平面的なパターンによって形成された透明導電膜をタッチ電極とする各種タッチパネルに用いることができる。例えば、互いに直交するX方向およびY方向に延びるタッチ電極が形成された2層構造のタッチパネルなどにも用いることができる。また、本発明の一実施形態にかかる表示装置も、表示パネルとして液晶パネルを用いた構成に限らず、有機および無機エレクトロルミネッセンス(EL)パネルや、プラズマディスプレイパネル(PDP)、さらには、電界放出型ディスプレイなどの各種の平板型ディスプレイを表示パネルとして用いることができる。

0028

なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかる表示装置は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備えることができる。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を必ずしも忠実に表したものではない。

0029

図1は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置のタッチパネル部を示す平面図である。

0030

本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置は、データを入力するためのタッチパネル100と、表示画像を表示する後述の液晶パネル200とを備えている。

0031

タッチパネル100は、絶縁性基板であるガラス基板1上にITOからなる透明導電膜をパターン形成することによって得られるタッチ電極2を備えている。本実施形態のタッチパネル100は投影型静電容量方式である。そのため、タッチ電極2は、図1に示すように、同じ大きさの略長方形の電極パターンからなり、ガラス基板1上に複数並んで形成されている。具体的には、本実施形態のタッチパネル100では、図1に示すように、横方向に10個並んだ電極パターンが縦方向に上下2列設けられている。これにより、タッチパネル100は、合計20個の電極パターンを有している。

0032

なお、タッチ電極2の配置パターンは、図1に示した配置例に限らない。したがって、各タッチ電極2のパターン形状は、図1に示した長方形状以外の形状であってもよく、また、横および縦に配列されるパターンの個数も、横方向に10個および縦方向に2列の合計20個に限定されない。

0033

投影型静電容量方式のタッチパネルでは、タッチパネルに接触した使用者の指の位置を検知できるように、タッチ電極を所定の間隔、例えば200μm〜800μm程度の間隔で設ける必要がある。このため、タッチ電極同士の間には、タッチ電極が形成されていない領域が存在する。

0034

本実施形態のタッチパネル100では、図1に示すように、タッチ電極2同士の間に、タッチ電極2と同じくITO等の透明導電膜からなるフローティング電極3が形成されている。

0035

なお、フローティング電極3は、後述するように、タッチ電極2の電極パターンを使用者が視認しにくくするように設けられていて、その配置や形状についてはタッチ電極2のような制約はない。具体的には、図1に示す本実施形態のタッチパネル100では、図1において横方向に隣り合うタッチ電極2同士の間には、タッチ電極2の長辺と同じ長さの長辺を有する長方形のフローティング電極3が配置されている。一方、縦方向に隣り合うタッチ電極2同士の間には、タッチ電極2同士を接続する接続配線6を避けるように、さまざまな縦横比を有する四角形のフローティング電極3が形成されている。しかし、これらはあくまでもフローティング電極3の形状および配置を例示するものに過ぎず、フローティング電極3の形状および配置を制限するものではない。

0036

図2は、図1中に点線で囲んだD部の拡大図である。

0037

図2に示すように、本実施形態のタッチパネル100のタッチ電極2には、略十字状のスリット8が複数、形成されている一方、フローティング電極3には、格子状のスリット9が形成されている。このフローティング電極3のスリット9は、タッチ電極2のスリット8が目立たないように設けられている。

0038

具体的には、タッチ電極2には、略十字状のスリット8によって、略正方形状の微細領域2aが形成されている。一方、フローティング電極3は、格子状のスリット9によって、タッチ電極2の微細領域2aと同じ大きさの略正方形状の微細領域3aに分割されている。タッチ電極2およびフローティング電極3は、両者の間に隙間7が形成されるように配置されている。なお、微細領域2a,3aは、一辺の長さが隙間7の幅に対して4倍以上の長さになるように形成されるのが好ましい。隙間7の幅は、後述するように、100μm以下が好ましい。

