JP6372747B2 - タッチパネル装置およびタッチ位置検出機能付き表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネルセンサと、タッチパネルセンサの観察者側に配置された保護カバーと、を備えるタッチパネル装置に関する。また本発明は、タッチパネルセンサ、保護カバーおよび表示装置を組み合わせることによって得られるタッチ位置検出機能付き表示装置に関する。

今日、入力手段として、タッチパネル装置が広く用いられている。タッチパネル装置は、タッチパネルセンサ、タッチパネルセンサからの信号を処理する検出制御部などを含んでいる。タッチパネル装置は、多くの場合、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の装置等（例えば、券売機、ＡＴＭ装置、携帯電話、ゲーム機）に対する入力手段として、表示装置とともに用いられている。このような装置においては、タッチパネルセンサが表示装置の表示面上に配置されており、これによって、表示装置に対する極めて直接的な入力が可能になっている。タッチパネルセンサのうち表示装置の表示領域に対面する領域は透明になっており、タッチパネルセンサのこの領域が、接触位置（接近位置）を検出し得るアクティブエリアを構成するようになる。

タッチパネルセンサとして、投影型容量結合方式のタッチパネルセンサが知られている。容量結合方式のタッチパネルセンサにおいては、位置を検知されるべき外部導体（典型的には、指）が誘電体を介してタッチパネルセンサに接触（接近）する際、新たに奇生容量が発生する。この奇生容量に起因する静電容量の変化に基づいて、タッチパネルセンサ上における外部導体の位置が検出される。このような投影型容量結合方式のタッチパネルセンサは、基材と、基材上に設けられた複数の検出パターンと、を備えている。検出パターンには、パルス信号などの電気信号が伝達されている。そして、外部導体の接近に起因して生じるパルス信号の変化を解析することにより、タッチパネルセンサ上における外部導体の位置を検出することができる。

タッチパネル装置は一般に、タッチパネルセンサに加えて、タッチパネルセンサの観察者側に配置された保護カバーを備えている（例えば特許文献１参照）。この場合、指などの外部導体は保護カバーに接触することになる。このため、保護カバーを設けることにより、タッチパネルセンサや表示装置を外部から保護することができる。このような保護カバーは、ガラスなどの透明な誘電体から構成される。

保護カバーとしては、その両面が平坦面からなるものが主に用いられている。その他にも、特許文献１においては、タッチパネルセンサの中心部におけるタッチ位置の検出感度と、タッチパネルセンサの端部近傍におけるタッチ位置の検出感度とを均一にするため、保護カバーに湾曲面を形成することが提案されている。

特開２０１３−２０５４２号公報

従来、タッチパネルセンサの観察者側に配置された保護カバーとしては、強化ガラスが一般に用いられている。強化ガラスとは、ガラスを加熱した後に急速に冷却するという熱処理を実施することにより、ガラスの表面に圧縮応力層が形成され、ガラスの内部に引張応力層が形成されたガラスのことである。このような強化ガラスにおいては、その一方の側の面（以下、第１面とも称する）に何らかの打撃力が加えられ、これによってその表面にクラックなどの傷が形成された場合であっても、圧縮応力層のため、傷が拡大することが防がれる。このため、強化ガラスは割れにくくなっている。

しかしながら、強化ガラスの上述のような構造のため、強化ガラスの表面を切削して所望の形状を得ることは困難である。なぜなら、強化ガラスの表面を切削することは、表面の圧縮応力層を除去することになり、この結果、強化ガラスが割れやすくなってしまうからである。従って、湾曲面などの特異な形状を有する面を備えた強化ガラスを作製するためには、強化のための熱処理を実施する前にガラスを成形して湾曲面や傾斜面などをガラスに付与しておくことになる。しかしながら、ガラスの成形には大規模な生産設備が必要になる。従って、湾曲面などの特異な形状を有する保護カバーを、小ロットで製造することは容易ではない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、タッチパネルセンサと、湾曲面などの特異な形状を有するとともに容易に入手可能な保護カバーと、を備えたタッチパネル装置に関する。また本発明は、タッチパネルセンサ、保護カバーおよび表示装置を組み合わせることによって得られるタッチ位置検出機能付き表示装置に関する。

