JP2012083959A - タッチパネル及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 視認性の劣化を緩和することができるタッチパネル及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】 タッチパネルは、入力領域を有した基板と、基板の入力領域上に配置された複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線と、複数の絶縁膜１８と、を備えている。複数の絶縁膜１８は、それぞれ、基板上の複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線の複数の交差部に配置され、複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線間に介在され、有機材料で形成されている。複数の絶縁膜１８は、第１透明配線及び第２透明配線のうちの上方に位置した配線と対向した側に凹凸形状を具備している。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、タッチパネル及び画像表示装置に関する。

近年、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）及びタブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）のような画像表示装置は、画像表示パネル及びタッチパネルを備えている。タッチパネルの位置検出方式は、静電容量方式である。

近年、タッチパネルは、ヘイズが小さく透過率が高いといった光学的な特徴や、マルチタッチ対応といったアプリケーションの幅から、携帯電話等のモバイル端末における入力インターフェイスとしてのニーズが拡大している。タッチパネルの位置検出方式は、静電容量方式である。

タッチパネルにおいて、操作者の指等をタッチパネルの表面に接触させて入力すると、入力位置に近い部分の静電容量が変化する。このため、タッチパネルは、静電容量の変化状態を電圧変化として検出することにより、入力位置を検出することができる。

タッチパネルは、Ｘ軸に沿った複数の第１透明配線と、Ｙ軸に沿った複数の第２透明配線とを備えている。入力位置のＸ座標及びＹ座標を検出することができるため、入力位置を正確に検出することができる。

第１透明配線及び第２透明配線を製造する場合、マザーガラスの一主面上にパターニングすることにより形成されている。第１透明配線及び第２透明配線は、これらの交差部において絶縁膜を挟んで対向している。

絶縁膜は、有機絶縁材料と無機絶縁材料の何れかを用いて形成することができる。

絶縁膜は、生産性及び製造装置のコストに有利な有機絶縁材料を用いて形成されることが多い。有機絶縁材料は無機絶縁材料と比べて薄膜化が困難である。感光性の有機絶縁材料を用いフォトリソグラフィ法を使用して絶縁膜を形成した場合、一般に絶縁膜の厚みは１μｍ以上となる。

特開２０１０−２９５８号公報

ところで、タッチパネルは、理想的には透明無垢なデバイスで有り、他の半導体デバイス、液晶デバイスと比較して視認性が重要視されるデバイスである。しかしながら、上記絶縁膜を形成した場合、絶縁膜に重なった個所のパターンは絶縁膜から外れた個所のパターンに比べて突出して形成されることになる。このため、絶縁膜の厚みに起因して視認性が劣化する問題が生じる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、視認性の劣化を緩和することができるタッチパネル及び画像表示装置を提供することにある。

一実施形態に係るタッチパネルは、
入力領域を有した基板と、
それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１透明配線と、
それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２透明配線と、
それぞれ、前記基板上の前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線間に介在され、有機材料で形成され、前記第１透明配線及び第２透明配線のうちの上方に位置した配線と対向した側に凹凸形状を具備した複数の絶縁膜と、を備えている。

また、一実施形態に係る画像表示装置は、
表示面を有した画像表示部と、
前記表示面上方に設けられたタッチパネルと、を具備し、
前記タッチパネルは、
入力領域を有した基板と、
それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１透明配線と、
それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２透明配線と、
それぞれ、前記基板上の前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線間に介在され、有機材料で形成され、前記第１透明配線及び第２透明配線のうちの上方に位置した配線と対向した側に凹凸形状を具備した複数の絶縁膜と、を備えている。

図１は、一実施形態に係る液晶表示装置を示す概略断面図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルの平面図である。 図３は、図２の線Ａ−Ａに沿って示す液晶表示パネルの断面図である。 図４は、図１に示したタッチパネルの拡大平面図である。 図５は、図４の線Ｂ−Ｂに沿って示すタッチパネルの一部を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら一実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図１に示すように、液晶表示装置は、画像表示部としての液晶表示パネル１と、バックライトユニット２と、タッチパネル３と、を備えている。

図１乃至図３に示すように、液晶表示パネル１は、アレイ基板２０と、対向基板３０と、液晶層４０と、第１偏光部６０と、表示面Ｓを有した第２偏光部７０とを備えている。アレイ基板２０及び対向基板３０は、それぞれ矩形状に形成されている。アレイ基板２０は、対向基板３０よりも大きな寸法に形成されている。

