JP2010271782A - タッチパネル及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の低下を抑制できるタッチパネル及びタッチパネルを備えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】タッチパネルは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並べられ、それぞれ第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、第１方向に沿って対向した第１角部を有し、第１方向において隣合う第１角部同士が接続された複数の第１透明電極１１と、複数の第１透明電極に隙間を置いて第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、第２方向に沿って対向した第２角部を有し、第２方向において隣合う第２角部同士が接続された複数の第２透明電極１２と、を備えている。各第１透明電極１１は、第１角部を結ぶ対角線から第２方向Ｙに向かって徐々に疎となり、各第２透明電極１２は、第２角部を結ぶ対角線から第１方向Ｘに向かって徐々に疎となる。
【選択図】図６

Description

この発明は、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。タッチパネルは、複数の第１透明電極と、複数の第２透明電極とを備えている。

複数の第１透明電極は、互いに直交した第１方向及び第２方向に並べられている。第１透明電極は、それぞれ第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形である。第１透明電極は、第１方向に沿って対向した第１角部を有している。第１方向において隣合う第１角部同士は接続されている。

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

上記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。なお、静電容量方式のタッチパネルは、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００８−１２９７０８号公報

ところで、上記タッチパネルにおいて、第１透明電極及び第２透明電極は、互いに隙間を置いて位置している。言い換えると、上記タッチパネルは、第１透明電極及び第２透明電極から外れた格子状のスリットを有している。第１透明電極及び第２透明電極での反射・透過特性と、スリットでの反射・透過特性とは異なる。この場合、表示面にスリットに重なった筋が視認されることになるため、表示品位が低下してしまう。このため、表示品位の低下を抑制できるタッチパネルが求められている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位の低下を抑制できるタッチパネル及びタッチパネルを備えた画像表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係るタッチパネルは、
互いに直交した第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第１方向に沿って対向した第１角部を有し、前記第１方向において隣合う前記第１角部同士が接続された複数の第１透明電極と、
前記複数の第１透明電極に隙間を置いて前記第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第２方向に沿って対向した第２角部を有し、前記第２方向において隣合う前記第２角部同士が接続された複数の第２透明電極と、を備え、
各第１透明電極は、前記第１角部を結ぶ対角線から前記第２方向に向かって徐々に疎となり、
各第２透明電極は、前記第２角部を結ぶ対角線から前記第１方向に向かって徐々に疎となる。

また、本発明の他の態様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、
互いに直交した第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第１方向に沿って対向した第１角部を有し、前記第１方向において隣合う前記第１角部同士が接続された複数の第１透明電極と、
前記複数の第１透明電極に隙間を置いて前記第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第２方向に沿って対向した第２角部を有し、前記第２方向において隣合う前記第２角部同士が接続された複数の第２透明電極と、を備え、
各第１透明電極は、前記第１角部を結ぶ対角線から前記第２方向に向かって徐々に疎となり、
各第２透明電極は、前記第２角部を結ぶ対角線から前記第１方向に向かって徐々に疎となる。

この発明によれば、表示品位の低下を抑制できるタッチパネル及びタッチパネルを備えた画像表示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を示す概略断面図である。 図１に示した液晶表示パネルの平面図である。 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１に示したタッチパネルの拡大平面図である。 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。 図４に示した第１透明電極及び第２透明電極が徐々に疎となる状態を示す平面図である。 図４及び図６に示した第１透明電極を示す平面図である。 図４及び図６に示した第２透明電極を示す平面図である。 上記第１透明電極及び第２透明電極の第１パターンの対角線の比に対する電気抵抗相対値の変化をグラフで示す図である。

以下、図面を参照しながらこの発明の画像表示装置を液晶表示装置に適用した実施の形態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、透明な絶縁基板として、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、透明な絶縁基板として、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。

図１及び図４乃至図８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とを有している。第１透明電極１１及び第２透明電極１２は、ガラス基板５上に形成されている。

