JP2016162370A - タッチパネルおよび透明導電性基板 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなタッチパネルの検出方式には、抵抗式、静電容量式、超音波式、光学式等多種あり、その構造は多様となる。
静電容量式タッチパネルは、表面型と投影型とに大別できる。表面型は2点以上の接触点を同時に検知することは困難である。投影型は2点以上の接触点を同時に検知できることから、マルチタッチ仕様が要求される分野において注目されている。
図14に示したタッチパネル110の表示領域(有効タッチ領域とも呼ぶ)116においては、透明基板111に第一電極層(RX)112、絶縁層113、第二電極層(TX)114が順に積層されている。第一電極層(RX)112と第二電極層(TX)114は何れも、ITOなどの透明導電膜からなり、所定間隔で離間して平行に配置された複数本の電極部を構成している。
また、表示領域116の周囲には、図10に示すように、第一電極層(RX)112からなる複数のX電極部の各々と、第二電極層(TX)114からなる複数のY電極部の各々とからの配線を、縦横方向の周辺部に導いて端子部(不図示)に至る複数の配線117が配置されている。
(a)直交する交差部K[図14(b)のハッチング領域]では、3層[第一電極層(RX)112と絶縁層113と第二電極層(TX)114]を重ねた厚みとなるのに対して、下部電極の離間部では、第一電極層(RX)112が欠損した分だけ厚みが目減りした状況となる[図14(c)]。ゆえに、上部電極は、その平坦性が損なわれ、導通性が不安定となる。
(b)透明基板21側から目視した場合、下部電極が有る領域(交差部K)と、下部電極が無い領域(離間部)との間で膜の積層構造が異なるため、電極パターンが見え易くなり、視認性が低下する(特許文献1における「骨見え現象」)。
本発明の請求項2に記載のタッチパネルは、請求項1において、前記表示領域内において、前記透明導電膜の構成を有する、第一透明導電膜、第二透明導電膜、及び第三透明導電膜を、前記透明基板側から順に重ねて備え、前記表示領域を平面視する方向から見て、前記第一透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と、前記第三透明導電膜の低抵抗部からなる他方の電極部とが交差部を有しており、前記二透明導電膜は、少なくとも前記交差部と重なる領域が、高抵抗部から構成されていることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載のタッチパネルは、請求項2において、前記表示領域内とともに、前記表示領域を囲む外周領域においても、前記透明導電膜の構成を有する、第一透明導電膜、第二透明導電膜、及び第三透明導電膜を、前記透明基板側から順に重ねて備え、前記外周領域を断面視する方向から見て、前記第三透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が各々、前記外周領域のうち、異なる一辺を構成する範囲に配置されており、かつ、請求項2の前記表示領域内における構成と電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の請求項6に記載のタッチパネルは、請求項5において、前記表示領域を断面視する方向から見て、前記第十透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が、階層の異なる前記第七透明導電膜の低抵抗部と前記第八透明導電膜の低抵抗部に、それぞれ電気的に接続されており、前記表示領域を平面視する方向から見て、前記第七透明導電膜の低抵抗部が延設される方向と、前記第八透明導電膜の低抵抗部が延設される方向とが、並行をなすように構成されていることを特徴とする。
本発明の請求項7に記載のタッチパネルは、請求項5において、前記表示領域を断面視する方向から見て、前記第十透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が、階層の異なる前記第七透明導電膜の低抵抗部と前記第九透明導電膜の低抵抗部に、それぞれ電気的に接続されており、前記表示領域を平面視する方向から見て、前記第七透明導電膜の低抵抗部が延設される方向と、前記第九透明導電膜の低抵抗部が延設される方向とが、直交をなすように構成されていることを特徴とする。
本発明の請求項9に記載のタッチパネルは、請求項1乃至8のいずれか一項において、前記透明基板と前記透明導電膜との間、及び、前記透明導電膜上、あるいは何れか一方に、反射防止層が配されてなることを特徴とする。
本発明の請求項11に記載の透明導電性基板は、請求項10において、前記透明基板と前記透明導電膜との間、及び、前記透明導電膜上、あるいは何れか一方に、反射防止層が配されてなることを特徴とする。
