JP2009259203A - 静電容量型入力装置、入力機能付き表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力機能付き表示装置100の入力装置10は静電容量型のタッチパネルであり、透光性基板15の一方面には、膜厚が20nmで屈折率が1.91のITO膜からなる第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12が形成されている。また、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の下層側には、膜厚が5nmで屈折率が2.30のニオブ酸化膜、および膜厚が55nmで屈折率が1.45のシリコン酸化膜からなる多層膜が形成されている。
【選択図】図1
Description
(全体構成)
図1(a)、図1(b)は各々、本発明を適用した入力機能付き表示装置の構成を模式的に示す説明図、およびこの入力機能付き表示装置の平面的な構成を模式的に示す説明図である。なお、図1(b)において、第1の透光性電極パターン(第1の透光性電極)および第2の透光性電極パターン(第2の透光性電極)について実線で簡略化して示してあり、それらの数も減らして示してある。
図2は、本発明の実施の形態1に係る入力装置に形成した第1の透光性電極パターンおよび第2の透光性電極パターンの平面的な構成を示す説明図である。図3(a)、図3(b)、図3(c)は各々、本発明の実施の形態1に係る入力装置を図2のA1−A1’線に相当する位置で切断したときの様子を模式的に示す断面図、透光性電極パターンと金属配線との接続構造を示す断面図、および光学干渉を利用した反射防止技術の説明図である。なお、図2においては、第1の透光性電極パターンおよび第2の透光性電極パターンの一部を抜粋して示してある。
(n1)2=n0×n2
n1×d1=λ/4
を満たす場合、波長λ(nm)における反射率が0%となる。ここで、反射防止効果は波長依存性があり、薄膜の膜依存性もあることから、光学シミュレーションを行ったところ、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12も含めて、上記の光学干渉を利用した反射防止技術を利用すれば、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12が形成されている領域と、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12が形成されていない領域との反射率の差が解消され、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の存在を見えなくできるという結論を得た。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
ITO膜3a:屈折率=1.91、厚さ=20nm
シリコン酸化膜2a:屈折率=1.45、厚さ=55nmあるいは75nm
ニオブ酸化膜1a:屈折率=2.30、厚さ=5nm
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
に設定してある。
図4を参照して、本発明を適用した入力装置におけるニオブ酸化膜1aの屈折率および膜厚と、ITO膜3aの有無による反射率差との関係を説明する。図4(a)、図4(b)は各々、本発明を適用した入力装置におけるニオブ酸化膜1aの膜厚および屈折率と、ITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差との関係を示すグラフである。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
ITO膜3a:屈折率=1.91、厚さ=20nm
シリコン酸化膜2a:屈折率=1.45、厚さ=55nm
ニオブ酸化膜1a:屈折率=2.30
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
を固定して、ニオブ酸化膜1aの膜厚を変えた場合におけるITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差の変化を示してある。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
ITO膜3a:屈折率=1.91、厚さ=20nm
シリコン酸化膜2a:屈折率=1.45、厚さ=55nm
ニオブ酸化膜1a:厚さ=5nm
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
を固定して、ニオブ酸化膜1aの屈折率を変えた場合におけるITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差の変化を示してある。
ニオブ酸化膜1aは、膜厚を5nm、屈折率を2.30に設定した場合にITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差が最小となるが、図4(a)、図4(b)に示すように、反射率差が0.1%以下となる範囲の膜厚(4nm〜6nm)及び屈折率(2.22〜2.37)に設定すれば、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の存在を目立たなくする効果が得られる。
図5を参照して、本発明を適用した入力装置におけるシリコン酸化膜2aの屈折率および膜厚と、ITO膜3aの有無による反射率差との関係を説明する。図5(a)、図5(b)は各々、本発明を適用した入力装置におけるシリコン酸化膜2aの膜厚および屈折率と、ITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差との関係を示すグラフである。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
ITO膜3a:屈折率=1.91、厚さ=20nm
シリコン酸化膜2a:屈折率=1.45
ニオブ酸化膜1a:屈折率=2.30、厚さ=5nm