アレイ基板２０及び対向基板３０は、各々３辺がほぼ重なるように配置されている。アレイ基板２０の残る一辺において、アレイ基板２０は、対向基板３０よりも外側に延出している。より詳しくは、第１方向Ｘにおいて、アレイ基板２０及び対向基板３０はほぼ重なるように配置されている。第１方向Ｘと直交した第２方向Ｙにおいて、アレイ基板２０は、対向基板３０よりも外側へ延出している。液晶表示パネル１は、アレイ基板２０及び対向基板３０に重なった矩形状の表示領域Ｒ２を有している。

アレイ基板２０は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板２１を有している。対向基板３０から外れたガラス基板２１上には駆動回路８０が搭載されている。表示領域Ｒ２において、ガラス基板２１上に複数の画素が設けられている。画素は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並んでマトリクス状に設けられている。表示領域Ｒ２において、ガラス基板２１上に、図示しない複数の信号線及び複数の走査線が格子状に設けられている。

信号線及び走査線の交差部近傍に、スイッチング素子として、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２２が設けられている。

ガラス基板２１上には、複数の画素電極２３がマトリクス状に形成されている。画素電極２３は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により形成されている。画素は、それぞれＴＦＴ２２と、このＴＦＴに電気的に接続された画素電極２３等とを有している。

ＴＦＴ２２及び画素電極２３等が形成されたガラス基板２１上に、複数の柱状スペーサ２５が複数本形成されている。ガラス基板２１及び画素電極２３上に、配向膜２６が形成されている。

対向基板３０は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板３１を有している。表示領域Ｒ２において、ガラス基板３１上にカラーフィルタ５０が設けられている。カラーフィルタ５０は、遮光部５１と、周辺遮光部５２と、赤色、緑色、青色の複数の着色層５３、５４、５５とを有している。

遮光部５１は、格子状に形成され、信号線及び走査線に重なって形成されている。周辺遮光部５２は、矩形枠状に形成され、表示領域Ｒ２の周縁部全周に亘って形成されている。周辺遮光部５２は、表示領域Ｒ２の外側から漏れる光の遮光に寄与している。

着色層５３、５４、５５は、ガラス基板３１、遮光部５１及び周辺遮光部５２上に形成されている。着色層５３、５４、５５は、第１方向Ｘに互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層５３、５４、５５は、それぞれストライプ状に形成され、第２方向Ｙに延出し、第２方向Ｙに並んだ画素に重なっている。着色層５３、５４、５５の周縁部は、遮光部５１及び周辺遮光部５２に重なっている。
カラーフィルタ５０上に、ＩＴＯ等の透明な導電材料により対向電極３２が形成されている。対向電極３２上には配向膜３３が形成されている。

アレイ基板２０及び対向基板３０は、柱状スペーサ２５により所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板２０及び対向基板３０は、表示領域Ｒ２の外側である両基板の周縁部に配設されたシール材４１により互いに接合されている。

液晶層４０は、アレイ基板２０及び対向基板３０間に挟持され、シール材４１で囲まれている。シール材４１の一部に形成された液晶注入口４２は封止材４３により封止されている。

第１偏光部６０はガラス基板２１の外面に配置されている。第２偏光部７０はガラス基板３１の外面に配置されている。上述したように、第２偏光部７０の外面に表示面Ｓが形成されている。

バックライトユニット２は、アレイ基板２０の外面側に配置されている。バックライトユニット２は、第１偏光部６０に対向配置された導光板２ａと、導光板２ａの一側縁に対向配置された光源２ｂおよび反射板２ｃと、を有している。

図１に示すように、タッチパネル３は、表示面Ｓの上方に設けられている。ここでは、タッチパネル３は、図示しない接着材を介して表示面Ｓに貼り付けられている。タッチパネル３の位置検出方式としては、静電容量方式を利用している。

タッチパネル３は、絶縁性の透明な基板として、矩形状のガラス基板５と、ガラス基板５上に形成された透明な電極パターン６と、絶縁性の透明な基板として、矩形状のカバーガラス７と、透明な接着材８とを有している。タッチパネル３（ガラス基板５及びカバーガラス７）は、入力領域Ｒ１を有している。ここでは、入力領域Ｒ１は表示領域Ｒ２に重なっている。

カバーガラス７は、電極パターン６に対向配置されている。カバーガラス７は、電極パターン６を保護するものである。カバーガラス７は、接着材８によりガラス基板５及び電極パターン６に貼り付けられている。
上記のように液晶表示装置が形成されている。