つまり、本発明のタッチパネルにおける透明導電膜の表面は、膜が連続しているので、従来のような膜が除去された部位と膜が残された部位(電極部)との間に生じる段差に起因した問題、すなわち、「電極パターンが見え易く、視認性が低下するという問題」を解消することが可能となる。
ゆえに、本発明は、電極部が、透過率の高い透明導電膜からなり、IM層を必要としない構造を備えることにより、優れた視認性を有するタッチパネルの提供に貢献する。
<第一実施形態>
図1は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域の一部αを示す拡大平面図、(c)は(b)に対応する拡大断面図である。図2は、タッチパネルを備える表示装置の一例を示す模式断面図である。
このようなタッチパネル10は、図1に示すように、透明基板11と、透明基板11の操作面11aの裏面11b側にあって、表示領域16内に設けられた透明導電膜12からなる複数の電極部12L(12La、12Lb)とを含んでいる。
したがって、本発明は、電極部が、透過率の高い透明導電膜からなり、IM層を必要としない構造を備えることにより、優れた視認性を有するタッチパネルの提供に貢献する。
ゆえに、本発明によれば、透明導電膜12の上に積層される絶縁膜および上部電極層の平坦性を確保することができ、導通性などの膜の機能の安定性を確保することができる。
さらに、透明基板11と透明導電膜12との間、または、透明導電膜12の表面に、反射防止層(Anti Reflection Layer:AR層)を追加して配置する構成(図13に示す構成)を採用することにより、極めて安定した反射防止能力も備えたタッチパネルを構築することができる。
以下では、上述した本発明のタッチパネル10を構成する透明導電膜12の作製方法について説明する。透明導電膜12には、膜面内に局在する低抵抗部12Lと高抵抗部12Hから構成されており、電極部12L(12La、12Lb)が、透明導電膜12のうち低抵抗部から構成され、電極部12L(12La、12Lb)どうしの間には、前記高抵抗部12Hが配されている。
透明基板上に、酸化膜と透明導電膜を形成するための製造装置としては、たとえば図3に示すようなインターバック式のスパッタリング装置が用いられる。
図3の製造装置50においては、基板58(透明基板11に相当)は、不図示の搬送手段により、仕込取出室(L/UL)51、加熱室(H)52、第一成膜室(S1)53、第二成膜室(S2)54の内部を移動可能とされている。
上記の各室51,52、53、54には個別に、その内部空間を減圧可能とするための排気手段51P、52P、53P、54Pが配されている。
次いで、酸化膜と透明導電膜が形成された基板58に対して、後処理(大気雰囲気、135℃、60minのアニール処理)を行う。このような後処理を施すことにより、比抵抗が約150Ω/□の透明導電膜が得られる。
(2)透明導電膜に対する低抵抗部と高抵抗部の作製
上記工程(1)により得られた基板58の透明導電膜に対して、反応性イオンエッチング装置を用い、酸素プラズマ処理を行う。
図4は、透明導電膜に対してプラズマ処理を行っている状態を示すイメージ図である。
図4に示すように、開口部を有するマスクを挟んで、透明導電膜に対して酸素プラズマ(「小円の中にO」と表示)を照射することにより、透明導電膜の中に低抵抗部と高抵抗部とを作り分ける。
すなわち、透明導電膜のうち、マスクが存在するためにプラズマから遮蔽された領域は、膜中に含まれるキャリア量に変動がなく、比抵抗の低い(約150Ω/□)状態が維持され、低抵抗部Lとなる。
これに対して、透明導電膜のうち、マスクの開口部を通してプラズマが照射された領域は、膜中に含まれるキャリア量が減少することにより、比抵抗の高い(約740Ω/□)状態に変化し、高抵抗部Hとなる。
上述したプラズマ処理の前後における透明導電膜の比抵抗を、図5のグラフに示す。
上述したプラズマ処理により低抵抗部から高抵抗部を形成する作製条件を、表2に示す。
また、透明導電膜の中に低抵抗部と高抵抗部とを作り分ける作製方法は、上記の手法に限定されるものではない。すなわち、最初に高抵抗部の透明導電膜をスパッタ法により形成した後、たとえば、レーザー照射やランプ加熱などのアニール処理により、高抵抗部のうち特定の領域を酸化還元作用によって低抵抗部に変化させる方法を採用してもよい。
図6は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域の一部β1を示す拡大平面図、(c)は(b)に示した線分B−Bに対応する拡大断面図である。
本実施形態は、電極構造が田形電極をなす場合であり、各層22、23、24は全て透明導電膜から構成されている。すなわち、
