JP5939766B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルに係わり、特に、電極交差部のパターン見えを軽減したタッチパネルに関する。

タッチパネルの主な方式として、光の変化を検出する方式と、電気的な特性の変化を検出する方式とが知られている。また、電気的な特性の変化を検出する方式として、静電容量結合方式が知られている。
従来の静電容量結合方式のタッチパネルとして、下記特許文献１等に示すように、複数のＸ電極と、このＸ電極と交差する複数のＹ電極とを有するものが知られている。
前述の特許文献１等に開示されているタッチパネルでは、Ｙ電極は、交差部と、この交差部の幅よりも広い幅の電極部とが、交互に複数配置された電極パターンで形成されており、Ｘ電極は、交差部と、この交差部の幅よりも広い幅の電極部とが交互に複数配置された電極パターンで形成されている。
また、Ｙ電極の交差部と、Ｙ電極の電極部と、Ｘ電極の電極部とは、基板上に形成される。また、電極Ｘの交差部は、基板上に形成された層間絶縁層上に形成され、Ｘ電極の交差部の両端は、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して、隣接するＸ電極の電極部にそれぞれ電気的に接続される。なお、Ｘ電極及びＹ電極は、高い透過性を有する材料、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明性導電材料で形成されている。

特開２００９−２６５７４８号公報

しかしながら、従来の静電容量結合方式のタッチパネルでは、特定の方向から見た場合に、コンタクトホール部での反射により、コンタクトホール部がユーザに認識されてしまい、見栄えが悪化するという問題点があった。
本発明の目的は、前述の問題点を解消するために成されたものであり、本発明の目的は、タッチパネルにおいて、反射により、電極交差部のパターンがユーザにより認識されるのを軽減することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）前記基板上で、第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に併設される複数のＸ電極と、前記基板上で、前記Ｘ電極と交差して前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に併設される複数のＹ電極と、前記基板上で、前記複数のＸ電極の各々と、前記複数のＹ電極の各々と交差する部分に形成される台座層とを有するタッチパネルであって、前記各Ｙ電極は、前記Ｘ電極と交差する交差部と、前記Ｘ電極と同相に前記Ｘ電極とは分離して形成される電極部とを有し、前記各Ｘ電極は、前記Ｙ電極と交差する交差部と、前記Ｙ電極と同相に前記Ｙ電極とは分離して形成される電極部とを有し、前記各Ｙ電極の前記交差部は、前記台座層の下に形成され、前記各Ｘ電極の前記交差部は、一部が前記台座層上に形成され、両端が隣接する前記Ｘ電極の前記電極部に電気的に接続されており、前記台座層は、前記基板と直交する方向から見て、前記Ｘ電極の前記交差部と交差する部分の外形形状が非線形形状を有する。
（２）（１）において、前記台座層は、前記基板と直交する方向から見て、外形形状が、５角形以上の多角形形状である。
（３）（１）において、前記台座層は、前記基板と直交する方向から見て、外形形状が、円形形状である。

（４）（２）または（３）において、前記Ｙ電極の前記電極部の前記第１の方向の両端部、および、前記Ｘ電極の前記電極部の前記第２の方向の両端部は、前記台座層の下に形成される。
（５）（１）において、前記台座層は、前記基板と直交する方向から見て、長軸方向が、前記Ｘ電極の前記交差部の延長方向である楕円形状である。
（６）（５）において、前記複数のＸ電極の前記電極部の前記第２の方向の両端部は、前記台座層の下に形成される。
（７）（１）乃至（６）の何れかにおいて、前記台座層は、側面が、前記基板と接触する面と反対側の平坦部に向かって厚さが徐々に厚くなるテーパ状に形成されている。
（８）（１）乃至（７）の何れかにおいて、前記基板上に形成されるインデックスマッチング層を有し、前記Ｘ電極、前記Ｙ電極、および、前記台座層は、前記インデックスマッチング層上に形成される。
（９）（１）乃至（８）の何れかにおいて、前記Ｘ電極の前記電極部、および、前記Ｙ電極の前記電極部は、前記基板と直交する方向から見て、菱形形状である。
（１０）（１）乃至（９）の何れかにおいて、前記Ｘ電極および前記Ｙ電極を覆うように設けられる保護膜を有する。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明のタッチパネルによれば、反射により、電極交差部のパターンがユーザにより認識されるのを軽減することが可能となる。

