(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する基体と、
前記基体上に設けられており、かつ入力位置を検出するための複数の検出電極と、
前記基体上に設けられており、かつ前記複数の検出電極に電圧を印加するための複数の配線導体と、を備え、
隣り合う前記配線導体のうち一の配線導体は、前記基体の上面に設けられた樹脂層の上面に設けられており、
隣り合う前記配線導体のうち他の配線導体は、前記樹脂層の上面に設けられた絶縁層の上面に設けられており、
少なくとも隣り合う前記配線導体は、高さ位置が異なることを特徴とする静電容量方式のタッチパネル。
【請求項２】
隣り合う前記配線導体のうち一の配線導体の一部は、前記絶縁層に埋設されている、請求項１に記載の静電容量方式のタッチパネル。
【請求項３】
前記基体を平面視した場合において、前記配線導体が屈曲している部分における当該配線導体は、曲線状に形成されている、請求項１または２に記載の静電容量方式のタッチパネル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電容量方式のタッチパネルと、
前記静電容量方式のタッチパネルと対向配置される表示パネルと、を備えた表示装置。
【請求項５】
前記表示パネルは、液晶表示パネルである、請求項４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、表示パネル上に配置され、使用者が指やペン等で押圧することにより情報を入力することができる静電容量方式のタッチパネル、およびこれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力装置としては、例えば、指と検出電極との間での静電容量の変化を捉えて入力位置を検出する静電容量方式のタッチパネルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような入力装置は、透光性を有する基体を備えており、入力領域と、入力領域の外側に位置する外側領域とを有している。また、この入力装置は、入力領域における基体上に設けられており、かつ入力位置を検出するための複数の検出電極と、外側領域における基体上に設けられており、かつ複数の検出電極に電圧を印加するための複数の配線導体とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９７２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、表示パネルの小型化が進むにつれ、当該表示パネル上に配置されるべき入力装置も小型化の要請が益々強くなってきている。そのため、上記従来の入力装置では、小型化の要請に応えるために、外側領域における基体上に設けられた配線導体間の間隔を狭くしていた。しかしながら、このようにすると、配線導体間に生じる静電容量（浮遊容量）が増加する。配線導体間に生じる静電容量が増加すると、入力位置を検出するための検出感度が低下する。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出感度の低下を抑制しつつ、小型化を実現することができる静電容量方式のタッチパネル、およびこれを備えた表示装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明における静電容量方式のタッチパネルは、透光性を有する基体と、前記基体上に設けられており、かつ入力位置を検出するための複数の検出電極と、前記基体上に設けられており、かつ前記複数の検出電極に電圧を印加するための複数の配線導体と、を備え、隣り合う前記配線導体のうち一の配線導体は、前記基体の上面に設けられた樹脂層の上面に設けられており、隣り合う前記配線導体のうち他の配線導体は、前記樹脂層の上面に設けられた絶縁層の上面に設けられており、少なくとも隣り合う前記配線導体は、高さ位置が異なる。
【０００８】
上記目的を達成するために本発明における表示装置は、本発明に係る静電容量方式のタッチパネルと、前記静電容量方式のタッチパネルと対向配置される表示パネルと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の静電容量方式のタッチパネル、およびこれを備えた表示装置は、検出感度の低下を抑制しつつ、小型化を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は、図１中に示した切断線Ｉ−Ｉに沿って切断した断面図である。
【図３】図３は、図１中に示した切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。
