JP2014120038A - タッチパネル及びそれを備える表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モアレが視認され難くすることが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】タッチパネル１は、透明基板２上に形成され、行方向に間隔をおいて配列された複数の検出用列配線３を含む列方向束配線６、及び、列方向に間隔をおいて配列された複数の検出用行配線４を含む行方向束配線７を備える。また、タッチパネル１は、列方向束配線６の検出用列配線３と行方向束配線７の検出用行配線４とに囲まれる領域である配線間隔１０を、行方向及び列方向にそれぞれｍ，ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）等分する、列方向束配線６と行方向束配線７と電気的に絶縁されたダミー配線８を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、タッチパネル及びそれを備える表示装置に関するものである。

従来、タッチパネルへの指などのタッチを検出し、そのタッチ位置の座標を特定することによって入力操作を受け付けるタッチパネルが知られており、優れたインターフェース手段の一つとして注目されている。このようなタッチパネルでは、タッチ位置の検出方法として、抵抗膜方式や静電容量方式など様々な方式を用いたものが製品化されている。

従来のタッチパネルとしては、薄い透明な誘電膜の表面に間隔をおいて平行に配列された検出用列配線と、当該誘電膜の裏面に間隔をおいて平行に配列され、検出用列配線と直交する検出用行配線とを備える構成が知られている。これら検出用列配線及び検出用行配線（以下まとめて「検出用配線」と呼ぶこともある）は、例えば特許文献１，２に開示されているように、酸化インジウムなどの透明な導電材料、または、銀などの不透明な導電材料から構成される。

特表平９−５１１０８６号公報 特開２０１０−９７５３６号公報

上述のようなタッチパネルにおいて、検出用配線を透明の導電材料から構成した場合、視認性の高いタッチパネルを得ることができるが、当該導電材料は電気抵抗が高いので、応答速度が低下するという問題があった。この点を解消するため、透明の導電材料に代えて、電気抵抗が低い不透明の導電材料から検出用配線を構成することが提案されている。

しかし、この場合には、検出用配線が存在する部分と存在しない部分とで光の透過率に差が生じ、タッチパネル面において光の透過率が周期的に変化することになる。一方、液晶表示装置等の表示装置では、画素が存在する部分と存在しない部分とで光の輝度に差が生じており、表示パネル面において光の輝度が周期的に変化している。そのため、不透明の導電材料から構成されたタッチパネルを、表示パネルに装着すると、周期的に変化する光の透過率と、周期的に変化する輝度とが干渉してモアレが発生するという問題がある。

モアレを見え難くさせるためには、検出用配線パターンを密にすることでモアレの大きさを小さくすることが考えられる。ただし、単純に検出用配線パターンを密にするだけでは、検出用配線間の寄生容量が増加し、指などでタッチしたときの応答速度が低下してしまう。また、モアレを見え難くするために、ダミーパターンを形成する構造も知られているが、特許文献２のように一方向のダミーパターンを形成する構成では、モアレを見え難くする効果は特定方向から見た場合にしか得られないという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、モアレが視認され難くすることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係るタッチパネルは、透明基板と、前記透明基板上に形成され、第１方向に間隔をおいて配列された不透明な導電材料からなる複数の第１配線を含む第１束配線、及び、前記第１方向と交差する第２方向に間隔をおいて配列された不透明な導電材料からなる複数の第２配線を含む第２束配線とを備える。また、前記タッチパネルは、前記第１束配線の前記第１配線と前記第２束配線の前記第２配線とに囲まれる領域である配線間隔を、前記第１及び第２方向にそれぞれｍ，ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）等分する、前記第１及び第２束配線と電気的に絶縁された不透明な導電材料からなる第３配線を備える。

本発明によれば、第１及び第２配線に囲まれる領域である配線間隔を、第１及び第２方向にそれぞれｍ，ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）等分する位置に第３配線が形成されている。したがって、複数方向におけるモアレのピッチが小さくなることから、モアレが視認され難くなる。