本実施形態に係るタッチパネル20は、表示領域26内において、透明基板21側から順に重ねて積層された、第一透明導電膜22、第二透明導電膜23、第三透明導電膜24は何れも、上述した透明導電膜の構成(第一実施形態にて説明した、透明導電膜の中に低抵抗部と高抵抗部とが局在した構成)を備えている。
そして、第二透明導電膜23は、少なくとも前記交差部Kと重なる領域が、高抵抗部Hから構成されている。
これにより、タッチパネル20は、以下に述べる作用・効果が得られる。
(2a)透明基板21上に配された第一透明導電膜22は、巨視的に平坦な表面を有する連続した膜である。電極部をなす低抵抗部Lと、電極部どうしの間に位置する高抵抗部Hとは、電気的な特性が異なるだけであり、同じ膜厚を有する。ゆえに、両者の間には膜厚の差が無いので、電極パターンが見え難く、良好な視認性が確保される。
図7は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域と外周領域を含む一部β2を示す拡大平面図、(c)は(b)に示した線分B2−B2に対応する拡大断面図、(d)は(b)に示した線分B3−B3に対応する拡大断面図である。
本実施形態に係るタッチパネル20は、表示領域26内とともに、この表示領域26を囲む外周領域26osにおいても、前記透明導電膜の構成を有する。つまり、透明基板21側から順に重ねて積層された、第一透明導電膜22、第二透明導電膜23、及び第三透明導電膜24は何れも、上述した透明導電膜の構成(第一、第二実施形態にて説明した、透明導電膜の中に低抵抗部と高抵抗部とが局在した構成)を備えている。
これにより、タッチパネル20は、上述した第二実施形態の作用・効果(2a)、(2b)に加えて、以下の作用・効果が得られる。
(2c)表示領域26を囲む外周領域26osにおいても、透明導電膜の構成は表示領域26と同一の積層構造が維持される。ゆえに、第三実施形態のタッチパネル20は、表示領域26とこれを囲む外周領域26osとが、完全に平坦な形状を有することが可能となる。よって、第三実施形態によれば、表示領域26のみならず、これを囲む外周領域26osにおいても、電極パターンが見え難く、良好な視認性が確保される。
図8は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域の一部γを示す拡大平面図、(c)は(b)に示した線分C−Cに対応する拡大断面図である。
本実施形態は、電極構造が菱形電極をなす場合であり、各層32、33、34は全て透明導電膜から構成されている。すなわち、
本実施形態に係るタッチパネル30は、表示領域36内において、透明基板31側から順に重ねて積層された、第四透明導電膜32、第五透明導電膜33、第六透明導電膜34は何れも、上述した透明導電膜の構成(第一実施形態にて説明した、透明導電膜の中に低抵抗部と高抵抗部とが局在した構成)を備えている。
図8(b)において、一方の電極部TXは、菱形領域32Ybと、菱形領域32Ybどうしを接続する連結領域32Yaから構成されており、Y軸方向に電気的に接続される。同様に、他方の電極部RXは、菱形領域32Xbと、菱形領域32Xbどうしを接続する連結領域32Xaから構成されており、X軸方向に電気的に接続される。
すなわち、本実施形態における「交差部」とは、連結領域32Yaと連結領域32Xaの交わる部位を意味する。
つまり、この「導通部J」がジャンパー部として機能し、一方の電極部TXを構成する菱形領域32Ybどうしを接続する「連結領域32Ya」の役割を果たす。
これにより、タッチパネル30は、以下に述べる作用・効果が得られる。
(3a)透明基板31上に順に積層された第四透明導電膜32、第五透明導電膜33、第六透明導電膜34は何れも、巨視的に平坦な表面を有する連続した膜である。電極部(RX、TX)をなす低抵抗部Lと、電極部(RX、TX)どうしの間に位置する高抵抗部Hとは、電気的な特性が異なるだけであり、同じ膜厚を有する。ゆえに、両者の間には膜厚の差が無いので、交差部が存在するにもかかわらず、電極パターンが見え難く、良好な視認性が確保される。
図9は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域の一部δを示す拡大平面図、(c)は(b)に示した線分D1−D1に対応する拡大断面図である。
本実施形態は、電極構造が3次元電極をなす場合であり、各層42、43、44、45は全て透明導電膜から構成されている。すなわち、
本実施形態に係るタッチパネル40は、表示領域46内において、透明基板41側から順に重ねて積層された、第七透明導電膜42、第八透明導電膜43、第九透明導電膜44、第十透明導電膜45は何れも、上述した透明導電膜の構成(第一実施形態にて説明した、透明導電膜の中に低抵抗部と高抵抗部とが局在した構成)を備えている。
換言すると、前記第十透明導電膜45の低抵抗部からなる一方の電極部L(X)と他方の電極部L(Y)が、階層の異なる前記第七〜第九透明導電膜から選択される何れかの導電膜と、それぞれ電気的に接続されるように、配されている。
