JP2016021170A - 静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置 - Google Patents
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Abstract
金属ナノワイヤを含有する透明性の導電膜を透明電極として用いる静電容量結合方式のタッチパネルを入力装置として付帯する表示装置において、屋外での使用時に、太陽光の照射に曝されて、電子部品としての電気特性の信頼性を損ねる問題がある。
【解決手段】
タッチパネル入力装置付きの表示装置において、タッチパネル基板を表示装置上面に貼り合わせた構造に対して、タッチパネル基板の上面側、あるいはタッチパネルの上面側と下面側に波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層を備えることにより、金属ナノワイヤ導電膜に影響する波長範囲の光入射を抑制する。
【選択図】図1
Description
これらの表示装置の多くは、1対の透明基板で液晶を挟持した液晶セルと、液晶セルの両外側に貼り合わせた光学異方性フィルムと、表示光源となるバックライトとの組み合わせからなる液晶表示装置、あるいは、有機エレクトロルミネッセンス材料を電極間に挟みこんで電極への印加電力を発光に変えて自発光する有機エレクトロルミネッセンス表示装置である。
タッチパネルは、その動作原理において様々な方式が存在するが、最近では、小型携帯機器用途において静電容量結合方式のタッチパネルが主体となっている。
本方式では高速にタッチされた位置を検出できる利点があり、指タッチを基本として、指先と位置検出電極との間での静電容量の変化を捉えて位置を検出する。例えばXY位置座標を個別に検出する場合に、X位置座標検出電極−Y位置座標検出電極間は絶縁された構造を有している。
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図12を用いて説明する。
本実施例の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置は、表示装置101の上面に静電容量結合方式タッチパネル102を備え、さらにタッチパネルの上面に、波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層となる特定波長域光透過層103を備えている。
表示装置が液晶表示装置の場合、液晶表示装置201は次のような構造を備えている。第1の透明基板205上にマトリクス状に配置される薄膜トランジスタ回路の画素集合体である表示回路を備え、第1の透明基板205の対向面に、第2の透明基板207があり、対向する基板205と207により挟持された液晶層206を備えている。基板205と207の外側には、偏光に対して光学的直交状態の組み合わせとなる2つの偏光板204,208を備えており、バックライト203からの可視光領域の発光が偏光板204ならびに基板205を通して、画像表示光として、偏光板208を透過する。
上記の実施例において、液晶表示装置201は、液晶を光学シャッターとして駆動させるが、液晶駆動方式には、FFS(Fringe Field Switching)、IPS(In-Place-Switching)、VA(Vertical Alignment)、TN(Twisted Nematic)が知られており、これらを用いることが可能である。
光波長430nm未満にバンドギャップを有する半導体化合物微粒子は、SiC微粒子を主体に、ZnO、WO3、TiO2、SrTiO3から選ばれた化合物微粒子を加えたものが適している。微粒子の形状としては、直径10nmから100nm範囲が適している。
光波長380nm以上430nm未満に吸光度極大を有する化合物としては、ハロゲン化銅微粒子、銀微粒子などが適している。微粒子の形状としては、直径10nmから100nm範囲が適している。
光波長380nm以上430nm未満に吸光度極大を有する分子構造体からなる材料としては、分子構造としてジフェニルエーテル骨格、あるいはビフェニル骨格を組み合わせた構造を有するポリイミド樹脂が適している。
本発明の静電容量結合方式タッチパネルを備えた表示装置では、波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層が、波長430nm以上の光透過率が50%以上である。
カバー透明基板213としては、化学強化ガラスが適している。
本実施例の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置は、液晶表示装置301の上面に、光学的に透明な接着層309を介して、静電容量結合方式タッチパネル302を貼り合わせている。タッチパネル302は、タッチパネル透明基板311面にタッチ位置座標を検出するためのタッチパネル透明電極回路310を備えている。
さらにタッチパネル透明基板311の上面に、波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層となる第2の特定波長域光透過層312を備えている。
また、タッチパネル透明基板311として、分子構造としてジフェニルエーテル骨格、あるいはビフェニル骨格を組み合わせた構造を有するポリイミド樹脂を用いることで、透明基板に特定波長域光透過層の機能を一体化することも可能である。
本実施例の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置は、表示装置401の上面に、波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層となる第1の特定波長域光透過層402を、その上面に静電容量結合方式タッチパネル403を、さらにタッチパネルの上面に波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層となる第2の特定波長域光透過層404を備えている。
タッチパネル502は、タッチパネル透明基板511表面にタッチ位置座標を検出するためのタッチパネル透明電極回路512を備えている。
本実施例では、タッチパネル502上面に光学的透明性接着層513を介して、表面を保護するカバー透明基板514を貼り合わせている。このカバー透明基板表面に波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層となる第2の特定波長域光透過層515を備えている。
