JP2013156949A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】高信頼構造のタッチパネルを提供する。
【解決手段】タッチパネル１００は、基板１０２上に、Ｘ方向に延在する複数の第１検知電極１０３と、Ｘ方向と直交するＹ方向に延在する複数の第２検知電極１０４とをマトリクス状に配置して操作領域１０５を構成する。第１検知電極１０３は、延在方向に細線部１０９と細線部１０９より部分的に幅が広くなる形状の電極パッド部１１０とが交互に並ぶよう構成される。第２検知電極１０４は、第１検知電極１０３の２個の細線部１０９と交差するとともに、交差部１０６で途切れるように構成され、交差部１０６にある第１検知電極１０３の細線部１０９の上層に絶縁膜１０７を配置し、絶縁膜１０７の上層にブリッジ電極１１１を配置して交差部１０６で途切れた電極パッド部１１２同士が接続するようにされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルに関する。

携帯電話やスマートフォンやＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）等の電子機器では、画面の大型化への要求が大きく、スイッチやテンキーなどの入力装置を配置できる領域が少なくなっている。また、液晶表示パネル等の表示素子に表示された画像を参照しながら表示画像に触れ、分かりやすく情報の入力ができる入力方法の実現が求められている。
そのため、近年では、タッチパネル付きの表示装置への要求が高まっている。

タッチパネルは、上述した液晶表示パネル等の表示パネル上に配置され、操作者が指やペン等で操作面に触れたときに、そのタッチ位置を検出する入力装置の総称である。

タッチパネルは、タッチ位置検出の方式の違いに従って抵抗膜方式や静電容量方式などが知られている。
抵抗膜方式は、表面に透明な検知電極の配設された２枚の基板を、互いの検知電極が対向するように離間して配置する。そして、操作者の指やペンで一方の基板を押下することで検知電極同士を接触させ、通電させて、タッチ操作を検知する構造となっている。

静電容量方式は、人間が導体であり、タッチ操作する操作者の指がグランドとして機能することを利用する。すなわち、タッチパネルの基板上に配置されたタッチ位置検出用の検知電極に指が近づくと、指と検知電極との間に容量が形成される。静電容量方式のタッチパネルでは、検知電極を用いた静電容量の計測を行い、タッチ操作に伴う容量形成を変化として捉えることができる。そして、付設された制御回路等によってこれを検知する。このとき、容量変化を検知する方式であるため、直接に操作者の指がタッチパネルに触れない場合でも、指の接近を検知することができる。

図５は、従来の投影型静電容量方式のタッチパネルの構造を模式的に説明する平面図である。

図５に示す従来のタッチパネル１００１は、投影型の静電容量方式タッチパネルである。タッチパネル１００１は、透光性の基板１００２上に、第１の方向である図５に示すＸ方向に延在し、所定の間隔で配列された複数の第１検知電極１００３を有する。そして、第１の方向であるＸ方向と交差する第２の方向として、図５に示すＹ方向に延在し、所定の間隔で配列された複数の第２検知電極１００４を有する。

図５に示すタッチパネル１００１は、第１検知電極１００３として３本の第１検知電極１００３−１、１００３−２、１００３−３を有し、第２検知電極１００４として３本の第２検知電極１００４−１、１００４−２、１００４−３を有して構成されている。そして、タッチパネル１００１は、第１検知電極１００３−１、１００３−２、１００３−３と第２検知電極１００４−１、１００４−２、１００４−３とを、基板１００２の同一面にマトリクス状に配置して、タッチパネル１００１の操作領域１００５を構成している。尚、ここで言うタッチパネルの操作領域とは、操作者が指等によってタッチパネルに対してタッチ操作を行うための領域である。タッチパネル１００１は、操作領域１００５でなされたタッチ操作について、そのタッチ位置の検出が行えるように構成される。

図５のタッチパネル１００１は、３本の第１検知電極１００３−１、１００３−２、１００３−３と３本の第２検知電極１００４−１、１００４−２、１００４−３とが操作領域１００５内で交差するよう配置されている。そして、タッチパネル１００１では、互いに交差する第１検知電極１００３−１、１００３−２、１００３−３と第２検知電極１００４−１、１００４−２、１００４−３との間の絶縁性が確保されるように構成されている。

図５に示すように、タッチパネル１００１の第１検知電極１００３は、延在するＸ方向に電極パッド部１０１０と細線部１００９とが交互に並ぶように構成され、基板１００２の表面に配置される。第２検知電極１００４も基板１００２の同一面に設けられ、第１検知電極１００３とその細線部１００９において交差するように配置される。このとき、第２検知電極１００４は、第１検知電極１００３の細線部１００９との交差部１００６で上下（延在方向）に途切れる構成となっている。すなわち、第２検知電極１００４は、延在するＹ方向に、第１検知電極１００３と同様の形状の電極パッド部１０１２が間隔を開けて並ぶ構造を有している。そして、交差部１００６における第１検知電極１００３の細線部１００９の上層に、絶縁体である絶縁膜１００７を配置する。さらに、絶縁膜１００７の上層にブリッジ電極１０１１を配置して、交差部１００６で途切れた第２検知電極１００４の部分同士、すなわち、電極パッド部１０１２同士の電気的な接続を確保するように構成される。