0039

図2に示すように、タッチ電極2における微細領域2aは、独立した略十字状のスリット8によって形成されている。そのため、隣り合う微細領域2aはその一部分で互いに繋がっていて、全体として一つの電位を有するタッチ電極2を構成している。本実施形態では、タッチ電極2の静電容量の変化が後述する引き出し配線4を介して端子5に出力される。これにより、図示しない検出回路等によって、端子5の出力に基づいてタッチ位置の検出を行うことができる。

0040

一方、フローティング電極3の微細領域3aは、連続した格子状のスリット9によって区画されている。そのため、微細領域3aは、それぞれが独立していて電気的に非接触な領域になっている。フローティング電極3は、タッチ電極2のように電位を把握する必要がない一方で、面積が大きいと、フローティング電極3自体に電荷が溜まりやすくなってしまう。このため、上述のように、フローティング電極3の微細領域3aを互いに電気的に非接触なものとすることで、フローティング電極3に溜まった電荷がタッチ電極2におけるタッチ位置検出信号のノイズになるのを防止できる。これにより、フローティング電極3に溜まった電荷が正確なタッチ位置検出の障害となることを有効に防止することができる。

0041

タッチ電極2の微細領域2aおよびスリット8の構成,ならびに、フローティング電極3の微細領域3aおよびスリット9の構成について、図3を用いて詳細に説明する。

0042

図3は、本実施形態のタッチパネル100を図2よりもさらに拡大して示す拡大平面図である。具体的には、図3は、図2中に点線で領域Eとして示した部分を拡大して示す図である。

0043

図3に示すように、本実施形態のタッチパネル100では、タッチ電極2の微細領域2aおよびフローティング電極3の微細領域3aをともに略正方形状に形成している。このように、タッチ電極2の微細領域2aとフローティング電極3の微細領域3aとを同じ形状にすることで、タッチパネル100の表面に形成されている透明導電膜全体がほぼ同じ外観表面形状を呈することになる。これにより、使用者が、タッチ電極2のパターンを視認することをより効果的に防止することができる。

0044

また、図3に示すように、本実施形態のタッチパネル100では、タッチ電極2の微細領域2aの長さTc、Tdと、フローティング電極3の微細領域3aの長さFc、Fdとは同等の長さを有している。また、タッチ電極2に形成されたスリット8の幅である長さTa、Tbと、フローティング電極に形成されたスリット9の幅である長さFa、Fbとが同等の長さを有している。

0045

本実施形態では、さらに、Ta、Tb、Fa、Fbと、タッチ電極2とフローティング電極3との隙間7の幅である長さSとが同等の長さを有している。この構成により、図3に示すように、タッチ電極2およびフローティング電極3に渡って同じパターンで透明導電膜が繰り返し形成されることになる。そのため、使用者がタッチ電極2のパターンを視認することを効果的に防止できる。なお、この隙間7の幅が大きすぎると、タッチ電極2が形成されていない部分にフローティング電極3を形成して、タッチ電極2の形成パターンを使用者が視認しにくくなるという本発明の効果が得にくくなる。このような観点から、タッチ電極2とフローティング電極3との間隔である隙間7の幅Sは、100μm以下とすることが好ましい。

0046

タッチ電極2の外周側部分では、スペース上の問題から十字状のスリット8を形成することができない。この場合には、スリットを形成しないことも考えられる。しかしながら、スリットを形成しないことは、タッチパネルの表面全体でより均一な繰り返しパターンを設けて使用者に視認されにくくするという観点からは、あまり好ましくはない。また、隣り合う微細領域2aを繋げて電気的導通を確保するという観点から、十字状のスリット8を形成できない部分に、フローティング電極3のスリット9の延長となるような切り欠きを設けることも好ましくない。このため、本実施形態のタッチパネル100では、図3に示すように、タッチ電極2の外周側部分に、スリット8と同等の幅を有し且つ該スリット8に対してスリット8同士と同じ間隔で配置されるスリット8bが設けられている。

