特開 2022-155405 静電容量タッチパネルおよび表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022155405

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】静電容量タッチパネルおよび表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20221005BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 422

G06F3/041 490

G06F3/044 128

G06F3/044 122

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021058877

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(71)【出願人】

【識別番号】000117940

【氏名又は名称】ノリタケ伊勢電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100174090

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 光

(74)【代理人】

【識別番号】100205383

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 諭史

(74)【代理人】

【識別番号】100100251

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 操

(72)【発明者】

【氏名】岡井 正典

(72)【発明者】

【氏名】中尾 剛啓

(57)【要約】

【課題】ダイヤモンドパターンで形成されたセンサー部を有するタッチパネルにおいて、モアレの発生が抑制された静電容量タッチパネルを提供する。
【解決手段】静電容量タッチパネル１１は、タッチ面を有するガラス基板と、ダイヤモンド形状のＸ軸格子をＸ軸方向に複数並べたパターンが、複数列、平行に設けられたＸ軸センサー部と、Ｙ軸格子をＹ軸方向に複数並べたパターンが、複数列、平行に設けられたＹ軸センサー部と、絶縁層とが積層され、タッチ面から見た平面視において、Ｘ軸格子１７Ａ、１７ＢとＹ軸格子１８Ａ、１８Ｂとは重ならずマトリックス状に配置され、Ｘ軸格子１７Ａ、１７ＢおよびＹ軸格子１８Ａ、１８Ｂはそれぞれ微細格子からなる金属薄膜で形成されており、Ｘ軸格子１７Ａ、１７Ｂの微細格子およびＹ軸格子１８Ａ、１８Ｂの微細格子は、Ｘ軸方向に対してそれぞれ鋭角に傾斜している。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タッチ面を有するガラス基板と、ダイヤモンド形状のＸ軸格子をＸ軸方向に複数並べたパターンが、複数列、平行に設けられたＸ軸センサー部と、Ｙ軸格子を前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に複数並べたパターンが、複数列、平行に設けられたＹ軸センサー部と、前記Ｘ軸センサー部と前記Ｙ軸センサー部との間に設けた絶縁層とが積層された静電容量タッチパネルであって、
前記タッチ面から見た平面視において、前記Ｘ軸格子と前記Ｙ軸格子とは重ならずマトリックス状に配置され、
前記Ｘ軸格子および前記Ｙ軸格子はそれぞれ微細格子からなる金属薄膜で形成されており、前記Ｘ軸格子の前記微細格子および前記Ｙ軸格子の前記微細格子は、前記Ｘ軸方向に対してそれぞれ鋭角に傾斜していることを特徴とする静電容量タッチパネル。

【請求項2】

前記Ｘ軸格子の前記微細格子および前記Ｙ軸格子の前記微細格子の内角が６０°～１２０°の範囲であり、
前記Ｘ軸格子の前記微細格子および前記Ｙ軸格子の前記微細格子が１０°～３０°および６０°～８０°の範囲の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１記載の静電容量タッチパネル。

【請求項3】

前記Ｘ軸センサー部において、前記Ｘ軸方向で隣接するＸ軸格子同士は、互いに近接した箇所で前記微細格子の格子辺と平行な金属薄膜で接続され、
前記Ｙ軸センサー部において、前記Ｙ軸方向で隣接するＹ軸格子同士は、互いに近接した箇所で前記微細格子の格子辺と平行な金属薄膜で接続されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の静電容量タッチパネル。

【請求項4】

前記Ｘ軸格子には該Ｘ軸格子の外郭を構成する前記金属薄膜からなる枠線が形成されておらず、かつ、前記Ｙ軸格子には該Ｙ軸格子の外郭を構成する前記金属薄膜からなる枠線が形成されていないことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の静電容量タッチパネル。

【請求項5】

前記Ｘ軸格子の前記微細格子および前記Ｙ軸格子の前記微細格子の前記Ｘ軸方向に対する傾斜角度が互いに等しいことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の静電容量タッチパネル。