ブリッジ電極１０１１としては、透明電極の適用が可能である。例えば、特許文献１には、絶縁膜１００７が感光性樹脂からなり、ブリッジ電極１０１１の構成材料としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム錫）を用いる技術が記載されている。また、特許文献２に開示されるように、ブリッジ電極１０１１の構成材料に、より信頼性の高い金属材料を用い、金属製のブリッジ電極１０１１を構成する技術も知られている。

以上の構成を有するタッチパネル１００１は、第１検知電極１００３同士、第２検知電極１００４同士、および、第１検知電極１００３と第２検知電極１００４とが、互いに電気的に独立している。第１検知電極１００３および第２検知電極１００４の端部には、それぞれ端子（図示されない）が設けられており、その端子から複数の引き出し配線１０１７が接続される。
タッチパネル１００１は、第１検知電極１００３および第２検知電極１００４のそれぞれが、引き出し配線１０１７を用い、例えば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を介して、互いに独立して、タッチ操作の有無の判定等をするセンサーＩＣ（図示されない）に接続している。

このように、投影型静電容量方式のタッチパネル１００１は、マトリクス状に配置された第１検知電極１００３および第２検知電極１００４の２種類の検知電極を用いて、操作者がタッチ操作する操作領域１００５を構成し、操作者の指等のタッチ位置の座標の検出に用いている。

投影型静電容量方式のタッチパネルを用いたタッチ位置の検出方法には、自己容量方式と相互容量方式の２方式が知られている。
自己容量方式は、タッチパネル１００１において、互いに独立する第１検知電極１００３および第２検知電極１００４のそれぞれと、タッチ操作する操作者の指等の間に形成されるキャパシタの静電容量を計測し、操作者の指等のタッチ位置の座標を検出する方式である。

相互容量方式は、タッチパネル１００１において、交差する第１検知電極１００３および第２検知電極１００４のうち、一方のそれぞれをドライブ電圧が印加されるドライブ電極とし、他方のそれぞれを静電容量を計測するためのセンス電極として用いる。そして、互いに独立し、操作領域１００５内で交差する第１検知電極１００３と第２検知電極１００４とによって形成されるキャパシタの静電容量を計測し、操作者の指等のタッチ位置の座標を検出する。

特開２００８−３１０５５０号公報 特開２０１１−９０４４３号公報

以上のように、投影型静電容量方式のタッチパネルでは、タッチ位置の検出において、第１検知電極同士、第２検知電極同士、および、第１検知電極と第２検知電極との間の独立が重要となる。そのため、投影型静電容量方式のタッチパネルでは、操作領域でマトリクス状に配置される第１検知電極と第２検知電極との間の絶縁処理が重要となる。したがって、図５に示すような構造の従来のタッチパネルでは、上述したように、交差部で途切れた一方の検知電極の電気的接続を確保するためのブリッジ電極が重要な構成要素となる。

ブリッジ電極の形成には、上述したように、ＩＴＯからなる透明電極を用いた技術が知られている。しかし、ＩＴＯからなるブリッジ電極の場合、絶縁膜との間の接着性において問題が生じることがあった。すなわち、ＩＴＯからなるブリッジ電極と絶縁膜との間で剥離が生じ、ブリッジ電極が交差部で浮いてしまって、電気的接続が確保できなくなることがあった。

そこで、ブリッジ電極の構成材料に金属を用い、特許文献２に記載されるように、金属製のブリッジ電極を設ける技術が提案されている。
ブリッジ電極の構成に金属材料を用いる場合、金属製のブリッジ電極は、ＩＴＯからなるブリッジ電極に比べて絶縁膜との接着性に優れており、電気的接続の信頼性を向上させることができる。一方で、金属製のブリッジ電極の場合、不透明な金属から構成されるため、そのサイズをできるだけ小さくすることが望ましい。金属製のブリッジ電極の面積が大きいと、それらが視認されて、タッチパネルの下に配置される表示パネルの表示品質を低下させることがある。

したがって、金属製のブリッジ電極の面積を小さくし、視認できないようにすることが望ましいが、その場合、逆に信頼性に懸念が生じることがある。すなわち、ブリッジ電極が小さくなるほど、タッチ操作等によりタッチパネルに外力が加わった際に、ブリッジ電極が断線もしくは剥離しやすくなる。そして、ブリッジ電極を備えた検知電極における電気的な接続の確保が困難となって、タッチパネルが機能不良となることがあった。

