JP3180899U - 静電容量方式タッチパネル及びそれが応用されるタッチコントロールディスプレイパネル - Google Patents

静電容量方式タッチパネル及びそれが応用されるタッチコントロールディスプレイパネル Download PDF

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Abstract

【課題】反射光を抑える静電容量方式タッチパネル及びそれが応用されるタッチコントロールディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】基板110、複数本のセンサー構造120、及び複数の遮光構造を備える。基板は対向し合う第1面110u及び第2面を有する。センサー構造は基板の第1面に形成され、且つ各センサー構造は複数のセンサー電極121t、122t及び複数本の接続線121b、122bを含み、隣り合う2つのセンサー電極は対応する接続線に接続される。遮光構造は基板の第1面に形成され、遮光構造の領域は接続線に対応させ、各遮光構造の第1敷設面積と対応する接続線の第2敷設面積との比率は少なくとも30%より高い。
【選択図】図2

Description

本考案は、静電容量方式タッチパネル及びそれが応用されるタッチコントロールディスプレイパネルに関し、より詳しくは、反射光を抑える静電容量方式タッチパネル及びそれが応用されるタッチコントロールディスプレイパネルに関する。
従来の静電容量方式タッチパネルは、各センサー構造が複数本の金属接続線及び複数のセンサー電極を備え、金属接続線は隣り合う2つのセンサー電極に接続され、1本のセンサー構造の複数本の金属接続線と複数のセンサー電極とは電気的に接続される。
しかしながら、前述した従来の技術では、金属接続線全体が基板に直接形成され、その材質は金属であり、この種の構造は金属接続線へ入射する光線が極端(極度に集光され)に反射されてしまい、ユーザーの視覚上極めて不快になるといった問題があった。
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。
本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本考案は、反射光を抑える静電容量方式タッチパネル及びそれが応用されるタッチコントロールディスプレイパネルを提供することを主目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係る静電容量方式タッチパネルは、対向し合う第1面及び第2面を有する基板と、前記基板の前記第1面に形成されると共に複数のセンサー電極及び複数本の接続線からなり、隣り合う2つの前記センサー電極は対応する前記接続線に接続される複数本のセンサー構造と、前記基板の前記第1面に形成される複数の遮光構造を備え、それらの遮光構造領域はこれら前記接続線に対応させ、それら各々の第1敷設面積と対応する前記接続線の第2敷設面積との比率は少なくとも30%より高いことを特徴とする。
この好ましい実施例では、本考案に係るタッチコントロールディスプレイパネルは、ケースと、前記ケース内に設けられるディスプレイパネルと、前記ケース内に設けられる静電容量方式タッチパネルを備え、前記静電容量方式タッチパネルは、対向し合う第1面及び第2面を有する基板と、前記基板の前記第1面に形成されると共に各々が複数のセンサー電極及び複数本の接続線で構成され、隣り合う2つの前記センサー電極は対応する前記接続線に接続される複数本のセンサー構造と、前記基板の前記第1面に形成される複数の遮光構造を更に含み、それらの遮光構造領域はこれら前記接続線に対応させ、それら各々の第1敷設面積と対応する前記接続線の第2敷設面積との比率は少なくとも30%より高いことを特徴とする。
本考案によれば、反射率を低下させ、ディスプレイの品質向上が得られる。
本考案に係る実施形態によるタッチコントロールディスプレイパネルの断面図である。 図1の静電容量方式タッチパネルの俯瞰図である。 図1の方向3ー3´に沿う断面図である。 図2の方向4ー4´に沿う断面図である。 図3の第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。 本考案に係る他の実施形態による静電容量方式タッチパネルの俯瞰図である。 図12の方向13ー13´に沿う断面図である。 図12の方向14ー14´に沿う断面図である。