本発明は、タッチパネルセンサと、タッチパネルセンサの観察者側に配置された保護カバーと、を備えるタッチパネル装置であって、前記タッチパネルセンサは、タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアと、アクティブエリアの周辺に位置する非アクティブエリアと、を含む基材と、前記アクティブエリアに配置された検出パターンと、前記非アクティブエリアに配置され、前記検出パターンに電気的に接続された額縁配線と、を備え、前記保護カバーは、観察者側の第１面と、前記タッチパネルセンサ側の平坦な第２面と、を含み、前記保護カバーは、プラスチック成形体から構成されており、前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの端部の厚みが前記保護カバーの中心部の厚みとは異なるよう、構成されており、前記タッチパネルセンサの前記検出パターンは、遮光性および導電性を有する複数の導線を網目状に配置することによって構成されている、タッチパネル装置である。

本発明によるタッチパネル装置において、前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの端部の厚みが前記保護カバーの中心部の厚みよりも小さくなるよう、構成されていてもよい。この場合、前記保護カバーの前記第１面は、観察者側に向かって凸となる湾曲面を含んでいてもよい。また、前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの中心部を含む平坦面と、前記平坦面の外縁から外側に向かうにつれて前記タッチパネルセンサ側へ傾斜した傾斜面と、を含んでいてもよい。

本発明によるタッチパネル装置において、前記タッチパネルセンサの前記アクティブエリアと前記非アクティブエリアとの間の境界に対応する位置における前記保護カバーの厚みは、好ましくは、前記保護カバーの中心部の厚みの５０〜８０％の範囲内になっている。

本発明によるタッチパネル装置において、前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの端部の厚みが前記保護カバーの中心部の厚みよりも大きくなるよう、構成されていてもよい。この場合、前記保護カバーの前記第１面は、前記タッチパネルセンサ側に向かって凹んだ湾曲面を含んでいてもよい。

本発明によるタッチパネル装置において、前記保護カバーは、好ましくは、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはそれらの積層体から構成されている。

本発明は、表示装置と、前記表示装置の表示面上に配置されたタッチパネルセンサと、タッチパネルセンサの観察者側に配置された保護カバー と、を備え、前記タッチパネルセンサは、タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアと、アクティブエリアの周辺に位置する非アクティブエリアと、を含む基材と、前記アクティブエリアに配置された検出パターンと、前記非アクティブエリアに配置され、前記検出パターンに電気的に接続された額縁配線と、を備え、前記保護カバーは、観察者側の第１面と、前記タッチパネルセンサ側の平坦な第２面と、を含み、前記保護カバーは、プラスチック成形体から構成されており、前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの端部の厚みが前記保護カバーの中心部の厚みとは異なるよう、構成されており、前記タッチパネルセンサの前記検出パターンは、遮光性および導電性を有する複数の導線を網目状に配置することによって構成されている、タッチ位置検出機能付き表示装置である。

本発明によれば、保護カバーがプラスチック成形体から構成されている。このため、湾曲面や傾斜面などの様々な形状を容易に保護カバーに持たせることができる。このことにより、タッチパネル装置およびタッチ位置検出機能付き表示装置のデザイン性を向上させることができる。また本発明によれば、タッチパネルセンサの検出パターンは、遮光性および導電性を有する複数の導線を網目状に配置することによって構成されている。従って、ＩＴＯなどの透明導電材料によって検出パターンが構成されるタイプのタッチパネルセンサに比べて、検出パターンの電気抵抗値を小さくすることができる。このため、ノイズに対するタッチパネルセンサの耐性を高くすることができ、これによって、検出感度を改善することができる。従って、保護カバーをプラスチック成形体で構成することによって、ガラスタイプの保護カバーに比べて静電容量が低下する場合であっても、所望の検出感度を維持することができる。

図１は、本発明の実施の形態におけるタッチ位置検出機能付き表示装置を示す展開図。 図２は、図１のタッチ位置検出機能付き表示装置におけるタッチパネルセンサを示す平面図。 図３Ａは、図２において符号IIIが付された一点鎖線で囲まれた部分における第１検出パターンを拡大して示す平面図。 図３Ｂは、図２において符号IIIが付された一点鎖線で囲まれた部分における第２検出パターンを拡大して示す平面図。 図４は、図２のタッチパネルセンサを示す断面図。 図５は、図１のタッチ位置検出機能付き表示装置を示す断面図。 図６（ａ）（ｂ）は、本願発明との比較のため、強化ガラスを湾曲形状に加工する例を示す図。 図７は、本発明の実施の形態の変形例におけるタッチ位置検出機能付き表示装置を示す断面図。 図８は、本発明の実施の形態のその他の変形例におけるタッチ位置検出機能付き表示装置を示す断面図。

以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態の一例について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