【図４】図４は、図１中に示した切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る表示装置の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、変更例１に係る入力装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】図７は、変更例２に係る入力装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】図８は、変更例３に係る入力装置の概略構成を示す断面図である。
【図９】図９は、変更例４に係る入力装置の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る入力装置、およびこれを備えた表示装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る入力装置Ｘの概略構成を示す平面図である。図２は、図１中に示した切断線Ｉ−Ｉに沿って切断した断面図である。図３は、図１中に示した切断線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。図４は、図１中に示した切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した断面図である。
【００１４】
図１〜図４に示すように、本実施形態に係る入力装置Ｘは、静電容量方式のタッチパネルであって、透光性を有する基体２を備えている。
【００１５】
また、図１に示すように、本実施形態に係る入力装置Ｘは、使用者が指等で押圧することにより情報を入力するための入力領域ＥＩと、入力領域ＥＩの外側に位置する外側領域ＥＯとを有している。また、外側領域ＥＯには、図外のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等と電気的に接続される領域である外部導通領域Ｇを含んでいる。
【００１６】
基体２は、入力領域ＥＩにおいて後述する第１検出電極３ａ、第１接続電極３ｂ、第２検出電極４ａ、第２接続電極４ｂ、およびシールド電極５を支持する役割を担うとともに、外側領域ＥＯにおいて後述する配線導体７を支持する役割を担う部材である。また、基体２は、その主面に対して交差する方向（矢印ＥＦ方向）に光を適切に透過することが可能な構成とされるとともに、絶縁性を有する構成とされている。基体２の構成材料としては、例えば、透明ガラスあるいは透明プラスチック等の透光性を有するものが挙げられるが、中でも視認性、信頼性（例えば、長寿命化）の観点において透明ガラスが好ましい。なお、本明細書において透光性とは、可視光に対する透過性を有することを意味する。また、本実施形態に係る基体２の平面視形状は実質的に矩形状とされているが、これには限られない。
【００１７】
また、入力領域ＥＩにおける基体２上には、第１検出電極３ａと、第１接続電極３ｂと、第２検出電極４ａと、第２接続電極４ｂと、シールド電極５とが設けられている（図１〜図３参照）。
【００１８】
第１検出電極３ａは、入力装置Ｘに接近した指等の第１方向（矢印ＣＤ方向）における位置検出を行う役割を有するものであり、指等との間に静電容量を発生する機能を有している。すなわち、本実施形態に係る第１検出電極３ａは、基体２の上面に設けられた絶縁層６の上面に設けられており、矢印ＡＢ方向に沿って複数配列されている。なお、絶縁層６は、第１検出電極３ａとシールド電極５、第２検出電極４ａとシールド電極５、および第１接続電極３ｂと第２接続電極４ｂとを電気的に絶縁する役割を有しており、その構成材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の透明樹脂が挙げられる。ここで、本実施形態に係る第１検出電極３ａは、検出感度を向上する観点から、平面視形状が略ひし形とされているが、これには限られない。
【００１９】
第１接続電極３ｂは、隣り合う第１検出電極３ａ同士を接続する部材であり、基体２の上面に設けられた絶縁層６の上面に設けられている。
【００２０】
第２検出電極４ａは、入力装置Ｘに接近した指等の第２方向（矢印ＡＢ方向）における位置検出を行う役割を有するものであり、指等との間に静電容量を発生する機能を有している。すなわち、本実施形態に係る第２検出電極４ａは、基体２の上面に設けられた絶縁層６の上面に設けられており、矢印ＣＤ方向に沿って複数配列されている。ここで、本実施形態に係る第２検出電極４ａは、検出感度を向上する観点から、平面視形状が略ひし形とされているが、これには限られない。
【００２１】
第２接続電極４ｂは、隣り合う第２検出電極４ａ同士を接続する部材であり、基体２の上面に設けられている。
【００２２】
シールド電極５は、入力装置Ｘが後述する表示装置Ｙに備えられた場合に、当該表示装置Ｙの駆動信号等のノイズが第１検出電極３ａおよび第２検出電極４ａに影響を及ぼすのを抑制する機能を有している。このため、シールド電極５は、例えば、ＧＮＤ（０Ｖ）等の基準電位に設定されており、基体２の上面に設けられている。
【００２３】
上述の第１検出電極３ａ、第１接続電極３ｂ、第２検出電極４ａ、第２接続電極４ｂ、およびシールド電極５の構成材料としては、例えば、透光性を有する導電性部材が挙げられる。透光性を有する導電性部材としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＡＺＯ（Al-Doped Zinc Oxide）、酸化錫、酸化亜鉛、あるいは導電性高分子（例えば、ＰＥＤＯＴ、ＰＳＳ等）が挙げられる。