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に沿った対角線Ｌ１ｘ及び第２方向Ｙに沿った対角線Ｌ１ｙを持つ正方形である。第１透明電極１１は、第１方向Ｘに沿って対向した第１角部１３を有している。第１方向Ｘにおいて、隣合う第１角部１３同士は接続されている。各第１透明電極１１は、第１角部１３を結ぶ対角線Ｌ１ｘから第２方向Ｙに向かって徐々に疎となる。

第１透明電極１１を形成する際、対角線Ｌ１ｘから第２方向Ｙに向かって徐々に疎となるようなフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法により第１透明電極１１を形成する。

この実施の形態において、第１角部１３は潰れている。このため、第１透明電極１１は、第１角部１３が潰れた正方形である。また、隣合う第１角部１３同士は、接続配線１６を介して接続されている。

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に沿った対角線Ｌ２ｘ及び第２方向Ｙに沿った対角線Ｌ２ｙを持つ正方形である。第２透明電極１２は、第２方向Ｙに沿って対向した第２角部１４を有している。第２方向Ｙにおいて、隣合う第２角部１４同士は接続されている。各第２透明電極１２は、第２角部１４を結ぶ対角線Ｌ２ｙから第１方向Ｘに向かって徐々に疎となる。

第２透明電極１２を形成する際、対角線Ｌ２ｙから第１方向Ｘに向かって徐々に疎となるようなフォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法により第２透明電極１２を形成する。

この実施の形態において、第２角部１４は潰れている。このため、第２透明電極１２は、第２角部１４が潰れた正方形である。また、隣合う第２角部１４同士は、接続配線１７を介して接続されている。接続配線１７はガラス基板５上に形成されている。なお、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。
第１透明電極１１及び第２透明電極１２間に、格子状のスリット１９が形成されている。

ここで、この実施の形態の第１透明電極１１及び第２透明電極１２についてさらに詳しく説明する。
各第１透明電極１１は、第１角部１３に接続された密状態の第１パターン１１ａと、一対の第２パターン１１ｂとを有している。一対の第２パターン１１ｂは、第２方向Ｙに第１パターン１１ａを挟み、対角線Ｌ１ｘから第２方向Ｙに向かって徐々に疎となる。第２パターン１１ｂは、第１パターン１１ａと一体に形成され、第１パターン１１ａに電気的に接続されているため、第１透明電極１１の静電容量の低下を抑制することができる。

第１パターン１１ａは、菱形である。ここでは、第１パターン１１ａは、第１角部１３が潰れた菱形である。第２方向Ｙに沿った対角線Ｌ１ｙにおいて、第１透明電極１１の第１パターン１１ａの第１透明電極１１に対する比は、０．５である。言い換えると、第１パターン１１ａの対角線の比（Ｌ１ｘとＬ１ｙとの比率、すなわち、Ｌ１ｙ／Ｌ１ｘ）が、０．５である。

各第２透明電極１２は、第２角部１４に接続された密状態の第１パターン１２ａと、一対の第２パターン１２ｂとを有している。一対の第２パターン１２ｂは、第１方向Ｘに第１パターン１２ａを挟み、対角線Ｌ２ｙから第１方向Ｘに向かって徐々に疎となる。第２パターン１２ｂは、第１パターン１２ａと一体に形成され、第１パターン１２ａに電気的に接続されているため、第２透明電極１２の静電容量の低下を抑制することができる。

第２パターン１２ｂは、菱形である。ここでは、第２パターン１２ｂは、第２角部１４が潰れた菱形である。第１方向Ｘに沿った対角線Ｌ２ｘにおいて、第２透明電極１２の第１パターン１２ａの第２透明電極１２に対する比は、０．５である。言い換えると、第１パターン１２ａの対角線の比（Ｌ２ｙとＬ２ｘとの比率、すなわち、Ｌ２ｘ／Ｌ２ｙ）が、０．５である。