また、本実施例では、タッチパネル透明基板511と特定波長域光透過層510を分けて設けているが、透明基板中に、SiC、ZnO、WO3、TiO2、SrTiO3、ハロゲン化銅、銀などの微粒子などを含有させることで、透明基板に特定波長域光透過層の機能を一体化することも可能である。微粒子の形状としては、直径10nmから100nm範囲が適している。
また、タッチパネル透明基板511として、分子構造としてジフェニルエーテル骨格、あるいはビフェニル骨格を組み合わせた構造を有するポリイミド樹脂を用いることで、透明基板に特定波長域光透過層の機能を一体化することも可能である。
本実施例の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置は、液晶表示装置601の上面に直接、波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層となる第1の特定波長域光透過層609を備え、光学的に透明な接着層610を介して、静電容量結合方式タッチパネル602を貼り合わせている。タッチパネル602は、タッチパネル透明基板612面にタッチ位置座標を検出するためのタッチパネル透明電極回路611を備えている。
さらにタッチパネル透明基板612の上面に、波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層となる第2の特定波長域光透過層613を備えている。
本実施例の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置701を備えている。表示装置701の第1の基板703にマトリクス状に配置される薄膜トランジスタ回路の画素集合体である表示回路層704を備え、その上層に薄膜トランジスタ回路とつながる電極層間に有機エレクトロルミネッセンス材料の極薄膜を形成して、電極へ電流印加により有機エレクトロルミネッセンス材料が発光する回路層705を備えている。基板703の対向面に、光透過のために透明な封止層706で接合されている透明基板707で外環境に対して封止されている。有機エレクトロルミネッセンス発光回路層705からの発光が、封止層706、対向基板707を透過して表示光となり、有機エレクトロルミネッセンス表示装置701を実現する。
本タッチパネルでは、透明基板801の片面上にタッチ位置座標を検出する領域であるタッチ画面802があり、この領域に静電容量変化を検出してX、Y位置座標を出力するそれぞれの透明電極803,804を備えている。X位置座標を検出するための透明電極803は、同一のX位置座標に対応する透明電極803同士が接続され、Y位置座標を検出するための透明電極804は、同一のY位置座標に対応する透明電極804同士が接続される。これら透明電極には、タッチパネルとしての電気信号を制御する素子回路と接続するための引出し配線805と、その引出し配線と透明電極を接続する電極806、ならびに駆動回路素子と接続する端子部807が配置されている。
この引出し配線805と透明電極804を接続する電極806は、引出し配線805を形成する際に、透明電極804の端部に積層する構造で形成されるものであり、特に引出し配線と個別の工程が必要とされるものではない。透明電極804は、同一のY位置座標に対応する透明電極同士が接続されて、引出し配線805と接続される。引出し配線805と、X位置座標を出力する透明電極803の接続部の断面構造も同様である。
Y位置座標を出力する透明電極804の接続部に対して、X座標を出力する透明電極803の接続部の交差部は、絶縁樹脂からなる透明樹脂層812により、絶縁された構造となっている。
上記の透明電極803,804に含有される金属ナノワイヤは、Ag、Cu、Co、C、Pdなどのナノワイヤを用いることができる。この中でも、導電膜としての導電性と光透過性の観点からAgナノワイヤが最も適する構成材料である。
このタッチパネルにおける金属ナノワイヤは、断面直径10〜100nm、長さ1〜100μm範囲にある。
また、このタッチパネルにおいて、透明基板801表面に対して導電膜の透明樹脂810,812が接合する構造を備え、導電膜の表面層(811,813)10〜200nm厚に金属ナノワイヤを含有している。
まず、図11(1)に示すように、透明樹脂中に金属ナノワイヤが含有された感光性樹脂組成物フィルム821を備えた支持体フィルム822を用意する。これは、感光性樹脂組成物フィルム821を支持するための支持体フィルム822に、感光性樹脂組成物フィルム821が積層されたフィルム構造の部材である。この感光性樹脂組成物フィルム821には、金属ナノワイヤ含有層823を含む。
201…液晶表示装置、202…静電容量結合方式タッチパネル、203…バックライト、204…偏光板、205…第1の透明基板(薄膜トランジスタ回路基板)206…液晶層、207…第2の透明基板、208…偏光板、209…光学的透明性接着層、210…タッチパネル透明基板、211…タッチパネル透明電極回路、212…光学的透明性接着層、213…カバー透明基板、214…特定波長域光透過層、
301…液晶表示装置、302…静電容量結合方式タッチパネル、303…バックライト、304…第1の偏光板、305…第1の透明基板(薄膜トランジスタ回路基板)、306…液晶層、307…第2の透明基板、308…第2の偏光板、309…光学的透明性接着層、310…タッチパネル透明電極回路、311…タッチパネル透明基板、312…特定波長域光透過層、
401…表示装置、402…第1の特定波長域光透過層、403…静電容量結合方式タッチパネル、404…第2の特定波長域光透過層、
501…液晶表示装置、502…静電容量結合方式タッチパネル、503…バックライト、504…第1の偏光板、505…第1の透明基板(薄膜トランジスタ回路基板)、506…液晶層、507…第2の透明基板、508…第2の偏光板、509…光学的透明性接着層、510…第1の特定波長域光透過層、511…タッチパネル透明基板、512…タッチパネル透明電極回路、513…光学的透明性接着層、514…カバー透明基板、515…第2の特定波長域光透過層、