実施の形態１に係るタッチパネルの構成を示す平面図である。 実施の形態１に係るタッチパネルとコントローラ基板との接続を示す平面図である。 実施の形態１に係るタッチパネルの構成を示す拡大平面図である。 実施の形態１に係るタッチパネルの構成を示す断面図である。 実施の形態１に係るタッチパネルの別構成を示す拡大平面図である。 実施の形態２に係るタッチパネルの構成を示す拡大平面図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るタッチパネル１の構成を示す平面図である。図１に示すようにタッチパネル１は、透明なガラスや樹脂からなる透明基板２と、検出用列配線３と、検出用行配線４と、接続用配線５ａ，５ｂと、引き出し配線１６と、端子１７とを備えて構成されている。なお、検出用列配線３、検出用行配線４、接続用配線５ａ，５ｂ、引き出し配線１６、及び、端子１７は、透明基板２上に積層されて形成されている。

複数の検出用列配線３（第１配線）は、列方向（図１中のＹ方向）に直線状に延設されており、列方向と直交する行方向（第１方向，図１中のＸ方向）に所定間隔をおいて配列されている。検出用列配線３は、銀などの不透明な導電材料から構成されている。

複数の検出用行配線４（第２配線）は、行方向（図１中のＸ方向）に直線状に延設されており、列方向（第２方向，図１中のＹ方向）に所定間隔をおいて配列されている。検出用行配線４は、銀などの不透明な導電材料から構成されており、検出用列配線３と異なる層に形成されている。なお、ここでは、第１方向及び第２方向は、互いに直交する行方向及び列方向であるとしているが、これに限ったものではなく互いに交差していればよい。

所定本数（図１においては５本）の検出用列配線３の両端は、二つの接続用配線５ａでそれぞれ電気的に接続されており、この接続によって一束の列方向束配線６が構成されている。すなわち、列方向束配線６（第１束配線）は、複数の検出用列配線３を含んでいる。同様に、所定本数（図１においては５本）の検出用行配線４の両端は、二つの接続用配線５ｂでそれぞれ電気的に接続されており、この接続によって一束の行方向束配線７が構成されている。すなわち、行方向束配線７（第２束配線）は、複数の検出用行配線４を含んでいる。

ここでは、所定本数の列方向束配線６が行方向に間隔をおいて平行に配列され、同様に、所定本数の行方向束配線７が列方向に間隔をおいて平行に配列されている。このような配列によって、所定本数の列方向束配線６及び行方向束配線７によって透明基板２上が複数のエリアに分割されるように構成されている。なお、列方向束配線６及び行方向束配線７の所定本数、列方向束配線６を構成する検出用列配線３の所定本数、並びに、行方向束配線７を構成する検出用行配線４の所定本数のそれぞれは、タッチパネル１の要求分解能から適宜決定される。

複数の引き出し配線１６は、複数の接続用配線５ａ，５ｂと、複数の端子１７とを電気的に接続する配線である。すなわち、列方向束配線６は、接続用配線５ａ及び引き出し配線１６を介して端子１７にそれぞれ電気的に接続されており、行方向束配線７は、接続用配線５ｂ及び引き出し配線１６を介して端子１７にそれぞれ電気的に接続されている。

図２は、タッチパネル１と、当該タッチパネル１の制御を行うコントローラ基板２１との接続を示す平面図である。なお、この図２においてタッチパネル１は模式的に示されている。

タッチパネル１の端子１７（図１参照）は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２２の一端側に設けられている端子と電気的に接続されており、コントローラ基板２１は、ＦＰＣ２２の他端側に設けられている端子と電気的に接続されている。

図２に示すように、コントローラ基板２１には、スイッチ回路２３と、発振回路２４と、タッチ位置演算回路２５とが実装されている。スイッチ回路２３は、列方向束配線６及び行方向束配線７を順次選択して、当該選択した検出用配線を発振回路２４に接続する。発振回路２４は、スイッチ回路２３により接続された検出用配線と、指等の指示体との間に形成される静電容量に応じて、発振信号の発振周期を変化させる。タッチ位置演算回路２５は、発振回路２４の発振周期に基づいて、スイッチ回路２３により接続された検出用配線と、指等の指示体との間の静電容量を検出し、当該検出結果に基づいて指示体のタッチ位置を算出する。