以下に図面を参照して本考案を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
まず、本考案のタッチコントロールディスプレイパネルの一実施形態について説明する。本考案の一実施形態の構成を図1から図5に示す。図1は本考案に係る一実施形態によるタッチコントロールディスプレイパネル10の断面図である。タッチコントロールディスプレイパネル10は携帯式電子装置、ノートパソコン、タブレットパソコンなどであり、携帯式電子装置とは携帯電話、スマートフォン、PDA(PDA)、或いはGPS等である。
タッチコントロールディスプレイパネル10は静電容量方式タッチパネル100、ディスプレイパネル12、ケース14、及び保護膜16を備える。ディスプレイパネル12はケース14内に納置される。ディスプレイパネル12は静電容量方式タッチパネル100に対応させるよう配置され、これはどの種類のディスプレイパネルでもよく、例えば液晶ディスプレイパネル、電気泳動ディスプレイ、或いは有機発光ダイオード(Organic Light−Emitting Diode、OLED)ディスプレイ等でも良い。
保護膜16は静電容量方式タッチパネル100を被覆させて静電容量方式タッチパネル110を保護する。このほか、保護膜16の材質は酸化シリコン、弗化マグネシウム、酸化アルミニウム、或いは酸化イットリウム等である。
図2は図1の静電容量方式タッチパネルの俯瞰図である。静電容量方式タッチパネル100はケース14内に納置される。静電容量方式タッチパネル100は基板110、複数本のセンサー構造120、及び複数の遮光構造130(図3に図示する)を備える。このほか、タッチコントロールディスプレイパネル10はタッチコントロール機能が必要な各種電子装置に応用される。
静電容量方式タッチパネル100は複数本の信号伝送線150及び回路基板140を備える。信号伝送線150はセンサー構造120及び回路基板140に接続されてセンサー構造120からのタッチコントロール信号を回路基板140へ伝送させる。
基板110は透明基板であり、材質は高透光率の絶縁性材料であり、例えばガラス、ポリカーボネート(Polycarbonate、PC)、ポリエチレンテレフタラート(Polythylene terephthalate、PET)、ポリメタクリル酸メチル(Polymethylmethacrylate、PMMA)や環状オレフィンコポリマー(Cyclic Olefin Copolymer)等の材料である。
基板110は対向し合う第1面110u及び第2面110b(第2面110bは図3に図示する)を有する。
センサー構造120は基板110の第1面110uに形成される。各センサー構造120は複数のセンサー電極及び複数本の接続線を備え、隣り合う2つのセンサー電極は対応する接続線により接続される。
例えば、本実施形態では、これら前記センサー構造120は複数本の第1センサー構造121及び複数本の第2センサー構造122を備え、各第1センサー構造121は第1方向D1に沿い配列され、各第2センサー構造122は第2方向D2に沿い配列される。
図3は図1の方向3ー3´に沿う断面図である。各第1センサー構造121は複数本の第1接続線121b及び複数の第1センサー電極121t(図3は1本の第1接続線121b及び1つの第1センサー電極121tのみを図示する)を備え、隣り合う2つの第1センサー電極121tは対応する第1接続線121bにより接続される。
本実施形態では、第1センサー電極121tの材質は透明導電材料(Transparent Conductive Oxide;TCO)或いは透明有機導電材料であり、透明導電材料は酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide、ITO)や酸化インジウム亜鉛(indium zinc oxide、IZO)等であり、透明有機導電材料はポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等である。