【００２４】
また、外側領域ＥＯにおける基体２上には、第１検出電極３ａおよび第２検出電極４ａに電圧を印加するための複数の配線導体７が設けられている（図１および図４参照）。
【００２５】
複数の配線導体７は、その一端部が第１検出電極３ａおよび第２検出電極４ａと電気的に接続され、その他端部が外部導通領域Ｇに位置している。本実施形態に係る配線導体７は、例えば、硬質で高い形状安定性を得るべく、金属薄膜で構成されている。この金属薄膜としては、例えば、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、クロム膜とアルミニウム膜との積層膜、あるいはクロム膜とアルミニウム合金膜との積層膜が挙げられる。なお、上述の金属薄膜を形成する法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、あるいは化学気相成長（ＣＶＤ）法が挙げられる。
【００２６】
本実施形態において配線導体７は、図４に示すように、第１配線導体７ａと、第１配線導体７ａと隣り合う配線導体であって、かつ第１配線導体７ａとは異なる高さ位置に設けられた第２配線導体７ｂとを有している。すなわち、少なくとも隣り合う配線導体７は、高さ位置が異なっている。具体的には、第１配線導体７ａは、基体２の上面に設けられており、第２配線導体７ｂは、基体２の上面に設けられた絶縁層６の上面に設けられている。このため、本実施形態に係る入力装置Ｘは、第１配線導体と第２配線導体とが同じ高さ位置に設けられている態様と比較して、平面視における第１配線導体７ａと第２配線導体７ｂとの間隔を維持しつつ、断面視における第１配線導体７ａと第２配線導体７ｂとの離間距離を広く採ることが可能となる。そのため、本実施形態に係る入力装置Ｘは、第１配線導体と第２配線導体とが同じ高さ位置に設けられている態様と比較して、配線導体７間に生じる静電容量（浮遊容量）が低くなる。この結果、本実施形態に係る入力装置Ｘは、検出感度の低下を抑制しつつ、小型化を実現することができる。
【００２７】
また、基体２上には、上述の第１検出電極３ａ、第１接続電極３ｂ、第２検出電極４ａ、第２接続電極４ｂ、シールド電極５、および配線導体７を覆うようにして接合部材８が設けられている。
【００２８】
接合部材８は、後述の保護用基板９を貼り合わせるための部材であり、その構成材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の透明樹脂が挙げられる。また、接合部材８は、第１検出電極３ａ、第２検出電極４ａ、および配線導体７に傷等の形状不良が生じることを抑制する役割も有している。さらに、本実施形態においては、絶縁層６、および絶縁層６の上面に設けられた配線導体７によって、接合部材８との接触面積が増大するため、接合部材８と、絶縁層６および配線導体７との接合性を向上することができる。
【００２９】
保護用基板９は、接合部材８の上面に設けられており、例えば、アクリル板、ガラス板（強化ガラス板も含む）、樹脂フィルム、樹脂コーティング材、あるいは偏光板等のような透光性を有する基板から構成される。
【００３０】
次に、本実施形態に係る入力装置Ｘの検出原理について説明する。
【００３１】
すなわち、本実施形態に係る入力装置Ｘは、まず、配線導体７を介して、第２検出電極４ａの１ライン目（図１において矢印Ａ側に位置する第２検出電極）に電圧を印加する。これにより、第２検出電極４ａの１ライン目と全ての第１検出電極３ａとの間に電荷が付与される。そして、入力装置Ｘに備えられるドライバ（図示省略）において、全ての第１検出電極３ａにおける静電容量の変化をそれぞれ検出する。そして、これと同様に、第２検出電極４ａの２ライン目、３ライン目・・・と電圧を印加して、全ての第１検出電極３ａにおける静電容量の変化をそれぞれ検出する。
【００３２】
そして、入力領域ＥＩにおける保護用基板９のいずれかの箇所に導電体である指が接触または近接すると、指が接触または近接した第１検出電極３ａと第２検出電極４ａとで、静電容量が変化する。ここで、本実施形態に係る入力装置Ｘでは、上述のように、静電容量の変化をドライバで常に検出している。このため、当該ドライバは、所定値以上の静電容量の変化を検出すると、当該静電容量の変化が検出された位置を入力位置として検出する。このようにして、本実施形態に係る入力装置Ｘは、入力位置を検出することができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る入力装置Ｘは、例えば、表示装置に用いることができる。図５は、本実施形態に係る表示装置Ｙの一例を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態に係る表示装置Ｙは、本実施形態に係る入力装置Ｘと、入力装置Ｘと対向配置される液晶表示装置Ｚとを備えている。
