WO2023188080A1 - タッチセンサ、表示装置 - Google Patents

タッチセンサ、表示装置 Download PDF

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伸一 宮崎
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シャープディスプレイテクノロジー株式会社
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Definitions

  • the present invention relates to a touch sensor and a display device.
  • Patent Document 1 discloses a structure of a touch sensor using a metal mesh.
  • display unevenness caused by the touch sensor may be visually recognized.
  • a touch sensor includes a first conductor having a mesh wiring, and a second conductor adjacent to the first conductor and having a mesh wiring, the first conductor and the second conductor having a mesh wiring. At least a portion of the boundary portion extends in the first direction, and the mesh wiring of the first conductor includes a plurality of disconnection points formed such that disconnection edges intersect the first direction in a plan view.
  • display unevenness caused by a touch sensor is reduced when applied to a display panel.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a touch sensor according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a plan view showing an enlarged configuration of a region surrounded by white lines in FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the disconnection location in FIG. 2
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a touch sensor.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the operating principle of a touch sensor.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a touch sensor.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a touch sensor.
  • FIG. 2 is a plan view showing the configuration of a touch sensor.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a display device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a touch sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing the configuration of the area surrounded by white lines in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the disconnection location in FIG. 2.
  • the touch sensor 10 includes a first conductor F1 having a mesh wiring (for example, metal mesh) W1, and a second conductor adjacent to the first conductor F1 having a mesh wiring W2. At least a part of the boundary BS between the first conductor F1 and the second conductor F2 extends in the first direction D1, and the mesh wiring W1 of the first conductor F1 has a disconnection edge ED in a plan view.
  • a mesh wiring for example, metal mesh
  • the second direction D2 is a direction orthogonal to the first direction D1.
  • Planar viewing is, for example, based on a line of sight parallel to the thickness direction of the touch sensor 10, and includes perspective viewing.
  • the second conductor F2 is electrically insulated from the first conductor F1, and the mesh wiring W2 of the second conductor F2 has a plurality of wires formed such that the disconnection edge ED intersects the first direction D1 in a plan view. Including the disconnection point K.
  • the disconnection edge ED may be formed to be substantially perpendicular to the first direction D1, and the mesh wirings W1 and W2 have light reflective properties.
  • the disconnection edge ED includes a plurality of disconnection points K formed to intersect with the first direction D1 in a plan view, so no disconnection point K is provided.
  • the reflectance of light incident on the first and second conductors F1 and F2 in the second direction D2 can be suppressed. Thereby, the directivity of light reflectance is reduced, and the display quality (for example, display unevenness) of the display panel including the touch sensor 10 can be improved.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the touch sensor.
  • the touch sensor 10 has a plurality of first sensing lines SX extending in a third direction D3 (for example, horizontal direction) that forms an angle of +45 degrees or -45 degrees with the first direction D1, and a fourth direction D4 that is orthogonal to the third direction D3. (for example, in the vertical direction), the first conductor F1 is included in one of the plurality of first sensing lines SX, and the second conductor F2 is included in one of the plurality of first sensing lines SX. may be included in one of the second sensing lines SY.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the operating principle of the touch sensor.