0047

タッチ電極2におけるスリット8同士の間隔Te、Tfは、以下の2つの観点を考慮して、タッチ電極2を形成する透明導電膜の組成や厚さなどから適宜決めることが望ましい。2つの観点とは、タッチ電極2の微細領域2aをフローティング電極3の微細領域3aと同じ形状にするという観点、および、タッチ電極2の隣り合う微細領域2a同士を電気的に接続して、一つのタッチ電極2として機能させるために必要な導通面積を確保するという観点である。一般的には、スリット8の間隔Te、Tfは、タッチ電極2の微細領域2aの1辺の長さTcまたはTdの1/3から1/2程度とするのが好ましい。

0048

本実施形態のタッチパネル100におけるタッチ電極2とフローティング電極3との各部分の大きさの関係を整理すると、以下のようになる。

0049

Ta=Tb=Fa=Fb=S
Tc=Td=Fc=Fd
Tc/3<Te<Tc/2
Td/3<Tf<Td/2
なお、各寸法の具体的な一例としては、例えばタッチパネル100のタッチ位置検出領域部分が対角の長さで4インチの大きさの場合、Ta=10μm、Tc=90μm、Te=Tf=30μmなどとすることができる。

0050

以上、タッチ電極2およびフローティング電極3の詳細な構成について説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、タッチパネルの構成を限定するものではない。例えば、タッチ電極2の微細領域2aおよびフローティング電極3の微細領域3aは、いずれも正方形状に限らず、長方形や菱形三角形などの各種形状にしてもよい。また、特に、フローティング電極3自体の面積が小さい場合などにおいては、フローティング電極3の微細領域3aを互いに分離して電気的に非接触にする構成は必須ではない。この場合には、微細領域3aに分割するようにフローティング電極3に形成されたスリットを、タッチ電極2に形成したような十字状のスリットとすることもできる。また、タッチ電極2の微細領域2aと、フローティング電極3の微細領域3aとを同じ形状にすることも、タッチパネルの必須の構成ではない。

0051

なお、タッチ電極およびフローティング電極の各微細領域の形状は、タッチ電極およびフローティング電極の材料として用いられる透明導電膜の材料や厚さなどに応じて適宜選択される。すなわち、透明導電膜の材料や厚さなどによって、使用者への見え方が異なる場合(例えば過剰なざらつき感がある場合など)に、これを解消することを目的として、形状パターンが適宜選択される。

0052

ここで、タッチ電極およびフローティング電極の微細領域において、図2および図3に示した略正方形状の構成とは異なる形状の構成を、図面を用いて説明する。

0053

図4は、タッチ電極およびフローティング電極の微細領域の別の形状例を示す図であり、図3に相当する部分の拡大図である。

0054

図4に示すように、タッチ電極21およびフローティング電極22は、横長の長方形である微細領域21a、22aと、縦長の微細領域21b、22bとが横方向に交互に並んだパターンになるように形成されている。

0055

なお、タッチ電極21の微細領域21a、21bは、隣り合う微細領域同士の一部分が繋がっていて電気的に接続されている。これにより、タッチ電極21は、全体として一つの電極となっている。一方、フローティング電極22の微細領域22a、22bは、図3の構成と同様、それぞれ完全に分離されていて、フローティング電極の隣り合う微細領域同士が電気的に非接触な状態である。

0056

このように、図4に示すような微細領域の形状にすることで、タッチパネル100のタッチ領域において、縦方向の微細領域パターンと横方向の微細領域パターンとが異なったパターンとなる。したがって、縦方向および横方向で同じパターンの繰り返しである構成(例えば図3に示した微細領域パターン)ではざらつき感などが生じるが、上述の構成によって、このようなざらつき感を抑え且つタッチ電極パターンを使用者が視認しにくくなるという作用効果を奏する。

0057

図4に示すような微細領域21a、21bを形成するために、タッチ電極21には、横線を挟んで上下の縦線の位置が左右方向にずれたスリット24が形成されている。また、図3に示した構成と同様、タッチ電極21の外周側部分には、短いスリット24bが形成されている。また、フローティング電極22には、縦方向および横方向にそれぞれ延びる直線状のスリット25が形成されている。