第1接続線121bの材質は透明導電材料或いは金属であり、金属はチタン、モリブデン、アルミニウム及びそれらの組み合わせで構成されるグループである。本実施形態では、第1接続線121bはモリブデン/アルミニウム/モリブデン或いはチタン/アルミニウム/チタンで組成される。
図4は図2の方向4ー4´に沿う断面図である。各第2センサー構造122は複数本の第2接続線122b及び複数の第2センサー電極122tを備える。隣り合う2つの第2センサー電極122tは対応する第2接続線122bにより接続される。第2センサー電極122tの材質は第1センサー電極121tに相似するため再度の詳述は省く。第2接続線122bの材質及び構造は第1接続線121bに相似するため再度の詳述は省く。
図4によると、これら前記センサー構造120は絶縁層123を更に含み、絶縁層123は第1接続線121b及び第2接続線122bを電気的に分離させ、第1接続線121bと対応する第2接続線122bとが接触しショートするのを防ぐ。このほか、絶縁層123は透光絶縁層或いは遮光(不透光)絶縁層でもよい。
図4によれば、静電容量方式タッチパネル100は、基板110の第1面110uに形成されると共に基板110の辺縁に位置される辺縁遮光層160を更に備える。
本実施形態では、辺縁遮光層160は基板110の第1面110uに直接形成される。上述の信号伝送線150は辺縁遮光層160の外表面160uに延伸される。
他の実施形態では、上述の信号伝送線150は基板110の第1面110uに直接形成され、辺縁遮光層160は信号伝送線150を被覆させる。また他の実施形態では、辺縁遮光層160は基板110の第2面110bに形成され、この設計により、基板110は上述の信号伝送線150と辺縁遮光層160との間に位置される。
本実施形態では、遮光構造130は基板110の第1面110uに直接形成される。遮光構造130は第1方向D1(第1方向D1は図3に図示する)に沿い延伸(即ち遮光構造130の長軸方向は第1方向D1に沿い延伸される)される。このほか、第1接続線121bは対応する遮光構造130全体を被覆させ、本実施形態では、第1接続線121bは対応する遮光構造130全体を直接被覆(直接接触)させる。
遮光構造130の分布領域は第1接続線121bに対応し、各遮光構造130の第1敷設面積と対応する第1接続線121bの第2敷設面積との比率は少なくとも30%より高い。遮光構造130の遮光性質により、光線Lは第2面110bから遮光構造130へ入射して反射はしないか、反射してもごく僅かであり、このように反射光を減少させてディスプレイの品質を向上させる。(静電容量方式タッチパネル100がケース14に組み込まれた後、基板110の第2面110bはケース14の外へ向けられ、光線Lは基板110の第2面110bを経由し基板110、遮光構造130、及びセンサー構造120へ入射する)
本実施形態の、第1敷設面積(遮光構造)と第2敷設面積(接続線)との比率は約30%から80%の間である。遮光構造の色が接続線の色より暗い場合、第1敷設面積と第2敷設面積との比率は100%ではなく、遮光構造130の分布は外観上不鮮明になり、ディスプレイの品質に影響を与えない。
他の実施形態では、遮光構造130の色に適切な色を選択させて、第1敷設面積と第2敷設面積との比率を100%になるよう設計する。この設計では、第1接続線121bは遮光構造130の上表面130u(静電容量方式タッチパネル100がケース14に設けられる場合、その上表面130uはケース14の内部へ向けられる)を被覆させるのみで遮光構造130の側面をは被覆させない。
他の実施形態では、第1接続線121bは遮光構造130の上表面130u及び側面を被覆させ、遮光構造130の側面の被覆させる部分と遮光構造130の上表面130uの被覆させる部分との体積の比率は相当に小さく、例えば2%以内である。
遮光構造130及び辺縁遮光層160の材質は金属クロム(Cr)、光依存性抵抗材料、黒色樹脂(resin)、ニッケルタングステン(Ni/W)、或いはインク(ink)等である。本考案の遮光構造130の材質には制限を与えず、遮光構造130は光線の反射を低下させるものならば良い。