なお、図２においては、表示パネル２６と、当該表示パネル２６上に配設されたタッチパネル１とを備える表示装置が示されている。この表示装置は、表示パネル２６に液晶パネルを用いた液晶表示装置であってもよいし、表示パネル２６に有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネルを用いた有機ＥＬ表示装置であってもよい。

次に、タッチパネル１の詳細な構成について説明する。

図３は、図１において破線に示された、列方向束配線６及び行方向束配線７の交差領域Ｒの拡大図であり、タッチパネル１の配線パターンの一部を示す平面図である。図３に示すように、タッチパネル１の表面領域（ここでは、交差領域Ｒ、及び、隣接する交差領域Ｒ同士の間の領域）には、列方向束配線６の検出用列配線３と行方向束配線７の検出用行配線４とに囲まれる領域である配線間隔１０が形成されている。そして、本実施の形態１に係るタッチパネル１は、配線間隔１０を行方向及び列方向にそれぞれ２等分する、不透明な導電材料からなるダミー配線８（第３配線）をさらに備えている。

ここでは、ダミー配線８は、隣接する二つの検出用列配線３同士の行方向（Ｘ方向）における間隔を２等分する位置に形成されたダミー配線８ａと、隣接する二つの検出用行配線４同士の列方向（Ｙ方向）における間隔を２等分する位置に形成されたダミー配線８ｂとを備えて構成されている。

ダミー配線８ａ，８ｂのそれぞれは、平面視において所定の寸法で、上記二つの検出用列配線３及び上記二つの検出用行配線４から分断されている。すなわち、ダミー配線８は、列方向束配線６及び行方向束配線７と電気的に絶縁されている。なお、ダミー配線８ａ，８ｂと、検出用列配線３及び検出用行配線４との距離は、プロセスで絶縁が許容できる限りにおいて最小寸法にしておくことが、モアレ視認の抑制の観点から好ましい。

また、ダミー配線８ａは、その両端が検出用列配線３まで延在していないことを除けば、検出用列配線３と同様の配線幅（サイズ）及び平面視形状を有しており、ダミー配線８ｂは、その両端が検出用行配線４まで延在していないことを除けば、検出用行配線４と同様の配線幅及び平面視形状を有している。すなわち、ダミー配線８は、検出用列配線３及び検出用行配線４と同様の配線幅及び平面視形状を有している。

図４は、タッチパネル１の構成を示す断面図である。図４（ａ）は、図３においてＡ−Ａ’線による断面を示す断面図、図４（ｂ）は、図３においてＢ−Ｂ’線による断面を示す断面図、図４（ｃ）は、図１においてＣ−Ｃ’線による断面を示す断面図である。

図４（ａ）に示すように、タッチパネル１は、検出用列配線３と検出用行配線４との間に設けられた層間絶縁膜１１と、検出用列配線３及び検出用行配線４などを保護する保護膜１２とをさらに備えている。

ここでは、透明基板２と、当該透明基板２上に形成された検出用列配線３及びダミー配線とを覆うように層間絶縁膜１１が形成されている。そして、層間絶縁膜１１と、当該層間絶縁膜１１上に形成された検出用行配線４とを覆うように保護膜１２が形成されている。

図４（ｂ）に示すように、ダミー配線８ａは、隣接する二つの検出用列配線３の中央に設けられており、検出用列配線３と同層に形成されている。また、図示しないが、ダミー配線８ｂは、隣接する二つの検出用行配線４の中央に設けられており、検出用行配線４と同層に形成されている。すなわち、ダミー配線８は、検出用列配線３または検出用行配線４と同層に形成されている。