0058

なお、微細領域21a、21bが形成されたタッチ電極21および微細領域22a、22bが形成されたフローティング電極22の大きさの一例として、例えば図3の場合と同様にタッチ領域が4インチ相当である場合には、Ta1=Tb1=Fa1=Fb1=10μm、Tc1=Td1=Fc1=Fd1=200μm、Te1=50μm、Tf1=30μmである。なお、タッチ電極21とフローティング電極22との間隔を、S=Ta1=Tb1=Fa1=Fb1の10μmとすることができる。

0059

図5は、タッチ電極およびフローティング電極の各微細領域のさらに別の形状例を示す図であり、図3および図4に相当する部分の拡大図である。

0060

図5に示すように、タッチ電極31およびフローティング電極32は、大きめの略正方形形状である微細領域31a、32aと、小さめの略正方形である微細領域31c、32cと、微細領域31b、32bとが組み合わされて配置されるパターンを有している。微細領域31b、32bは、略90度間隔三方へ延びる形状、すなわち長方形の長辺の中央部分から外方に向かって突出するような形状を有している。

0061

なお、図5に示す微細領域の形状パターンの場合でも、タッチ電極31の微細領域31a、31b、31cは、隣り合う微細領域同士の一部分が繋がっていて電気的に接続されている。フローティング電極32の微細領域32a、32b、32cが電気的に非接触な状態であることは、図3図4に示す構成と同じである。

0062

図5に示す微細領域31a、31b、31cを形成するために、タッチ電極31には、形状の異なる2種類のスリット34a、34bが形成されているとともに、タッチ電極31の外周側部分には、短いスリット34cが形成されている。一方、フローティング電極32には、微細領域を形成するための連続したスリット35が形成されている。

0063

図5に示すような微細領域の形状パターンでは、微細領域における同一形状の繰り返しパターンとはさらに異なる形状パターンになるため、微細領域の形状パターンに起因するタッチパネル表面のざらつき感をさらに低減できる可能性がある。

0064

なお、タッチ電極31およびフローティング電極32の大きさの一例として、例えば図3図4の場合と同様にタッチ領域が4インチ相当である場合には、Ta2=Tb2=Fa2=Fb2=10μm、Tc2=Td2=Fc2=Fd2=200μm、Te2=50μm、Tf2=30μmである。なお、S=Ta2=Tb2=Fa2=Fb2=10μmとしてもよい。

0065

なお、図3に示したものと同様、図4および図5に示した微細領域の形状パターン例の場合も、特にフローティング電極22、32の面積が小さい場合には、フローティング電極22,32の微細領域22a、22b、32a、32b、32cを互いに分離して電気的に非接触とする構成は必須ではない。また、同じく、タッチ電極21、31の微細領域21a、21b、31a、31b、31cと、フローティング電極22、32の微細領域22a、22b、32a、32b、32cとを同じ形状にすることも、必須の構成ではない。

0066

図1に戻って、タッチ電極2が配置されたタッチ位置の検出領域の周囲には、引き出し配線4が形成されている。タッチ電極2は、引き出し配線4を介して、タッチパネル100の基板1の一端部に形成された端子5に接続されている。本実施形態のタッチパネル100では、端子5が4つ設けられている。また、本実施形態のタッチパネル100では、各タッチ電極2に指先などが近づくことによって生じる静電容量の変化を、4つの端子5から電圧の変化として出力し、図示しない検出回路等によってタッチ位置を検出する。

0067

このため、各タッチ電極2は、タッチ位置の検出領域の周辺に形成された引き出し配線4と、タッチ位置の検出領域内でタッチ電極2同士を接続する接続配線6とによって、端子5に接続されている。