【００３４】
本実施形態に係る液晶表示装置Ｚは、液晶表示パネル５０、バックライト５１、および筐体５２を備えている。
【００３５】
バックライト５１は、光源５１ａおよび導光板５１ｂを含んでいる。光源５１ａは、導光板５１ｂに向けて光を出射する役割を担う部材であり、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）から構成される。なお、ＬＥＤの代わりに、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、ハロゲンランプ、キセノンランプ、ＥＬ（Electro-Luminescence）であってもよい。導光板５１ｂは、液晶表示パネル５０の下面全体にわたって、光源５１ａからの光を略均一に導くための役割を担う部材である。
【００３６】
筐体５２は、液晶表示パネル５０およびバックライト５１を収容する役割を担うものであり、上側筐体５２ａおよび下側筐体５２ｂを含んで構成される。筐体５２の構成材料としては、例えば、ポリカーボネート等の樹脂、あるいはステンレス（ＳＵＳ）やアルミニウム等の金属が挙げられる。
【００３７】
ここで、入力装置Ｘと液晶表示装置Ｚとは、両面テープＴを介して接着される。すなわち、入力装置Ｘにおける基体２の主面（裏面）が液晶表示パネル５０の主面に対向配置されるように、入力装置Ｘと液晶表示装置Ｚとが、両面テープＴを介して接着される。なお、入力装置Ｘと液晶表示装置Ｚとの固定方法に使用される固定用部材は両面テープＴには限られず、例えば、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等の接着部材、あるいは入力装置Ｘと液晶表示装置Ｚとを物理的に固定する固定構造体であってもよい。
【００３８】
このように、本実施形態に係る入力装置Ｘは、液晶表示装置Ｚの液晶表示パネル５０を透視しながら、入力装置Ｘの入力領域ＥＩを押圧することによって、各種の情報を入力することができる。なお、各種の情報を入力する際に、情報を入力した使用者に対して、振動（クリック感）を与えるような機能を入力装置Ｘに付与してもよい。この場合、入力装置Ｘにおける基体２に１または複数の圧電素子を備え、押圧操作による所定の荷重を検知した場合に、当該圧電素子を所定の周波数で振動させることで実現することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る表示装置Ｙは、例えば、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯用の端末装置、電子手帳、パーソナルコンピュータ、複写機、あるいはゲーム用の端末装置等の種々の電子機器に備えられる。
【００４０】
以上のように、本実施形態に係る入力装置Ｘおよび表示装置Ｙによれば、検出感度の低下を抑制しつつ、小型化を実現することができる。
【００４１】
なお、上述した実施形態は、本発明の実施形態の一具体例を示すものであり、種々の変更が可能である。以下、いくつかの主な変更例を示す。
【００４２】
[変更例１]
図６は、変更例１に係る入力装置Ｘ１の概略構成を示す断面図である。なお、図６は、図４と同じ箇所を表す断面図である。なお、図６において、図４と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
図６に示すように、変更例１に係る入力装置Ｘ１は、基体２の上面に樹脂層１１が設けられている。すなわち、第１配線導体７ａは、基体２の上面に設けられた樹脂層１１の上面に設けられており、第２配線導体７ｂは、樹脂層１１の上面に設けられた絶縁層６の上面に設けられている。なお、樹脂層１１の構成材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等の透明樹脂が挙げられる。
【００４４】
すなわち、樹脂層１１は、一般に、基体２を構成する透明ガラスあるいは透明プラスチックと比較して、誘電率が低い。例えば、ガラスの誘電率が概ね７．０以上であるのに対して、樹脂の誘電率は概ね３．５程度である。このため、変更例１に係る入力装置Ｘ１は、上述の実施形態に係る入力装置Ｘと比較して、配線導体７間に生じる静電容量が低くなる。つまり、静電容量の値は、誘電率に比例するからである。この結果、変更例１に係る入力装置Ｘ１は、検出感度の低下をより抑制しつつ、小型化を実現することができる。
【００４５】
[変更例２]
図７は、変更例２に係る入力装置Ｘ２の概略構成を示す断面図である。なお、図７は、図４と同じ箇所を表す断面図である。なお、図７において、図４と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
図７に示すように、変更例２に係る入力装置Ｘ２における基体２には溝部２ａが形成されている。すなわち、第１配線導体７ａは、基体２に形成された溝部２ａの上面に設けられており、第２配線導体７ｂは、基体２の上面に設けられた絶縁層６の上面に設けられている。
【００４７】