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
を固定して、シリコン酸化膜2aの膜厚を変えた場合におけるITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差の変化を示してある。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
ITO膜3a:屈折率=1.91、厚さ=20nm
シリコン酸化膜2a:厚さ=55nm
ニオブ酸化膜1a:屈折率=2.30、厚さ=5nm
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
を固定して、シリコン酸化膜2aの屈折率を変えた場合におけるITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差の変化を示してある。
シリコン酸化膜2aは、膜厚を55nmあるいは75nm、屈折率を1.45に設定した場合にITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差が最小となるが、図5(a)、図5(b)に示すように、反射率差が0.05%以下となる範囲の膜厚(52nm〜60nmあるいは70nm〜78nm)及び屈折率(1.425〜1.49)に設定すれば、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の存在を目立たなくする効果が得られる。
図6を参照して、本発明を適用した入力装置におけるITO膜3aの屈折率および膜厚と、ITO膜3aの有無による反射率差との関係を説明する。図6(a)、図6(b)は各々、本発明を適用した入力装置におけるITO膜3aの膜厚および屈折率と、ITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差との関係を示すグラフである。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
ITO膜3a:屈折率=1.91
シリコン酸化膜2a:屈折率=1.45、厚さ=55nm
ニオブ酸化膜1a:屈折率=2.30、厚さ=5nm
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
を固定して、ITO膜3aの膜厚を変えた場合におけるITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差の変化を示してある。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
ITO膜3a:厚さ=20nm
シリコン酸化膜2a:厚さ=55nm
ニオブ酸化膜1a:屈折率=2.30、厚さ=5nm
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
を固定して、ITO膜3aの屈折率を変えた場合におけるITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差の変化を示してある。
ITO膜3aは、膜厚を20nm、屈折率を1.91に設定した場合にITO膜3a(透光性電極パターン)の有無による反射率差が最小となるが、図6(a)、図6(b)に示すように、反射率差が0.1%以下となる範囲の膜厚(17nm〜23nm)及び屈折率(1.87〜1.945)に設定すれば、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の存在を目立たなくする効果が得られる。
図7(a)〜図7(e)は、本発明の実施の形態1に係る入力装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、図7(a)〜図7(e)には、透光性電極パターン、交差部および金属配線を纏めて示してあり、左側には図3(a)に相当する部分を示し、右側には図3(b)に相当する部分を示してある。
以上説明したように、本形態では、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の下層側は、異なる屈折率を備えた透光性薄膜同士が重なるように形成された多層膜20(ニオブ酸化膜1a、シリコン酸化膜2a)が形成されているため、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12が形成されている領域と、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12が形成されていない領域との反射率の差を解消することできる。すなわち、本形態では、透光性基板15がガラス基板であって、厚さが20nmのITO膜3aからなる第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12に対して、膜厚が5nmのニオブ酸化膜1aと膜厚が55nmのシリコン酸化膜2aからなる多層膜20を下地膜として積層し、各界面で反射した光の位相を逆転させ打ち消し合う構成になっている。このため、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12が形成されている領域と、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12が形成されていない領域との反射率の差を解消できるので、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の存在が見えてしまうことを防止することができる。
(全体構成)
図8は、本発明の実施の形態2に係る入力装置に形成した第1の透光性電極パターンおよび第2の透光性電極パターンの平面的な構成を示す説明図である。図9(a)、図9(b)は各々、本発明の実施の形態2に係る入力装置を図8のA2−A2’線に相当する位置で切断したときの様子を模式的に示す断面図、および透光性電極パターンと金属配線との接続構造を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