【請求項6】

所定の画素配列パターンで構成された表示領域を有する表示ユニットと、該表示ユニット上に設置される静電容量タッチパネルとを備える表示装置であって、
前記静電容量タッチパネルが請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の静電容量タッチパネルであることを特徴とする表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチ面（ＸＹ平面）の任意の位置にユーザーの指などが接近したことを静電容量の変化により検出する静電容量タッチパネル、および該静電容量タッチパネルを備える表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

家電機器、ＡＶ機器、ＰＣ／ＯＡ機器、産業機械、その他の電子デバイスにおいて、各機器への入力手段の１つとして投影型静電容量方式のタッチパネルが使用されている。投影型静電容量方式は、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ所定パターンで配列された複数のセンサー電極を有している。このタッチパネルは、電極パターンによって、静電容量の変化を読み取り、タッチポジションを検出するものである。

【0003】

従来のタッチパネルの具体的な構造として、一方のガラス基板にＸ軸方向の検知用のセンサー電極が形成され、他方のガラス基板にＹ軸方向の検知用のセンサー電極が形成され、Ｘ軸のセンサー電極およびＹ軸のセンサー電極が、２つのガラス基板間において、対向して挟み込まれた構造が知られている。Ｘ軸およびＹ軸のセンサー電極は金属薄膜で形成されている。また、センサー電極のパターンとしては、ダイヤモンド形の格子を縦（Ｙ）横（Ｘ）に並べた形状のパターン（以下、ダイヤモンドパターンとも言う。）が知られている（特許文献１参照）。具体的には、Ｘ軸方向に複数のＸ軸格子が並べられ、Ｙ軸方向に複数のＹ軸格子が並べられている。さらに、各格子はそれぞれ、より微細な格子（微細格子）で形成されている。

【0004】

このように、センサー電極のパターンを金属薄膜で形成する場合、抵抗値が低く感度に優れるという利点がある。しかし一方で、タッチパネルを液晶ディスプレイなどの表示ユニットに貼り合わせると、電極パターンと表示ユニットの画素パターンとが重畳して、タッチ面上にモアレ（干渉縞）が発生する場合がある。モアレの発生により、タッチ面が見えにくくなり、操作性の低下を招くおそれがある。

【0005】

従来、モアレの発生を抑制する手法として、例えばメッシュの形状をランダムにする技術が知られている（特許文献２参照）。特許文献２では、並進対称性を有さず、回転対称性を有するように電極パターンを形成することで、モアレの発生の抑制を図っている。しかし、ランダムな形状がタッチ感度や表示などに悪影響を及ぼす懸念もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１５／１３７４７７号

【特許文献2】特許第５４０６３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、ダイヤモンドパターンで形成されたセンサー部を有するタッチパネルにおいて、モアレの発生が抑制された静電容量タッチパネルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の静電容量タッチパネルは、タッチ面を有するガラス基板と、ダイヤモンド形状のＸ軸格子をＸ軸方向に複数並べたパターンが、複数列、平行に設けられたＸ軸センサー部と、Ｙ軸格子を上記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に複数並べたパターンが、複数列、平行に設けられたＹ軸センサー部と、上記Ｘ軸センサー部と上記Ｙ軸センサー部との間に設けた絶縁層とが積層された静電容量タッチパネルであって、上記タッチ面から見た平面視において、上記Ｘ軸格子と上記Ｙ軸格子とは重ならずマトリックス状に配置され、上記Ｘ軸格子および上記Ｙ軸格子はそれぞれ微細格子からなる金属薄膜で形成されており、上記Ｘ軸格子の上記微細格子および上記Ｙ軸格子の上記微細格子は、上記Ｘ軸方向に対してそれぞれ鋭角に傾斜していることを特徴とする。