タッチパネル装置およびタッチ位置検出機能付き表示装置
はじめに図１を参照して、タッチ位置検出機能付き表示装置１０について説明する。図１に示すように、タッチ位置検出機能付き表示装置１０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置１５と、表示装置１５の観察者側に配置されたタッチパネルセンサ３０と、タッチパネルセンサ３０の観察者側に配置された保護カバー１２と、を組み合わせることによって構成されている。表示装置１５は、表示面１６ａを有した表示パネル１６と、表示パネル１６に接続された表示制御部（図示せず）と、を有している。表示パネル１６は、映像を表示することができるアクティブエリアＡ１と、アクティブエリアＡ１を取り囲むようにしてアクティブエリアＡ１の外側に配置された非アクティブエリア（額縁領域とも呼ばれる）Ａ２と、を含んでいる。表示制御部は、表示されるべき映像に関する情報を処理し、映像情報に基づいて表示パネル１６を駆動する。表示パネル１６は、表示制御部の制御信号に基づいて、所定の映像を表示面１６ａに表示する。すなわち、表示装置１５は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置としての役割を担っている。

図１に示すように、タッチパネルセンサ３０は、表示装置１５の表示面１６ａに、例えば接着層（図示せず）を介して接着されている。同様に、保護カバー１２も、接着層（図示せず）などを介してタッチパネルセンサ３０に接着されている。

タッチパネルセンサ
次に図２を参照して、タッチパネルセンサ３０の概略について説明する。図２は、観察者側から見た場合のタッチパネルセンサ３０を示す平面図である。

ここでは、タッチパネルセンサ３０が、投影型の静電容量結合方式のタッチパネルセンサとして構成される例について説明する。なお、「容量結合」方式は、タッチパネルの技術分野において「静電容量」方式や「静電容量結合」方式等とも呼ばれており、本件では、これらの「静電容量」方式や「静電容量結合」方式等と同義の用語として取り扱う。典型的な静電容量結合方式のタッチパネルセンサは、透光性を有する導電性のパターンを有しており、外部の導体（典型的には人間の指）がタッチパネルセンサに接近することにより、外部の導体とタッチパネルセンサの導電性のパターンとの間でコンデンサ（静電容量）が形成される。そして、このコンデンサの形成に伴った電気的な状態の変化に基づき、タッチパネルセンサ上において外部導体が接近している位置の位置座標が特定される。なお本実施の形態によるタッチパネルセンサ３０は、自己容量方式のものであってもよく、相互容量方式のものであってもよい。

図２に示すように、タッチパネルセンサ３０は、観察者側を向く第１面３２ａおよび表示装置側を向く第２面３２ｂを含み、透光性を有する基材３２と、基材３２の第１面３２ａ上に設けられ、第１方向Ｄ１に延びる複数の第１検出パターン４１と、基材３２の第２面３２ｂ上に設けられ、第１方向Ｄ１に交差する、例えば第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に延びる複数の第２検出パターン４６と、を備えている。図２に示すように、第１検出パターン４１および第２検出パターン４６はそれぞれ帯状に延びている。また、複数の第１検出パターン４１は一定の配列ピッチで第２方向Ｄ２に並べられており、複数の第２検出パターン４６も一定の配列ピッチで第１方向Ｄ１に並べられている。通常は、第２方向Ｄ２における第１検出パターン４１の配列ピッチと、第１方向Ｄ１における第２検出パターン４６の配列ピッチとは同一になっている。第１検出パターン４１および第２検出パターン４６の配列ピッチは、タッチ位置の検出に関して求められる分解能に応じて定められるが、例えば数ｍｍになっている。なお図２においては、基材３２の第１面３２ａ側に設けられている構成要素が実線で表され、基材３２の第２面３２ｂ側に設けられている構成要素が点線で表されている。

図１に示すように、タッチパネルセンサ３０の基材３２は、タッチ位置を検出され得る領域に対応する矩形状のアクティブエリアＡａ１と、アクティブエリアＡａ１の周辺に位置する矩形枠状の非アクティブエリアＡａ２と、を含んでいる。アクティブエリアＡａ１および非アクティブエリアＡａ２はそれぞれ、表示パネル１６のアクティブエリアＡ１および非アクティブエリアＡ２に対応して区画されたものである。

基材３２を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）やガラスなど、十分な透光性を有する材料が用いられる。基材３２が例えばＰＥＴを含む場合、ＰＥＴの厚みは例えば１００〜２００μｍの範囲内になっている。なお図２に示す第１検出パターン４１、第２検出パターン４６、額縁配線４４ａ，４９ａや端子部４４ｂ，４９ｂを適切に保持することができる限りにおいて、基材３２の具体的な構成が特に限られることはない。例えば、ＰＥＴ層などの表面に設けられたハードコート層がさらに基材３２に含まれていてもよい。すなわち本実施の形態において、基材３２とは、何らかの具体的な構造や材料を意味するものではなく、タッチパネルセンサ３０を構成する第１検出パターン４１や第２検出パターン４６などのパターンの下地となるものを意味するに過ぎない。