限定するわけではないが好ましくは、遮光構造130の材質は耐高温材料で、第1センサー構造121及び/或いは第2センサー構造122を形成させる高温での製造工程に於いて、耐高温の遮光構造130が高温のため溶解や軟化することがないようにする。
本実施形態では、遮光構造130の軟化温度はセンサー構造120の製造工程での温度より高く、例えば摂氏200度(第1センサー構造121及び第2センサー構造122を形成させるスパッタリング製造工程のスパッタリング温度は通常摂氏200度より高い高温である)より高い。他の実施形態で、第1センサー構造121及び/或いは第2センサー構造122を形成させる製造工程が変更された場合、遮光構造130に耐高温材料を使用させるとは限らない。
図5は図3の第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。遮光構造130は1本の長形遮光構造である。
次は、本考案のタッチコントロールディスプレイパネルの二実施形態について説明する。本発明の二実施形態の構成を図6から図11bに示す。図6乃至図11bは他の実施形態による第1接続線及び遮光構造の俯瞰図である。
第6及び図7によると、各遮光構造130は複数本の長形遮光構造131を備える。長形遮光構造131は第1方向D1(図6)或いは第2方向D2(図7)に平行または垂直になる。
図8によれば、長形遮光構造131は第1方向D1或いは第2方向D2に斜交になる。図9のように、遮光構造130はパターン化された遮光層であり、本実施形態では、遮光構造130は網状の構造になる。
図10によると、遮光構造130は複数の遮光部133を備え、これら前記遮光部133は分離されて配置される。遮光部133の側面断面形状は円形、矩形、三角形、多辺形、及び楕円形の内の少なくとも1つである。これら前記遮光部133の側面断面形状は完全に同じでも完全に同じでなくてもよい。
図11A及び図11bによれば、図11bは図11Aの方向11bー11b´に沿う断面図である。遮光構造130はパターン化遮光層であり、本実施形態では、遮光構造130は少なくとも1つの貫通孔132を有する。第1接続線121bは填入されるか貫通孔132を充満させる。
以上を総合すると、本考案の遮光構造130の幾何学的構造には制限を与えず、遮光構造130の舖設面積と対応する接続線の舖設面積との比率が30%以上であればよい。
以下に静電容量方式タッチパネル100の製造方法の1つを説明する。
まず、塗布技術等によって複数の遮光構造130及び辺縁遮光層160を基板110の第1面110uに形成させる。塗布技術は例えば印刷(printing)、スピニング加工(spinning)、或いはスプレー塗装(spraying)等である。
限定するわけではないが好ましくは、遮光構造130及び辺縁遮光層160の材質は耐高温材料である。他の実施形態では、辺縁遮光層160と遮光構造130とは異なる製造工程中にそれぞれ形成させ、例えば辺縁遮光層160は信号伝送線150の形成後に形成され、これにより辺縁遮光層160に信号伝送線150を被覆させる。他の実施形態では、辺縁遮光層160は基板110の第2面110bに形成され、基板110は辺縁遮光層160と信号伝送線150との間に位置される。
その後、同じ製造工程で、第1接続線121bを形成させて対応する遮光構造130全体を被覆させ、辺縁遮光層160に延伸される信号伝送線150を形成させる。他の実施形態では、信号伝送線150と第2接続線122bとは異なる製造工程でそれぞれ形成される。
本ステップでは、スパッタリング(sputtering)等の方法を用いて接続線材料全層を形成させ、その後フォトリソグラフィ、パターン化を接続線材料へ施し、図2の第1接続線121bを形成させる。
続いて、同じ製造工程で、第1センサー電極121t及び第2センサー電極122tを形成させ、隣り合う2つの第1センサー電極121tは対応する第1接続線121bにより接続させる。他の実施形態では、第1センサー電極121t及び第2センサー電極122tは異なる製造工程でそれぞれ形成される。
本ステップでは、スパッタリング等の方法によりセンサー電極材料全層を形成させ、その後フォトリソグラフィ、パターン化をセンサー電極材料に施し、図2の第1センサー電極121t及び第2センサー電極122tを形成させる。
