JP2014186687A - タッチパネル用電極基板、及びタッチパネル、ならびに画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）に起因する濃淡の筋状のむらが目視されにくいタッチパネル向け電極基板、及び、これを用いたタッチパネル、並びに該タッチパネルを用いた画像表示装置を実現する。
【解決手段】透明絶縁基板３と前記透明絶縁基板３の一方の面に第一の方向（Ｘ方向）に走向するメッシュ状センサ電極Ｅｘと、前記透明絶縁基板の他方の面に第一の方向（Ｘ方向）と交差する第二（Ｙ方向）の方向に走向するメッシュ状センサ電極Ｅｙを有するタッチパネル用電極基板１において、厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、前記透明絶縁基板３の両面ともにメッシュ状センサ電極が存在しない部位の少なくとも一方の面又は他方の面に、前記メッシュ状センサ電極とは電気的に非接触のメッシュ状ダミー電極Ｅｄを形成したことを特徴としたタッチパネル用電極基板とする。
【選択図】図１

Description

本願発明は、タッチパネル用電極基板と、これを用いたタッチパネル、並びに該タッチパネルを用いた画像表示装置に関する。特に、タッチパネル用電極が視認されにくいタッチパネル用電極基板とタッチパネル、並びに、該タッチパネルを用いた画像表示装置に関する発明である。

近年、表示装置と位置入力装置を組み合わせたタッチパネル（タッチスクリーンやタッチ画面などとも呼ばれる）の使用が盛んになってきている。位置入力装置としては、マトリクス・スイッチ方式、電気抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等、各種方式のものが実用化されている。中でも静電容量方式の一つである投影型静電容量方式の位置入力装置を組み合わせたタッチパネルが、マルチタッチ（多点同時入力）が可能であり、指先で直感的な操作ができる点、耐久性に優れる点が評価され携帯電話や携帯端末などに急速に普及してきている。

投射型静電容量方式のタッチパネルでは、縦横にそれぞれ走向する２層からなる複数のセンサ電極パターンが、ガラスやプラスチックなどの透明絶縁基板上に配置されるタッチパネル用電極基板が必要とされる。

さらにタッチパネル用電極基板は、表示装置と観察者の間に設置されることとなるため、透視性が要求される。

特許文献１には、透視性を有するセンサ電極として、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電膜を利用したタッチパネル用電極基板が記載されている。しかし、ＩＴＯ薄膜からなる透明導電膜は、インジウムというレアメタル（希土類元素）が使用される為に高価である点、及び、電気抵抗（表面電気抵抗率）がタッチパネルの大面積化を図るには高電気抵抗である為、電気抵抗を適正範囲迄下げるべく厚膜化すると透明性が低下し、透明性と適性電気抵抗との両立が困難な点で、低コスト化及び大画面化への要求に対応し難い。

そこで、ＩＴＯ薄膜等の透明導電膜に代えて、透明絶縁基板に、銅等の低電気抵抗の導電体の線条パターンからなるメッシュ状に形成したメッシュ状センサ電極を形成したものが提案されている（特許文献２）。低電気抵抗の金属線条部からなるメッシュ状センサ電極によれば、ＩＴＯ薄膜に比べて低コストかつ低電気抵抗にできる。

特開２００８−３１０５５１号公報 特開２０１１−１３４３１１号公報

低電気抵抗の金属の線条パターンにてメッシュ状パターンを形成し透明絶縁基板の両面に形成したタッチパネル用電極基板においては、不透明な電極に起因する筋状のむら模様が目視されやすい傾向がある。これらの模様は透明絶縁基板の両面に電極が形成された部位のメッシュパターンに起因するモアレを原因とするものと、電極の形成部と電極の非形成部の反射率の相違、透過率の相違を原因とするものがある。

すなわち、電極の形成部分と電極の非形成部分で可視光の反射率、及び、可視光の透過率が大きく異なる。反射率の差は、表示パネルの非点灯時に電極の存在している部位の反射率が高い一方で、電極が存在していない部位の反射率が低いため、電極の形状が目立って、視認されてしまうため外観上好ましくない。

また、点灯時においては、電極形成部の可視光の透過率は低く、電極の非形成部の可視光透過率は、低いため、電極の密度が高い部分と、電極の密度の低い部分とで、パネルの表示が不均一に感じられたり、濃淡の筋状のむらとして認識されたりすることによりディスプレイとしての表示品質を低下させてしまう。

本願発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、投影型静電容量方式タッチパネルとして、センサ電極に起因する濃淡の筋状のむらが目視されにくいタッチパネル向け電極基板、及び、これを用いたタッチパネル、並びに該タッチパネルを用いた画像表示装置を実現することを課題とする。

以上の状況を鑑み、鋭意研究開発を進め、本願発明の請求項１に記載の発明は、透明絶縁基板と前記透明絶縁基板の一方の面に第一の方向（Ｘ方向）に走向するメッシュ状センサ電極と、前記透明絶縁基板の他方の面に第一の方向（Ｘ方向）と交差する第二（Ｙ方向）の方向に走向するメッシュ状センサ電極を有するタッチパネル用電極基板において、厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、前記透明絶縁基板の両面ともにメッシュ状センサ電極が存在しない部位の少なくとも一方の面又は他方の面に、前記メッシュ状センサ電極とは電気的に非接触のメッシュ状ダミー電極を形成したことを特徴としたタッチパネル用電極基板である。