上述の第１検出パターン４１および第２検出パターン４６は、アクティブエリアＡａ１内に配置されている。また非アクティブエリアＡａ２のうち基材３２の第１面３２ａ上には、各第１検出パターン４１に電気的に接続された複数の第１額縁配線４４ａと、基材３２の外縁近傍に配置され、各第１額縁配線４４ａに電気的に接続された複数の第１端子部４４ｂと、が設けられている。さらに、非アクティブエリアＡａ２のうち基材３２の第２面３２ｂ上には、各第２検出パターン４６に電気的に接続された複数の第２額縁配線４９ａと、基材３２の外縁近傍に配置され、各第２額縁配線４９ａに電気的に接続された複数の第２端子部４９ｂと、が設けられている。

保護カバー
次に図１および図５を参照して、保護カバー１２について説明する。図１および図５において、保護カバー１２の観察者側の面（以下、第１面とも称する）が符号１２ａで示されており、保護カバー１２のタッチパネルセンサ３０側の面（以下、第２面とも称する）が符号１２ｂで示されている。

保護カバー１２は、平面視において、タッチパネルセンサ３０の第１検出パターン４１と同様に第１方向Ｄ１に延びる一対の辺と、タッチパネルセンサ３０の第２検出パターン４６と同様に第２方向Ｄ２に延びる一対の辺と、を含む矩形状を有している。図１において、第１方向Ｄ１における保護カバー１２の端部が符号１２ｄで示されており、第２方向Ｄ２における保護カバー１２の端部が符号１２ｅで示されている。図５は、第１方向Ｄ１に平行な方向においてタッチ位置検出機能付き表示装置１０を切断した場合を示す断面図である。

図５に示すように、本実施の形態において、保護カバー１２の第２面１２ｂは、平坦面として構成されており、一方、第１面１２ａは、観察者側に向かって凸となる湾曲面１３ａとして構成されている。保護カバー１２の第１面１２ａが湾曲面１３ａを含むことにより、タッチ位置検出機能付き表示装置１０全体として、その前面に湾曲形状を持たせることができ、これによって、タッチ位置検出機能付き表示装置１０のデザイン性を向上させることができる。なお、保護カバー１２の第２面１２ｂは平坦面で構成されているため、保護カバー１２と組み合わされるタッチパネルセンサ３０としては、広く流通している平坦なタッチパネルセンサ３０を用いることが可能である。湾曲した前面を有するタッチ位置検出機能付き表示装置１０が用いられる場所は特には限られないが、例えば、車のダッシュボードにタッチ位置検出機能付き表示装置１０を組み込むことが考えられる。この場合、車のダッシュボードの湾曲形状に沿った湾曲面１３ａを含む保護カバー１２を用いることにより、ダッシュボードとタッチ位置検出機能付き表示装置１０とが一体的に見えるという効果を生じさせることができる。

なお図５においては、第１方向Ｄ１に平行な方向において保護カバー１２を切断した場合の断面図において、保護カバー１２の第１面１２ａが湾曲面１３ａを含む例を示したが、これに限られることはない。図示はしないが、第２方向Ｄ２に平行な方向において保護カバー１２を切断した場合の断面図において、保護カバー１２の第１面１２ａが湾曲面を含んでいてもよい。

図５において、保護カバー１２の中心部における保護カバー１２の厚みが符号Ｔ１で示されており、保護カバー１２の端部１２ｄにおける保護カバー１２の厚みが符号Ｔ２で示されている。ここでは、第１面１２ａが、観察者側に向かって凸となる湾曲面１３ａを含むため、保護カバー１２の端部１２ｄの厚みＴ２が、保護カバー１２の中心部の厚みＴ１よりも小さくなっている。厚みＴ１に対する厚みＴ２の比率は、保護カバー１２に求められるデザインなどに応じて適切に設定される。なお保護カバー１２の中心部とは、平面視における保護カバー１２の中心点１２ｃに対応する部分のことである。保護カバー１２の中心部の厚みＴ１は、タッチ位置検出機能付き表示装置１０に求められる検出感度や、保護カバー１２に対して求められる強度などに応じて適切に設定されるが、例えば約１ｍｍになっている。

