JP2019174860A - タッチパネル及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1の技術では、光透過性支持体上に、第一の方向に伸びる光透過性のセンサー部と、第一の方向に対し垂直な方向である第二の方向においてセンサー部と交互に並ぶ光透過性のダミー部を有する。そして、センサー部が第二の方向に周期Lでもって配置され、センサー部とダミー部が網目状の金属細線パターンから構成され、センサー部内の金属細線パターンの少なくとも一部は第二の方向に2L/N(但し、Nは任意の自然数)の周期を有している。さらに、ダミー部の金属細線パターンは、第二の方向に2L/Nよりも大きい周期を有している。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、モアレ及び砂目の発生を抑制することが可能なタッチパネルと、タッチパネルを備える表示装置を提供することを目的とする。
このため、複数本の導体線を含む第一導電層及び第二導電層を備えるタッチパネルと、タッチパネルを積層した表示装置に対し、モアレ及び砂目の発生を抑制することが可能となる。
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1から図8を参照して、タッチパネル1の構成について説明する。
(タッチパネル1の概略構成)
図1から図3中に表すタッチパネル1は、例えば、カーナビゲーションシステム等に備えられる。
また、タッチパネル1は、複数の座標に対応した複数の検出領域を有するパネルであり、例えば、静電容量方式のタッチパネルを形成する。
なお、図1中には、タッチパネル1が有する検出領域のうち、縦方向に配列した三つの座標(容量検出単位:ノード)と横方向に配列した三つの座標とを合計した、九つの座標(三行×三列)に対応した九つの検出領域を表す。
また、図2中には、タッチパネル1が有する九つの検出領域のうち、図1中で左上に配置した一つの検出領域のみを表す。なお、一つの検出領域における一辺の長さは、例えば、4[mm]以上5[mm]以下の範囲内に設定する。
以降の説明では、複数の画素を配列した二つの方向を、X方向と、Y方向とに定義する。X方向は、図1中に示す三つ(三行)の座標を配列した縦方向と平行である。Y方向は、図1中に示す三つ(三列)の座標を配列した横方向と平行な方向である。
なお、第一実施形態では、タッチパネル1の形状を、一例として、Y方向(縦方向)の長さよりもX方向(横方向)の長さが大きい形状(横長形状)とした場合について説明する。
図3は、基材30の一方の面30a(図3中では、上側の面)に第一導体線14を配置し、基材30の他方の面30b(図3中では、下側の面)に第二導体線24を配置した構成に係る図示である。
基材30の一方の面30aに配置されている第一導体線14は、予め設定したパターンを有する第一導電層10を形成している。
なお、説明のために、図1及び図2中では、第一導体線14を実線で表し、図3中では、第一導体線14を黒塗りの円で表す。また、図3中には、第一導体線14のうち、III−III線断面と重なる部分のみを表す。
なお、第一導電層10の詳細な構成については、後述する。
基材30の他方の面30bに配置されている第二導体線24は、予め設定したパターンを有する第二導電層20を形成している。
なお、説明のために、図1中では、第二導体線24を実線で表し、図2中では、第二導体線24を破線で表し、図3中では、第二導体線24を白抜きの円で表す。また、図3中には、第二導体線24のうち、III−III線断面と重なる部分のみを表す。
なお、第二導電層20の詳細な構成については、後述する。
基材30は、ガラスや樹脂フィルム等の透明な材料を用いて形成されている。
上述した構成により、タッチパネル1では、ドライブ層を形成する第二導電層20に電圧が掛かることで発生する電気力線が、指先等の導体が接触していない場合には、センシング層を形成する第一導電層10との間に存在する。
このように、静電容量が変化する事で、タッチパネル1の操作面における指先等の導体の接触位置が検出される。
以下、タッチパネル1の詳細な構成として、第一導電層10と第二導電層20とを積層した状態の平面視で、二つの導体線で形成された頂点について説明する。なお、上述した平面視とは、第一導電層10と第二導電層20とを積層した方向に沿った視点である。