加えて、本願発明の請求項２に記載の発明は、厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、同一面同士、又は、反対面同士の隣接電極の一方を構成する導電性材料により形成された線条部の延長上に、他方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部が位置することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用電極基板である。

加えて、本願発明の請求項３に記載の発明は、厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、透明絶縁基板の一方の面に形成した電極と他方の面に形成した電極が重なる部分において、一方の面に形成された電極のメッシュ状の導電部が形成する線条部と、他方の面に形成された電極のメッシュ状の導電部が形成する線条部とが、交わり形成する角度θ
３°≦θ≦４５°
であることを特徴とする請求項１又は、請求項２のいずれか一項に記載のタッチパネル用電極基板である。

加えて、本願発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の一項に記載のタッチパネル用電極基板を用いたタッチパネルである。

加えて、本願発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のタッチパネルを用いた画像表示装置。

本発明によれば、投射型静電容量方式のタッチパネル用電極として、廉価な金属電極を用いて、透視性を確保できると共に、点灯時、非点灯時の両方において電極が視認され難く、また、電極を原因とする濃淡の筋状のむらが目視されにくいタッチパネル向け電極基板を得ることができる。

すなわち、タッチパネル用電極基板において、電極の視認されやすさは、電極が、タッチパネル用電極基板の一方の面に形成されているか、他方の面に形成されるかによる可視光の透過率の差・可視光の透過率の反射率の差や、タッチパネル用電極基板の一方の面、他方の面のどちらに形成されているか、両方に形成されているかよる可視光の透過率の差・可視光の透過率の反射率の差に対して、タッチパネル用電極基板の一方の面、他方の面のいずれにも電極が形成されていない部位と、少なくともタッチパネル用電極基板の一方の面、他方の面のいずれ電極が形成されている部位との可視光の透過率の差・可視光の透過率の反射率の差が著しく大きなことを見出した。

従って、透明絶縁基板と前記透明絶縁基板の一方の面に第一の方向（Ｘ方向）に走向するメッシュ状センサ電極と、前記透明絶縁基板の他方の面に第一の方向（Ｘ方向）と交差する第二（Ｙ方向）の方向に走向するメッシュ状センサ電極を有するタッチパネル用電極基板において、厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、前記透明絶縁基板の両面ともにメッシュ状センサ電極存在しない部位の少なくとも一方の面又は他方の面に、前記メッシュ状センサ電極とは電気的に非接触のメッシュ状ダミー電極を形成したことで、タッチパネル用電極基板１を目視した際に、メッシュ状センサ電極がいずれの面にも形成されていない部位と、メッシュ状センサ電極が形成されている部位における、反射率の相違、透過率の相違に起因する模様が大幅に軽減されるものである。

本願発明の一実施形態である第一の形態のタッチパネル用電極基板を示す模式図である。（ａ）は、一方の面から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＹ１−Ｙ１’における断面図、（ｃ）は、（ａ）のＹ２−Ｙ２’における断面図である。 本願発明の一実施形態である第一の形態のタッチパネル用電極基板を示す模式図である。（ａ）は、他方の面から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＹ１−Ｙ１’における断面図、（ｃ）は、（ａ）のＹ２−Ｙ２’における断面図である。図１と図２はタッチパネル用電極基板を裏返して見た関係にある。 本願発明の一実施形態である第一の形態のタッチパネル用電極基板における電極を構成する線条部の位置関係を示す図面である。（ａ）は図１の（ａ）の太い破線で囲んだ部位Ａの拡大図であり、（ｂ）は図１の（ａ）の太い破線で囲んだ部位Ｂの拡大図である。破線部は図１（ａ）における平面視において透明絶縁基板の裏側に形成されていることを示している。 本願発明の一実施形態である第一の形態のタッチパネル用電極基板における電極を構成する線条部の位置関係を示す図面であり、図１の（ａ）の太い破線で囲んだ部位Ｃの拡大図である。破線部は図１（ａ）における平面視において透明絶縁基板の裏側に形成されていることを示している。 本願発明の一実施形態である第二の形態のタッチパネル用電極基板を示す一方の面から見た平面図である。 本願発明の一実施形態である第二の形態のタッチパネル用電極基板における電極を構成する線条部の位置関係を示す図面であり、図５の太い破線で囲んだ部位Ｄの拡大図である。破線部は図５における平面視において透明絶縁基板の裏側に形成されていることを示している。 本願発明の一実施形態である第二の形態のタッチパネル用電極基板における電極を構成する線条部の位置関係を示す図面である。（ａ）は図５の太い破線で囲んだ部位Ｆの拡大図であり、（ｂ）は図１の太い破線で囲んだ部位Ｇの拡大図である。破線部は図５における平面視において透明絶縁基板の裏側に形成されていることを示している。 本願発明の一実施形態である第二の形態のタッチパネル用電極基板における電極を構成する線条部の位置関係を示す図面であり、図５の太い破線で囲んだ部位Ｈの拡大図である。破線部は図５における平面視において透明絶縁基板の裏側に形成されていることを示している。 本願発明の一実施形態である同一面上に隣接して設けられた電極同士の電極を構成する線条部の位置関係を示す概略図である。本図面において、破線は、電極の線条部を延長した仮想線である。 本願発明の一実施形態である異なる面上に隣接して設けられた電極同士の電極を構成する線条部の位置関係を示す概略図である。本図面において、破線は、平面視において裏面側に形成されていることを示している。