また、タッチパネルの金属製のブリッジ電極をフォトリソグラフィ工程により作製する場合、ブリッジ電極が細く小さい面積であると、過剰エッチング等が生じた場合に断線しやすくなる。すなわち、製造のマージンを十分に確保できないことがあった。

そこで、タッチパネルにおいては、ブリッジ電極を用いた検知電極の電気的接続を十分に確保し、信頼性を高めた構造の実現が求められている。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、高信頼構造のタッチパネルを提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の態様は、基板上に、第１の方向に延在する複数の第１検知電極と、
第１の方向と交差する第２の方向に延在する複数の第２検知電極とを有するタッチパネルであって、
第１検知電極は、延在方向に細線部とその細線部より部分的に幅が広くなる形状の第１電極パッド部とが交互に並ぶよう構成され、
第２検知電極は、第１検知電極の複数の細線部と交差するとともに、その細線部との各交差部分で途切れるように構成され、その交差部分の第１検知電極の細線部の上層に絶縁膜を配置し、その絶縁膜の上層にブリッジ電極を配置してその交差部分で途切れた部分同士が接続するように構成されたことを特徴とするタッチパネルに関する。

本発明の態様において、第２検知電極は、第１検知電極の１つの第１電極パッド部を挟む２つの細線部と交差するよう構成されることが好ましい。

本発明の態様において、ブリッジ電極は、金属を用いて構成されることが好ましい。

本発明の態様において、第１検知電極の第１電極パッド部の形状は、６本以上の辺を持つ多角形であり、
第２検知電極は、延在方向に複数の第２電極パッド部を並べて、第１検知電極の細線部との交差部分で途切れるように構成され、その第２電極パッド部は、その辺の少なくとも一部が、第１検知電極の第１電極パッド部の多角形の辺に平行な線である形状を有し、
第１検知電極と第２検知電極は、面積が実質的に等しくなるよう構成されることが好ましい。

本発明の態様において、第１電極パッド部は、第１検知電極の延在方向と平行な中心線および垂直な中心線のそれぞれを軸とする線対称な形状であり、
第２電極パッド部は、第２検知電極の延在方向と平行な中心線および垂直な中心線のそれぞれを軸とする線対称となる形状であることが好ましい。

本発明の態様によれば、高信頼構造のタッチパネルを提供することができる。

本発明の実施形態のタッチパネルの構造を模式的に示す平面図である。 本実施形態のタッチパネルの第１検知電極と第２検知電極との交差部近傍の構造を模式的に示す平面図である。 図２のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。 本実施形態のタッチパネルの第１検知電極の構造を模式的に示す平面図である。 従来の投影型静電容量方式のタッチパネルの構造を模式的に説明する平面図である。

本発明は、液晶表示パネル等の表示パネル上に配置され、操作者が指等によって操作領域内にタッチ操作したときに、そのタッチ位置を検出するタッチパネルに関する。本発明のタッチパネルは、例えば、投影型静電容量方式のタッチパネルとすることができる。

したがって、本発明の投影型静電容量方式のタッチパネルは、図５に示した従来のタッチパネル１００１と同様に、異なる方向に延在する２種類の検知電極を有する。そして、それら２種類の検知電極をマトリクス状に配置して、操作者がタッチ操作する操作領域を構成し、操作者の指等のタッチ位置の座標の検出に用いることができる。

上述したように、図５の従来のタッチパネル１００１は、第２検知電極１００４が、第１検知電極１００３の細線部１００９との交差部１００６で上下（延在方向）に途切れる構成となっている。そして、交差部１００６における第１検知電極１００３の細線部１００９の上層に、絶縁体である絶縁膜１００７を配置する。さらに、絶縁膜１００７の上層にブリッジ電極１０１１を配置して、交差部１００６で途切れた第２検知電極１００４の部分同士、すなわち、電極パッド部１０１２同士の電気的な接続を確保するように構成されている。このとき、従来のタッチパネル１００１では、ブリッジ電極１０１１を用いた第２検知電極１００４の電気的接続に懸念があり、高い信頼性の実現が求められてきた。

そこで、本発明のタッチパネルは、信頼性を高めることができるように、新たな構造を導入する。

従来のタッチパネル１００１は、第１検知電極１００３との交差部１００６で延在方向に途切れる１つの第２検知電極１００４に対し、１つのブリッジ電極１０１１を用いて電気的に接続している。本発明のタッチパネルにおいても、同様に、２種の検知電極のうち、一方の検知電極が他方の検知電極との交差部で延在方向に途切れる構造を有する。しかしながら、本発明のタッチパネルでは、延在方向に途切れる１つの検知電極に対し、途切れた部分で複数のブリッジ電極を用いて電気的な接続が実現されるように構成される。