図５において、タッチパネルセンサ３０のアクティブエリアＡａ１と非アクティブエリアＡａ２との間の境界に対応する位置における保護カバー１２の厚みが符号Ｔ３で示されている。好ましくは、厚みＴ３は、保護カバー１２の中心部の厚みＴ１の５０〜８０％の範囲内になっている。厚みＴ３をこのように設定することにより、アクティブエリアＡａ１の中心部における、外部導体と検出パターン４１，４６との間の静電容量と、アクティブエリアＡａ１の外縁近傍における、外部導体と検出パターン４１，４６との間の静電容量との差が大きくなりすぎることを防ぐことができる。これによって、タッチ位置の検出感度が位置によってばらついてしまうことを抑制できる。

以下、図５に示すような湾曲面１３ａを含む保護カバー１２を作製する方法について説明する。ここではまず、本実施の形態との比較のため、強化ガラスを湾曲形状に加工することによって、比較の形態による保護カバー１１２を作製する場合について、図６（ａ）（ｂ）を参照して説明する。

（比較の形態）
はじめに図６（ａ）に示すように、平坦な第１面１１２ａおよび第２面１１２ｂを有する強化ガラスを準備する。強化ガラスを得る方法としては、例えば、化学強化や物理強化（風冷強化）が知られている。例えば化学強化においては、歪点以下の温度で、ガラス中に含まれるアルカリイオンを、よりイオン半径の大きな他のアルカリイオンに交換するという化学的な処理が実施される。これによって、イオンが交換された表層付近に圧縮応力を発生させることができる。例えば、強化ガラスの第１面１１２ａ上および第２面１１２ｂ上の各点１１２ｆには、内側に向かう圧縮応力Ｆが働くようになる。一方、図示はしないが、強化ガラスの内部には、表面の圧縮応力Ｆと釣り合う引張応力が働いている。
次に、強化ガラスの第１面１１２ａを、切削などによって加工する。これによって図６（ｂ）に示すように、第１面１１２ａに湾曲面１１３ａを形成する。しかしながら、この際、第１面１１２ａの圧縮応力層が除去されるため、第１面１１２ａには引張応力Ｆ’が働くようになってしまう。この場合、第１面１１２ａにクラックなどの傷が形成されると、引張応力Ｆ’は、傷を拡大させる方向に働く。このように、圧縮応力層が除去された後の強化ガラスは、傷に対して非常に弱いものとなってしまう。

なお、湾曲面１１３ａを含む保護カバー１１２を強化ガラスで作製する方法としては、はじめに、型などを用いて板ガラスを加工して板ガラスに湾曲面１１３ａを付与し、その後、板ガラスに熱処理を施して板ガラスを強化する、という方法も考えらえる。しかしながら、型などを用いて板ガラスを加工することや、板ガラスに熱処理を施すことには、大規模な生産設備を要する。従ってこの方法は、容易に実施され得るものではない。

このような課題を考慮し、本件発明者らは、湾曲面１３ａを備えた保護カバー１２を、プラスチック成形体として構成することを提案する。プラスチック成形体とは、合成樹脂が成形され固化されることによって得られる部材のことである。プラスチックの成形方法は特には限られないが、例えば射出成形法やシート成形法などが採用され得る。合成樹脂は、ガラスに比べて低い温度で成形され得る。このため、保護カバー１２をプラスチック成形体として構成することにより、湾曲面１３ａを容易に保護カバー１２に持たせることができる。また、外側に向かって凸となる湾曲面の形状は、合成樹脂製の眼鏡レンズなどにおいても既に採用されている、高い強度を実現できる形状である。このため本実施の形態によれば、デザイン性に優れ、かつ十分な強度を有する保護カバー１２を容易に提供することができる。

保護カバー１２を構成する合成樹脂としては、十分な透光性および加工性を有する材料が用いられる。例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはそれらの積層体を用いることができる。

ところで、合成樹脂の比誘電率は、ガラスの比誘電率に比べて一般に低い。例えば、ガラスの比誘電率が約１．７であるのに対して、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂の比誘電率は約１．３になっている。このため、本実施の形態による保護カバー１２が用いられる場合、ガラスによって構成された保護カバーが用いられる場合に比べて、両者の厚みが同等であれば、外部導体とタッチパネルセンサ３０の検出パターン４１，４６との間の静電容量が小さくなる。静電容量の低下は、タッチパネルセンサ３０の検出感度の低下を導き得る。