ここで、「二つの導体線」とは、第一導体線14と第二導体線24、二つの第一導体線14、二つの第二導体線24のうち、いずれかの組み合わせである。
仮想四辺形VSは、第一導体線14及び第二導体線24によって構成される、同じ形状の仮想的な四辺形である。なお、図4中には、仮想四辺形VSが菱形であるパターンを例示しているが、仮想四辺形VSの形状は、正方形や平行四辺形等、菱形以外の四辺形であってもよい。
また、仮想四辺形VSは、第一方向D1と、第一方向D1と交差する第二方向D2とに沿って配列されている。
第一実施形態では、一例として、二つの導体線で形成された頂点を、平面視で、仮想四辺形VSの頂点に対応する部分から、ピッチWPの長さに対して、2%以上25%未満の変位量(DQ<WP/4)で変位させた位置に配置した場合について説明する。
また、図中及び以降の説明では、実頂点CPを仮想頂点VPから変位させた変位量を、「変位量DQ」と記載する場合がある。さらに、以降の説明では、実頂点CPを仮想頂点VPから変位させた変位量を、「実頂点の変位量」と記載する場合がある。
なお、実頂点CPを仮想頂点VPから変位させる方向は、不規則(ランダム)である。
また、図6中に表すように、検出領域に存在する全ての実頂点CPのうち、予め設定した数の実頂点CPが、仮想頂点VPから変位した位置に配置されている。なお、図6中では、説明のために、一つの仮想頂点VPと、この仮想頂点VPから変位した一つの実頂点CPのみに、符号を付している。なお、図6中では、図5中と同様、説明のために、仮想四辺形VSを形成する辺を、破線で示している。同様に、図6中では、説明のために、導体線を実線で示している。
すなわち、全ての検出領域において、二つの導体線で形成された頂点(実頂点CP)を仮想四辺形の頂点に対応する部分(仮想頂点VP)から変位させた位置は、同じである。
なお、図4中に表すように、基準パターンでは、仮想四辺形VSを形成する四本の線が、平面視で全て同じ長さである。
すなわち、実頂点CPを仮想頂点VPから変位させる前の状態では、仮想四辺形VSを形成する四本の線が、平面視で全て同じ長さである。
同様に、基準パターンでは、各第二導体線24は、第一導体線14と同様、第一方向D1、または、第二方向D2のいずれかに沿って配列されている。第一方向D1に沿って配列されている複数の第二導体線24は、平行に配列されている。第二方向D2に沿って配列されている複数の第二導体線24は、平行に配列されている。
図1から図6を参照しつつ、図7及び図8を用いて、第一導電層10と、第二導電層20の詳細な構成を説明する。
第一導体線14と第二導体線24は、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)等を用いて形成された金属線である。
第一実施形態では、一例として、第一導体線14及び第二導体線24を、銅を用いて形成した場合について説明する。
第一実施形態では、一例として、第一導体線14の線幅を、1[μm]以上7[μm]以下の範囲内に設定した場合について説明する。これは、第二導体線24の線幅についても、同様とする。
各第一導体線14の連結点と、各第二導体線24の連結点では、それぞれ、平面視で、二本の第一導体線14が、十字状に交差した形状、直線状、「三叉」形状、「L字」形状のうちいずれかの形状で連結されている。
なお、「三叉形状」とは、連結された二本の第一導体線14のなす二箇所の角度と、連結された二本の第二導体線24のなす二箇所の角度が、鋭角及び鈍角となる形状である。また、「L字形状」とは、連結された二本の第一導体線14のなす一箇所の角度と、連結された二本の第二導体線24のなす一箇所の角度が、直角、鋭角または鈍角となる形状である。
第一実施形態では、一例として、第一導電層10及び第二導電層20のそれぞれにおいて、導体線の交差部分が最小限で形成されている場合について説明する。
第一導体線14が有する直線部分の長さと、第二導体線24が有する直線部分の長さは、ピッチWPの1倍以上10倍以下に設定されている。
なお、図7中では、第一導体線14が有する直線部分のうち、ピッチWPの3倍に長さが設定された一つの直線部分を、符号STaで表す。同様に、図8中では、第二導体線24が有する直線部分のうち、ピッチWPの3倍に長さが設定された一つの直線部分を、符号STbで表す。