このような構成によれば、ダミー配線８を、検出用列配線３または検出用行配線４とともに形成することができることから、製造工程を簡素化することができる。なお、ここでは、ダミー配線８ａ，８ｂを互いに異なる層に形成することにより、一方が他方の上に位置する構成について説明した。しかし、これに限ったものではなく、ダミー配線８ａ，８ｂを同層に形成することにより、一方と他方とが互いに接続された構成であってもよい。

検出用列配線３及び検出用行配線４が形成された部分の断面図である図４（ａ）及び図４（ｂ）と異なり、図４（ｃ）には、端子１７が形成された部分の断面図が示されている。図４（ｃ）に示す例では、検出用列配線３と引き出し配線１６を介して接続された端子１７（端子１７ａ）は、検出用列配線３と同層に形成されている。同様に、検出用行配線４と引き出し配線１６を介して接続された端子１７（端子１７ｂ）は、検出用行配線４と同層に形成されている。そして、端子１７ａ，１７ｂの上にはコンタクトホール１８が形成されており、当該コンタクトホール１８内に形成された図示しない金属層によってＦＰＣ２２の端子と電気的に接続されている。

以上のように構成された本実施の形態１に係るタッチパネル１及び表示装置では、検出用列配線３及び検出用行配線４に囲まれる配線間隔１０を行方向及び列方向に２等分する位置に、不透明な導電材料からなるダミー配線８が形成されている。したがって、複数方向におけるセンサーパターンのピッチが縮小して、モアレのピッチが小さくなることから、モアレが視認され難くなる。また、ダミー配線８が、列方向束配線６及び行方向束配線７と電気的に絶縁されているため、これら配線の寄生容量が増加を抑制することができる。よって、応答速度が速いタッチパネルを得ることができる。

さらに、本実施の形態１では、上述したように、ダミー配線８は、検出用列配線３及び検出用行配線４と同様の配線幅及び平面視形状を有している。このような構成によれば、タッチパネル１の光透過率の低下を抑えることができるので、効率的にモアレを低減することができる。

なお、以上の説明では、ダミー配線８は、配線間隔１０を行方向及び列方向にそれぞれ２等分する位置に形成されていた。しかし、これに限ったものではなく、ダミー配線８は、配線間隔１０を、行方向にｍ（ｍは２以上の整数）等分する位置と、列方向にｎ（ｎは２以上の整数）等分する位置とに形成されていればよい。すなわち、例えば図５に示されるように、ダミー配線８は、配線間隔１０を、行方向に３等分する位置と、列方向に３等分する位置とに形成されていればよい。また、行方向に関する等分数ｍと、列方向に関する等分数ｎとは同一の値であってもよく、異なる値であってもよい。

なお、等分数ｍ，ｎを大きくすればするほどモアレが視認され難くなるが、その一方でタッチパネル１の光透過率が低下していくため、必要とされる透過率に応じて等分数ｍ，ｎを適宜決定すべきである。

＜実施の形態２＞
図６は、本発明の実施の形態２に係るタッチパネル１の交差領域Ｒにおける構成を示す拡大平面図であり、図３に対応する図面である。なお、本実施の形態２に係るタッチパネル１において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同一または類似の符号を付し、異なる点を中心に以下説明する。

本実施の形態２では、上述の検出用列配線３の代わりに、不透明の導電材料からなる検出用列配線３ａ，３ｂが備えられ、上述の検出用行配線４の代わりに、不透明の導電材料からなる検出用行配線４ａ，４ｂ（図６中の破線）が備えられている。なお、以下の説明では、列方向（図６中のＹ方向）を反時計回りに４５°傾けた方向、つまり、行方向（図６中のＸ方向）を時計周りに４５°傾けた方向を「第１傾斜方向」と呼ぶ。また、列方向（図６中のＹ方向）を時計回りに４５°傾けた方向、つまり、行方向（図６中のＸ方向）を反時計周りに４５°傾けた方向を「第２傾斜方向」と呼ぶ。