本発明のタッチパネルは、延在方向に途切れた１つの検知電極の途切れた部分で、こうした複数箇所の電気的接続を可能とすることにより、ブリッジ電極を用いた検知電極の電気的接続の信頼性を高めることができる。

その場合、本発明のタッチパネルは、ブリッジ電極に金属製のブリッジ電極を用いることが可能である。そうすることにより、本発明のタッチパネルは、さらに信頼性を高めることができる。

そして、本発明のタッチパネルでは、金属製のブリッジ電極を用いても、それらが視認され難くなるように構成された新規な構造の検知電極を備える。

すなわち、操作領域内の上記２種類の検知電極の交差部の１つに複数の金属製のブリッジ電極が設けられる場合、その交差部の近傍で、ブリッジ電極の凝集が生じる。そうした、金属製のブリッジ電極の凝集が生じた場合、それらが目立って操作者に視認される懸念がある。本発明のタッチパネルでは、２種類それぞれの検知電極の構造を改善する。そして、ブリッジ電極の配置を操作領域内で分散させて、そうした凝集を生じさせないようにする。

その結果、本発明のタッチパネルは、ブリッジ電極が金属製であっても、それらを目立ち難くするように配置することができ、タッチパネルの下に置かれる表示パネルの表示品質の低下を抑えることができる。

さらに、本発明のタッチパネルは、検知電極を新規な構造とするにあたり、タッチ位置の検出方法である、自己容量方式と相互容量方式の両方に好適となるように構成される。すなわち、本発明のタッチパネルは、上記の２方式のタッチ位置の検出方法のいずれにも好適となるように、検知電極を構成する。
以下、図面を用い、本発明の実施形態のタッチパネルについてより詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態のタッチパネルの構造を模式的に示す平面図である。

図１に示す本発明の実施形態のタッチパネル１００は、投影型静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネル１００は、透光性の基板１０２上に、第１の方向である図１に示すＸ方向に延在し、所定の間隔で互いに平行となるよう配列された複数の第１検知電極１０３を有する。そして、第１の方向であるＸ方向と交差する第２の方向として、図１に示す、Ｘ方向と直交するＹ方向に延在し、所定の間隔で互いに平行となるように配列された複数の第２検知電極１０４を有する。

基板１０２は、電気絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＣ（ポリカーボネート）フィルムなどの使用が可能である。ガラス基板の場合、厚さを０．３ｍｍ〜３．０ｍｍとすることが可能である。

第１検知電極１０３および第２検知電極１０４は、タッチパネル１００の光透過率を向上させ、その下層に配置される表示パネルの視認性を向上させるように、いずれも透光性の電極（以下、透明電極とも言う。）とすることが好ましい。そして、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４は、可視光に対する高い透過率と導電性を有するように、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透明導電材料を用いて構成することができる。

図１に示すタッチパネル１００では、３本の第１検知電極１０３と、３本の第２検知電極１０４とを有し、それらをマトリクス状に配置して、タッチパネル１００の操作領域１０５を構成している。尚、タッチパネル１００の操作領域１０５は、上述したのと同様に、操作者が指等によってタッチパネル１００に対してタッチ操作を行うための領域である。そして、タッチパネル１００は、操作領域１０５でなされたタッチ操作に対し、タッチ位置の検出を行うように構成される。

図１のタッチパネル１００は、３本の第１検知電極１０３と３本の第２検知電極１０４とが操作領域１０５内で交差するよう配置されている。このとき、互いに交差する第１検知電極１０３と第２検知電極１０４との絶縁性が確保されるように、それらの交差部分である交差部１０６において、絶縁体である絶縁膜（図１中では図示されない）を介して、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４とが重畳するように構成されている。

したがって、タッチパネル１００は、第１検知電極１０３同士、第２検知電極１０４同士、および、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４とが、互いに電気的に独立している。第１検知電極１０３および第２検知電極１０４の端部には、それぞれ端子（図示されない）が設けられており、その端子から複数の引き出し配線１１７が接続される。

タッチパネル１００は、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４のそれぞれが、引き出し配線１１７を用い、例えば、ＦＰＣ（図示されない）を介して、互いに独立して、タッチ操作の有無の判定等をするセンサーＩＣ（図示されない）に接続する。

尚、本実施形態のタッチパネルにおいて、第１検知電極１０３の数は３本に限られるわけではない。第２検知電極１０４の数についても、同様に、３本に限られるわけではない。それぞれ、より多い数とすることができ、また、少ない数とすることも可能である。タッチパネルに求められる位置検出の解像度に従い、適宜選択することができる。