【0009】

本発明において、Ｘ軸格子の微細格子がＸ軸方向に対して鋭角に傾斜しているとは、Ｘ軸格子の微細格子における対角線とＸ軸方向とのなす角度が、鋭角（０°を超えて９０°未満の角度）であることをいう。また、Ｙ軸格子の微細格子がＸ軸方向に対して鋭角に傾斜しているとは、Ｙ軸格子の微細格子における対角線とＸ軸方向とのなす角度が鋭角（０°を超えて９０°未満の角度）であることをいう。

【0010】

上記Ｘ軸格子の上記微細格子および上記Ｙ軸格子の上記微細格子の内角が６０°～１２０°の範囲であり、上記Ｘ軸格子の上記微細格子および上記Ｙ軸格子の上記微細格子が１０°～３０°および６０°～８０°の範囲の角度で傾斜していることを特徴とする。

【0011】

上記Ｘ軸センサー部において、上記Ｘ軸方向で隣接するＸ軸格子同士は、互いに近接した箇所で上記微細格子の格子辺と平行な金属薄膜で接続され、上記Ｙ軸センサー部において、上記Ｙ軸方向で隣接するＹ軸格子同士は、互いに近接した箇所で上記微細格子の格子辺と平行な金属薄膜で接続されることを特徴とする。

【0012】

上記Ｘ軸格子には該Ｘ軸格子の外郭を構成する上記金属薄膜からなる枠線が形成されておらず、かつ、上記Ｙ軸格子には該Ｙ軸格子の外郭を構成する上記金属薄膜からなる枠線が形成されていないことを特徴とする。

【0013】

上記Ｘ軸格子の上記微細格子および上記Ｙ軸格子の上記微細格子の上記Ｘ軸方向に対する傾斜角度が互いに等しいことを特徴とする。

【0014】

本発明の表示装置は、所定の画素配列パターンで構成された表示領域を有する表示ユニットと、該表示ユニット上に設置される静電容量タッチパネルとを備える表示装置であって、上記静電容量タッチパネルが本発明の静電容量タッチパネルであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の静電容量タッチパネルは、Ｘ軸方向に沿って配列したダイヤモンド形状のＸ軸格子と、Ｙ軸方向に沿って配列したダイヤモンド形状のＹ軸格子とがマトリックス状に配列されたタッチパネルであり、タッチ面から見た平面視において、Ｘ軸格子とＹ軸格子とは重ならずマトリックス状に配置され、Ｘ軸格子およびＹ軸格子はそれぞれ微細格子からなる金属薄膜で形成されており、Ｘ軸格子の微細格子およびＹ軸格子の微細格子は、Ｘ軸方向に対してそれぞれ傾斜しているので、微細格子の交点がＸ軸方向およびＹ軸方向に規則的に配列されにくくなり、モアレの発生を抑制できる。

【0016】

本発明の表示装置は、所定の画素配列パターンで構成された表示領域を有する表示ユニットと、該表示ユニット上に設置される静電容量タッチパネルとを備え、該静電容量タッチパネルとして本発明の静電容量タッチパネルを有するので、表示ユニットの画素配列パターンとタッチパネルのセンサー部の配線パターンとの干渉を抑制でき、モアレの発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の表示装置の一例を示す展開図である。

【図2】図１のタッチパネルの拡大断面を示す模式図である。

【図3】本発明のタッチパネルの一例を示す平面図である。

【図4】図３のＸ軸格子およびＹ軸格子の境界を示す拡大図である。

【図5】図４の部分拡大図である。

【図6】本発明のタッチパネルの他の例を示す平面図の拡大図である。

【図7】表示ユニットの画素配列パターンの一例を表す概略図である。

【図8】表示ユニットの画素配列パターンの他の例を表す概略図である。

【図9】実施例におけるモアレの発生の評価方法の説明図である。

【図10】従来のタッチパネルの平面図などである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の表示装置の一例を図１に基づいて説明する。図１に示すように、表示装置１は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示ユニット２１と、表示ユニット２１の表示画面側に配置される静電容量タッチパネル１１とを組み合わせて構成される。表示ユニット２１は、後述するように所定の画素配列パターンで構成された表示領域２２を有している。静電容量タッチパネル１１は、Ｘ方向およびＹ方向に広がる任意のタッチ位置を検出できるタッチスイッチパネルである。