以下、本願発明の実施形態について、図面を用いて以下に詳しく説明する。なお、本願発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本願発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。また、本明細書においては、本発明の主要部であるタッチパネル用電極基板のセンサ電極及び一部のダミー電極部について記載、図示しており、実製品においては、このほかにダミー電極、端子電極部、及び、センサ電極と端子電極部を電気的に接続する配線部などが必要に応じて設けられる場合が多い。

本発明において、「シート面」とは、シート状のタッチパネル用電極基板１を全体的かつ大局的に見た場合において、その平面方向と一致することを意味する。「シート面」は通常、透明絶縁基板３の表面又は平行な面でもあり、図１においては、ＸＹ平面又はこれと並行な面となる。

本発明において「平面視」とは、「シート面」に立てた法線の方向から見ることを示す。また、「平面視形状」とは「シート面」のに平行な面における形状のことを意味する。言い換えると、「平面視形状」とは、「シート面」に立てた法線の方向から見た形状のことを意味する。

「シート」、「フィルム」、「板」の用語は呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。従って例えば、「板」はフィルムやシートとも呼ばれえるような部材も含む概念である。

「走向する」とは、タッチパネル用電極基板１を全体的かつ大局的に見た場合にその方向に延伸して形成されることを示している。特にセンサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）の場合には、走向の方向に導通可能にセンサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）が形成されているとも言い換えられる。

［タッチパネル用電極基板］
図１、図５に例示したように、本発明におけるタッチパネル用電極基板１は、透明絶縁基板３のシート面の少なくとも一方の面（表面）に導電体でＹ方向センサ電極Ｅｙが形成され、透明絶縁基板３のシート面の他方の面（表面）に導電体でＹ方向センサ電極Ｅｙ及びダミー電極Ｅｄが形成されている。説明の簡便のために図１又は図５平面視した際に表面となる側を表面、裏面となる側の透明絶縁基板３の他方の面を裏面と呼称する。これらは、説明上タッチパネル用電極基板１の両面に電極を形成した場合にそれぞれを区別するための呼称であり、基本的に一方の面は、平面視した際の表面、裏面のいずれでもよいものであり、表面に限定する趣旨で呼称してはいない。他方の面についても同様である。

本願においては図示しないが、必要に応じて加工工程に於ける均一性や、目視における均一性を担保するために例示したほかのダミー電極、実装の際に他の部品と接続する端子電極部、及び、センサ電極と端子電極部を電気的に接続する配線部などが必要に応じて設けられる場合が多い。これらは、製造プロセス、及び、製品の仕様に応じて適宜形成される。

また、センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）の保護を目的として、電極を形成した上に、フィルムを貼り合わせたり、ハードコート層などを形成したりすることもできる。

［透明絶縁基板］
透明絶縁基板３は、可視光町域の波長（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）を透過する一般に言うところの透明である電気絶縁性の基板であれば特に制限はなく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース（三酢酸セルロース）等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート樹脂などからなる樹脂シート、ガラス、セラミックス等からなる無機板を用いることができる。

透明絶縁基板３の厚さは、５〜３５０μｍであることが好ましく、３０〜１５０μｍであることがさらに好ましい。５〜３５０μｍの範囲であれば所望の可視光の透過率が得られ、且つ、取り扱いも容易である。

なお、一般に、タッチパネル用電極基板１、或いはこれを用いたタッチパネルを、液晶表示装置の表示面上に配置する場合、その透明絶縁基板３として通常の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシートを用いると、当該シートが有する光学異方性による液晶表示装置の出射光の偏光面の回転効果と当該シートが有する偏光フィルタ効果（透過光中にはＰ偏光成分が、又反射光中にはＳ偏光成分が増えることによる）との複合効果によって、干渉縞乃至は虹色のムラが視認され画像視認性が阻害されることが知られている（特許第３９４７９５０号公報、特許第４８８８８５３号公報等参照）。本発明のタッチパネル用電極基板１乃至はこれを用いたタッチパネルに於いても、こうした問題は生じ得る。このような干渉縞乃至は虹色のムラを解消する為には、透明絶縁基板３として、以下の何れかのものを使うことが有効である。
（１）トリアセチルセルロースシートの様な屈折率異方性の小さい材料。
（２）特許第３９４７９５０号公報、特許第４８８８８５３号公報等に開示される如く
の、面内位相差値Ｒｅが通常の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシートよりも十分大な値、具体的には、Ｒｅ≧３０００ｎｍ、より好ましくはＲｅ≧８０００ｎｍの高延伸倍率（３〜７倍程度）で延伸されたポリエチレンテレフタレートシート等のポリエステル樹脂シート。ここで面内位相差値Ｒｅは、上記樹脂シートのシート面内の遲相軸方向屈折率ｎｘ、進相軸方向屈折率ｎｙ、及び厚みｄから、Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄとして定義される

［センサ電極］
Ｘ方向センサ電極Ｅｘは、透明絶縁基板３のシート面上をＸ方向に走向するように、導電体材料により形成される線条部２ｘから構成され、Ｙ方向センサ電極Ｅｙは、透明絶縁基板３のシート面状をＹ方向に走向するように導電体材料により形成される線条部２ｙから構成される。ここでＸ方向、Ｙ方向は、便宜的にシート面上の垂直を成す異なる方向を例示している。しかし、センサ電極としてタッチ位置を検知する観点からは、Ｘ方向とＹ方向はあえて垂直を成す必要はなく、シート面上で交差する（平行でない）二つの方向に走向して設けていれば良い。