ここで、本願発明者は、第１パターン１１ａ（第１パターン１２ａ）の対角線の比を変えた場合の、第１透明電極１１（第２透明電極１２）の電気抵抗値を測定し、電気抵抗相対値を算出した。

電気抵抗値を測定する際、第１パターンの対角線の比が上記０．５である場合の他、０．２、０．３、０．７、０．８及び１．０の場合についても測定した。なお、第１パターンの対角線の比が１．０である場合、第１パターンは正方形であり、第１透明電極１１（第２透明電極１２）は第２パターン１１ｂ（第２パターン１２ｂ）無しに形成されている。

第１パターンの対角線の比に対する電気抵抗相対値の算出結果を図９に示す。
図に示すように、第１パターンの対角線の比が１．０である場合の電気抵抗相対値を１００とした。第１パターンの対角線の比が０．８である場合の電気抵抗相対値は１０８であった。第１パターンの対角線の比が０．７である場合の電気抵抗相対値は１１６であった。第１パターンの対角線の比が０．５である場合の電気抵抗相対値は１２２であった。第１パターンの対角線の比が０．３である場合の電気抵抗相対値は１５５であった。第１パターンの対角線の比が０．２である場合の電気抵抗相対値は２６６であった。

図９の算出結果から分かるように、第１パターンの対角線の比が１．０から０．５にわたった電気抵抗相対値は、ほぼ直線的に緩やかに上昇している。しかし、第１パターンの対角線の比が０．５から０．３にわたった電気抵抗相対値は、急激に上昇している。第１パターンの対角線の比が０．３から０．２にわたった電気抵抗相対値は、さらに急激に上昇している。

上記したことから、第１パターン（１１ａ、１２ａ）の対角線の比を０．５以上となるように設定することで、電気抵抗値の上昇を抑制することができ、タッチパネル３の位置検出精度の低下を抑制することができる。

以上のように構成されたタッチパネル３及びタッチパネル３を備えた液晶表示装置によれば、タッチパネル３は、複数の第１透明電極１１と、複数の第２透明電極１２とを備えている。各第１透明電極１１は、対角線Ｌ１ｘから第２方向Ｙに向かって徐々に疎となり、各第２透明電極１２は、対角線Ｌ２ｙから第１方向Ｘに向かって徐々に疎となる。

各第１透明電極１１は、対角線Ｌ１ｘから第２方向Ｙに向かって反射・透過特性が徐々に変化して、スリット１９の反射・透過特性に近づいている。各第２透明電極１２は、対角線Ｌ２ｙから第１方向Ｘに向かって反射・透過特性が徐々に変化してスリット１９の反射・透過特性に近づいている。

このため、この実施の形態の場合、各第１透明電極１１及び各第２透明電極１２を徐々に疎となるように形成しない場合に比べて、スリット１９に重なった個所で視認される筋を目立たなくすることができる。

第１透明電極１１は、第１パターン１１ａと、一対の第２パターン１１ｂとを有している。第２透明電極１２は、第１パターン１２ａと、一対の第２パターン１２ｂとを有している。第１パターン１１ａの対角線の比は、０．５である。第１パターン１２ａの対角線の比は、０．５である。このため、第１透明電極１１及び第２透明電極１２の電気抵抗値の上昇を抑制することができ、タッチパネル３の位置検出精度の低下を抑制することができる。
上記のことから、表示品位の低下を抑制できるタッチパネル３及びタッチパネル３を備えた液晶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。

第１パターン１１ａ及び第１パターン１２ａは、それぞれ菱形に限定されるものではなく種々変形可能である。例えば、第１透明電極１１の第１パターン１１ａ及び第２パターン１１ｂの界面１１ｃは、対角線Ｌ１ｘから第２方向Ｙに向かって突出した湾曲面であり、第２透明電極１２の第１パターン１２ａ及び第２パターン１２ｂの界面１２ｃは、対角線Ｌ２ｙから第１方向Ｘに向かって突出した湾曲面であっても良い。この場合、第１パターン１１ａ、１２ａが菱形である場合に比べ、第１透明電極１１及び第２透明電極１２の電気抵抗値の上昇を一層抑制することができ、タッチパネル３の位置検出精度の低下を一層抑制することができる。