本発明の実施例のタッチパネルを説明するための図である。 本発明の実施例のタッチパネルの変形例を説明するための図である。 本発明の実施例のタッチパネルの効果を説明するための図である。 従来のタッチパネル付き表示装置のタッチパネルの電極パターンを示す平面図である。 図４に示すＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。 図４に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図である。 タッチパネル付き表示装置の概略構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
［タッチパネル付き表示装置の概略構成］
図７は、タッチパネル付き表示装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図７では、表示パネルは、液晶表示パネル３０の場合を図示している。
図７に示すタッチパネル付き表示装置は、液晶表示パネル３０と、液晶表示パネル３０の観察者側の面上に配置された静電容量結合方式のタッチパネル２０と、液晶表示パネル３０の観察者側とは反対側の面下に配置されたバックライト４０とを備える。
液晶表示パネル３０としては、例えばＩＰＳ方式、ＴＮ方式、ＶＡ方式等の液晶表示パネルが用いられている。
タッチパネル２０は、後述するように、第１の方向に延在し、第１の方向と交差する第２の方向に所定の配列ピッチで併設される複数のＸ電極と、このＸ電極と交差して第２の方向に延在し、第１の方向に所定の配列ピッチで併設される複数のＹ電極とを有する。
なお、図７では、観察者の指５０とＸ電極との間にＣ１，Ｃ３の容量が、観察者の指５０とＹ電極との間にＣ２の容量が形成されていることを模式的に示している。図７に示すタッチパネル２０は、Ｘ電極とＹ電極との結合容量の容量差を検出して、観察者の指５０がタッチした、タッチパネル２０のタッチ面内におけるタッチ位置座標を検出する。

［従来のタッチパネル］
図４ないし図６は、従来の静電容量結合方式のタッチパネルを説明するための図であり、図４は、従来の静電容量結合方式のタッチパネルの電極パターンを示す平面図、図５は図４に示すＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図、図６は図４に示すＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図である。
従来の静電容量結合方式のタッチパネルは、第１の方向（例えばＸ方向）に延在し、第１の方向と交差する第２の方向（例えばＹ方向）に所定の配列ピッチで併設される複数のＸ電極と、このＸ電極と交差して第２の方向に延在し、第１の方向に所定の配列ピッチで併設される複数のＹ電極とを有する。
複数のＹ電極の各々は、交差部２ａと、この交差部２ａの幅よりも広い幅の電極部２ｂとが、第２の方向に交互に複数配置された電極パターンで形成されている。複数のＹ電極の各々は、基板１１の観察者側の面上に配置され、その上層に形成された絶縁膜１２で覆われている。基板１１としては、例えばガラス等の透明な絶縁性基板が用いられている。
複数のＸ電極の各々は、交差部１ａと、この交差部１ａの幅よりも広い幅の電極部１ｂとが、第１の方向に交互に複数配置された電極パターンで形成されている。複数のＸ電極の各々の交差部１ａは、Ｙ電極とは異なる層に形成され、Ｙ電極の交差部２ａと平面的に交差している。複数のＸ電極の各々の電極部１ｂは、Ｙ電極の電極部２ｂと同層で、Ｙ電極とは分離して形成されている。ここで、Ｘ電極の電極部１ｂ、Ｙ電極の電極部２ｂは、基板１１と直交する方向から見て菱形の形状とされる。

複数のＸ電極の各々の電極部１ｂは、Ｙ電極と同様に絶縁膜１２で覆われている。複数のＸ電極の各々の交差部１ａは、絶縁膜１２上に配置され、その上層に形成された保護膜１３で覆われている。
Ｘ電極の交差部１ａは、Ｙ電極の交差部２ａと平面的に交差し、この交差部２ａを挟んで隣り合う２つの電極部１ｂに、Ｘ電極の交差部１ａとＹ電極との間の層間絶縁膜である絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ａを介してそれぞれ電気的にかつ機械的に接続されている。
平面的に見たとき、Ｙ電極の電極部２ｂは、隣り合う２つのＸ電極の交差部１ａの間に配置されており、Ｘ電極の電極部１ｂは、隣り合う２つのＹ電極の交差部２ａの間に配置されている。
なお、Ｘ電極及びＹ電極は、高い透過性を有する材料、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明性導電材料で形成されている。
しかしながら、従来の静電容量結合方式のタッチパネルでは、タッチパネルを特定の方向から見た場合に、コンタクトホール部での反射により、コンタクトホール部がユーザに認識されてしまい、見栄えが悪化するという問題点があった。