粘着剤層30:屈折率=1.48、厚さ=225000nm
層間絶縁膜4b:屈折率=1.52、厚さ=1500nm
ITO膜3a:屈折率=1.91、厚さ=20nm
シリコン酸化膜2a:屈折率=1.45、厚さ=55nm
ニオブ酸化膜1a:屈折率=2.30、厚さ=5nm
透光性基板15(ガラス):屈折率=1.52、厚さ=500000nm
に示す条件に設定してある。
図10(a)〜図10(e)は、本発明の実施の形態2に係る入力装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、図10(a)〜図10(e)には、透光性電極パターン、交差部および金属配線を纏めて示してあり、左側には図9(a)に相当する部分を示し、右側には図9(b)に相当する部分を示してある。
以上説明したように、本形態でも、実施の形態1と同様、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の下層側には多層膜(ニオブ酸化膜1aおよびシリコン酸化膜2a)が形成されているため、透光性電極パターンが形成されている領域と、透光性電極パターンが形成されていない領域との反射率の差を解消することできるので、第1の透光性電極パターン11および第2の透光性電極パターン12の存在が目立たないなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。
上記形態では、金属配線9aの端部をそのまま、端子19aとして利用したが、金属配線9aの端部の上層にITO層を中継電極5aと同時形成し、端子19aとしてもよい。また、実施の形態2では、入力領域10aのみに層間絶縁膜4bを形成したが、端子19aの表面を除く略全面に層間絶縁膜4bを形成してもよい。
次に、上述した実施形態に係る入力機能付き表示装置100を適用した電子機器について説明する。図11(a)に、入力機能付き表示装置100を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての入力機能付き表示装置100と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。図11(b)に、入力機能付き表示装置100を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての入力機能付き表示装置100を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、入力機能付き表示装置100に表示される画面がスクロールされる。図11(c)に、入力機能付き表示装置100を適用した情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての入力機能付き表示装置100を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が入力機能付き表示装置100に表示される。
Claims (8)
- 透光性基板と、
前記透光性基板の一方の面に形成され、異なる屈折率を備えた複数の透光性薄膜を含み、当該複数の透過性薄膜の一つの透過性薄膜がニオブ酸化膜である多層膜と、
前記透光性基板の入力領域の前記多層膜の上層に形成され、第1の方向に延在する複数の第1の透光性電極と、
前記透光性基板の入力領域の前記多層膜の上層に形成され、前記第1の方向に交差する第2の方向に延在する複数の第2の透光性電極と、を備えることを特徴とする静電容量型入力装置。 - 前記第1の透光性電極と前記第2の透光性電極とは、同一構成の前記多層膜上に同一材料で形成され、
前記第1の透光性電極と前記第2の透光性電極との交差部分では、前記第1の透光性電極および前記第2の透光性電極のうちの一方の電極が繋がっている一方、他方の電極は途切れており、
少なくとも前記交差部分における前記一方の電極の上層側に透光性の層間絶縁膜が形成されているとともに、当該層間絶縁膜の上層には、当該交差部分で途切れている前記他方の電極同士を電気的に接続する透光性の中継電極が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の静電容量型入力装置。 - 前記多層膜は、前記入力領域において前記第1の透光性電極および前記第2の透光性電極が形成されていない領域を含む全領域に形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の静電容量型入力装置。
- 前記透光性基板はガラス基板であり、
前記第1の透光性電極および前記第2の透光性電極は、ITO膜からなり、
前記多層膜は、前記透光性基板上に形成されたニオブ酸化膜と、該ニオブ酸化膜上に積層されたシリコン酸化膜とからなることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の静電容量型入力装置。 - 前記ニオブ酸化膜は、膜厚が4nm〜6nm、かつ、屈折率が2.22〜2.37であり、
前記シリコン酸化膜は、膜厚が52nm〜60nmあるいは70nm〜78nm、かつ、屈折率が1.425〜1.49であり、
前記ITO膜は、膜厚が17nm〜23nm、かつ、屈折率が1.87〜1.945であることを特徴とする請求項4に記載の静電容量型入力装置。 - 前記透光性基板において前記第1の透光性電極および前記第2の透光性電極が形成されている側の面は、少なくとも透光性樹脂層で覆われていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の静電容量型入力装置。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の静電容量型入力装置を備えた入力機能付き表示装置であって、
前記静電容量型入力装置における入力面とは反対側に画像生成装置が重ねて配置されていることを特徴とする入力機能付き表示装置。 - 請求項7に記載の入力機能付き表示装置を備えていることを特徴とする電子機器。
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