図２は、本実施形態のタッチパネルの第１検知電極と第２検知電極との交差部近傍の構造を模式的に示す平面図である。

図３は、図２のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。

図２に示すように、タッチパネル１００は、第２検知電極１０４が、第１検知電極１０３の細線部１０９との交差部１０６で上下（延在方向）に途切れる構成となっている。すなわち、第２検知電極１０４は、延在するＹ方向に、電極パッド部１１２が間隔を開けて並ぶ構造を有している。そして、図３に示すように、交差部１０６における第１検知電極１０３の細線部１０９の上層に、絶縁体である絶縁膜１０７を配置する。さらに、絶縁膜１０７の上層にブリッジ電極１１１を配置して、交差部１０６で途切れた第２検知電極１０４の部分同士、すなわち、第２検知電極１０４の電極パッド部１１２同士の電気的な接続を確保するように構成される。

図１および図２に示すタッチパネル１００は、延在方向に途切れる１つの第２検知電極１０４に対し、途切れた部分で複数のブリッジ電極１１１を用いて電気的な接続が実現されるように構成される。
タッチパネル１００は、延在方向に途切れた１つの第２検知電極１０４の途切れた部分で、こうした複数箇所の電気的接続を可能とすることにより、ブリッジ電極１１１を用いた第２検知電極１０４の電気的接続の信頼性を高めることができる。

そして、図１および図２に示すタッチパネル１００は、第２検知電極１０４が、延在するＹ方向と垂直な方向（Ｘ方向）の最大幅が、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０のＸ方向の幅の２倍より大きい。第２検知電極１０４は、第１検知電極１０３と交差するに際して、各第１検知電極１０３の複数の細線部１０９と交差することができる。例えば、図１および図２に示すように、タッチパネル１００の各第２検知電極１０４は、第１検知電極１０３の１つの電極パッド部１１０を挟む２つの細線部１０９と交差するよう構成される。すなわち、１つの第２検知電極１０４において、各第１検知電極１０３と交差する交差部１０６が２つある。そして、それぞれの交差部１０６で、延在方向に途切れた１つの第２検知電極１０４に対する絶縁膜１０７とブリッジ電極１１１を用いた接続が実現されている。第２検知電極１０４ではそれぞれ、並列する２つのブリッジ電極１１１によって、電極パッド部１１２同士の電気的な接続が確保される。

したがって、タッチパネル１００は、仮に１つのブリッジ電極１１１において、剥離や断線が生じても、他の１つのブリッジ電極１１１を用いた電気的接続が確保されることになる。その結果、タッチパネル１００における、第２検知電極１０４の電気的接続の信頼性は格段に高まることになり、ひいては、タッチパネル１００の信頼性を格段に向上することができる。

ブリッジ電極１１１は、例えば、ＩＴＯから構成することが可能である。また、金属製の金属電極とすることも可能である。低抵抗であって、高信頼性を有することから、ブリッジ電極１１１には、金属電極を用いることがより好ましい。具体的には、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｕ、Ａｕ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金などの金属材料を用いることができる。より耐食性を高めた合金としては、例えば、Ｍｏ−Ｎｂ系合金、Ａｌ−Ｎｄ系合金などが好ましい。

絶縁膜１０７は光透過性の絶縁性材料から構成され、透光性を有することが好ましい。例えば、ＳｉＯ_２などの無機材料や、感光性のアクリル樹脂などの有機材料を用いることができる。ＳｉＯ_２を用いる場合、スパッタリング法によりマスクを利用してパターニングされた絶縁層１０７を容易に得ることができる。感光性のアクリル樹脂などを使用して絶縁膜１０７を形成する場合、フォトリソグラフィ技術の利用によってパターニングされた樹脂製とすることができる。

以上のように、本実施形態のタッチパネル１００は、延在方向に途切れた１つの第２検知電極１０４の途切れた部分で、複数箇所の電気的接続を可能とし、ブリッジ電極１１１を用いた第２検知電極１０４の電気的接続の信頼性を高めている。

ブリッジ電極１１１には、上述したように、金属を用いて構成された金属電極とすることが可能である。ブリッジ電極１１１を、金属を用いた金属電極とすることによって、ブリッジ電極１１１を用いた第２検知電極１０４の電気的接続の信頼性はより高いものとなる。

その場合、交差部１０６の近傍で、ブリッジ電極１１１の凝集が生じないようにする必要があることは上述した。そうした金属製のブリッジ電極１１１の凝集が生じた場合、それらが目立って操作者に視認される懸念がある。タッチパネル１００では、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４の構造を最適化し、ブリッジ電極１１１の配置を操作領域１０５内で分散させて、そうした凝集を生じさせないように考慮がなされる。具体的な構造については、後に詳述する。