601…液晶表示装置、602…静電容量結合方式タッチパネル、603…バックライト、604…第1の偏光板、605…第1の透明基板(薄膜トランジスタ回路基板)、606…液晶層、607…第2の透明基板、608…第2の偏光板、609…第1の特定波長域光透過層、610…光学的透明性接着層、611…タッチパネル透明電極回路、612…タッチパネル透明基板、613…第2の特定波長域光透過層、
701…有機エレクトロルミネッセンス表示装置、702…静電容量結合方式タッチパネル、703…第1の基板、704…薄膜トランジスタ回路基板層、705…有機エレクトロルミネッセンス発光回路層、706…光学的透明性封止層、707…対向封止透明基板、708…光学的透明性接着層、709…タッチパネル透明基板、710…タッチパネル透明電極回路、711…光学的透明性接着層、712…カバー透明基板、713…特定波長域光透過層、
801…タッチパネル透明基板、802…タッチ画面、803…静電容量結合検出透明電極(X座標)、804…静電容量結合検出透明電極(Y座標)、805…タッチパネル回路接続引出し配線、806…透明電極と引出し配線の接続電極、807…タッチパネル駆動回路素子接続端子、810…透明電極の透明樹脂層、811…透明電極の金属ナノワイヤ含有層、812…透明電極の透明樹脂層、813…透明電極の金属ナノワイヤ含有層、821…透明樹脂中に金属ナノワイヤを含有する感光性樹脂組成物フィルム、822…支持体フィルム、823…金属ナノワイヤ含有層、824…転写貼り付け後の感光性樹脂組成物フィルム。
Claims (13)
- 透明基板上に基板表面のXY位置座標を検出する透明電極が設けられ、前記透明電極に対してタッチされた位置を静電容量結合により検出する静電容量結合方式タッチパネルを入力装置として備えた表示装置において、
前記表示装置上面にタッチパネル基板を貼り合わせた構造を備え、及び
タッチパネル基板の上面側、またはタッチパネルの上面側と下面側に波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層を備えることを特徴とする静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。 - 前記タッチパネルは、
前記透明電極が、透明樹脂中に金属ナノワイヤが含有された導電膜より構成され、
前記導電膜の一部表面に積層して、前記透明樹脂の表面層から露出された前記金属ナノワイヤと接合され、前記タッチパネルの位置座標を出力するために、外部回路へ引き出す配線の接続電極を有することを特徴とする請求項1記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。 - 前記タッチパネルは、
前記透明電極が透明樹脂中に金属ナノワイヤが含有された導電膜からなり、
前記金属ナノワイヤが断面直径10〜100nm、長さ1〜100μmの寸法であることを特徴とする請求項1、または請求項2に記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。 - 前記透明基板表面に対して前記導電膜の透明樹脂が接合する構造を備え、
前記導電膜の表面層10〜200nm厚さに前記金属ナノワイヤを含有することを特徴とする請求項2または3に記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。 - 前記金属ナノワイヤがAu、Ptを除いた金属からなることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかの請求項に記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記表示装置は、対向配置される第1の透明基板および第2の透明基板により液晶層を挟持し、表示光源となるバックライトを備えていることを特徴とする請求項1記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記表示装置は、対向配置される第1基板および第2基板からなり、前記第1基板上に電極層間に有機エレクトロルミネッセンス層を形成した発光素子を備え、前記第2基板により密閉封止した有機エレクトロルミネッセンス表示装置であることを特徴とする請求項1記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記導電膜の透明樹脂は感光性樹脂絶縁物からなることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかの請求項に記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記波長430nm以上の可視光を透過させる光透過層は、波長430nm以上の光透過率が50%以上となる光透過性を有していることを特徴とする請求項1記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記光透過層は、光波長430nm未満にバンドギャップを有する半導体化合物からなる光吸収、光散乱反射材を光学的に透明な樹脂中に含有させていることを特徴とする請求項1記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記光波長430nm未満にバンドギャップを有する半導体化合物微粒子は、SiC微粒子を主体に、ZnO、WO3、TiO2、SrTiO3から選ばれた化合物微粒子を加えたものであることを特徴とする請求項10に記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記光透過層は、光波長380nm以上430nm未満に吸光度極大を有する化合物からなる光吸収材、あるいは光波長380nm以上430nm未満に吸光度極大を有する分子構造体からなる材料を含んでいることを特徴とする請求項1記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
- 前記光波長380nm以上430nm未満に吸光度極大を有する化合物は、ハロゲン化銅微粒子、または銀微粒子から選ばれ、あるいは前記光波長380nm以上430nm未満に吸光度極大を有する分子構造体からなる材料は、分子構造としてジフェニルエーテル骨格、またはビフェニル骨格を組み合わせた構造を有するポリイミド樹脂から選ばれることを特徴とする請求項12に記載の静電容量結合方式タッチパネル入力装置付き表示装置。
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