Ｘ方向センサ電極ＥｘとＹ方向のセンサ電極Ｅｙは、図１、図２並びに図５に記載したように透明絶縁基板３の一方の方向（表面）にＹ方向センサ電極、他方の面（裏面）にＸ方向センサ電極と透明絶縁基板３のそれぞれの面に設けてもよい。また、どちらか一方の面にＸ方向センサ電極ＥｘとＹ方向のセンサ電極Ｅｙの両方を設けてもよい。Ｘ方向センサ電極ＥｘとＹ方向のセンサ電極Ｅｙの両方を透明絶縁基板３の一方の面に設ける際には、Ｘ方向センサ電極ＥｘとＹ方向のセンサ電極Ｅｙが短絡しないように、少なくともＸ方向センサ電極ＥｘとＹ方向のセンサ電極Ｅｙの交点に絶縁層を設け電気的に独立させる必要がある。

センサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）図１、図２に示したようにそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向に走向する直線よりなるライン形状でもよく、また、図５に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向に走向しながら、電極の幅が変化するような形状で当てもよい。

Ｘ方向センサ電極Ｅｘは線条部２ｘより構成されており、また、Ｙ方向センサ電極Ｅｙは線条部２ｙより構成されている。電極は、電極部の拡大図である図２、図７、図８、図９に示すように、導電性材料からなる異なる向きの平行線群よりなる線条部（２ｘ、２ｙ）と開口部５から構成されている。電極の開口部５を中心に考えると導電体材料で形成された電極線条部２により電極の開口部５が囲繞、劃成されているともいえる。

線条部２の線幅の下限は１μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、もしくは５μｍ以上が好ましく、上限は１５μｍ、１０μｍ以下、９μｍ以下、８μｍ以下が好ましい。線条部の線幅が小さくなると電極全体としての可視光の透過率は大きくなり、可視光反射率は小さくなるため視認しがたくなるが、一方で電気抵抗は高くなり、断線などによる製造歩留まりも低下する。また、線条部に線幅が大きくなると電極全体としての可視光の透過率は低下し、可視光反射率は大きくなるため視認しやすくなるが、電気抵抗は小さくなりまた、断線などによる製造工程での不良を低減させることができる。

線間隔は３０μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０μｍ以上４００μｍ以下、最も好ましくは１００μｍ以上３５０μｍ以下である。線間隔が大きくなると電極全体として見た際に開口率が向上し可視光透過率が高く、可視光反射率は低くなるが電気抵抗は低くなる。一方、線間隔が小さくなると電極全体としてみた際に開口率が向上し可視光透過率が高く、可視光反射率は低くなるが電気抵抗は低くなる。

また、線条部２の線幅は、アース接続等の目的においては、線幅は２００μｍより広い部分を有していてもよい。

本実施の形態におけるＸ方向センサ電極Ｅｘ、及び、Ｙ方向のセンサ電極Ｅｙは、可視光透過率の点から開口率は８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９５％以上であることが最も好ましい。開口率とは、電極の形成面積から導電体材料で形成した線条部２を除いた透光性部分が全体に占める割合であり、例えば、線幅１５μｍ、ピッチ３００μｍの正方形の格子状の開口率は、９０％である。

通常のタッチパネル表示装置として使用する際には、線条部２は、線幅３μｍ以上１０μｍの導電体材料からなり線ピッチが２００μｍ以上５００μｍ以下であれば電気抵抗と視認性のバランスが良く好適である。

導電体材料としては、銅、金、銀、白金、錫、アルミニウム、ニッケル等の高導電性金属、及びこれらを含む合金を用いることができる。特にこれらの高導電性金属は、ＩＴＯ薄膜、ＩＺＯ薄膜等の金属酸化物薄膜に比べて、センサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）を形成した面の表面電気抵抗率を低くできる利点がある。

線条部（２ｘ、２ｙ）の厚さは、０．１μｍ〜２００．０μｍから選択可能であるが、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましく、１．０μｍ〜１０．０μｍであることがさらに好ましく、２．０μｍ〜５．０μｍであることが最も好ましい。線条部（２ｘ、２ｙ）は１層でもよく、２層以上の重層構成であってもよい。線条部（２ｘ、２ｙ）がパターン状であり、且つ、２層以上の重層構成である場合、異なる波長に感光できるように、異なる感色性を付与することができる。これにより、露光波長を変えて露光すると、各層において異なるパターンを形成することができる。

線条部（２ｘ、２ｙ）の厚さは、タッチパネルの用途としては、薄いほど表示パネルの視野角が広がるため好ましく、視認性の向上の点でも薄膜化が要求される。このような観点から、導電性金属部に担持された導電性金属からなる層の厚さは、１５μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上１２．０μｍ未満であることがより好ましく、０．１μｍ以上９．０μｍ未満であることがさらに好ましい。

線条部（２ｘ、２ｙ）は、許容されるならば、表面電気抵抗率は金属からなる場合に比べて高くなるが、ＩＴＯ薄膜、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）薄膜のような、完全に透明ではなく注視すればパターンが視認できる透明導電膜で形成されたものでもよい。