その結果、タッチパネル１００は、ブリッジ電極１１１が金属から構成されたものであっても、それらを目立ち難くするように配置することができ、タッチパネルの下に置かれる表示パネルの表示品質の低下を抑えることができる。

そして、本実施形態のタッチパネル１００は、ブリッジ電極１１１が特定の個所に凝集することを回避するとともに、タッチ位置の検出方法に対応して、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４の構造が好適となるように構成される。本実施形態のタッチパネル１００は、投影型静電容量方式のタッチパネルである。そして、タッチパネル１００は、自己容量方式と相互容量方式のいずれのタッチ位置検出方法にも適用が可能である。

例えば、タッチパネル１００は、相互容量方式に従うタッチ操作位置の検出を行うことが可能である。すなわち、タッチパネル１００は、マトリクス状に配置された第１検知電極１０３と第２検知電極１０４のうち、第１検知電極１０３を、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４との間の相互キャパシタに電荷を充放電させるためのドライブ電極として用いることができる。そして、もう一方の第２検知電極１０４を、その相互キャパシタの静電容量を計測するためのセンス電極として用いることができる。尚、第１検知電極１０３をセンス電極、第２検知電極１０４をドライブ電極としてもよい。

その場合、タッチパネル１００では、操作領域１０５内での操作者の指等のタッチ操作により、タッチ位置近傍にある第１検知電極１０３と第２検知電極１０４との間の相互キャパシタの静電容量は変動する。このとき、第２検知電極１０４により、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４との間の相互キャパシタの静電容量を順次計測する。そして、タッチしていない場合に対して、タッチ操作された場合に生じる静電容量の変化を電位変化として読み取り、その電位変化の大きさからタッチ操作の有無を検出し、タッチ操作された位置を検出することができる。

また、タッチパネル１００は、自己容量方式に従うタッチ操作位置の検出を行うことが可能である。すなわち、タッチパネル１００は、マトリクス状に配置された第１検知電極１０３と第２検知電極１０４のうちの１本ずつを選択し、タッチ操作する指との間に形成されるキャパシタの静電容量を計測し、タッチ操作された位置を検出することができる。

したがって、タッチパネル１００の第１検知電極１０３および第２検知電極１０４の構造は、タッチ位置の検出方法である、自己容量方式と相互容量方式の両方に好適となるよう構成されることが好ましい。

すなわち、タッチパネル１００は、ブリッジ電極１１１の凝集を回避するとともに、上述の２方式のタッチ位置の検出方法のいずれにも好適となるように第１検知電極１０３および第２検知電極１０４を構成する。

図４は、本実施形態のタッチパネルの第１検知電極の構造を模式的に示す平面図である。

タッチパネル１００の第１検知電極１０３は、延在するＸ方向に電極パッド部１１０と細線部１０９とが交互に並ぶように構成される。すなわち、第１検知電極１０３は、２つの細線部１０９が、部分的に細線部１０９の幅より大きくなる形状の１つの電極パッド部１１０を挟んで等間隔に配列する構造を有する。

そして、図１および図３に示すように、第１検知電極１０３は、基板１０２の表面に配置される。第１検知電極１０３は、各細線部１０９において第２検知電極１０４と交差する。したがって、各細線部１０９が電極パッド部１１０と交互に並ぶように配置される第１検知電極１０３において、第２検知電極１０４との各交差部１０６も、電極パッド部１１０との間で延在方向に交互に並ぶように配置される。そのため、交差部１０６毎に１つ配設されるブリッジ電極１１１が、特定の個所に凝集することはない。ブリッジ電極１１１は、交差部１０６の配置に従い、第１検知電極１０３の延在方向であるＸ方向に、所定の間隔で分散されて配置される。

そして、図１に示すように、第１検知電極１０３は、第２検知電極１０４の電極パッド部１１２を挟み、所定の間隔で互いに平行となるように配置されている。したがって、交差部１０６のＹ方向の配置についても、第２検知電極１０４の延在方向であるＹ方向に、所定の間隔で等間隔に並ぶことになる。交差部１０６に配設されるブリッジ電極１１１は、第１検知電極１０３の配置に従ってＹ方向に所定の間隔で設けられ、分散されて配置されることになる。

タッチパネル１００は、以上のように、交差部１０６が操作領域１０５内で分散して配置されることから、各交差部１０６に配設されるブリッジ電極１１１も操作領域１０５で分散して配置されることになる。したがって、タッチパネル１００は、操作領域１０５内でのブリッジ電極１１１の凝集を回避することができる。

その結果、タッチパネル１００は、ブリッジ電極１１１を目立ち難くするように配置することができ、タッチパネル１００の下に置かれる表示パネルの表示品質の低下を抑えることができる。

本実施形態のタッチパネル１００は、投影型静電容量方式である。そして、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４の構造は、自己容量方式と相互容量方式の両方のタッチ位置の検出方法に好適となるよう構成される。

