JP2016126480A - タッチパネルセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の第1電極は各々、第1方向に沿って延びるとともに第2方向に沿って並べられた少なくとも2つの第1サブ電極を有している。第1サブ電極は、複数の第1導線を、各第1導線の間に四角形状の開口部が形成されるよう網目状に配置することによって構成されている。複数の第1導線は、開口部の4つの内角のうち、第2方向において対向する一対の第2内角に対応する一対の交点が第2方向に沿って並ぶよう、配置されている。
【選択図】図6
Description
また、第1電極が上述のように網目状に配置された導線から構成されている場合、第1電極の幅と電気抵抗との関係は線形関係ではない。なぜなら、上述のように電気信号は導線の複数の交点を順に経由しながら伝達されるので、幅の変化に起因する第1電極の電気抵抗の変化量は、幅自体の変化量よりも、幅の変化に起因する導線の交点の数の変化量に強く依存するからである。また第1電極において伝達される電気信号の経路の数は、導線の交点の数が多いほど多くなる。言い換えると、第1電極の幅を小さくし、これによって導線の交点の数が少なくなると、電気信号の経路の数が減少してしまい、第1電極の冗長性が低下してしまうことになる。
これらの点を考慮すると、第1電極が網目状に配置された導線から構成されている場合、第1電極の配列ピッチや幅を小さくすることには様々なトレードオフが存在すると言える。
はじめに図1を参照して、タッチ位置検出機能付き表示装置10について説明する。図1に示すように、タッチ位置検出機能付き表示装置10は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置15と、表示装置15の観察者側に配置されたタッチパネルセンサ30と、を組み合わせることによって構成されている。表示装置15は、表示面16aを有する表示パネル16と、表示パネル16に接続された表示制御部(図示せず)と、を有している。表示パネル16は、映像を表示することができる矩形状のアクティブエリアA1と、アクティブエリアA1を取り囲むようにしてアクティブエリアA1の外側に配置された非アクティブエリア(額縁領域とも呼ばれる)A2と、を含んでいる。表示制御部は、表示されるべき映像に関する情報を処理し、映像情報に基づいて表示パネル16を駆動する。表示パネル16は、表示制御部の制御信号に基づいて、所定の映像を表示面16aに表示する。すなわち、表示装置15は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置としての役割を担っている。
次に図2を参照して、タッチパネルセンサ30について説明する。図2は、表示装置15側から見た場合のタッチパネルセンサ30を示す平面図である。
図2に示すように、タッチパネルセンサ30は、タッチパネルセンサ30の一方の側(観察者側)に設けられ、第1方向D1に延びる複数の第1電極40を備えている。複数の第1電極40は、第1方向D1に交差(ここでは直交)する第2方向D2に沿って、一定の配列ピッチPで並べられている。このため、複数の第1電極40のうちどの第1電極40に、タッチパネルセンサ30への外部導体の接近や接触に起因する静電容量の変化が生じるかを検出することにより、第2方向D2における外部導体の位置を算出することができる。配列ピッチPは、検出対象となる外部導体の寸法などに応じて適宜定められるが、例えば1〜20mmの範囲内になっている。
同様に、タッチパネルセンサ30は、タッチパネルセンサ30の他方の側において複数の第2電極45の間または複数の第2サブ電極の間に設けられた複数の第2ダミー部をさらに備えていてもよい。本実施の形態において、第2電極45および必要に応じて設けられる第2サブ電極や第2ダミー部は、基材32の第2面(表示装置15側の面)32b上に設けられる。
後述するように、第1電極40の第1サブ電極41、第1ダミー部42、第2電極45や第2サブ電極および第2ダミー部はいずれも、金属材料を含む導線によって構成される。
基材32を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)やガラスなど、十分な透光性を有する材料が用いられる。基材32が例えばPETを含む場合、PETの厚みは例えば100〜200μmの範囲内になっている。なお電極40,45やダミー部42,47を適切に保持することができる限りにおいて、基材32の具体的な構成が特に限られることはない。例えば、PET層などの表面に設けられたハードコート層がさらに基材32に含まれていてもよい。すなわち本実施の形態において、基材32とは、何らかの具体的な構造や材料を意味するものではなく、タッチパネルセンサ30を構成する第1電極40や第2電極45などのパターンの下地となるものを意味するに過ぎない。