［ダミー電極］
本発明において、ダミー電極は、図１、図２、図５に示すように、少なくとも厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、透明絶縁基板３の両面ともにＸ方向センサ電極Ｅｘ、Ｙ方向センサ電極Ｅｙのいずれも存在しない部位の少なくとも一方の面（表面）又は他方の面（裏面）に、Ｘ方向センサ電極Ｅｘ、Ｙ方向センサ電極Ｅｙとは電気的に非接触に設ける。ダミー電極Ｅｄは、電極部の拡大図である図２、図７、図８、図９に示すように、異なる向きの平行線群よりなる線条部２ｄと電極の開口部５から構成されている。電極の開口部５を中心に考えると導電体材料で形成された線条部２により電極の開口部５が囲繞、劃成されているともいえる。

ダミー電極Ｅｄは、タッチパネル用電極基板１に要求される性能と鑑みて、Ｘ方向センサ電極Ｅｘ、Ｙ方向センサ電極Ｅｙのいずれかが設けられている部分において、透明絶縁基板３のセンサ電極が設けられている対面の一部又は全部に形成しても良い。また、Ｘ方向センサ電極Ｅｘ、Ｙ方向センサ電極Ｅｙのいずも設けられていない部分の両面に形成してもよい。このように透明絶縁基板２の両面にセンサ電極及びダミー電極のいずれか設けられている状態であれば、センサ電極の形成部と、センサ電極の形成されていない部位との可視光の反射率、可視光の透過率の差は、最小限にすることができる。しかし、可視光の透過率は、全ての部位で２重のメッシュ状電極が形成されることとなるため、可視光透過率は低下し表示装置の発光を透過する際に暗くなってしまうことに注意を要する。

本発明において設けられるダミー電極Ｅｄは、可視光の透過率、反射率をセンサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）が設けられた部位と合わせることを目的として形成されるものであり、形成されたセンサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）の線条部（２ｘ、２ｙ）と類似した可視光透過率、可視光反射率を有する材料で、センサ電極の線条部（２ｘ、２ｙ）と同じ線ピッチ、類似した線幅の線条部２ｄで構成されていることが望ましい。

製造の容易さ、製造コストを考慮すると、センサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）と同一平面に同じ材料で、センサ電極と同時に形成することが現実的である。

図１から図８に記載した実施例では、裏面に設けたＹ方向センサ電極Ｅｙと同時に、欠損部Ｚを形成することでＹ方向センサ電極Ｅｙと電気的に非接触として、Ｙ方向センサ電極Ｅｙと同一材料、同一の線条部の幅、線ピッチで形成したものを例示している。

［電極の隣接部］
本発明において、図９に示したように、Ｘ方向のセンサ電極Ｅｘ、Ｙ方向のセンサ電極Ｅｙ、ダミー電極Ｅｄが、同一の平面で隣接する場合には、電気的に絶縁するための欠損部Ｚを設けたうえで、隣接する一方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部２の延長上に隣接する他方の電極を構成する線条部２が位置するように形成されることが好ましい。このように形成されることで、隣接する電極の線条部２の交点が、同一電極中の線条部２の交点の間隔より離れることで白っぽく目だったり、反対に、隣接する電極の線条部２の交点が、同一電極中の線条部２の交点の間隔より近くなることで黒っぽく目だったり、することを低減することができる。

図１、図２の（ａ）に示した太い点線枠Ｂの部位の拡大図である図３の（ｂ）は、タッチパネル用電極基板１の同一面（裏面）に形成された、隣接するダミー電極Ｅｄの線条部２ｄとＸ方向センサ電極Ｅｘの線条部２ｘが図９に示したのと同様になっていること示す拡大図であり、また、図５に示した太い点線枠Ｇの部位及び、太い点線枠Ｈの部位の拡大図である図７の（ｂ）及び図８は、タッチパネル用電極基板１の同一面（裏面）に形成された、隣接するダミー電極Ｅｄの線条部２ｄとＸ方向センサ電極Ｅｘの線条部２ｘが図９に示したのと同様に電気的に絶縁するための欠損部Ｚを設けたうえで、隣接する一方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部２の延長上に隣接する他方の電極を構成する線条部２が位置するように形成されていること示す拡大図である。

本発明において、図１０に示したように、Ｘ方向のセンサ電極Ｅｘ、Ｙ方向のセンサ電極Ｅｙ、ダミー電極Ｅｄが、透明絶縁基板３の異なる平面で隣接する場合には、隣接する一方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部２ｓの延長上に隣接する他方の電極を構成する線条部２ｒが位置するように形成されることが好ましい。このように形成されることで、隣接する電極の線条部２の交点が、同一電極中の線条部２の交点の間隔より離れることで白っぽく目だったり、反対に、隣接する電極の線条部２の交点が、同一電極中の線条部２の交点の間隔より近くなることで黒っぽく目だったり、することを低減することができる。