複数の検出用列配線３ａ（第１配線）は、第２傾斜方向に延設されており、第１傾斜方向（第１方向）において所定間隔をおいて配列されている。複数の検出用列配線３ｂ（第４配線）は、第１傾斜方向に延設されており、第２傾斜方向（第２方向）において所定間隔をおいて配列されている。所定本数（図６においてはそれぞれ３本）の検出用列配線３ａ，３ｂの両端は、二つの接続用配線５ａでそれぞれ電気的に接続されており、この接続によって一束の列方向束配線６が構成されている。すなわち、列方向束配線６（第１束配線）は、複数の検出用列配線３ａ，３ｂを含んでいる。なお、検出用列配線３ａ，３ｂは、その両端以外においても互いに電気的に接続されている。

同様に、複数の検出用行配線４ａ（第２配線）は、第１傾斜方向に延設されており、第２傾斜方向（第２方向）において所定間隔をおいて複数配列されている。複数の検出用行配線４ｂ（第５配線）は、第２傾斜方向に延設されており、第１傾斜方向（第１方向）において所定間隔をおいて複数配列されている。所定本数（図６においてはそれぞれ２本）の検出用行配線４ａ，４ｂの両端は、二つの接続用配線５ｂでそれぞれ電気的に接続されており、この接続によって一束の行方向束配線７が構成されている。すなわち、行方向束配線７（第２束配線）は、複数の検出用行配線４ａ，４ｂを含んでいる。なお、検出用行配線４ａ，４ｂは、その両端以外においても互いに電気的に接続されている。

ここで、図６に示すように、タッチパネル１の表面領域（ここでは、交差領域Ｒ、及び、隣接する交差領域Ｒ同士の間の領域）には、列方向束配線６の検出用列配線３ａ，３ｂと、行方向束配線７の検出用行配線４ａ，４ｂとに囲まれる領域である配線間隔１０が形成されている。そして、本実施の形態２に係るタッチパネル１は、配線間隔１０を第１及び第２傾斜方向にそれぞれ２等分する、不透明な導電材料からなるダミー配線８（第３配線）をさらに備えている。

ここでは、ダミー配線８は、隣接する検出用列配線３ａと検出用行配線４ｂとの第１傾斜方向における間隔を２等分する位置に形成されたダミー配線８ａと、隣接する検出用列配線３ｂと検出用行配線４ａとの第２傾斜方向における間隔を２等分する位置に形成されたダミー配線８ｂとを備えて構成されている。

ダミー配線８ａ，８ｂのそれぞれは、平面視において所定の寸法で、二つの検出用列配線３ａ，３ｂ及び二つの検出用行配線４ａ，４ｂから分断されている。すなわち、ダミー配線８は、列方向束配線６及び行方向束配線７と電気的に絶縁されている。なお、ダミー配線８ａ，８ｂと、検出用列配線３ａ，３ｂ及び検出用行配線４ａ，４ｂとの距離は、プロセスで絶縁が許容できる限りにおいて最小寸法にしておくことが、モアレ視認の抑制の観点から好ましい。

また、本実施の形態２に係るダミー配線８は、実施の形態１と同様に、検出用列配線３ａ，３ｂ及び検出用行配線４ａ，４ｂと同様の配線幅及び平面視形状を有している。さらに、本実施の形態２に係るダミー配線８は、実施の形態１と同様に、検出用列配線３ａ，３ｂまたは検出用行配線４ａ，４ｂと同層に形成されている。なお、ダミー配線８ａ，８ｂを、互いに異なる層に形成することにより、一方が他方の上に位置する構成であってもよく、または、ダミー配線８ａ，８ｂを同層に形成することにより、一方と他方とが互いに接続された構成であってもよい。