このような課題を考慮して、本件発明者らは、合成樹脂製の保護カバー１２と、メッシュタイプのタッチパネルセンサ３０の検出パターン４１，４６とを組み合わせることを提案する。メッシュタイプのタッチパネルセンサ３０の検出パターン４１，４６においては、検出パターン４１，４６が金属材料から構成されるので、ＩＴＯなどの透明導電材料によって検出パターンが構成されるタイプのタッチパネルセンサに比べて、検出パターンの電気抵抗値を小さくすることができる。このため、ノイズに対するタッチパネルセンサ３０の耐性を高くすることができ、このことにより、検出感度を改善することができる。すなわち、合成樹脂製の保護カバー１２と、メッシュタイプのタッチパネルセンサ３０の検出パターン４１，４６との組合せによれば、合成樹脂を採用したことによる、保護カバー１２の静電容量の低下分を、検出パターン４１，４６の電気抵抗値の改善によって補償することができる。

以下、メッシュタイプのタッチパネルセンサ３０の検出パターン４１，４６の一例について、図３Ａ乃至図４を参照して説明する。図３Ａは、図２において符号IIIが付された一点鎖線で囲まれた部分における第１検出パターン４１を、観察者側から見た場合を示す平面図であり、図３Ｂは、図２において符号IIIが付された一点鎖線で囲まれた部分における第２検出パターン４６を、観察者側から見た場合、すなわち基材３２を透かして第２検出パターン４６を見た場合を示す平面図である。また図４は、第１検出パターン４１および第２検出パターン４６を含むタッチパネルセンサ３０を示す断面図である。

（第１検出パターン）
はじめに第１検出パターン４１について説明する。本実施の形態において、第１検出パターン４１は、遮光性および導電性を有する第１導線５１であって、各第１導線５１の間に開口部５１ａが形成されるよう網目状に配置された第１導線５１から構成されている。同様に、第２検出パターン４６は、遮光性および導電性を有する第２導線５６であって、各第２導線５６の間に開口部５６ａが形成されるよう網目状に配置された第２導線５６から構成されている。第１導線５１および第２導線５６は各々、図４に示すように、金属材料からなる金属層を含んでいる。なお第１導線５１および第２導線５６を構成する金属層には、その表面における光の反射を抑制するための黒化処理などが施されていてもよい。

第１検出パターン４１全体の面積のうち開口部５１ａによって占められる面積の比率（以下、開口率と称する）が十分に高くなり、これによって、表示装置１５からの映像光が適切な透過率でタッチパネルセンサ３０のアクティブエリアＡａ１を透過することができる限りにおいて、第１導線５１の寸法や形状が特に限られることはない。例えば図３Ａに示す例において、第１検出パターン４１は、菱形に形成された第１導線５１を第１方向Ｄ１に沿って並べることによって構成されている。この場合、菱形の内角のうち鋭角になる内角が第１方向Ｄ１に沿って並ぶよう、第１導線５１が構成されている。開口率の範囲は、表示装置１５から放出される映像光の特性などに応じて適宜設定される。図３Ａにおいて、第１検出パターン４１の幅が符号Ｗ１で表されており、隣接する２つの第１検出パターン４１の間の間隔が符号Ｓ１で表されている。

第１導線５１の線幅は、求められる開口率などに応じて設定されるが、例えば第１導線５１の幅は１〜１０μｍの範囲内、より好ましくは２〜７μｍの範囲内に設定されている。これによって、観察者が視認する映像に対して第１導線５１が及ぼす影響を、無視可能な程度まで低くすることができる。第１導線５１の厚みは、第１検出パターン４１に対して求められる電気抵抗値などに応じて適宜設定されるが、例えば０．１〜０．５μｍの範囲内となっている。

（第２検出パターン）
第１導線５１の場合と同様に、第２導線５６においても、第２検出パターン４６全体の面積のうち開口部５６ａによって占められる面積の比率を十分に確保することができる限りにおいて、第２導線５６の寸法や形状が特に限られることはない。例えば図３Ｂに示す例において、第２検出パターン４６は、菱形に形成された第２導線５６を第２方向Ｄ２に沿って並べることによって構成されている。この場合、菱形の内角のうち鈍角になる内角が第２方向Ｄ２に沿って並ぶよう、第２導線５６が構成されている。図３Ｂにおいて、第２検出パターン４６の幅が符号Ｗ２で表されており、隣接する２つの第２検出パターン４６の間の間隔が符号Ｓ２で表されている。

（額縁配線および端子部）
第１検出パターン４１に接続されている第１額縁配線４４ａおよび第１端子部４４ｂ、並びに、第２検出パターン４６に接続されている第２額縁配線４９ａおよび第２端子部４９ｂは、第１検出パターン４１並びに第２検出パターン４６からの信号をタッチパネルセンサ３０の外部に取り出すために設けられたものである。信号を適切に伝達することができる限りにおいて、第１額縁配線４４ａおよび第１端子部４４ｂ並びに第２額縁配線４９ａおよび第２端子部４９ｂの具体的な構成が特に限られることはない。例えば第１額縁配線４４ａおよび第１端子部４４ｂは、第１導線５１と同一の層構成で第１導線５１と同時に形成されるものであってもよい。同様に、第２額縁配線４９ａおよび第２端子部４９ｂは、第２導線５６と同一の層構成で第２導線５６と同時に形成されるものであってもよい。