  • a sensing target UB such as a finger
  • the capacitance of a specific first sensing line SX and a specific second sensing line SY changes, and the sensing current read from them changes.
  • the position of the sensing target UB is specified.
  • each mesh of the mesh wiring W1 and W2 may be a rectangle (for example, a square) having sides parallel to the first direction D1 and sides parallel to the second direction D2.
  • two disconnection points K1 and K2 arranged in a second direction D2 orthogonal to the first direction D1 may be provided in an annular portion surrounding the mesh AM.
  • the outer shape of each of the first conductor F1 and the second conductor F2 may be V-shaped.
  • the plurality of lattice cut portions LS are arranged in a staggered shape when viewed in the second direction D2. It may be located in The width of the boundary portion BS (size in the second direction D2) may be twice or less the mesh diameter of the first conductor F1.
  • a configuration may be adopted in which no disconnection location is formed in the portion extending in the second direction D2.
  • FIG. 6 and 7 are cross-sectional views showing the configuration of the touch sensor.
  • FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the touch sensor.
  • the fifth direction D5 is the thickness direction of the mesh wiring.
  • the base coat film 7, the interlayer insulating film 8, and the mesh wiring W1 and W2 may be formed in this order.
  • An overcoat film (not shown) may be formed to cover the mesh wirings W1 and W2.
  • Each of the mesh wirings W1 and W1 may be composed of a laminate of metal films. This laminate may include a titanium film and an aluminum film.
  • each of the mesh wiring W1 of the first conductor F1 and the mesh wiring W2 of the second conductor F2 has a plurality of boundary edges EK facing the boundary portion BS.
  • N/M may be set to 0.75 to 1.25. can.
  • the reflectance of light incident on the first and second conductors F1 and F2 in the first direction D1 and the reflectance of light incident on the first and second conductors F1 and F2 in the second direction D2 can be adjusted.
  • the reflectance of light can be made even, and uneven reflection can be effectively suppressed.
  • the difference between the reflectance of light in the D1 direction and the reflectance of light in the D2 direction can be, for example, less than 10% (preferably less than 5%).
  • a plurality of island-shaped conductors SD may be arranged within the boundary portion BS.
  • the island-shaped conductor SD may have an inverted tapered shape in which the length of the upper surface is smaller than the length of the lower surface.
  • the disconnection point K may have the shape of a wiring notch, and the notch length KL may be equal to or greater than the wiring width HW.
  • the notch length KL may be greater than the wiring thickness.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the display device according to this embodiment.
  • the display device 20 includes a substrate 1, a pixel circuit layer 2, a light emitting element layer 3, a sealing layer 4, and a touch sensor 10 in this order.
  • the substrate 1, the pixel circuit layer 2, the light emitting element layer 3, and the sealing layer 4 may constitute the OLED panel 9.
  • the touch sensor 10 may be monolithically formed on the OLED panel 9 (so-called on-cell structure).
  • the substrate 1 may be flexible.
  • FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the display device according to this embodiment.
  • the light emitting regions 3E of each light emitting element for example, an organic light emitting diode or a quantum dot light emitting diode
  • the touch sensor 10 of this embodiment has high sensitivity, the vertical scanning period for driving the OLED panel 9 and the sensing period of the touch sensor 10 can be overlapped (temporally).