これにより、一方の電極部TXどうしがY軸方向に電気的に接続され、他方の電極部RXどうしがX軸方向に電気的に接続される構成とした場合、Y軸方向の電気的接続とX軸方向の電気的接続は、それぞれ異なる階層に設けられたものとなる。
これにより、タッチパネル40は、以下に述べる作用・効果が得られる。
(4a)透明基板41上に順に積層された第七透明導電膜42、第八透明導電膜43、第九透明導電膜44、第十透明導電膜45は何れも、巨視的に平坦な表面を有する連続した膜である。第十透明導電膜45おいて電極部(RX、TX)をなす低抵抗部Lと、電極部(RX、TX)どうしの間に位置する高抵抗部Hとは、電気的な特性が異なるだけであり、同じ膜厚を有する。ゆえに、両者の間には膜厚の差が無いので、電極パターンが見え難く、良好な視認性が確保される。
図10は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域の一部δを示す拡大平面図、(c)は(b)に示した線分D2−D2に対応する拡大断面図である。
すなわち、本実施形態は、図10(b)に示すとおり、一方の電極部L(X)と他方の電極部L(Y)が、碁盤目状に配列された構成例である。
図11は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域の一部δを示す拡大平面図、(c)は(b)に示した線分D3−D3に対応する拡大断面図である。
すなわち、本実施形態は、図11(b)に示すとおり、一方の電極部L(X)と他方の電極部L(Y)が、千鳥状に配列された構成例である。
図12は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、(a)は全体平面図、(b)は表示領域と外周領域を含む一部εを示す拡大平面図、(c)は(b)に示した線分D4−D4に対応する拡大断面図、(d)は(b)に示した線分D5−D5に対応する拡大断面図である。
本実施形態に係るタッチパネル40は、表示領域46内とともに、この表示領域46を囲む外周領域46osにおいても、前記透明導電膜の構成を有する。つまり、透明基板41側から順に重ねて積層された、第七透明導電膜42、第八透明導電膜43、第九透明導電膜44、第十透明導電膜45は何れも、上述した透明導電膜の構成(第五〜第七実施形態にて説明した、透明導電膜の中に低抵抗部と高抵抗部とが局在した構成)を備えている。
これにより、タッチパネル40は、上述した第五実施形態の作用・効果(4a)〜(4c)に加えて、以下の作用・効果が得られる。
(4d)表示領域46を囲む外周領域46osにおいても、透明導電膜の構成は表示領域46と同一の積層構造が維持される。ゆえに、第八実施形態のタッチパネル40は、表示領域46とこれを囲む外周領域46osとが、完全に平坦な形状を有することが可能となる。よって、第八実施形態によれば、表示領域46のみならず、これを囲む外周領域46osにおいても、電極パターンが見え難く、良好な視認性が確保される。
図13は、本実施形態におけるタッチパネルを示す図であり、反射防止層(Anti Reflection Layer:AR層)を設けた構成例である。図13(a)は反射防止層が透明基板と前記透明導電膜との間に配置された場合であり、図13(b)は反射防止層が透明導電膜上に配置された場合を示している。すなわち、図13は、本発明に係るタッチパネルを備える表示装置(図2)において、反射防止層ARLを追加した2種類の構成例を表すものである。さらに、反射防止層が、透明基板と透明導電膜との間と透明導電膜の上に、透明導電膜を挟むように配置される構成、すなわち、図13(a)と図13(b)の構成を重ね合わせた配置も可能である。
したがって、反射防止層を付加した構成を採用することにより、さらに優れた視認性を有するタッチパネルを提供することが可能となる。
第一乃至第九実施形態においては、図1に示した基本構造(透明基板/透明導電膜、透明導電膜は、その膜面内に局在する低抵抗部と高抵抗部から構成されており、前記低抵抗部どうしの間には前記高抵抗部が配置される)を、タッチパネルに適用する事例について詳細に説明した。
Claims (11)
- 透明基板と、前記透明基板の表示領域内に設けられた透明導電膜からなる複数の電極部とを含むタッチパネルにおいて、
前記透明導電膜は、平坦な膜表面を有し、かつ、その膜面内に局在する低抵抗部と高抵抗部から構成されており、
前記電極部は、該透明導電膜のうち前記低抵抗部からなり、該電極部どうしの間には前記高抵抗部が配されていることを特徴とするタッチパネル。 - 前記表示領域内において、前記透明導電膜の構成を有する、第一透明導電膜、第二透明導電膜、及び第三透明導電膜を、前記透明基板側から順に重ねて備え、