このため、変更例２に係る入力装置Ｘ２は、上述の実施形態に係る入力装置Ｘと比較して、断面視における第１配線導体７ａと第２配線導体７ｂとの離間距離を広く採ることができる。そのため、変更例２に係る入力装置Ｘ２は、上述の実施形態に係る入力装置Ｘと比較して、配線導体７間に生じる静電容量が低くなる。すなわち、静電容量の値は、第１配線導体７ａと第２配線導体７ｂとの離間距離に反比例するからである。この結果、変更例２に係る入力装置Ｘ２は、検出感度の低下をより抑制しつつ、小型化を実現することができる。
【００４８】
[変更例３]
図８は、変更例３に係る入力装置Ｘ３の概略構成を示す断面図である。なお、図８は、図４と同じ箇所を表す断面図である。なお、図８において、図４と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
図８に示すように、変更例３に係る入力装置Ｘ３は、第１配線導体７ａの一部が、第２配線導体７ｂが設けられた絶縁層６に埋設されている。これにより、変更例３に係る入力装置Ｘ３は、上述の実施形態に係る入力装置Ｘと比較して、小型化をより実現することができる。
【００５０】
[変更例４]
図９は、変更例４に係る入力装置Ｘ４の概略構成を示す平面図である。なお、図９において、図１と同様の機能を有する構成については、同じ参照符号を付記し、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
図９に示すように、変更例４に係る入力装置Ｘ４において、配線導体７が屈曲している部分Ｈにおける当該配線導体７は、曲線状に形成されている。なお、以下では、基体２を平面視した場合において、配線導体７が屈曲している部分を「屈曲部分」Ｈと称する。
【００５２】
すなわち、上述の実施形態に係る入力装置Ｘでは、屈曲部分Ｈにおいて、配線導体７が第１検出電極３ａに向かって略直角に屈曲している。このため、屈曲部分Ｈにおいて、配線導体７に電流が流れ難くなる場合があった。そのため、上述の実施形態に係る入力装置Ｘは、検出感度が低下する場合があった。しかしながら、変更例４に係る入力装置Ｘ４では、平面視において屈曲部分Ｈにおける配線導体７は曲線状に形成されているので、屈曲部分Ｈにおいて、配線導体７に電流が流れ難くなることを抑制できる。この結果、変更例４に係る入力装置Ｘ４は、上述の実施形態に係る入力装置Ｘと比較して、検出感度の低下をより抑制することができる。
【００５３】
なお、変更例１に係る入力装置Ｘ１と、変更例４に係る入力装置Ｘ４とを組み合わせた入力装置を採用してもよい。またこれと同様に、変更例２に係る入力装置Ｘ２と、変更例４に係る入力装置Ｘ４とを組み合わせた入力装置を採用してもよい。さらに、変更例３に係る入力装置Ｘ３と、変更例４に係る入力装置Ｘ４とを組み合わせた入力装置を採用してもよい。
【００５４】
[変更例５]
なお、上述の入力装置Ｘでは、矢印Ｅ方向側から指等を保護用基板９に接触または近接することにより、入力位置を検出する例について説明したが、これに限定されない。すなわち、矢印Ｆ方向側から指等を基板２に接触または近接することにより、入力位置を検出する入力装置を採用してもよい。
【００５７】
[変更例７]
また、上記では、入力装置Ｘが接着される表示パネルが液晶表示パネルである例について説明したが、これに限定されない。すなわち、入力装置Ｘが装着される表示パネルは、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、蛍光表示管、電界放出ディスプレイ、表面電界ディスプレイ等であってもよい。
【００５８】
さらに、上記では、入力装置Ｘを備えた表示装置Ｙの例について説明したが、当該入力装置Ｘに代えて、変更例１に係る入力装置Ｘ１、変更例２に係る入力装置Ｘ２、あるいは変更例３に係る入力装置Ｘ３を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明は、検出感度の低下を抑制しつつ、小型化を実現することができる静電容量方式のタッチパネル、またはこれを備えた表示装置として有用である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｘ，Ｘ１〜Ｘ４  入力装置
Ｙ  表示装置
２  基体
２ａ  溝部
３ａ  第１検出電極（検出電極）
４ａ  第２検出電極（検出電極）
６  絶縁層
７  配線導体
７ａ  第１配線導体
７ｂ  第２配線導体
１１  樹脂層
５０  液晶表示パネル（表示パネル）
【図１】
0005473456.tif 000002
【図２】
0005473456.tif 000003
【図３】
0005473456.tif 000004
【図４】
0005473456.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005473456.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005473456.tif 000009
【図９】
0005473456.tif 000010