次に図4(a)(b)(c)および図5(a)(b)(c)を参照して、第1電極40が複数の第1サブ電極41を含むことによって得られる利点について説明する。図4(a)は、外部導体5を第2方向D2に沿って移動させる様子を示す図であり、図4(b)は、外部導体5を移動させた際に図4(a)において符号bが付された第1電極40に現れる信号の波形の一例を示す図であり、図4(b)は、外部導体5を移動させた際に図4(a)において符号cが付された第1電極40に現れる信号の波形の一例を示す図である。一方、図5(a)は、第1電極40が複数の第1サブ電極を有さない、すなわち第1電極40が1本の電極として構成されている比較の形態において、外部導体5を第2方向D2に沿って移動させる様子を示す図である。また図5(b)は、外部導体5を移動させた際に図5(a)において符号bが付された第1電極40に現れる信号の波形の一例を示す図であり、図5(c)は、外部導体5を移動させた際に図5(a)において符号cが付された第1電極40に現れる信号の波形の一例を示す図である。
図6は、図2において符号VIが付された一点鎖線で囲まれた部分における第1電極40を拡大して示す平面図である。また図7は、図6に示す第1電極の第1導線をさらに拡大して示す平面図である。
W1>D×(3/2)
これによって、第2方向D2に沿って並ぶ第1導線51の交点51aを第1サブ電極41に少なくとも2個は存在させることができる。
図示はしないが、第2電極45、第2サブ電極や第2ダミー部も、第1電極40、第1サブ電極41や第1ダミー部42と同様に、遮光性および導電性を有する複数の第2導線を、各第2導線の間に四角形状の開口部が形成されるよう網目状に配置することによって構成されている。第2導線の構成は、第1導線の構成と同一であるため、詳細な説明は省略する。
次に、以上のような構成からなるタッチパネルセンサ30を製造する方法について、図8(a)〜(e)を参照して説明する。
その後、図8(b)に示すように、所定のパターンで遮光部72aおよび開口部72bが形成された第1露光マスク72を第1感光層71の近傍に設置し、かつ、所定のパターンで遮光部77aおよび開口部77bが形成された第2露光マスク77を第2感光層76の近傍に設置する。第1露光マスク72の遮光部72aのパターンは、開口部52および第1分断部53のパターンに対応しており、第1露光マスク72の開口部72bのパターンは、第1導線51のパターンに対応している。また第2露光マスク77の遮光部77aのパターンは、開口部57および第2分断部58のパターンに対応しており、第2露光マスク77の開口部77bのパターンは、第2導線56のパターンに対応している。次に、第1露光マスク72に対する第2露光マスク77の相対位置を調整する。例えば、第1露光マスク72または第2露光マスク77のいずれか一方の露光マスクに形成されているアライメントマークを基準として、他方の露光マスクの位置を調整する。若しくは、基材32などに設けられている同一のアライメントマークを共通に用いて、第1露光マスク72および第2露光マスク77の位置を調整する。これによって、第1露光マスク72に対して高い位置精度で第2露光マスク77を配置することができる。その後、第1露光マスク72を介して第1感光層71に所定のパターンで露光光を照射し、かつ、第2露光マスク77を介して第2感光層76に所定のパターンで露光光を照射する露光工程を実施する。なお、第1感光層71に対する露光光の照射と、第2感光層76に対する露光光の照射は、同時に実施されてもよく、異なるタイミングで実施されてもよい。
次に、第1感光層71および第2感光層76を現像する。これによって、図8(c)に示すように、パターニングされた第1感光層71および第2感光層76を得ることができる。
その後、図8(d)に示すように、第1感光層71をレジストとして第1金属層61をウェットエッチングする。これによって、第1電極40の第1サブ電極41および第1ダミー部42の第1導線51に対応するパターンで第1金属層61をパターニングすることができる。また、第2感光層76をレジストとして第2金属層66をウェットエッチングする。これによって、第2電極45の第2サブ電極および第2ダミー部の第2導線56に対応するパターンで第2金属層66をパターニングすることができる。次に、図8(e)に示すように、感光層71,76を除去する。このようにして、上述のタッチパネルセンサ30を得ることができる。
上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、いくつかの変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の各実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
上述の実施の形態の形態においては、第1導線51および第2導線56がそれぞれ規則的に配置される例を示した。しかしながら、図9に示すように、第1導線51は、複数の交点51aが不規則に並ぶように配置されていてもよい。これによって、モアレをより低減することができる。
W1>D×(3/2)+2α0
これによって、本変形例においても、第2方向D2に沿って並ぶ第1導線51の交点51aを第1サブ電極41に少なくとも2個は存在させることができる。なお本変形例において、第1単位距離Dは、開口部52の一対の第2内角α2に対応する一対の交点51aの間の、第2方向D2に沿った方向における距離の平均値として定義される。