次に、上記タッチパネル３について詳しく説明する。
図１、図４及び図５に示すように、電極パターン６は、複数の第１透明電極１１と、複数の第２透明電極１２と、複数の接続配線１６と、複数の接続配線１７と、複数のダミー透明電極１９とを有している。第１透明電極１１、第２透明電極１２、接続配線１６及び接続配線１７は、ガラス基板５の入力領域Ｒ１上に配置され、透明な導電材料として、例えばＩＴＯで形成されている。

複数の第１透明電極１１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並べられている。第１透明電極１１は、それぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿った対角線を持つ正方形である。第１透明電極１１は、第１方向Ｘに沿って対向し合う第１角部を有している。第１方向Ｘにおいて、隣合う第１角部同士は接続されている。

この実施形態において、第１透明電極１１の正方形の第１角部は潰れ第１短辺１３を有している。このため、第１透明電極１１は、第１短辺１３を有した六角形である。また、隣合う第１短辺１３同士は、接続配線１６を介して接続されている。接続配線１６は、ガラス基板５上に島状に配置されている。

互いに接続された複数の第１透明電極１１及び複数の接続配線１６は、第１方向Ｘに延出した第１透明配線Ｗ１を形成している。複数の第１透明配線Ｗ１は、第２方向Ｙに並べられている。複数の第１透明電極１１及び複数の接続配線１６は、互いに異なる製造工程で形成されている。第１透明配線Ｗ１を利用して静電容量の変化を検出することにより、入力位置のＸ座標を検出することができる。

複数の第２透明電極１２は、複数の第１透明電極１１に隙間を置いて第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並べられている。第２透明電極１２は、それぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿った対角線を持つ正方形である。第２透明電極１２は、第２方向Ｙに沿って対向し合う第２角部を有している。第２方向Ｙにおいて、隣合う第２角部同士は接続されている。

この実施形態において、第２透明電極１２の正方形の第２角部は潰れ第２短辺１４を有している。このため、第２透明電極１２は、第２短辺１４を有した六角形である。また、隣合う第２短辺１４同士は、接続配線１７を介して接続されている。

互いに接続された複数の第２透明電極１２及び複数の接続配線１７は、第２方向Ｙに延出した第２透明配線Ｗ２を形成している。複数の第２透明配線Ｗ２は、第１方向Ｘに並べられている。第２透明配線Ｗ２の複数の第２透明電極１２及び複数の接続配線１７は、同一の製造工程で一体に形成されている。第２透明配線Ｗ２を利用して静電容量の変化を検出することにより、入力位置のＹ座標を検出することができる。

ガラス基板５上には、複数の絶縁膜１８が島状に配置されている。複数の絶縁膜１８は、ガラス基板５上の複数の第１透明配線Ｗ１及び複数の第２透明配線Ｗ２の複数の交差部に配置され、複数の第１透明配線Ｗ１及び複数の第２透明配線Ｗ２間に介在されている。絶縁膜１８は、第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２間の短絡を防止するものである。絶縁膜１８は、有機絶縁材料で形成されている。この実施形態において、絶縁膜１８の厚みは２μｍである。

接続配線１６及び接続配線１７は、絶縁膜１８を介して対向している。ここで、第２透明配線Ｗ２（接続配線１７）は、第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２の交差部上方に位置している。絶縁膜１８は、第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２のうちの上方に位置した配線と対向した側に凹凸形状を具備している。この実施形態において、絶縁膜１８は、接続配線１７と対向した側に凹凸形状を具備している。

ガラス基板５上の前記複数の第１透明配線Ｗ１及び複数の第２透明配線Ｗ２間の隙間に、複数のダミー透明電極１９が配置されている。なお、第１透明配線Ｗ１（第１透明電極１１）及び第２透明配線Ｗ２（第２透明電極１２）間の距離は、特定されるものではないが、ここでは１００μｍである。

ダミー透明電極１９は、上記隙間に沿って延出して形成されている。ダミー透明電極１９は、上記隙間の５０％以上の領域に形成されている。ダミー透明電極１９は、透明な導電材料として、例えばＩＴＯで形成されている。ダミー透明電極１９は、第１透明電極１１、第２透明電極１２及び接続配線１７の製造工程と同一の製造工程で形成されている。ダミー透明電極１９は、第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２間の絶縁状態を維持している。

この実施形態において、ダミー透明電極１９は、格子状に形成されている。ダミー透明電極１９は、第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２に隙間を置いて配置されている。
第１透明電極１１、第２透明電極１２、接続配線１６、接続配線１７及びダミー透明電極１９の厚みは、それぞれ５０ｎｍである。