図１、図２の（ａ）に示した太い点線枠Ａの部位の拡大図である図３の（ａ）は、タッチパネル用電極基板１の裏面に形成されたダミー電極Ｅｄの線条部２ｄと、タッチパネル用電極基板１の表面に形成された隣接するＹ方向センサ電極Ｅｙの線条部２ｙが図９に示したのと同様に電気的に絶縁するための欠損部Ｚを設けたうえで、隣接する一方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部２の延長上に隣接する他方の電極を構成する線条部２が位置するように形成されていること示す拡大図であり、また、図５に示した太い点線枠Ｆの部位の拡大図である図７の（ａ）は、タッチパネル用電極基板１の裏面に形成されたダミー電極Ｅｄの線条部２ｄと、タッチパネル用電極基板１の表面に形成された隣接するＹ方向センサ電極Ｅｙの線条部２ｙが図９に示したのと同様に、電気的に絶縁するための欠損部Ｚを設けたうえで、隣接する一方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部２の延長上に隣接する他方の電極を構成する線条部２が位置するように形成されていること示す拡大図である。

［電極の重なり部］
本発明において、Ｘ方向のセンサ電極Ｅｘ、Ｙ方向のセンサ電極Ｅｙ、ダミー電極Ｅｄが、透明絶縁基板の異なる平面で重なる場合には、重なる一方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部２と重なる他方の電極を構成する線条部２が交わり形成する角度θが、
３°≦θ≦４５°
を満たすように形成することが望ましい。このようにメッシュ状電極の重なり部分で線条部同士のなす角度を調整することでメッシュ状電極の重なり部に出やすいモアレ模様の発生を抑制することができるため、電極の重なり部に起因する濃淡模様を抑制することが可能となる。

図１、図２の太い点線枠Ｃの部位や図５の太い点線枠Ｄの部位は、表面に形成されたｙ方向センサ電極Ｅｙと裏面に形成されたＸ方向センサ電極Ｅｘの重なり部であり、図４は太い点線枠Ｃの部位の拡大図を、図６は太い点線枠Ｄの部位の拡大図であり、共にｙ方向の電極Ｅｙの線条部２ｙとＸ方向のセンサ電極Ｅｘの線条部２ｘが３°≦θ≦４５°を満たす条件で形成された状態を示している。

［センサ電極及びダミー電極の形成方法］
センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）のパターンの形成方法としては、例えば金属薄膜のフォトリソグラフィを用いたエッチングによって、または印刷レジストによるエッチングによって、さらにまた、導電樹脂ペースト材の印刷、リフトオフ等の方法によってそれぞれ形成することができる。上記エッチングする金属薄膜は、真空蒸着法、スパッターリング法、イオンプレーティング法、鍍金法や金属箔の貼り合わせなどで形成する。

ダミー電極Ｅｄのパターン形成方法は、基本的には、センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）と同様の方法で形成可能である。センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）の形成とダミー電極Ｅｄの形成は、独立のプロセスとしてもよい。しかし、通常は、ダミー電極Ｅｄの形成は、センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）と同一平面上に同一材料で形成したほうがコスト的にも作用効果的にも優れたものとなるため、同一平面に形成されるセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）とダミー電極Ｅｄは、同一のプロセスで同時に形成される。

センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及び、ダミー電極Ｅｄのパターンをフォトエッチングにより形成する場合、金属膜上にフォトレジスト膜を形成し、センサ電極及びダミー電極Ｅｄのパターンを有するフォトマスクを用いて露光し、現像液で現像することによりレジスト膜のセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及び、ダミー電極Ｅｄのパターンを形成する。これをエッチング液によりエッチングし、レジスト膜を剥離除去することによりセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及びダミー電極Ｅｄのパターンを形成する。

また、印刷レジストにより形成する場合は、金属膜上にスクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット等の方法でレジスト膜のセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及び、ダミー電極Ｅｄのパターンを印刷し、エッチング液により金属膜におけるレジスト被覆部以外をエッチングし、レジスト膜を剥離することにより金属膜の網目パターンを形成する。

また、導電ペースト印刷により形成する場合は、金属微粒子を含む導電性ペースト、カーボンペースト等で透明基板上にセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及び、ダミー電極Ｅｄのパターンを印刷し、導電性のセンサ電極及びダミー電極のパターンを形成する。

金属粉末とバインダ樹脂を含む導電ペースト等を用いた印刷法により形成する場合は、バインダ樹脂として、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。なかでも、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂は、硬化が迅速で且つ導電体メッシュ２の強度にも優れ、好ましい樹脂の一種である。

また、リフトオフ法によりセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及び、ダミー電極Ｅｄのパターンを形成する場合には、透明絶縁基板３上に、液体レジストやドライフィルムレジストによりセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及び、ダミー電極Ｅｄの反転パターンを形成する。続いて、金属蒸着層の形成、又は、金属粉末とバインダ樹脂を含む導電ペーストの充填した後に、レジストパターンやドライフィルムレジストを剥離してすることにより、センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及びダミー電極Ｅｄを形成することできる。リフトオフ法による形成は、センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）及びダミー電極Ｅｄの線幅の均一性が高く本発明の製造方法として適している。

［タッチパネル］
本発明によるタッチパネルは、上記したタッチパネル用電極基板１を含んでなる入力装置である。

タッチパネル用電極基板１は、そのセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）の必要な部分を残し、不必要な部分は除去して、必要な電極パターンを形成した形で、タッチパネルに組み込まれる。あるいは、上記タッチパネル用電極基板１は、そのセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）の形成時から必要な電極パターンで形成しておいてもよい。タッチパネルに組み込まれたタッチパネル用電極基板１は、電極パターン以外の配線等その他の導電層で形成されてなるパターンも、その一部又は全部を形成されたものとしてもよい。