本実施の形態２に係るタッチパネル１及び表示装置は、以上の点を除けば実施の形態１と同様の構成を有しているものとする。

以上のように構成された本実施の形態２に係るタッチパネル１及び表示装置では、検出用列配線３ａ，３ｂ及び検出用行配線４ａ，４ｂに囲まれる配線間隔１０を第１傾斜方向及び第２傾斜方向に２等分する位置に、不透明な導電材料からなるダミー配線８が形成されている。したがって、実施の形態１と同様に、複数方向におけるモアレのピッチが小さくなることからモアレが視認され難くなるとともに、ダミー配線８が、列方向束配線６及び行方向束配線７と電気的に絶縁されていることから、応答速度が速いタッチパネルを得ることができる。

また、本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、ダミー配線８は検出用列配線３ａ，３ｂ及び検出用行配線４ａ，４ｂと同様の配線幅及び平面視形状を有していることから、タッチパネル１の光透過率の低下を抑えることができ、効率的にモアレを低減することができる。さらに、本実施の形態２では、実施の形態１と同様に、ダミー配線８は、検出用列配線３ａ，３ｂまたは検出用行配線４ａ，４ｂと同層に形成されていることから、製造工程を簡素化することができる。

なお、以上の説明では、ダミー配線８は、配線間隔１０を第１及び第２傾斜方向にそれぞれ２等分する位置に形成されていた。しかし、これに限ったものではなく、ダミー配線８は、配線間隔１０を、第１傾斜方向にｍ（ｍは２以上の整数）等分する位置と、第２傾斜方向にｎ（ｎは２以上の整数）等分する位置とに形成されていればよい。また、第１傾斜方向に関する等分数ｍと、第２傾斜方向に関する等分数ｎとは同一であってもよく、異なっていてもよい。

なお、等分数ｍ，ｎを大きくすればするほどモアレが視認され難くなるが、その一方でタッチパネル１の光透過率が低下していくため、必要とされる透過率に応じて等分数ｍ，ｎを適宜決定すべきである。

なお、本発明は、本明細書に開示された検出用配線パターンに限らず、他の配線パターンにも適用可能である。また、隣り合う配線パターンが、互いに異なる配線幅（サイズ）及び平面視形状を有する場合には、ダミー配線８は、どちらか一方と同様の配線幅及び平面視形状を有するように構成すればよい。

また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ タッチパネル、２ 透明基板、３，３ａ，３ｂ 検出用列配線、４，４ａ，４ｂ 検出用行配線、６ 列方向束配線、７ 行方向束配線、８，８ａ，８ｂ ダミー配線、１０ 配線間隔。

Claims (5)

1. 透明基板と、
   前記透明基板上に形成され、第１方向に間隔をおいて配列された不透明な導電材料からなる複数の第１配線を含む第１束配線、及び、前記第１方向と交差する第２方向に間隔をおいて配列された不透明な導電材料からなる複数の第２配線を含む第２束配線と、
   前記第１束配線の前記第１配線と前記第２束配線の前記第２配線とに囲まれる領域である配線間隔を、前記第１及び第２方向にそれぞれｍ，ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）等分する、前記第１及び第２束配線と電気的に絶縁された不透明な導電材料からなる第３配線と
   を備える、タッチパネル。
2. 請求項１に記載のタッチパネルであって、
   前記第１束配線は、前記第２方向に間隔をおいて配列された不透明な導電材料からなる複数の第４配線をさらに含み、
   前記第２束配線は、前記第１方向に間隔をおいて配列された不透明な導電材料からなる複数の第５配線をさらに含み、
   前記第３配線は、前記第１束配線の前記第１及び第４配線と前記第２束配線の前記第２及び第５配線とに囲まれる領域である配線間隔を、前記第１及び第２方向にそれぞれｍ，ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）等分する、タッチパネル。
3. 請求項１または請求項２に記載のタッチパネルであって、
   前記第３配線は、
   前記第１配線及び前記第２配線と同様の配線幅及び平面視形状を有する、タッチパネル。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタッチパネルであって、
   前記第３配線は、
   前記第１配線または前記第２配線と同層に形成されている、タッチパネル。
5. 表示パネルと、
   前記表示パネル上に配設された、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のタッチパネルと
   を備える、表示装置。

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