そして塗布技術等により、絶縁層123を形成させて第1接続線121bを被覆させる。次に、第2接続線122bを絶縁層123に形成させ、隣り合う2つの第2センサー電極122tは対応する第2接続線122bに接続させる。第2接続線122bの形成方法は第1接続線121bに相似するため再度の詳述は省く。
次は、本考案の静電容量方式タッチパネルの三実施形態について説明する。本考案の三実施形態の構成を図12から図14に示す。図12は本考案に係る他の実施形態による静電容量方式タッチパネルの俯瞰図である。
静電容量方式タッチパネル200は基板110、複数本のセンサー構造120、複数の遮光構造130、回路基板140、及び辺縁遮光層160を備える。このほか、静電容量方式タッチパネル200はタッチコントロール機能を必要とする各種電子装置に応用される。
これら前記センサー構造120は複数本の第1センサー構造121及び複数本の第2センサー構造122を備え、各第1センサー構造121は第1方向D1へ沿い配列され、各第2センサー構造122は前記第2方向D2へ沿い延伸される。
図13は図12の方向13ー13´に沿う断面図である。遮光構造130は第1方向D1に沿い延伸される。各第1センサー構造121は複数本の第1接続線121b及び複数の第1センサー電極121tで構成され、隣り合う2つの第1センサー電極121tは対応する第1接続線121bに接続される。
また、第1接続線121bは対応する遮光構造130全体を被覆させ、本実施形態では、第1接続線121bは対応する遮光構造130の一部分(遮光構造130の対向する二端)を直接被覆し、対応する遮光構造130の他の部分(遮光構造130の対向する二端の間の部分)を間接的に被覆する。
他の実施形態では、絶縁層123が遮光構造130を完全に被覆させると、第1接続線121bは対応する遮光構造130(即ち第1接続線121bと遮光構造130との間に位置される絶縁層123)全体を間接的に被覆させる。
図14は図12の方向14ー14´に沿う断面図である。各第2センサー構造122は複数本の第2接続線122b及び複数の第2センサー電極122tを備え、隣り合う2つの第2センサー電極122tは対応する第2接続線122bに接続される。第2接続線122bは遮光構造130に直接形成される。
静電容量方式タッチパネル200の製造方法の1つは以下のステップを備える。
まず、塗布技術等で複数の遮光構造130及び辺縁遮光層160を基板110の第1面110uに形成させる。
続いて、第2接続線122bを対応する遮光構造130に形成させる。本実施形態で、第2接続線122bは対応する遮光構造130の一部分を被覆させる。第2接続線122bを形成させる同じ製造工程で、辺縁遮光層160に延伸される信号伝送線150を形成させる。他の実施形態では、信号伝送線150は第1接続線121bとは異なる製造工程でそれぞれ形成される。
本ステップでは、スパッタリング等の方法を用い接続線材料全層を形成させ、その後フォトリソグラフィ、パターン化を接続線材料に施し、図12の第2接続線122bを形成させる。
その後、同じ製造工程で第1センサー電極121t及び第2センサー電極122tを形成させ、隣り合う2つの第2センサー電極122tは対応する第2接続線122bにより接続させる。他の実施形態では、第1センサー電極121t及び第2センサー電極122tは異なる製造工程でそれぞれ形成される。
本ステップでは、スパッタリング等の方法を用いセンサー電極材料全層を形成させ、その後フォトリソグラフィ、パターン化をセンサー電極材料に施し、図12の第1センサー電極121t及び第2センサー電極122tを形成させる。
続いて、塗布技術等により、第2接続線122bを被覆させる絶縁層123を形成させる。
次に、第1接続線121bを絶縁層123に形成させ、隣り合う2つの第1センサー電極121tは対応する第1接続線121bにより接続させる。第1接続線121bの形成方法は第2接続線122bに相似するため再度の詳述はしない。
以上、本考案の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
10 タッチコントロールディスプレイパネル
12 ディスプレイパネル