表面型静電容量方式のタッチパネルは、透明絶縁基板１の片面に一様にセンサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）の延長上に端子電極パターンを有してもよい。または、実装に都合の良い位置にまとめて端子電極のパターンを設けて、センサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）から端子電極までを配線で接続してもよい。この端子電極パターンの外周部に接続された複数の配線から、透明絶縁基板３の外部に設けた制御回路に、図示しないフレキシブル配線基板を介して接続され、この制御回路により、駆動及び入力位置検知が行われる。

表面センサ電極Ｅｙと裏面センサ電極Ｅｘとの形成面は、透明絶縁基板１の同一面に形成される態様と、それぞれを異なる面に形成する態様とがある。後者の異なる面に形成する態様ではさらに、１枚の同じ透明絶縁基板１の表裏両面に分けて形成される態様と、２枚の異なる透明絶縁基板３のそれぞれの片面に分けて形成される態様とがある。

表面センサ電極Ｅｙと裏面センサ電極Ｅｘとが同一面に形成される態様の場合は、図示はしないが、従来と同様に、表面センサ電極Ｅｙと裏面センサ電極Ｅｘとは、互いの交差部分に絶縁層と導通層等を設けることで、表面センサ電極Ｅｙと裏面センサ電極Ｅｘとが互いに電気的に絶縁されて形成される。

複数の表面センサ電極Ｅｙと裏面センサ電極Ｅｘとは、それぞれ配線を介して、透明絶縁基板１の外部に設けた制御回路に、図示しないフレキシブル配線基板を介して接続され、この制御回路により、駆動及び入力位置検知が行われる。

以上、静電容量方式のタッチパネルの基本的な構成を説明したが、上記した構成要素以外に、製品仕様に応じて設ける、コネクタ、保護ガラス、保護膜など、公知の部材を含み得る。

［保護層の追加］
センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）上に保護層を形成する方法としては、例えば、透明接着剤または粘着剤を用いてセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）上に透明フィルムや透明板を貼り合わせることによって形成することができ、また、センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）上に透明樹脂を所定厚さ塗布することにより形成することもできる。また、センサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）の形成された透明フィルムを射出成形用金型内に挿入し、成形樹脂をキャビティ内に射出すること（所謂、インサート成形）により、透光性電極が形成されたフィルムの電極面側に成形板を一体化し、保護層とすることもでき、その場合にはタッチ入力面やタッチパネル用電極基板１のセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）を形成した面を三次元曲面とできる。なお、インサート成形によりタッチパネル用電極基板１のセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）を形成した面を三次元曲面とする場合、従来のＩＴＯからなる電極であれば成形時の変形によりにクラックなどを生ずるおそれがあるが、本願発明の場合、電極材料の選択線幅が広いため変形に強い材料を選択可能である。また、上記インサート成形により得られた一体成形物は、透明絶縁基板３をタッチ入力面として用いてもよい。

〔着色フィルタの追加〕
本発明によるタッチパネルは、タッチパネルをディスプレイパネルの表示面側に設置したとき、画像に微細なチラツキが生じる場合は、このチラツキを目立ち難くする為に、前記着色フィルタを構成層として含むことが好ましい。

〔反射防止処理の追加〕
本発明によるタッチパネル用電極部材１を構成要素とするタッチパネルの画像観察者側表面、ディスプレイパネル側表面、或いは画像観察者側表面とディスプレイパネル側表面の両面に反射防止処理を施すことができる。画像観察者側表面に反射防止処理を施した場合、日光、電灯光等の外来光の反射による画面の白化や周囲の風景の映り込みによる画像視認性低下を防止し得る。ディスプレイパネル側表面に反射防止処理を施した場合は、ディスプレイパネルとタッチパネルとの間の光多重反射による干渉縞（Ｎｅｗｔｏｎ環等）、ゴースト像等の発生を防止し得る。こうした反射防止処理としては従来公知のものを適宜採用し得る。例えば、以下の（１）〜（３）を採用し得る。

（１）低屈折率層の単層、或いは、低屈折率層と高屈折率層とを、該低屈折率層が最上層に位置する様に交互に積層した多層構成からなる反射防止層。低屈折率層はケイ素酸化物、フッ化マグネシウム、フッ素含有樹脂等が用いられ、高屈折率層には、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ等が用いられる。なお、ここで高（低）屈折率層とは、該層と隣接する層（例えば、透明絶縁基板１、或いは低（高）屈折率層）と比較して該層の屈折率が相対的に高（低）いという意味である。

（２）外来光を散乱乃至は拡散させる為に、光の入射する最表面を粗面化する処理。この粗面化処理には、サンドブラスト法やエンボス法等により基体表面に直接微細凹凸を形成して粗面化する方法；基体表面に放射線、熱の何れかもしくは組み合わせにより硬化する樹脂バインダ中に、光拡散性粒子としてシリカなどの無機粒子や、樹脂粒子などの有機粒子を含有させた塗膜により粗面化層を設ける方法；及び基体表面に海島構造による多孔質膜を形成する方法等を挙げることができる。樹脂バインダの樹脂としては、表面層として表面強度が望まれる関係上、熱硬化性或いは電離放射線硬化性のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が好適に使用される。