自己容量方式に従うタッチ位置の検出方法の場合、静電容量方式タッチパネルにおいて、検知電極の面積が、形成される静電容量に影響する。形成される静電容量が大きいほど、その計測に有利となり、ノイズの影響が軽微となって正確なタッチ位置の検出ができるようになる。したがって、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４の面積を大きくすることが望ましい。加えて、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４は、互いの面積を実質的に等しくすることが望ましい。第１検知電極１０３と第２検知電極１０４の面積が異なると、同様のタッチ操作により形成される静電容量が、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４とで異なることになる。そうした電極間の性能の差異は、位置検出の精度を低下させる原因となる。

相互容量方式に従うタッチ位置の検出方法の場合、静電容量方式タッチパネルにおいて、ドライブ電極とセンス電極の対向するそれぞれの辺の長さが、タッチ位置の検出特性に大きく影響する。ドライブ電極とセンス電極の対向するそれぞれの辺の長さは、より長いほうが好ましい。互いに対向する辺の長さを長くすることにより、形成される静電容量を大きくすることができ、その計測に有利となる。したがって、第１検知電極１０３を構成する電極パッド部１１０と第２検知電極１０４を構成する電極パッド１１２との間の隙間は極小さいことが望ましく、また、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０と第２検知電極１０４の電極パッド部１１２の互いに対向する辺は、長いほうが好ましい。

以上の点を考慮し、本実施の形態のタッチパネル１００は、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４の構造を次のように構成する。

図４に示すように、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０は、細線部１０９に比べ、第１検知電極１０３の延在方向と直交する方向（Ｙ方向）の幅が、部分的に細線部１０９の幅より大きくなる形状を有する。こうすることにより、第１検知電極１０３の面積を大きくすることができる。すなわち、第１検知電極１０３は、面積の大きな電極パッド部１１０間を細い線幅の細線部１０９が繋ぐ構造を有する。

そして、第１検知電極１０３は、具体的には、細線部１０９と八角形形状の電極パッド部１１０を備える。電極パッド部１１０の形状を八角形とすることにより、図５の従来タッチパネル１００１の菱形形状（四角形）の電極パッド部１０１０に比べて、電極パッド部１１０の辺の長さを長くすることができる。細線部１０９は、中心部が短冊状で、電極パッド部１１０と接続する両端部分に向かって線幅が連続的に漸次大きくなる形状を有する。

尚、電極パッド部１１０の形状は八角形に限られることはなく、他の形状の選択も可能である。その場合、６本以上の辺を持つ多角形とすることが好ましい。例えば、六角形、十角形、十二角形等が可能である。その他に、４辺が円弧状の略菱形とすることも可能である。上述したように、タッチパネル１００は、相互容量方式によるタッチ位置の検出が可能であり、電極パッド部１１０の辺は長いほうが好ましく、上記のような形状が選択される。

次に、図１に示すように、第２検知電極１０４は、基板１０２の表面で、第１検知電極１０３の細線部１０９と交差するように配置される。図１に示すタッチパネル１００は、上述したように、各第２検知電極１０４が、第１検知電極１０３の１つの電極パッド部１１０を挟む２つの細線部１０９と交差するよう構成される。そして、第２検知電極１０４は、第１検知電極１０３の細線部１０９それぞれとの交差部１０６で上下（延在方向）に途切れる構成となっている。

第２検知電極１０４は、延在するＹ方向に、電極パッド部１１２が間隔を開けて並ぶ構造を有している。第２検知電極１０４の電極パッド部１１２は、自身の面積を大きくするとともに第１検知電極１０３の電極パッド部１１０との間の間隔がなるべく小さくなるように形状が選択される。すなわち、第２検知電極１０４は、基板１０２上の操作領域１０５において電極パッド部１１２の面積が大きくなるように、第１検知電極１０３との隙間領域および第２検知電極１０４同士の隙間領域を除いて、電極パッド部１２２が第１検知電極１０３の非形成の領域をカバーするように形成される。

すなわち、第２検知電極１０４の電極パッド部１１２は、電極パッド部１１２の辺の少なくとも一部が、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０の辺に平行な線である形状を有する。したがって、第２検知電極１０４の電極パッド部１１２は、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０が、上述した多角形等である場合、電極パッド部１１２の辺の少なくとも一部が、その多角形等の辺に平行な線である形状を有する。
例えば、図４等に示すように、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０が八角形である場合、第２検知電極１０４の電極パッド部１１２は、その八角形の辺に平行な線を、辺の一部とする形状を有する。そうした構造とすることにより、第２検知電極１０４の電極パッド部１１２の、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０と対向する辺は、電極パッド部１１０の辺と沿った形状となる。電極パッド部１１０の形状が、十角形や十二角形等、上述した他の形状の場合でも同様である。その結果、電極パッド１１２の辺の長さを長くすることができ、また、電極パッド部１１０と電極パッド部１１２とを極小さな隙間を介して、離間して配置することができる。