タッチパネル３は、液晶表示パネル１の表示面Ｓ上に直接作り込んでも良い。この場合、ガラス基板５無しにタッチパネル３を形成することができ、ガラス基板５の厚みの分、タッチパネル３の薄型化を図ることができ、延いては液晶表示装置の薄型化を図ることができる。

この発明の画像表示装置は、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、７…カバーガラス、１１…第１透明電極、１１ａ…第１パターン、１１ｂ…第２パターン、１１ｃ…界面、１１ａ．１２ａ…パターン、１２…第２透明電極、１２ａ…第１パターン、１２ｂ…第２パターン、１２ｃ…界面、１３…第１角部、１４…第２角部、１６，１７…接続配線、１８…絶縁膜、１９…スリット、２０…アレイ基板、３０…対向基板、４０…液晶層、Ｓ…表示面、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｌ１ｘ，Ｌ１ｙ，Ｌ２ｘ，Ｌ２ｙ…対角線。

Claims (5)

1. 互いに直交した第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第１方向に沿って対向した第１角部を有し、前記第１方向において隣合う前記第１角部同士が接続された複数の第１透明電極と、
   前記複数の第１透明電極に隙間を置いて前記第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第２方向に沿って対向した第２角部を有し、前記第２方向において隣合う前記第２角部同士が接続された複数の第２透明電極と、を備え、
   各第１透明電極は、前記第１角部を結ぶ対角線から前記第２方向に向かって徐々に疎となり、
   各第２透明電極は、前記第２角部を結ぶ対角線から前記第１方向に向かって徐々に疎となるタッチパネル。
2. 各第１透明電極は、前記第１角部に接続された密状態の第１パターンと、前記第２方向に前記第１パターンを挟み、前記第１角部を結ぶ対角線から前記第２方向に向かって徐々に疎となる一対の第２パターンと、を有し、
   各第２透明電極は、前記第２角部に接続された密状態の第１パターンと、前記第１方向に前記第１パターンを挟み、前記第２角部を結ぶ対角線から前記第１方向に向かって徐々に疎となる一対の第２パターンと、を有し、
   前記第２方向に沿った対角線において、前記第１透明電極の前記第１パターンの前記第１透明電極に対する比は、０．５以上であり、
   前記第１方向に沿った対角線において、前記第２透明電極の前記第１パターンの前記第２透明電極に対する比は、０．５以上である請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記第１透明電極の第１パターン及び前記第２透明電極の第１パターンは、それぞれ菱形である請求項２に記載のタッチパネル。
4. 前記第１透明電極の前記第１パターン及び第２パターンの界面は、前記第１角部を結ぶ対角線から前記第２方向に向かって突出した湾曲面であり、
   前記第２透明電極の前記第１パターン及び第２パターンの界面は、前記第２角部を結ぶ対角線から前記第１方向に向かって突出した湾曲面である請求項２に記載のタッチパネル。
5. 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、
   互いに直交した第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第１方向に沿って対向した第１角部を有し、前記第１方向において隣合う前記第１角部同士が接続された複数の第１透明電極と、
   前記複数の第１透明電極に隙間を置いて前記第１方向及び第２方向に並べられ、それぞれ前記第１方向及び第２方向に沿った対角線を持つ正方形であり、前記第２方向に沿って対向した第２角部を有し、前記第２方向において隣合う前記第２角部同士が接続された複数の第２透明電極と、を備え、
   各第１透明電極は、前記第１角部を結ぶ対角線から前記第２方向に向かって徐々に疎となり、
   各第２透明電極は、前記第２角部を結ぶ対角線から前記第１方向に向かって徐々に疎となる画像表示装置。

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