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Abstract

タッチセンサ（１０）は、網状配線を有する第１導電体（Ｆ１）と、第１導電体と隣り合い、網状配線を有する第２導電体（Ｆ２）とを備え、第１導電体および第２導電体の境界部（ＢＳ）の少なくとも一部が第１方向（Ｄ１方向）に伸び、第１導電体の網状配線は、は、断線エッジ（ＥＤ）が平面視で第１方向Ｄ１と交差するように形成された複数の断線箇所Ｋを含む。

Description

タッチセンサ、表示装置
　本発明は、タッチセンサ、表示装置に関する。
　特許文献１には、メタルメッシュを用いたタッチセンサの構造が開示されている。
日本国公開特許公報「特許２０１８－１５２１２２」
　表示パネルに適用した場合にタッチセンサに起因する表示ムラが視認される場合がある。
　本開示かかるタッチセンサは、網状配線を有する第１導電体と、前記第１導電体と隣り合い、網状配線を有する第２導電体とを備え、前記第１導電体および前記第２導電体の境界部の少なくとも一部が第１方向に伸び、前記第１導電体の網状配線は、断線エッジが平面視で第１方向と交差するように形成された複数の断線箇所を含む。
　本開示の一態様によれば、表示パネルに適用した場合にタッチセンサに起因する表示ムラが低減する。
実施形態１にかかるタッチセンサの構成を示す平面図である。 図１の白線囲み領域の構成を拡大して示す平面図である。 図２の断線箇所の構成を示す平面図である。 タッチセンサの構成を示す模式図である。 タッチセンサの動作原理を示す模式的断面図である。 タッチセンサの構成を示す断面図である。 タッチセンサの構成を示す断面図である。 タッチセンサの構成を示す平面図である。 本実施形態に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。 本実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。
　図１は、実施形態１にかかるタッチセンサの構成を示す平面図である。図２は、図１の白線囲み領域の構成を拡大して示す平面図である。図３は、図２の断線箇所の構成を示す平面図である。図１～図３に示すように、タッチセンサ１０は、網状配線（例えば、メタルメッシュ）Ｗ１を有する第１導電体Ｆ１と、第１導電体Ｆ１と隣り合い、網状配線Ｗ２を有する第２導電体Ｆ２とを備え、第１導電体Ｆ１および第２導電体Ｆ２の境界部ＢＳの少なくとも一部が第１方向Ｄ１に伸び、第１導電体Ｆ１の網状配線Ｗ１は、断線エッジＥＤが平面視で第１方向Ｄ１と交差するように形成された複数の断線箇所Ｋを含む。第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と直交する方向である。平面視は、例えば、タッチセンサ１０の厚み方向と平行な視線によるもので、透視的な視認を含むものとする。
　第２導電体Ｆ２は第１導電体Ｆ１から電気的に絶縁され、第２導電体Ｆ２の網状配線Ｗ２は、断線エッジＥＤが平面視で第１方向Ｄ１と交差するように形成された複数の断線箇所Ｋを含む。断線エッジＥＤは、第１方向Ｄ１と実質的に直交するように形成されていてもよく、網状配線Ｗ１・Ｗ２は光反射性を有している。
　境界部ＢＳが第１方向Ｄ１に伸び、網状配線に断線箇所Ｋが設けられていない構成では、光反射率に指向性が生じる。すなわち、第１および第２導電体Ｆ１・Ｆ２に対して第１方向Ｄ１に入射する光は、第１および第２導電体Ｆ１・Ｆ２に対して第２方向Ｄ２に入射する光よりも、反射率が小さくなる。
　一方、図１～図３に示すタッチセンサ１０では、断線エッジＥＤが平面視で第１方向Ｄ１と交差するように形成された複数の断線箇所Ｋを含むため、断線箇所Ｋが設けられていない構成と比較して、第１および第２導電体Ｆ１・Ｆ２に対して第２方向Ｄ２に入射する光の反射率を抑えることができる。これにより、光反射率の指向性が低減され、タッチセンサ１０を含む表示パネルの表示品位（例えば、表示ムラ）を改善することができる。
　図４は、タッチセンサの構成を示す模式図である。タッチセンサ１０は、第１方向Ｄ１と＋４５度または－４５度をなす第３方向Ｄ３（例えば、水平方向）に伸びる複数の第１センシング線ＳＸと、第３方向Ｄ３と直交する第４方向Ｄ４（例えば、垂直方向）に伸びる複数の第２センシング線ＳＹとを備えており、第１導電体Ｆ１は、複数の第１センシング線ＳＸの１つに含まれ、第２導電体Ｆ２は、複数の第２センシング線ＳＹの１つに含まれていてもよい。