（３）特許第４４０６５５３号公報、特許第４２６５７２９号公報、特許第４６３２５８９号公報等に開示される如く、表面に隣接突起間距離が可視光線波長帯域の最短波長以下で配列した微小突起群からなる微小凹凸構造を形成する処理。該微小突起は厚み方向に直交する仮想的切断面に於ける断面積が外部（隣接する空気の側）に向かうに従って減少するような形状とされる。こうした微細凹凸構造は入射光に対する表面部分の屈折率の厚み方向の変化を、該微小突起を構成する材料の屈折率から外部の媒質（通常は空気）の屈折率に向かって連続的に変化させるように機能する。これによって、物体と外部媒質との界面に於ける屈折率の不連続に起因する光反射を低減し得る。

本発明のタッチパネルは、電極が視認されにくく、更に、電極による濃淡模様も視認されにくい。さらにセンサ電極（Ｅｘ，Ｅｙ）を低抵抗で形成できるため、特に大型のタッチパネルに適している。

［画像表示装置］
本発明による画像表示装置は、上記したタッチパネルをディスプレイパネルの表示面側に配置してなる構成の画像表示装置である。また、静電容量型タッチパネル表示装置は、タッチパネルの一方の面に透明粘着層を設けてディスプレイ等の表示画面に貼り付けることによって形成できる、タッチパネルを表示画面上に配置するだけでもよい。また、透明粘着層は透明性のある粘着剤を全面に形成しても良いし、透明性のない粘着剤を、透明性の必要な部分を開口部として形成しても良い。なお、透明粘着層を設ける場合、ディスプレイ画面に静電容量型タッチパネルを貼り付けるまでは、剥離シートで被覆されているようにすることで埃などの異物の挟み込みの発生を抑えられる。

また、静電容量型タッチパネル表示装置における電極端子の取り方についてはいろいろな方式が存在するが、公知のものは全て本願発明に適用可能である。また、センサ電極（Ｅｘ、Ｅｙ）の露出面を電極端子とすることもできる。

画像表示装置は、ディスプレイパネルと、このディスプレイパネルの出光面（画面）上に配置された本発明のタッチパネルとを、少なくとも含む構成の装置である。ディスプレイパネルとしては、液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネル、ＥＬ（電界発光）パネル、電子ペーパーなどの各種ディスプレイパネルの他、ブラウン管でもよい。

本発明のタッチパネルを用いた画像表示装置は、電子黒板など数十インチ以上の大型の用途においても感度良くタッチ位置を検出可能となる。さらに、表示画面の点灯時、消灯時のいずれにおいても、センサ電極の視認は極めて困難であり、更にセンサ電極に由来する濃淡模様などは視認されない。ディスプレイパネルの表示機能を生かした本発明のタッチパネルを用いた画像表示装置を実現できる。

本発明によるタッチパネル用電極基板１、及びタッチパネルの用途は、特に限定されない。ただし、特にモアレが生じ得る周期的パターンを有する物と組み合わせる用途が好適である。例えば、ディスプレイパネル、或いは網点で表現された白黒乃至はカラーの印刷物である。本発明の画像表示裝置は、テレビジョン受像裝置、電算機器、電話機、計測器、医療用機器、遊戯機器、事務用機器、現金自動支払機、電子黒板、電子書籍端末、電子看板、自販機等の、入力手段を表示部等に備えた画像表示装置に広く適用できる。

１ タッチパネル用電極基板
２ （電極）線条部
２ｘ （Ｘ方向センサ電極の）線条部
２ｙ （Ｙ方向センサ電極の）線条部
２ｄ （ダミー電極の）線条部
２ｓ 表面の電極線条部
２ｒ 裏面の電極線条部
３ 透明絶縁基板
５ 電極の開口部
５ｘ Ｘ方向センサ電極の開口部
５ｙ Ｙ方向センサ電極の開口部
５ｄ ダミー電極の開口部
Ｅｄ ダミー電極
Ｅｘ Ｘ方向のセンサ電極
Ｅｙ Ｙ方向のセンサ電極
Ｚ （電極の）欠損部

Claims (5)

1. 透明絶縁基板と前記透明絶縁基板の一方の面に第一の方向（Ｘ方向）に走向するメッシュ状センサ電極と、前記透明絶縁基板の他方の面に第一の方向（Ｘ方向）と交差する第二（Ｙ方向）の方向に走向するメッシュ状センサ電極を有するタッチパネル用電極基板において、厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、前記透明絶縁基板の両面ともにメッシュ状センサ電極が存在しない部位の少なくとも一方の面又は他方の面に、前記メッシュ状センサ電極とは電気的に非接触のメッシュ状ダミー電極を形成したことを特徴としたタッチパネル用電極基板。
2. 厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、同一面同士、又は、反対面同士の隣接電極の一方を構成する導電性材料により形成された線条部の延長上に、他方の電極を構成する導電性材料により形成された線条部が位置することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル用電極基板。
3. 厚み方向（Ｚ方向）から透視した際に、透明絶縁基板の一方の面に形成した電極と他方の面に形成した電極が重なる部分において、一方の面に形成された電極のメッシュ状の導電部が形成する線条部と、他方の面に形成された電極のメッシュ状の導電部が形成する線条部とが交わり形成する角度θ
   ３°≦θ≦４５°
   であることを特徴とする請求項１又は、請求項２のいずれか一項に記載のタッチパネル用電極基板。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のタッチパネル用電極基板を用いたタッチパネル。
5. 請求項４に記載のタッチパネルを用いた画像表示装置。

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