［実施例］
図１は、本発明の実施例のタッチパネルを説明するための図であり、同図（ａ）は、電極交差部の平面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。
本実施例でも、図４に示すように、第１の方向（例えばＸ方向）に延在し、第１の方向と交差する第２の方向（例えばＹ方向）に所定の配列ピッチで併設される複数のＸ電極と、このＸ電極と交差して第２の方向に延在し、第１の方向に所定の配列ピッチで併設される複数のＹ電極とを有する。
複数のＹ電極の各々は、交差部２ａと、この交差部２ａの幅よりも広い幅の電極部２ｂとが、第２の方向に交互に複数配置された電極パターンで形成されている。複数のＹ電極の各々は、基板１１の観察者側の面上に配置され、その上層に形成された保護膜１３で覆われている。基板１１としては、例えばガラス等の透明な絶縁性基板が用いられている。
複数のＸ電極の各々は、交差部１ａと、この交差部１ａの幅よりも広い幅の電極部１ｂとが、第１の方向に交互に複数配置された電極パターンで形成されている。複数のＸ電極の各々の交差部１ａは、台座層１５を跨ぐように形成され、Ｙ電極の交差部２ａと平面的に交差している。複数のＸ電極の各々の電極部１ｂは、Ｙ電極の電極部２ｂと同層で、Ｙ電極とは分離して形成されている。
本実施例でも、複数のＸ電極の各々は、その上層に形成された保護膜１３で覆われている。また、Ｘ電極の電極部１ｂ、Ｙ電極の電極部２ｂは、基板１１と直交する方向から見て菱形の形状とされる。

本実施例では、Ｘ電極の交差部１ａと、Ｙ電極の交差部２ａとが交差する部分に台座層１５が設けられる。この台座層１５は、平面的に見た場合に、楕円形状の外形形状を有する。
前述したように、Ｘ電極の交差部１ａは、台座層１５を跨ぐように形成されることにより、Ｙ電極の交差部２ａと平面的に交差し、この交差部２ａを挟んで隣り合う２つのＸ電極の電極部１ｂに、それぞれ電気的にかつ機械的に接続されている。
平面的に見たとき、Ｙ電極の電極部２ｂは、隣り合う２つのＸ電極の交差部１ａの間に配置されており、Ｘ電極の電極部１ｂは、隣り合う２つのＹ電極の交差部２ａの間に配置されている。なお、Ｘ電極及びＹ電極は、高い透過性を有する材料、例えばＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）等の透明性導電材料で形成されている。
このように、本実施例では、従来のタッチパネルにおける、絶縁膜１２に形成されるコンタクトホール１２ａをなくすために、Ｘ電極の交差部１ａと、Ｙ電極の交差部２ａとが交差する部分に台座層１５を設けたことを特徴とする。
ここで、台座層１５は、側面１５ｂが、基板１１と接触する面と反対側の平坦部１５ａに向かって厚さが徐々に厚くなるテーパ状に形成されている。

本実施例では、Ｘ電極の交差部１ａと、Ｙ電極の交差部２ａとが交差する部分に台座層１５を設け、従来のタッチパネルにおける、絶縁膜１２に形成されるコンタクトホール１２ａをなくすようにしたので、特定の方向から見た場合に、コンタクトホール部での反射により、コンタクトホール部がユーザに認識されてしまい、見栄えが悪化するという問題点を解決することが可能である。
しかしながら、台座層１５上を覆うように形成されるＸ電極の交差部１ａのテーパ形状の側面１５ｂで、光学干渉含めて、周囲より反射率が高くなり顕在化し、特に反射での見栄えを悪化させることが想定される。
図１に示すように、インデックスマッチング層１６を追加することで、干渉を軽減することが可能であるが、テーパ形状の側面１５ｂでの反射による見栄えを軽減することはできない。
この反射による見栄えの悪化は、テーパ形状の側面１５ｂが原因で生じるものであり、台座層１５の外形形状が四角形の場合、図３に示すように、各側面１５ｂでの反射光が、各側面１５ｂに対して直行する方向に反射光が指向性を持つことが原因である。
そこで、本実施例では、台座層１５における、基板１１に直交する方向から見た外形形状を、長軸方向がＸ電極の交差部１ａの延長方向である楕円形としたことを特徴とする。これにより、テーパ形状の側面１５ｂが、反射方向に対して凸形状となる非線形形状となるので、側面１５ｂでの反射光を拡散することができ、側面１５ｂでの反射光による輝度と、周囲の輝度差を低減させて、電極交差部のパターン見えを軽減することが可能となる。
ここで、台座層１５の面積は、小さい程、より改善効果が見込まれ、好ましいが、Ｘ電極の抵抗値の制約から、あまり小さくすることはできない。