14 ケース
16 保護膜
100 静電容量方式タッチパネル
110 基板
110u 第1面
110b 第2面
120 センサー構造
121 第1センサー構造
121t 第1センサー電極
121b 第1接続線
122 第2センサー構造
122t 第2センサー電極
122b 第2接続線
123 絶縁層
130 遮光構造
130u 上表面
131 長形遮光構造
132 貫通孔
133 遮光部
140 回路基板
150 信号伝送線
160 辺縁遮光層
160u 外表面
200 静電容量方式タッチパネル
D1 第1方向
D2 第2方向
L 光線

Claims (8)

  1. 対向し合う第1面及び第2面を有する基板と、
    前記基板の前記第1面に形成されると共に複数のセンサー電極及び複数本の接続線からなり、隣り合う2つの前記センサー電極は対応する前記接続線に接続される複数本のセンサー構造と、
    前記基板の前記第1面に形成される複数の遮光構造を備え、
    それらの遮光構造の領域はこれら前記接続線に対応させ、それら各々の第1敷設面積と対応する前記接続線の第2敷設面積との比率は少なくとも30%より高い事を特徴とする、
    静電容量方式タッチパネル。
  2. 各前記遮光構造は分離されて配置される複数の遮光部を備える事を特徴とする、請求項1に記載の静電容量方式タッチパネル。
  3. 各前記遮光構造は第1方向に沿い延伸され、これら前記センサー構造は、
    各々が前記第1方向に沿い配列される複数本の第1センサー構造と、各々が第2方向へ沿い配列される複数本の第2センサー構造を備え、前記複数本の第1センサー構造は、各々が直接形成されると共に対応する前記遮光構造全体を被覆させる複数本の第1接続線と、隣り合う2つの対応する前記第1接続線に接続される複数の第1センサー電極を更に含み、前記複数本の第2センサー構造は、複数本の第2接続線と、隣り合う2つの対応する前記第2接続線に接続される複数の第2センサー電極を更に含む事を特徴とする、請求項1に記載の静電容量方式タッチパネル。
  4. 前記基板の前記第1面に形成されると共に前記基板の辺縁に位置される辺縁遮光層を更に備える事を特徴とする、請求項1に記載の静電容量方式タッチパネル。
  5. ケースと、
    前記ケース内に設けられるディスプレイパネルと、
    前記ケース内に設けられる静電容量方式タッチパネルを備え、
    前記静電容量方式タッチパネルは、
    対向し合う第1面及び第2面を有する基板と、
    前記基板の前記第1面に形成されると共に各々が複数のセンサー電極及び複数本の接続線で構成され、
    隣り合う2つの前記センサー電極は対応する前記接続線に接続される複数本のセンサー構造と、
    前記基板の前記第1面に形成される複数の遮光構造を更に含み、
    それらの遮光構造の領域はこれら前記接続線に対応させ、
    それら各々の第1敷設面積と対応する前記接続線の第2敷設面積との比率は少なくとも30%より高い事を特徴とする、
    タッチコントロールディスプレイパネル。
  6. 各前記遮光構造は分離されて配置される複数の遮光部を備える事を特徴とする、請求項5に記載のタッチコントロールディスプレイパネル。
  7. 各前記遮光構造は第1方向に沿い延伸され、これら前記センサー構造は、各々が前記第1方向へ沿い配列される複数本の第1センサー構造と、各々が第2方向に沿い配列される複数本の第2センサー構造を備え、前記複数本の第1センサー構造は、各々が直接形成されると共に対応する前記遮光構造全体を被覆させる複数本の第1接続線と、隣り合う2つの対応する前記第1接続線に接続される複数の第1センサー電極を更に含み、前記複数本の第2センサー構造は、複数本の第2接続線と、隣り合う2つの対応する前記第2接続線に接続される複数の第2センサー電極を更に含む事を特徴とする、請求項5に記載のタッチコントロールディスプレイパネル。
  8. 前記基板の前記第1面に形成されると共に前記基板の辺縁に位置される辺縁遮光層を更に備える事を特徴とする、請求項5に記載のタッチコントロールディスプレイパネル。
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