　図５は、タッチセンサの動作原理を示す模式的断面図である。指等のセンシング対象ＵＢが近寄ったり触れたりした場合、特定の第１センシング線ＳＸと、特定の第２センシング線ＳＹの静電容量が変化し、それらから読み出されるセンシング電流が変化する。これにより、指等のセンシング対象ＵＢの位置が特定される。
　図１および図２に示すように、第１導電体Ｆ１の網状配線Ｗ１においては、網状配線Ｗ１全体において電流パスの形成が可能であるように複数の断線箇所Ｋが設けられている。同様に、第２導電体Ｆ２の網状配線Ｗ２においては、網状配線Ｗ２全体において電流パスの形成が可能であるように複数の断線箇所Ｋが設けられている。網状配線Ｗ１・Ｗ２それぞれの網目は、第１方向Ｄ１に平行な辺と第２方向Ｄ２に平行な辺とを有する矩形（例えば、正方形）であってもよい。第１導電体Ｆ１においては、網目ＡＭを取り囲む環状部に、第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に並ぶ２つの断線箇所Ｋ１・Ｋ２が設けられてもよい。第１導電体Ｆ１および第２導電体Ｆ２それぞれの外形が、Ｖ字形状であってもよい。
　図２に示すように、網目ＡＭを取り囲む環状部に形成される２つの断線箇所Ｋ１・Ｋ２を格子切断部ＬＳとして、第２方向Ｄ２に視たときに、複数の格子切断部ＬＳが千鳥状に位置してもよい。境界部ＢＳの幅（第２方向Ｄ２のサイズ）が、第１導電体Ｆ１の網目径の２倍以下であってもよい。第１導電体Ｆ１の網状配線Ｗ１および第２導電体Ｆ２の網状配線Ｗ２それぞれにおいては、第２方向Ｄ２に伸びる部分に断線箇所が形成されない構成でもよい。
　図６および図７は、タッチセンサの構成を示す断面図である。図８は、タッチセンサの構成を示す平面図である。第５方向Ｄ５は、網状配線の厚み方向である。タッチセンサ１０では、ベースコート膜７、層間絶縁膜８および網状配線Ｗ１・Ｗ２がこの順に形成されていてもよい。網状配線Ｗ１・Ｗ２を覆うオーバーコート膜（図示せず）を形成してもよい。網状配線Ｗ１・Ｗ１それぞれが金属膜の積層体で構成されていてもよい。この積層体がチタン膜およびアルミ膜を含んでいてもよい。
　図２および図６に示すように、第１導電体Ｆ１の網状配線Ｗ１および第２導電体Ｆ２の網状配線Ｗ２それぞれが、境界部ＢＳと対向する複数の境界エッジＥＫを有する。第１導電体Ｆ１においては、境界部ＢＳと対向する境界エッジＥＫの総数をＭ個、断線箇所Ｋの個数をＮ個とするとき、Ｎ／Ｍ＝０．７５～１．２５とすることができる。こうすれば、第１および第２導電体Ｆ１・Ｆ２に対して第１方向Ｄ１に入射する光の反射率と、第１および第２導電体Ｆ１・Ｆ２に対して第２方向Ｄ２に入射する光の反射率とを揃えることができ、反射ムラを効果的に抑制することができる。境界部ＢＳと各断線箇所Ｋとの距離を２００μｍ以内（好ましくは、１００μｍ以下）とすることで、反射ムラをさらに抑制することができる。Ｄ１方向の光の反射率およびＤ２方向の光の反射率の差は、例えば１０％未満（好ましくは５％未満）とすることができる。
　図２および図６に示すように、境界部ＢＳ内に複数の島状導電体ＳＤが配されていてもよい。島状導電体ＳＤは、上面長さが下面長さよりも小さい逆テーパ形状であってもよい。図２並びに図７および図８に示すように、断線箇所Ｋは、配線切り欠きの形状を有していてもよく、切り欠き長ＫＬが配線幅ＨＷ以上であってよい。切り欠き長ＫＬが配線厚み以上であってもよい。
　図９は、本実施形態に係る表示装置の構成を示す模式的断面図である。図９に示すように、表示装置２０は、基板１、画素回路層２、発光素子層３、封止層４およびタッチセンサ１０をこの順に備える。基板１、画素回路層２、発光素子層３および封止層４がＯＬＥＤパネル９を構成していてもよい。表示装置２０では、タッチセンサ１０が、ＯＬＥＤパネル９にモノリシックに形成されていてもよい（いわゆるオンセル構造）。基板１が可撓性であってもよい。
　図１０は、本実施形態に係る表示装置の構成を示す平面図である。表示装置２０では、平面視において、網状配線Ｗ１・Ｗ２の網目ＡＭの中に、発光素子層３に含まれる各発光素子（例えば、有機発光ダイオードあるいは量子ドット発光ダイオード）の発光領域３Ｅが位置していてもよい。本実施形態のタッチセンサ１０は、高感度であるため、ＯＬＥＤパネル９の駆動にかかる垂直走査期間と、タッチセンサ１０のセンシング期間とを（時間的に）重ねることができる。
　（附記）
　上述の各実施形態は、例示および説明を目的とするものであり、限定を目的とするものではない。これら例示および説明に基づけば、多くの変形形態が可能になることが、当業者には明らかである。
　１０　タッチセンサ
　２０　表示装置
　Ｆ１　第１導電体
　Ｆ２　第２導電体
　Ｗ１・Ｗ２　網状配線
　Ｋ　断線箇所
　ＥＤ　断線エッジ
　ＥＫ　境界エッジ
　ＢＳ　境界部
　ＡＭ　（網状配線の）網目