0068

図6は、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の構成を示す断面図である。図6(a)は、タッチ電極2およびフローティング電極3が形成された検出領域部分図1のA−A’矢視線の部分)の構成を示している。図6(b)は、引き出し配線4(図1のB−B’矢視線の部分)の構成を示している。図6(c)は、端子(図1のC−C’矢視線の部分)の構成を示している。

0069

図6(a)、図6(b)、図6(c)に示すように、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置では、外部からのタッチ位置を検出するタッチパネル100と、表示パネルである液晶パネル200とが積層されている。また、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置では、液晶パネル200を構成する一つの基板である前面基板がタッチパネル100の基板1を兼ねている。

0070

液晶パネル200は、一般的な透過型の液晶パネルであって、液晶パネル200を構成する2つのガラス製の基板である前面基板1と背面基板11との間に液晶層12を有している。

0071

特に図示しないが、前面基板1の内表面(液晶層12側の面)には、カラー画像表示のために各画素に対応してカラーフィルタが形成されているとともに、液晶層12に所定の電圧を印加する対向電極が形成されている。

0072

特に図示しないが、背面基板11の内表面(液晶層12側の面)には、マトリクス状に配置される画素電極が設けられている。液晶表示装置では、背面基板11の画素電極と前面基板1の対向電極との間の電位を調整することによって、液晶層12の配向状態を変化させて画像表示が行われる。この背面基板11の画素電極が形成されている領域が液晶パネル200の表示領域となる。この液晶パネル200の表示領域は、タッチパネル100のタッチ位置の検出領域とほぼ一致する。

0073

また、図示しないが、背面基板11の表示領域には、画素電極の行方向に配置された複数のゲート線と、列方向に配置された複数のソース線と、ゲート線とソース線との交点近傍に配置され、各画素電極に接続されたTFTとが形成されている。ゲート線に順次ゲート電圧を印加することによって、行ごとにスイッチング素子であるTFTがオンとなる。これにより、マトリクス状に配置された画素電極のうち、或る行を選択することができる。そして、その状態で、選択された行に属するそれぞれの画素電極に、ソース線を介して画像表示に必要な電圧を印加する。これを表示領域内の全ての行に対して行うことによって、液晶表示装置に画像を表示させることができる。

0074

図6(a)、図6(b)、図6(c)において、タッチパネル100の図中上側、および、液晶パネル200の背面基板11の図中下側には、それぞれ、偏光角所定角度ずれるように偏光板が配置されている。また、液晶パネル200の前面基板1および背面基板11の液晶層12に面する内表面には、上記した電極類やスイッチング素子を覆う絶縁膜が形成されているとともに、該絶縁膜の表面には液晶分子配列方向を定める配向膜が形成されているが、これらの構成も液晶パネルとして一般的な構成に過ぎないので、図示および詳細な説明を省略する。

0075

また、液晶パネル200の背面には、液晶パネル200で画像を表示するために必要な照射光照射する図示しないバックライトが配置されている。本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置100のバックライトは、例えば、サイドライト型またはエッジライト型と呼ばれるタイプであり、平板状の導光体と、その側面に設けられた冷陰極蛍光管または発光ダイオードなどの光源とを備えている。このような構成を有するバックライトでは、導光体の側面から入射した光源からの照射光が、導光体内部で反射を繰り返して拡散伝搬され、液晶パネル200に対向する側の導光体の主面から均一光として照射される。

0076

なお、液晶表示装置200のバックライトは、上記したサイドライト型に限らず、液晶パネル200の背面に、液晶パネル200側に光を照射するように光源を平面的に配置して、集光シート拡散シートなどの光学シートを介して液晶パネルに光を照射する、直下型と呼ばれるタイプのライトを用いてもよい。また、光源も、冷陰極蛍光管や発光ダイオードに限らず、熱陰極蛍光管EL発光体などの各種光源を用いることができる。

0077

また、本実施形態では、液晶パネルの構成として、いわゆるアクティブマトリクス方式のものを例示したが、表示パネルはこれに限らず、いわゆる単純マトリクス方式の液晶パネルであってもよい。さらに、液晶パネルの駆動方法も、対向する基板間に電圧を印加する、いわゆる垂直配向方式に限らず、基板の平面方向に電圧を印加するIPS方式など、他の駆動方式も採用することができる。