また、二本の第一導体線14が連結された連結点には、平面視で、連結された二本の第一導体線14がなす角度が鋭角である第一鋭角部16aと、連結された二本の第一導体線14がなす角度が鈍角である第一鈍角部16bが形成されている。なお、図7中では、複数形成されている第一鋭角部のうち、一つの第一鋭角部のみを、符号16aで表している。同様に、図7中では、複数形成されている第一鈍角部のうち、一つの第一鈍角部のみを、符号16bで表している。
さらに、第一導体線14は、第一導体線14によって規則的な網目(メッシュパターン)が形成されないように、平面視で不規則(ランダム)に配列されている。同様に、第二導体線24は、第二導体線24によって規則的な網目が形成されないように、平面視で不規則に配列されている。
これにより、第一導体線14のピッチWPと、第一導体線14が延在する方向(第一方向D1、または、第二方向D2)は、一つの開口部を囲む四辺形が、第一導体線14のみによって形成されないように設定されている。同様に、第二導体線24のピッチWPと、第二導体線24が延在する方向(第一方向D1、または、第二方向D2)は、一つの開口部を囲む四辺形が、第二導体線24のみによって形成されないように設定されている。
複数本の第一導体線14は、複数本の主電極線と、複数本の副電極線と、複数本のダミー線と、を含んでいる。同様に、複数本の第二導体線24は、複数本の主電極線と、複数本の副電極線と、複数本のダミー線と、を含んでいる。
第一導体線14が含む複数本の第一主電極線14Mは、複数の第一主電極線群18を形成している。また、第二導体線24が含む複数本の第二主電極線24Mは、複数の第二主電極線群28を形成している。
第一実施形態では、一例として、図7中に表すように、一つの検出領域において、第一導体線14が含む複数本の第一主電極線14Mが、三つの第一主電極線群18を形成している場合について説明する。同様に、第一実施形態では、一例として、図8中に表すように、一つの検出領域において、第二導体線24が含む複数本の第二主電極線24Mが、三つの第二主電極線群28を形成している場合について説明する。
各第一副電極線14Sは、複数の異なる第一主電極線群18同士を連結している。また、各第二副電極線24Sは、複数の異なる第二主電極線群28同士を連結している。
第一ダミー線14Dは、第一主電極線14M及び第一副電極線14Sに接続されておらず、電極とは電気的に絶縁されている。同様に、第二ダミー線24Dは、第二主電極線24M及び第二副電極線24Sに接続されておらず、電極とは電気的に絶縁されている。
図1から図8を参照しつつ、図9及び図10を用いて、第一実施形態の作用を説明する。
第一実施形態のタッチパネル1を備えた表示装置(携帯電話やノートPC等の携帯通信端末)の使用時には、表示部(画面)に表示されているアイコン等の位置(座標)を目標として、使用者が指先等でタッチパネル1に接触する。
そして、指先等が接触したタッチパネル1では、一つの第一導体線14と、複数本の第二導体線24との、それぞれの間における静電容量の変化が発生することにより、タッチパネル1の操作面における指先等の接触位置(座標)がノード単位で検出される。
ここで、上述したように、第一実施形態のタッチパネル1は、実頂点CPを仮想頂点VPから変位させた変位量DQを、ピッチWPの2%以上25%未満としている。
これに加え、第一実施形態のタッチパネル1は、第一導電層10及び第二導電層20のそれぞれにおいて、導体線が交差する部分が、基準パターンにおける仮想四辺形VSの全ての頂点に対応する部分の、10%未満である。
このため、第一導電層10及び第二導電層20のそれぞれで、導体線が交差する部分が、仮想四辺形VSの全ての頂点に対応する部分の、10%以上である場合と比較して、大きな太りが発生する箇所を減少させることが可能となる。
なお、大きな太りが発生する箇所を減少させることが可能な理由は、以下の理由である。
図9中に示すように、二本の導体線EL1,EL2が、交差した状態で接続されている(十字状に交差して接続されている)構成では、二本の導体線EL1,EL2が角度をなす箇所(四箇所)に、太り部分EFが形成される。