Claims (25)

  1. 　網状配線を有する第１導電体と、前記第１導電体と隣り合い、網状配線を有する第２導電体とを備え、
    　前記第１導電体および前記第２導電体の境界部の少なくとも一部が第１方向に伸び、
    　前記第１導電体の網状配線は、断線エッジが平面視で前記第１方向と交差するように形成された複数の断線箇所を含む、タッチセンサ。
  2. 　前記第２導電体は前記第１導電体から電気的に絶縁され、
    　前記第２導電体の網状配線は、断線エッジが平面視で前記第１方向と交差するように形成された複数の断線箇所を含む、請求項１に記載のタッチセンサ。
  3. 　前記網状配線が光反射性を有する、請求項１に記載のタッチセンサ。
  4. 　前記第１導電体および前記第２導電体それぞれが、前記境界部と対向する複数の境界エッジを有する、請求項１に記載のタッチセンサ。
  5. 　前記複数の断線箇所は、配線切り欠きの形状を有する、請求項１に記載のタッチセンサ。
  6. 　前記形状においては、切り欠き長が配線幅以上である、請求項５に記載のタッチセンサ。
  7. 　前記形状においては、切り欠き長が配線厚み以上である、請求項５に記載のタッチセンサ。
  8. 　前記複数の断線箇所は、前記第１導電体の網状配線全体において電流パスの形成が可能であるように設けられている、請求項１に記載のタッチセンサ。
  9. 　前記第１導電体の網状配線によって形成される網目が、第１方向に平行な辺と第２方向に平行な辺とを含む矩形である、請求項１に記載のタッチセンサ。
  10. 　前記第１導電体においては、前記網目を取り囲む環状部に、前記第１方向と直交する第２方向に並ぶ２つの断線箇所が設けられている、請求項９に記載のタッチセンサ。
  11. 　第１導電体においては、前記境界エッジの総数をＭ個、断線箇所の個数をＮ個とするとき、Ｎ／Ｍ＝０．７５～１．２５である、請求項４に記載のタッチセンサ。
  12. 　前記境界部に複数の島状導電体が位置する、請求項１に記載のタッチセンサ。
  13. 　前記境界部と各断線箇所との距離が２００μｍ以内である、請求項１に記載のタッチセンサ。
  14. 　前記第１導電体および前記第２導電体それぞれの外形がＶ字形状である、請求項１に記載のタッチセンサ。
  15. 　前記第１導電体は、前記第１方向と＋４５度または－４５度をなす第３方向に伸びる複数の第１センシング線の１つに含まれ、
    　前記第２導電体は、前記第３方向と直交する第４方向に伸びる複数の第２センシング線の１つに含まれる、請求項１に記載のタッチセンサ。
  16. 　前記２つの断線箇所を格子切断部として、第２方向に視たときに、格子切断部が千鳥配置されている、請求項１０に記載のタッチセンサ。
  17. 　前記第１導電体の網状配線は、前記第１方向と直交する第２方向に伸びる部分に断線箇所がない、請求項１に記載のタッチセンサ。
  18. 　前記前記第１導電体および前記第２導電体それぞれが金属膜の積層体で構成されている、請求項１に記載のタッチセンサ。
  19. 　前記境界部の幅は、前記第１導電体の網目径の２倍以下である、請求項１に記載のタッチセンサ。
  20. 　前記第１方向の光の反射率と、前記第１方向と直交する第２方向の光の反射率との差が、１０％未満である、請求項１に記載のタッチセンサ。
  21. 　平面視においては前記断線エッジが前記第１方向と直交する、請求項１に記載のタッチセンサ。
  22. 　請求項１～２１のいずれか１項に記載のタッチセンサを含み、
    　平面視において前記網状配線の網目の中に発光領域が位置する発光素子を備える、表示装置。
  23. 　前記発光素子を含むＯＬＥＤパネルを備え、
    　前記タッチセンサは前記ＯＬＥＤパネルにモノリシック形成されている、請求項２２に記載の表示装置。
  24. 　前記ＯＬＥＤパネルの垂直走査期間と前記タッチセンサのセンシング期間とが重なる、請求項２３に記載の表示装置。
  25. 　前記ＯＬＥＤパネルが可撓性の基板を含む、請求項２３に記載の表示装置。
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