なお図２乃至図４においては、第１検出パターン４１、第１額縁配線４４ａおよび第１端子部４４ｂが基材３２の第１面３２ａ側に設けられ、第２検出パターン４６、第２額縁配線４９ａおよび第２端子部４９ｂが基材３２の第２面３２ｂ側に設けられる例を示したが、これに限られることはなく、それらが基材３２の第１面３２ａまたは第２面３２ｂのいずれか一方に設けられていてもよい。

本実施の形態によれば、保護カバー１２がプラスチック成形体から構成されている。このため、湾曲面１３ａを容易に保護カバー１２に持たせることができ、このことにより、タッチパネル装置２０およびタッチ位置検出機能付き表示装置１０のデザイン性を向上させることができる。また実施の形態によれば、タッチパネルセンサ３０の検出パターン４１，４６は、遮光性および導電性を有する金属材料からなる複数の導線を網目状に配置することによって構成されている。従って、ＩＴＯなどの透明導電材料によって検出パターンが構成されるタイプのタッチパネルセンサに比べて、検出パターン４１，４６の電気抵抗値を小さくすることができる。このため、ノイズに対するタッチパネルセンサ３０の耐性を高くすることができ、これによって、検出感度を改善することができる。従って、保護カバー１２をプラスチック成形体で構成することによって、ガラスタイプの保護カバーに比べて静電容量が低下する場合であっても、所望の検出感度を維持することができる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、いくつかの変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。

（保護カバーの変形例）
上述の本実施の形態においては、保護カバー１２の第１面１２ａが湾曲面１３ａを含む例を示した。しかしながら、保護カバー１２の第１面１２ａに付与される形状が湾曲面１３ａに限られることはなく、タッチパネル装置２０やタッチ位置検出機能付き表示装置１０に求められるデザイン性に応じて、様々な形状が保護カバー１２の第１面１２ａに付与され得る。例えば図７に示すように、保護カバー１２の第１面１２ａは、保護カバー１２の中心部を含む平坦面１３ｂと、平坦面１３ｂの外縁から外側に向かうにつれてタッチパネルセンサ３０側へ傾斜した傾斜面１３ｃと、を含んでいてもよい。図７に示す変形例においても、保護カバー１２の端部１２ｄの厚みＴ２は、保護カバー１２の中心部の厚みＴ１よりも小さくなっている。また好ましくは、本変形例においても、タッチパネルセンサ３０のアクティブエリアＡａ１と非アクティブエリアＡａ２との間の境界に対応する位置における保護カバー１２の厚みＴ３は、保護カバー１２の中心部の厚みＴ１の５０〜８０％の範囲内になっている。

また上述の本実施の形態においては、保護カバー１２の端部１２ｄの厚みＴ２が保護カバー１２の中心部の厚みＴ１よりも小さい例を示した。しかしながら、本実施の形態によれば、保護カバー１２をプラスチック成形体として構成することにより、保護カバー１２の中心部の厚みＴ１が保護カバー１２の端部１２ｄの厚みＴ２とは異なるようになる、様々な形状を、保護カバー１２に持たせることができる。例えば図８に示すように、保護カバー１２の端部１２ｄの厚みＴ２が保護カバー１２の中心部の厚みＴ１よりも大きくなっていてもよい。具体的には、保護カバー１２の第１面１２ａが、タッチパネルセンサ３０側に向かって凹んだ湾曲面１３ｄを含んでいてもよい。なお本変形例においても、上述の本実施の形態の場合と同様に、検出パターン４１，４６は金属材料によって構成されている。このため、タッチパネルセンサ３０における所望の検出感度を維持することができる。

本変形例において、好ましくは、タッチパネルセンサ３０のアクティブエリアＡａ１と非アクティブエリアＡａ２との間の境界に対応する位置における保護カバー１２の厚みＴ３は、保護カバー１２の中心部の厚みＴ１の１００〜２００％の範囲内になっている。厚みＴ３をこのように設定することにより、アクティブエリアＡａ１の中心部における、外部導体と検出パターン４１，４６との間の静電容量と、アクティブエリアＡａ１の外縁近傍における、外部導体と検出パターン４１，４６との間の静電容量との差が大きくなりすぎることを防ぐことができる。これによって、タッチ位置の検出感度が位置によってばらついてしまうことを抑制できる。