【0019】

図１に示すように、静電容量タッチパネル１１は、Ｘ軸方向検知用のＸ軸センサー部１３（図２参照）を有する透光性の第１のガラス基板１２と、Ｙ軸方向検知用のＹ軸センサー部１５を有する透光性の第２のガラス基板１４とを備えてなり、第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４とが貼り合わされた積層構造を有する。第１のガラス基板１２の表面がタッチ面１２ａとなり、このタッチ面１２ａの反対面１２ｂにＸ軸センサー部１３が設けられている。また、第２のガラス基板１４の片面にＹ軸センサー部１５が設けられている。Ｘ軸センサー部１３およびＹ軸センサー部１５は、２つのガラス基板間において、絶縁層１６を介して対向して挟み込まれている。

【0020】

各センサー部のセンサー電極と配線で接続された外部接続端子にフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）が接続されている。ＦＰＣを介してタッチ検出を行なうコントロール部（図示省略）が接続される。また、耐環境特性を向上させるために、ＦＰＣに替えて金属製のリードフレームを設けてもよい。本発明の静電容量タッチパネルは、センサー電極と指との間で静電結合が起きて電極の静電容量が変化することを利用するものであり、コントロール部における具体的な検出手順などは公知の手順を採用できる。

【0021】

図２にパネルの拡大断面の模式図を示す。図２に示すように、Ｘ軸センサー部１３は、第１のガラス基板１２のタッチ面１２ａの反対面に形成された中間層１３ｂと、その上に形成された金属薄膜からなるセンサー電極１３ａとを有する。また、Ｙ軸センサー部１５は、第２のガラス基板１４の片面（第１のガラス基板側）に形成された金属薄膜からなるセンサー電極１５ａと、その上に形成された中間層１５ｂとを有する。タッチ面１２ａから見ると、いずれのセンサー部においても、中間層の下に金属薄膜が位置するように形成されている。これにより、可視光の反射率を低減させて視認性を確保している。

【0022】

センサー電極１３ａ、１５ａを構成する金属薄膜は、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金、ニオビウム、モリブデン、金、銀、銅などの材料を用いて、公知の薄膜成形方法により形成される。これらの中でも、耐環境特性に優れ、低コストであることから、Ａｌ薄膜を採用することが好ましい。

【0023】

中間層１３ｂ、１５ｂは、（１）Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗから選ばれる少なくとも１つの金属を含む薄膜である。また、中間層１３ｂ、１５ｂは、可視光の干渉により入射光を吸収して黒色に見える層（黒色層）である。タッチ面１２ａからは、スイッチ部は黒色に見え、反射を抑制できる。中間層は、上述のＡｌ薄膜などの形成と同様に、スパッタリングなどにより形成できる。また、中間層には、（２）Ａｌの酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３など）およびＴｉの酸化物（ＴｉＯ_２など）から選ばれる少なくとも１つの酸化物を所定量含むことが好ましい。これら酸化物を所定量含むことで、反射率の更なる低減が図れる。中間層として、より好ましくはＭｏとＡｌ_２Ｏ_３の混合層である。また、中間層の膜厚は、５ｎｍ～５００ｎｍが適当であり、より好ましくは２０ｎｍ～２００ｎｍである。

【0024】

第１のガラス基板１２および第２のガラス基板１４は、透光性の絶縁基板であり、ソーダライムガラス、石英ガラス、硼珪酸ガラス、アルカリ成分を含まない無アルカリガラスなどを採用できる。高い透過率を有し、かつ、一般建材の窓ガラスに使用され非常に安価であることから、ソーダライムガラスを用いることが好ましい。 また、各ガラス基板の厚みは、それぞれ０．５～５ｍｍ程度、好ましくは０．５～３．０ｍｍ程度である。