また、図１に示すように、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４は、面積が実質的に等しくなるように構成されている。すなわち、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０と第２検知電極１０４の電極パッド部１１２は、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４の面積が等しくなるように形状が選択される。そうすることにより、自己容量方式に従うタッチ位置の検出を行う場合、位置検出の精度の低下を回避することができる。

さらに、図２および図４等に示すように、第１検知電極１０３および第２検知電極１０４は、高い対称性を有する形状とすることが好ましい。特に、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０と第２検知電極１０４の電極パッド部１１２は、高い対称性を備えた形状であることが好ましい。

具体的には、第１検知電極１０３の電極パッド部１１０は、第１検知電極１０３の延在方向であるＸ方向と平行な方向に伸びる電極パッド部１１０の中心線、およびＸ方向と垂直な方向に伸びる電極パッド部１１０の中心線のそれぞれに対し、線対称となる形状であることが好ましい。併せて、第２検知電極１０４の電極パッド部１１２は、第２検知電極１０４の延在方向であるＹ方向と平行な方向に伸びる電極パッド部１１２の中心線、およびＹ方向と垂直な方向に伸びる電極パッド部１１２の中心線のそれぞれに対し、線対称となる形状であることが好ましい。

第１検知電極１０３の電極パッド部１１０と第２検知電極１０４の電極パッド部１１２が、こうした高い対称性の形状を備えることにより、タッチ操作によって形成される静電容量に位置的な偏りが生じることを回避することができ、正確なタッチ位置の検出を実現することができる。

以上の第１検知電極１０３と第２検知電極１０４の構造を有する本実施形態のタッチパネル１００は、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４の面積を実質的に同等なものとしながら、それらの面積を可能な限り大きくすることができる。併せて、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４の互いに対向するそれぞれの辺をより長いものとすることができる。そして、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４の形状を対称性の高い形状とすることができる。

その結果、タッチパネル１００は、第１検知電極１０３と第２検知電極１０４とからなる検知電極が高信頼の構造を備えて高信頼性を実現するとともに、ブリッジ電極１１１が金属製であっても目立つことを低減することができる。さらに、タッチパネル１００は、自己容量方式と相互容量方式の両方のタッチ位置の検出方法に好適となって、正確なタッチ位置の検出が可能となる。

尚、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。

１００、１００１ タッチパネル
１０２、１００２ 基板
１０３、１００３、１００３−１、１００３−２、１００３−３ 第１検知電極
１０４、１００４、１００４−１、１００４−２、１００４−３ 第２検知電極
１０５、１００５ 操作領域
１０６、１００６ 交差部
１０７、１００７ 絶縁膜
１０９、１００９ 細線部
１１０、１１２、１０１０、１０１２ 電極パッド部
１１１、１０１１ ブリッジ電極
１１７、１０１７ 引き出し配線

Claims (5)

1. 基板上に、第１の方向に延在する複数の第１検知電極と、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する複数の第２検知電極とを有するタッチパネルであって、
   前記第１検知電極は、延在方向に細線部と当該細線部より部分的に幅が広くなる形状の第１電極パッド部とが交互に並ぶよう構成され、
   前記第２検知電極は、前記第１検知電極の複数の前記細線部と交差するとともに、当該細線部との各交差部分で途切れるように構成され、前記交差部分の前記第１検知電極の前記細線部の上層に絶縁膜を配置し、当該絶縁膜の上層にブリッジ電極を配置して当該交差部分で途切れた部分同士が接続するように構成されたことを特徴とするタッチパネル。
2. 前記第２検知電極は、前記第１検知電極の１つの前記第１電極パッド部を挟む２つの前記細線部と交差するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記ブリッジ電極は、金属を用いて構成され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. 前記第１検知電極の前記第１電極パッド部の形状は、６本以上の辺を持つ多角形であり、
   前記第２検知電極は、延在方向に複数の第２電極パッドを並べて、前記交差部分で途切れるように構成され、前記第２電極パッド部は、その辺の少なくとも一部が、前記多角形の辺に平行な線である形状を有し、
   前記第１検知電極と前記第２検知電極は、面積が実質的に等しくなるよう構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタッチパネル。
5. 前記第１電極パッド部は、前記第１検知電極の延在方向と平行な中心線および垂直な中心線のそれぞれを軸とする線対称な形状であり、
   前記第２電極パッド部は、前記第２検知電極の延在方向と平行な中心線および垂直な中心線のそれぞれを軸とする線対称となる形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタッチパネル。

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