（検出パターンの変形例）
上述の本実施の形態においては、それぞれ一定のパターン幅を有する複数の第１検出パターン４１および複数の第２検出パターン４６が並べられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、複数の第１検出パターン４１および複数の第２検出パターン４６のパターン幅は、基材３２上の位置に応じて適切に調整されてもよい。例えば、保護カバー１２の厚みが位置によって異なる場合、外部導体と検出パターン４１，４６との間の静電容量も位置によって異なることになる。この結果、タッチ位置の検出感度が位置によって異なり得る。このような検出感度のばらつきを抑制するよう、保護カバー１２の厚みに応じて、複数の第１検出パターン４１および複数の第２検出パターン４６のパターン幅を調整してもよい。

（タッチパネルセンサの基材の変形例）
上述の本実施の形態および変形例においては、タッチパネルセンサ３０の検出パターン４１，４６、額縁配線４４ａ，４９ａおよび端子部４４ｂ，４９ｂが、保護カバー１２とは別個に設けられた基材３２上に配置される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図示はしないが、検出パターン４１，４６、額縁配線４４ａ，４９ａおよび端子部４４ｂ，４９ｂが保護カバー１２の第２面１２ｂ上に配置されていてもよい。これによって基材３２が不要になるため、基材３２の厚みの分だけタッチパネル装置２０およびタッチ位置検出機能付き表示装置１０の厚みを低減することができる。

なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０ タッチ位置検出機能付き表示装置
１２ 保護カバー
１２ａ 第１面
１２ｂ 第２面
１３ａ 湾曲面
１３ｂ 平坦面
１３ｃ 傾斜面
１３ｄ 湾曲面
１５ 表示装置
２０ タッチパネル装置
３０ タッチパネルセンサ
３２ 基材
４１ 第１検出パターン
４６ 第２検出パターン

Claims (4)

1. タッチパネルセンサと、タッチパネルセンサの観察者側に配置された保護カバーと、を備えるタッチパネル装置であって、
   前記タッチパネルセンサは、
   タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアと、アクティブエリアの周辺に位置する非アクティブエリアと、を含む基材と、
   前記アクティブエリアに配置された検出パターンと、
   前記非アクティブエリアに配置され、前記検出パターンに電気的に接続された額縁配線と、を備え、
   前記保護カバーは、観察者側の第１面と、前記タッチパネルセンサ側の平坦な第２面と、を含み、
   前記保護カバーは、プラスチック成形体から構成されており、
   前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの端部の厚みが前記保護カバーの中心部の厚みよりも小さくなるよう、構成されており、
   前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの中心部を含む平坦面と、前記平坦面の外縁から外側に向かうにつれて前記タッチパネルセンサ側へ傾斜した傾斜面と、を含み、
   前記タッチパネルセンサの前記検出パターンは、遮光性および導電性を有する複数の導線を網目状に配置することによって構成されている、タッチパネル装置。
2. 前記タッチパネルセンサの前記アクティブエリアと前記非アクティブエリアとの間の境界に対応する位置における前記保護カバーの厚みが、前記保護カバーの中心部の厚みの５０〜８０％の範囲内になっている、請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 前記保護カバーは、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはそれらの積層体から構成されている、請求項１又は２に記載のタッチパネル装置。
4. 表示装置と、
   前記表示装置の表示面上に配置されたタッチパネルセンサと、
   タッチパネルセンサの観察者側に配置された保護カバー と、を備え、
   前記タッチパネルセンサは、
   タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアと、アクティブエリアの周辺に位置する非アクティブエリアと、を含む基材と、
   前記アクティブエリアに配置された検出パターンと、
   前記非アクティブエリアに配置され、前記検出パターンに電気的に接続された額縁配線と、を備え、
   前記保護カバーは、観察者側の第１面と、前記タッチパネルセンサ側の平坦な第２面と、を含み、
   前記保護カバーは、プラスチック成形体から構成されており、
   前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの端部の厚みが前記保護カバーの中心部の厚みよりも小さくなるよう、構成されており、
   前記保護カバーの前記第１面は、前記保護カバーの中心部を含む平坦面と、前記平坦面の外縁から外側に向かうにつれて前記タッチパネルセンサ側へ傾斜した傾斜面と、を含み、
   前記タッチパネルセンサの前記検出パターンは、遮光性および導電性を有する複数の導線を網目状に配置することによって構成されている、タッチ位置検出機能付き表示装置。

Images