視認性の低下を抑制するためには、図9(a)中に表す状態から、二本の導体線EL1,EL2を移動させる必要がある。しかしながら、二本の導体線EL1,EL2が、交差した状態で接続されている構成では、二本の導体線EL1,EL2の移動量が少ない場合、図9(b)中に表すように、太り部分EFの一部が、開口部2と重なることとなる。
そして、視認性の低下を抑制するために、図10(a)中に表す状態から、二本の導体線EL1,EL2を移動させると、二本の導体線EL1,EL2の移動量が少ない場合であっても、図10(b)中に表すように、太り部分EFが、開口部2と重ならない。
また、二本の導体線EL1,EL2が、交差せずに接続されている(L字状に接続されている)構成では、二本の導体線EL1,EL2が角度をなす箇所(一箇所)のみに、太り部分EFが形成される。このため、二本の導体線EL1,EL2が三叉形状に接続されている構成よりも、太り部分EFが、開口部2と重ならない。
なお、上述した第一実施形態は、本発明の一例であり、本発明は、上述した第一実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
第一実施形態のタッチパネル1であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
(1)第一導電層10及び第二導電層20のそれぞれにおいて、導体線が交差する部分が、基準パターンにおける仮想四辺形VSの全ての頂点に対応する部分(仮想頂点VP)の10%未満である。これに加え、平面視で、二つの導体線で形成された頂点(実頂点CP)が、仮想四辺形VSの頂点に対応する部分(仮想頂点VP)から仮想四辺形VSの一辺の長さであるピッチWPの長さに対して2%以上25%未満の変位量で変位させた位置に配置されている。
このため、二つの導体線で形成された頂点である実頂点CPの、仮想四辺形の頂点に対応する部分である仮想頂点VPからの変位量DQを、適切な値とすることが可能となる。これに加え、第一導電層10及び第二導電層20のそれぞれで、導体線が交差する部分が、仮想四辺形VSの全ての頂点に対応する部分の、10%以上である場合と比較して、大きな太りが発生する箇所を減少させることが可能となる。
その結果、第一導電層10及び第二導電層20を備えるタッチパネル1に対し、モアレ及び砂目の発生を抑制することが可能となる。
(3)平面視で、第一主電極線14Mが有する直線部分と、第二主電極線24Mが有する直線部分とが交差する。
その結果、第一導電層10と第二導電層20との間の静電容量を増加させることが可能となり、ノイズへの耐性を強化することが可能となる。
その結果、第一導電層10と第二導電層20との間の静電容量を増加させることが可能となり、ノイズへの耐性を強化することが可能となる。
(5)平面視で、第一副電極線14Sが有する直線部分と、第二副電極線24Sが有する直線部分とが交差する。
その結果、第一導電層10と第二導電層20との間の静電容量を増加させることが可能となり、ノイズへの耐性を強化することが可能となる。
(1)第一実施形態では、平面視で、実頂点CPが、仮想頂点VPからピッチWPの長さに対して2%以上25%未満の変位量で変位させた位置に配置した構成としたが、これに限定するものではない。すなわち、平面視で、実頂点CPが、ピッチWPの長さに対して1%以上50%未満の変位量で変位させた位置に配置されている構成としてもよい。
この場合であっても、第一導電層10及び第二導電層20を備えるタッチパネル1に対し、砂目を発生させることなくモアレの発生を抑制することが可能になる。
すなわち、少なくとも二つの検出領域において、実頂点CPを仮想頂点VPから変位させた位置が互いに異なる構成としてもよい。
この場合であっても、第一導電層10及び第二導電層20を備えるタッチパネル1に対し、砂目を発生させることなくモアレの発生を抑制することが可能になる。
すなわち、実頂点CPの一部を、基準パターンにおける仮想四辺形VSの頂点から変位させずに固定しておくことも可能である。したがって、例えば、仮想頂点VPから変位した位置に配置する実頂点CPの数を、検出領域に存在する全ての実頂点CPのうち、50%の数に設定してもよい。
この場合、例えば、実頂点CPのうち、電極の境界(ノードの境界や、ダミー電極の境界等)を規定する頂点を、仮想四辺形VSの頂点から変位させずに固定することで、電極の境界が崩れることを防止して、位置精度の低下を好適に抑制することが可能となる。また、アセンブリ側から受けた設計上の要請に対し、的確に対応することが可能になる。