なお、本実施例において、前述した理由により、基板１１に直交する方向から見た場合、台座層１５における、Ｘ電極の交差部１ａと交差する部分の形状が非線形であればよいことは明白である。
さらには、台座層１５における、基板１１に直交する方向から見た外形形状は、楕円形に限らず、５角形以上の鈍角多角形形状、あるいは、図２に示すように円形形状であってもよい。なお、図２は、本実施例の台座層１５の変形例を説明するための図であり、電極交差部の平面図である。
また、図１では、Ｙ電極の交差部２ａを台座層１５の下側、Ｘ電極の交差部１ａを台座層１５の上側に形成したが、図３に示すように、Ｘ電極の交差部１ａを台座層１５の下側、Ｙ電極の交差部２ａを台座層１５の上側に形成することも可能である。この場合の構成を図３に示す。
しかしながら、図３に示すように、製造プロセスの関係上、Ｘ電極の電極部１ｂにおける、Ｘ電極の延長方向の両端も、台座層１５の平坦部１５ａの一部と、側面１５ｂを覆うように形成する必要があるので、図１に示す構成よりも、反射領域が増加するので、好ましくない。なお、図３は、本実施例のタッチパネルの効果を説明するための図である。
また、前述の実施例では表示パネルの一例として液晶表示パネル上にタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、有機ＥＬ表示パネルや無機ＥＬ表示パネル等の他の表示パネル上にタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置に適用することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

Ｘ 電極
１ａ，２ａ 交差部
１ｂ，２ｂ 電極部
Ｙ 電極
１１ 基板
１２ 絶縁膜
１２ａ コンタクトホール
１３ 保護膜
１５ 台座層
１５ａ 平坦部
１５ｂ 側面
１６ インデックスマッチング層
２０ タッチパネル
３０ 液晶表示パネル
４０ バックライト
５０ 指

Claims (4)

1. 基板と、
   前記基板上で、第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に併設される複数のＸ電極と、
   前記基板上で、前記Ｘ電極と交差して前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に併設される複数のＹ電極と、
   前記基板上で、前記複数のＸ電極の各々と、前記複数のＹ電極の各々と交差する部分に形成される台座層とを有するタッチパネルであって、
   前記各Ｙ電極は、前記Ｘ電極と交差する交差部と、前記Ｘ電極と同層に前記Ｘ電極とは分離して形成される電極部とを有し、
   前記各Ｘ電極は、前記Ｙ電極と交差する交差部と、前記Ｙ電極と同層に前記Ｙ電極とは分離して形成される電極部とを有し、
   前記各Ｙ電極の前記交差部は、前記台座層の下に形成され、
   前記各Ｘ電極の前記交差部は、一部が前記台座層上に形成され、両端が隣接する前記Ｘ電極の前記電極部に電気的に接続されており、
   前記台座層は、前記基板と直交する方向から見て、前記Ｘ電極の前記交差部と交差する部分の外形形状が非線形形状を有し、
   前記台座層は、前記基板と直交する方向から見て、長軸方向が、前記Ｘ電極の前記交差部の延長方向である楕円形状で、前記隣接するＸ電極の前記電極部の前記第１の方向の両端部と重なり、前記Ｙ電極の前記電極部とは重ならないように形成され、
   前記台座層のうち前記Ｘ電極の前記第１の方向の両端部と重なる部分の側面は、前記Ｙ電極の交差部側から、前記Ｘ電極の交差部の両端に向かって、厚さが徐々に薄くなるテーパ状に形成されていることを特徴とするタッチパネル。
2. 前記基板上に形成されるインデックスマッチング層を有し、
   前記Ｘ電極、前記Ｙ電極、および、前記台座層は、前記インデックスマッチング層上に形成されることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記Ｘ電極の前記電極部、および、前記Ｙ電極の前記電極部は、前記基板と直交する方向から見て、菱形形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 前記Ｘ電極および前記Ｙ電極を覆うように設けられる保護膜を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネル。

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