0078

さらに、液晶パネル200も、バックライトからの照射光を画像表示に用いる透過型または半透過型と呼ばれる構成に限らず、前面基板1を透過して入射する外光を背面基板11に形成された反射電極で反射させて画像表示に用いる、いわゆる反射型の液晶パネルであってもよい。この反射型の液晶パネルの場合には、バックライトと、背面基板の外側(図6における下側)に配置される偏光板とが不要になる。

0079

図6(a)に示すように、使用者のタッチ位置を検出する検出領域では、液晶パネル200の前面基板を兼ねる基板1上に、ITOなどの透明導電膜によってタッチ電極2が形成されている。また、基板1上のタッチ電極2同士の間には、該タッチ電極2と同様にITOなどの透明導電膜からなるフローティング電極3が形成されている。そして、本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置では、このタッチ電極2およびフローティング電極3が、いずれも微細領域2a、3aに分割されている。そして、微細領域2aを有するタッチ電極2と、微細領域3aを有するフローティング電極3とを覆うように、基板1上には、SiNやSiO2、その他の透明樹脂製の保護膜13が形成されている。

0080

引き出し配線4は、図6(b)に示すように、ガラス製の基板1上に形成されたアルミ電極4bと、該アルミ電極4b上に形成されたMoNb層4cと、該MoNb層4cおよびアルミ電極4bを覆うように形成されたITOなどからなる透明導電膜4aとを備えている。そして、この透明導電膜4aをさらに覆うように、SiNやSiO2、その他の透明樹脂製の保護膜13が形成されている。

0081

端子5は、図6(c)に示すように、ガラス製の基板1上に形成されたアルミ層5bと、該アルミ層5b上に形成されたMoNb層5cと、該MoNb層5cおよびアルミ層5bを覆うように形成されたITOなどからなる透明導電膜5aとを備えている。

0082

そして、透明導電膜5aをさらに覆うように、SiNやSiO2、その他の透明樹脂製の保護膜13が形成されている。ただし、端子5の中央部分には、絶縁膜13に開口部14が形成されている。この開口部14内で、検出回路を有する図示しない外部基板に接続された接続電極端子が透明導電膜5aの表面に接触することにより、端子5に出力されたタッチ電極2の電圧の変化が読み取られる。

0083

上述のように、本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置では、引き出し配線4および端子5において、電気的導通を得るために形成されるアルミ電極4bやアルミ層5bの上にMoNb層4c、5cが形成されている。ここで、アルミ層がITOなどの透明導電膜に直接接触すると、ガルバニック腐食が生じやすい。このガルバニック腐食が生じると、両者の電気抵抗が大きくなるだけでなく、腐食部分が着色して使用者に引き出し配線パターンなどが視認されやすくなる。これに対して、上述のように、アルミ層と透明導電体層との間にMoNb層を形成することで、ガルバニック腐食の発生を効果的に防止することができる。

0084

なお、図6(a)、図6(b)、図6(c)に示した各部材の厚みは、例えば、基板1の厚みが0.7mm、アルミ層4b、5bが150nm、MoNb層4c、5cが100nm、透明導電膜2、3、4a、5aが70nmである。また、液晶パネル200の全体の厚みは、例えば、1.4mm程度である。

0085

次に、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法について、図7図9を用いて説明する。なお、これらの図7図9には、図6に示した断面図と同様、各図の(a)としてタッチ電極2が形成されたタッチ領域(図1のA−A’矢視線部分に相当)の構成を、(b)として引き出し配線4(B−B’矢視線部分に相当)の構成を、(c)として端子5(C−C’矢視線部分に相当)の構成を、それぞれ断面図で示す。