前記表示領域を平面視する方向から見て、前記第一透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と、前記第三透明導電膜の低抵抗部からなる他方の電極部とが交差部を有しており、
前記二透明導電膜は、少なくとも前記交差部と重なる領域が、高抵抗部から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。 - 前記表示領域内とともに、前記表示領域を囲む外周領域においても、前記透明導電膜の構成を有する、第一透明導電膜、第二透明導電膜、及び第三透明導電膜を、前記透明基板側から順に重ねて備え、
前記外周領域を断面視する方向から見て、前記第三透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が各々、前記外周領域のうち、異なる一辺を構成する範囲に配置されており、かつ、請求項2の前記表示領域内における構成と電気的に接続されていることを特徴とする請求項2に記載のタッチパネル。 - 前記表示領域内において、前記透明導電膜の構成を有する、第四透明導電膜、第五透明導電膜、及び第六透明導電膜を、前記透明基板側から順に重ねて備え、
前記表示領域を平面視する方向から見て、前記第四透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が交差部を有しており、
前記交差部には、前記他方の電極部を跨いで、前記一方の電極部が1つおきに電気的に接続されるように、前記第五透明導電膜の高抵抗部を挟んで、前記第五透明導電膜の低抵抗部と前記第六透明導電膜の低抵抗部からなる導通部を有することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。 - 前記表示領域内において、前記透明導電膜の構成を有する、第七透明導電膜、第八透明導電膜、第九透明導電膜、及び第十透明導電膜を、前記透明基板側から順に重ねて備え、
前記第十透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が、階層の異なる前記第七〜第九透明導電膜から選択される何れかの導電膜と、それぞれ電気的に接続されるように、配されていることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネル。 - 前記表示領域を断面視する方向から見て、前記第十透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が、階層の異なる前記第七透明導電膜の低抵抗部と前記第八透明導電膜の低抵抗部に、それぞれ電気的に接続されており、
前記表示領域を平面視する方向から見て、前記第七透明導電膜の低抵抗部が延設される方向と、前記第八透明導電膜の低抵抗部が延設される方向とが、並行をなすように構成されていることを特徴とする請求項5に記載のタッチパネル。 - 前記表示領域を断面視する方向から見て、前記第十透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が、階層の異なる前記第七透明導電膜の低抵抗部と前記第九透明導電膜の低抵抗部に、それぞれ電気的に接続されており、
前記表示領域を平面視する方向から見て、前記第七透明導電膜の低抵抗部が延設される方向と、前記第九透明導電膜の低抵抗部が延設される方向とが、直交をなすように構成されていることを特徴とする請求項5に記載のタッチパネル。 - 前記表示領域内とともに、前記表示領域を囲む外周領域においても、前記透明導電膜の構成を有する、第七透明導電膜、第八透明導電膜、第九透明導電膜、及び第十透明導電膜を、前記透明基板側から順に重ねて備え、
前記外周領域を断面視する方向から見て、前記第十透明導電膜の低抵抗部からなる一方の電極部と他方の電極部が各々、前記外周領域のうち、異なる一辺を構成する範囲に配置されており、かつ、請求項6又は7の前記表示領域内における構成と電気的に接続されていることを特徴とする請求項6又は7に記載のタッチパネル。 - 前記透明基板と前記透明導電膜との間、及び、前記透明導電膜上、あるいは何れか一方に、反射防止層が配されてなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のタッチパネル。
- 透明基板と、前記透明基板に配された透明導電膜とを含む透明導電性基板において、
前記透明導電膜は、平坦な膜表面を有し、かつ、その膜面内に局在する低抵抗部と高抵抗部から構成されており、前記低抵抗部どうしの間には前記高抵抗部が配されていることを特徴とする透明導電性基板。 - 前記透明基板と前記透明導電膜との間、及び、前記透明導電膜上、あるいは何れか一方に、反射防止層が配されてなることを特徴とする請求項10に記載の透明導電性基板。
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