すなわち、第一導電層10が、タッチパネル1のドライブ層を形成し、第二導電層20が、タッチパネル1のセンシング層を形成する構成としてもよい。
すなわち、二枚の基材を積層した構成とし、一方の基材の露出している面に第一導体線14を有し、他方の基材の片側の面に第二導電層20を有する構成としてもよい。
(実施例1)
実施例1のタッチパネルは、第一導電層及び第二導電層のそれぞれにおいて、導体線が交差する部分が、仮想四辺形の全ての頂点に対応する部分の10%未満であるタッチパネルである。
(比較例1)
比較例1のタッチパネルは、第一導電層及び第二導電層のそれぞれにおいて、導体線が交差する部分が、仮想四辺形の全ての頂点に対応する部分の10%以上であるタッチパネルである。
実施例1のタッチパネルと、比較例1のタッチパネルに対し、それぞれ、平面視で、仮想頂点VPからの実頂点CPの変位量を、ピッチWPの長さ(100%)に対して、1%以上50%未満の範囲内で変化させた。そして、実施例1のタッチパネルと、比較例1のタッチパネルに対し、それぞれ、モアレを抑制する効果と、砂目を抑制する効果を比較した。比較結果は、表1中に表す。
表1中に表されるように、実施例1のタッチパネルでは、実頂点の変位量をピッチの2%以上とすると、モアレが抑制されることが確認された。これに加え、実頂点の変位量をピッチの25%以上とすると、砂目が発生することが確認された。
一方、比較例1のタッチパネルでは、実頂点の変位量をピッチの30%以上とすると、モアレが抑制されることが確認された。これに加え、実頂点の変位量をピッチの15%以上とすると、砂目が発生することが確認された。
また、比較例1のタッチパネルでは、実頂点の変位量をピッチの15%以上とすると、砂目が発生することが確認された。さらに、比較例1のタッチパネルでは、実頂点の変位量をピッチの30%以上とすると、モアレを抑制する効果が得られることが確認された。
これに対し、実施例1のタッチパネルでは、導体線が交差する部分の割合が比較例1のタッチパネルよりも少なく、交点太りが小さくなるため、実頂点の変位量を少なくしても、モアレを抑制する効果を得ることが可能となる。このため、実頂点の変位量を制限しても、モアレを抑制する効果を得ることが可能となるとともに、砂目の発生を抑制することが可能となる。
Claims (5)
- 複数本の導体線を含む第一導電層と、複数本の導体線を含む第二導電層と、を備え、
前記第一導電層と前記第二導電層とを積層した状態の平面視で、前記第一導電層が含む導体線及び前記第二導電層が含む導体線によって構成される同じ形状の仮想的な四辺形である仮想四辺形が連続して配置されるパターンを基準パターンと定義し、
前記第一導電層及び前記第二導電層のそれぞれにおいて、前記導体線が交差する部分は、前記基準パターンにおける前記仮想四辺形の全ての頂点に対応する部分の10%未満であり、
前記平面視で、二つの前記導体線で形成された頂点が、前記基準パターンにおける前記仮想四辺形の頂点に対応する部分から仮想四辺形の一辺の長さであるピッチの長さに対して1%以上50%未満の変位量で変位させた位置に配置されていることを特徴とするタッチパネル。 - 前記変位量は、前記ピッチの2%以上25%未満であることを特徴とする請求項1に記載したタッチパネル。
- 複数の座標に対応した複数の検出領域を有し、
全ての前記検出領域において、二つの前記導体線で形成された頂点を前記仮想四辺形の頂点に対応する部分から変位させた位置が同じであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載したタッチパネル。 - 複数の座標に対応した複数の検出領域を有し、
少なくとも二つの前記検出領域において、二つの前記導体線で形成された頂点を前記仮想四辺形の頂点に対応する部分から変位させた位置が互いに異なることを特徴とする請求項1または請求項2に記載したタッチパネル。 - 請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載したタッチパネルを積層したことを特徴とする表示装置。
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