0086

まず、液晶パネル200の製造方法について以下で説明する。

0087

前面基板1の所定位置にカラーフィルタなどを形成するとともに、背面基板11には画素電極やゲート線、ソース線、スイッチング素子などを形成する。次に、前面基板1および背面基板11の液晶表示領域に、液晶配向させる配向膜であるポリイミドを形成する。そして、背面基板11にシールを設けるとともに、液晶を滴下注入し、前面基板1と背面基板11とを貼り合わせる。

0088

次に、貼り合わせた前面基板1および背面基板11の外周側に感光封止材を塗布して、UV照射によって感光性封止材を硬化させる。さらに、必要に応じて、貼り合わせた前面基板1もしくは背面基板11をフッ酸などの薬液を用いて薄板加工する。

0089

その後、図7(b)および図7(c)に示すように、前面基板1の液晶層12と接している側とは異なる側の表面に、引き出し配線4および端子5の一部を構成するメタル層を形成する。本実施形態では、メタル層は、第1層のアルミ層4b、5bと、第2層のMoNb層4c、5cとによって構成されている。そのため、アルミ層およびMoNb層は、スパッタ法によって連続で順に形成される。

0090

そして、メタル層上にレジスト膜を塗布した後、引き出し配線4および端子5となる部分に、図示しないレジストパターンを残存させる。次に、このレジストパターンをマスクとして、燐酸酢酸硝酸混酸液によって、MoNb層とアルミ層とをエッチングする。その後、レジスト剥離液にてレジスト剥離して、図7(a)、図7(b)、図7(c)の状態にする。

0091

次に、タッチ電極2となる例えばITOなどの透明導電膜をスパッタ法によって成膜する。そして、平面的パターンを有するタッチ電極2、タッチ電極2間に形成されるフローティング電極3,引き出し配線4,図示しない接続配線、および端子5が残存するように、図示しないレジストパターンを形成する。このとき、タッチ電極2およびフローティング電極3が、それぞれ、図2および図3に示すような微細領域2a、3aに分割されるように、タッチ電極2のレジストパターンおよびフローティング電極3のレジストパターンが形成されている。具体的には、タッチ電極2のレジストパターンは、十字状のスリット8を該タッチ電極2に形成可能な形状に形成されている一方、フローティング電極3のレジストパターンは、格子状のスリット9を該フローティング電極3に形成可能な形状に形成されている。

0092

そして、上述のようなレジストパターンをマスクとして、蓚酸液で透明導電膜をエッチングする。その後、レジスト剥離液によってレジストパターンを除去することで、図8(a)に示すタッチ領域、図8(b)に示す引き出し配線4、図8(c)に示す端子5を形成する。

0093

次に、透明有機樹脂を、基板1等に全面塗布して保護膜13を形成する。そして、フォトリソグラフィ法によって、図9(c)に示す端子5部分に、外部の基板などと導通させるための開口部14を形成する。

0094

このようにして得られた、タッチパネル100と液晶パネル200との積層体は、切断されて、それぞれ、タッチパネル付き液晶装置が形成される。

0095

以上、タッチパネルおよび表示装置の適用例として、タッチパネル液晶表示装置の構成等について説明した。しかし、タッチパネルおよび表示装置の適用例は、タッチパネル液晶表示装置に限らない。

0096

例えば、上記実施形態では、タッチパネル付きの液晶表示装置の構成として、タッチパネルの基板が液晶パネルの前面基板を兼ねる例について説明したが、この構成に限定されるものではない。すなわち、タッチパネルは、タッチパネルの基板と液晶パネルの前面基板とが別の部材であってもよい。この場合、タッチパネルは、通常の液晶パネルと積層されて接着剤等によって接着されていてもよい。

0097

なお、このようにタッチパネルの基板が液晶パネルの基板を兼ねない場合には、タッチパネルの基板として、上記実施形態で説明したガラス基板以外に、例えば可撓性の樹脂基板なども用いることができる。

0098

本発明は、タッチ電極のパターンが使用者に視認されにくいタッチパネル、および、該タッチパネルと表示パネルとが積層された表示装置として利用可能である。

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