本変形例においては、図10から明らかなように、第1導線51の交点51aの位置が1つずつずらされるので、第1導線51の配置の設計の負荷が、上述の実施の形態の場合に比べて高い。ここで本変形例においても、第1電極40の配列ピッチPを、第1単位距離Dの整数倍とすることにより、1つの第1ユニット43に対応する第1導線51の配置を設計すれば、あとは複数の第1ユニット43を並べることによって、タッチパネルセンサ30の全域にわたる第1導線51の配置の設計を完了させることができる。すなわち、1つの第1ユニット43に関して第1導線51の交点51aの位置を参照パターンRに対してずらせば、タッチパネルセンサ30の全域にわたる第1導線51の配置の設計を完了させることができる。このように、第1電極40の配列ピッチPを第1単位距離Dの整数倍にすることの効果は、本変形例においてより顕著に現れる。
また上述の実施の形態の形態においては、第1電極40の第1サブ電極41および第1ダミー部42を構成する第1導線51が、基材32の第1面32a上に設けられ、第2電極45の第2サブ電極および第2ダミー部を構成する第2導線56が、基材32の第2面32b上に設けられる例を示した。しかしながら、タッチパネルセンサ30の層構成が特に限られることはない。例えば図11Aに示すように、互いに対向する2つの基材32A,32Bの対向面の一方(第1の基材32A)に第1導線51を設け、他方(第2の基材32B)に第2導線56を設け、そして2つの基材32A,32Bを貼り合わせてもよい。このように2つの基材32を貼り合わせる場合であっても、第1導線51によって、タッチパネルセンサ30の一方の側に設けられる第1電極40の第1サブ電極41および第1ダミー部42を構成することができ、また第2導線56によって、タッチパネルセンサ30の他方の側に設けられる第2電極45の第2サブ電極および第2ダミー部を構成することができる。
また上述の実施の形態の形態においては、第1電極40がタッチパネルセンサ30の観察者側に設けられ、第2電極45がタッチパネルセンサ30の表示装置15側に設けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、第1電極40がタッチパネルセンサ30の表示装置15側に設けられていてもよい。
15 表示装置
30 タッチパネルセンサ
32 基材
35 外部導体
40 第1電極
41 第1サブ電極
41a 接続部
42 第1ダミー部
43 第1ユニット
45 第2電極
51 第1導線
56 第2導線
60 積層体
D 第1単位距離
P 配列ピッチ
Claims (5)
- タッチパネルセンサであって、
前記タッチパネルセンサの一方の側に設けられ、第1方向に沿って延びるとともに前記第1方向に交差する第2方向に沿って並べられた複数の第1電極を備え、
前記複数の第1電極は各々、前記第1方向に沿って延びるとともに前記第2方向に沿って並べられた少なくとも2つの第1サブ電極を有し、
各第1電極において、前記少なくとも2つの第1サブ電極は互いに電気的に接続されており、
前記第1サブ電極は、遮光性および導電性を有する複数の第1導線を、各第1導線の間に四角形状の開口部が形成されるよう網目状に配置することによって構成されており、
前記四角形状の開口部は、前記第1導線が互いに交わる4つの交点と、4つの交点に対応してそれぞれ形成される4つの内角と、を含み、
前記4つの内角は、前記第1方向において対向する一対の第1内角と、前記第2方向において対向する一対の第2内角と、からなり、
前記複数の第1導線は、前記開口部の前記一対の第2内角に対応する一対の前記交点が前記第2方向に沿って並ぶよう配置されている、タッチパネルセンサ。 - 前記複数の第1導線は、前記開口部の前記一対の第2内角に対応する一対の前記交点の間の距離が、前記開口部の前記一対の第1内角に対応する一対の前記交点の間の距離よりも小さくなるよう配置されている、請求項1に記載のタッチパネルセンサ。
- 前記タッチパネルセンサの前記一方の側において前記第1サブ電極の間に設けられた複数の第1ダミー部をさらに備え、
前記第1ダミー部は、遮光性および導電性を有する複数の第1導線を、各第1導線の間に四角形状の開口部が形成されるよう網目状に配置することによって構成されており、
前記第1ダミー部を構成する各第1導線は、前記第1サブ電極を構成する複数の前記第1導線のいずれかの延長線上に位置しており、
前記開口部の前記一対の第2内角に対応する一対の前記交点の間の前記第2方向に沿った方向における距離を第1単位距離Dと称する場合、前記第2方向における前記第1電極の配列ピッチが、前記第1単位距離Dの整数倍になっている、請求項1または2に記載のタッチパネルセンサ。 - 前記第1導線は、前記第2方向における前記第1サブ電極の寸法W1が
W1>D×(3/2)
の関係を満たすよう配置されている、請求項3に記載のタッチパネルセンサ。 - 前記複数の第1導線は、複数の第1導線が互いに交わることによって形成される複数の交点が不規則に並ぶよう配置されており、
複数の第1導線が互いに交わることによって形成される複数の交点が規則的に並ぶよう前記第1導線を配置すると仮定した場合に得られるパターンを参照パターンと称する場合、不規則に並ぶよう配置された前記複数の交点の各々は、前記参照パターンの各交点から、所定の最大補正距離α0の範囲内でずれた位置に配置されており、
前記第2方向における前記第1サブ電極の寸法W1と、前記が最大補正距離α0との間には、
W1>D×(3/2)+2α0
の関係が満たされている、請求項3に記載のタッチパネルセンサ。
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