以上のように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、表示面Ｓを有した液晶表示パネル１と、表示面Ｓ上方に設けられたタッチパネル３とを具備している。タッチパネル３は、ガラス基板５、複数の第１透明配線Ｗ１、複数の第２透明配線Ｗ２及び複数の絶縁膜１８を備えている。

複数の絶縁膜１８は、それぞれ、ガラス基板５上の複数の第１透明配線Ｗ１及び複数の第２透明配線Ｗ２の複数の交差部に配置され、複数の第１透明配線Ｗ１及び複数の第２透明配線Ｗ２間に介在され、有機材料で形成されている。複数の絶縁膜１８は、それぞれ、第２透明配線Ｗ２（接続配線１７）と対向した側に不規則な配列をもつ凹凸形状を具備している。

絶縁膜１８は、ランダムな配列をもつ凹凸形状により光を乱反射することができるため、絶縁膜１８の厚みに起因した視認性の劣化を緩和することができる。なお、絶縁膜１８が８００ｎｍ以上の厚みを有し、凹凸形状の均一性が２０％以上の場合に、上記視認性の劣化を一層緩和することができる。

複数のダミー透明電極１９は、複数の第１透明配線Ｗ１及び複数の第２透明配線Ｗ２間の隙間に配置されている。入力領域Ｒ１にＩＴＯ（透明電極）パターンが形成されていない領域を低減することができるため、ＩＴＯパターンに重なった領域と、ＩＴＯパターンから外れた領域と、の屈折率の違いによる視認性の劣化を緩和することができる。
ダミー透明電極１９は、第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２間の隙間に沿って延出して形成されているため、上記視認性の劣化を一層緩和することができる。
上記のことから、視認性の劣化を緩和することができるタッチパネル及び画像表示装置を得ることができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

例えば、電極パターン６の構成は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２の交差部上方に位置する配線は、第２透明配線Ｗ２（接続配線１７）に限らず、第１透明配線Ｗ１（接続配線１６）であってもよい。第１透明配線Ｗ１及び第２透明配線Ｗ２は、同一のガラス基板５上に互いに交差して形成されていればよい。

第１透明電極１１、第２透明電極１２、接続配線１６、接続配線１７及びダミー透明電極１９の厚みは、それぞれ５０ｎｍ以下であればよい。ダミー透明電極１９は、必要に応じてガラス基板５上に配置されていればよい。

タッチパネル３の両基板は、ガラスに限らず、透明な絶縁材料で形成されていればよく、例えばアクリル樹脂で形成されていてもよい。
この発明は、液晶表示装置に限定されるものではなく種々変形可能であり、画像を表示する画像表示部を備えた画像表示装置（例えば、有機ＥＬ表示装置等）、であれば本願発明を適用することができる。

１…液晶表示パネル、２…バックライトユニット、３…タッチパネル、５…ガラス基板、６…電極パターン、１１…第１透明電極、１２…第２透明電極、１６…接続配線、１７…接続配線、１８…絶縁膜、１９…ダミー透明電極、２０…アレイ基板、３０…対向基板、４０…液晶層、Ｗ１…第１透明配線、Ｗ２…第２透明配線、Ｒ１…入力領域、Ｓ…表示面、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。

Claims (6)

1. 入力領域を有した基板と、
   それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１透明配線と、
   それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２透明配線と、
   それぞれ、前記基板上の前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線間に介在され、有機材料で形成され、前記第１透明配線及び第２透明配線のうちの上方に位置した配線と対向した側に凹凸形状を具備した複数の絶縁膜と、を備えているタッチパネル。
2. それぞれ、前記基板上の前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線間の隙間に配置され、前記第１透明配線及び第２透明配線間の絶縁状態を維持した複数のダミー透明電極をさらに備えている請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記複数のダミー透明電極は、前記隙間に沿って延出して形成されている請求項２に記載のタッチパネル。
4. 前記複数の絶縁膜は、８００ｎｍ以上の厚みを有し、
   前記凹凸形状の均一性は、２０％以上である請求項１に記載のタッチパネル。
5. 前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線は、５０ｎｍ以下の厚みを有している請求項１に記載のタッチパネル。
6. 表示面を有した画像表示部と、
   前記表示面上方に設けられたタッチパネルと、を具備し、
   前記タッチパネルは、
   入力領域を有した基板と、
   それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１透明配線と、
   それぞれ、前記基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２透明配線と、
   それぞれ、前記基板上の前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１透明配線及び複数の第２透明配線間に介在され、有機材料で形成され、前記第１透明配線及び第２透明配線のうちの上方に位置した配線と対向した側に凹凸形状を具備した複数の絶縁膜と、を備えている画像表示装置。

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