【0025】

図２において、Ｘ軸センサー部１３とＹ軸センサー部１５との間、厳密にはＸ側のセンサー電極１３ａとＹ側の中間層１５ｂとの間には、各センサー電極を絶縁するために絶縁層１６が形成されている。絶縁層の厚みは、５０μｍ～５００μｍが適当である。絶縁層の厚みが５００μｍをこえると、センサー電極間のギャップが大きくなり、Ｘ軸センサー部とＹ軸センサー部に感度差が生じる。

【0026】

また、図１および図２ではタッチ面側の第１のガラス基板にＸ軸センサー部を設けているが、第１のガラス基板にＹ軸センサー部を設け、第２のガラス基板にＸ軸センサー部を設ける形態としてもよい。

【0027】

次に、本発明のタッチパネルのＸ軸センサー部とＹ軸センサー部の配線パターンについて図３を用いて説明する。図３に示すように、タッチパネル１の各センサー部は、ダイヤモンドパターンでパターニングされている。具体的には、Ｘ軸センサー部は、ダイヤモンド形のＸ軸格子（例えば１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ）をＸ軸方向に一直線上に複数並べたパターンが、複数列、平行に配列されて構成される。また、Ｙ軸センサー部は、ダイヤモンド形のＹ軸格子（例えば１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ）をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に一直線上に複数並べたパターンが、複数列、平行に配列されて構成される。Ｘ軸センサー部とＹ軸センサー部とは、ＸＹ平面で見ると（平面視で）重ならない位置に配置され、Ｘ軸格子およびＹ軸格子がマトリックス状に配列されている。また、Ｘ軸格子およびＹ軸格子の内部は、より微細なダイヤモンド形の格子（微細格子）で形成されている。

【0028】

ここでまず、従来のタッチパネルの配線パターンについて図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は配線パターンを示す平面図であり、図１０（ｂ）はその一部拡大図である。図１０（ａ）に示すように、タッチパネル５１において、Ｘ軸センサー部は、ダイヤモンド形のＸ軸格子（例えば５２Ａ、５２Ｂ）をＸ軸方向に一直線上に複数並べたパターンが、複数列、平行に配列されて構成される。また、Ｙ軸センサー部は、ダイヤモンド形のＹ軸格子（例えば５３Ａ、５３Ｂ）をＸ軸方向と直交するＹ軸方向に一直線上に複数並べたパターンが、複数列、平行に配列されて構成される。Ｘ軸センサー部とＹ軸センサー部とは、ＸＹ平面で見ると（平面視で）重ならない位置に配置され、Ｘ軸格子およびＹ軸格子がマトリックス状に配列されている。

【0029】

図１０（ａ）に示すように、Ｘ軸方向で隣接するＸ軸格子５２Ａ、５２Ｂは、Ｘ軸方向と平行に延びた接続部５４によって接続されている。また、Ｙ軸方向で隣接するＹ軸格子５３Ａ、５３Ｂは、Ｙ軸方向と平行に延びた接続部５５によって接続されている。接続部５４と接続部５５は、Ｘ軸格子およびＹ軸格子の格子辺の方向とは異なる方向で結線され、図１０（ａ）に示すように、直交して交差している。

【0030】

また、図１０（ａ）において、Ｘ軸格子およびＹ軸格子の内部は、より微細なダイヤモンド形の格子（微細格子）で形成されている。これら微細格子は、図１０（ｂ）に示すようにＸ軸方向に平行に配列されている。言い換えると、微細格子において対向する頂点を結んだ対角線ＬとＸ軸がなす角度は０°になっている。このような従来構成では、複数の微細格子の各交点は、Ｘ軸方向に平行に、かつ、Ｙ軸方向に平行に並ぶことになる。この規則的な配列が、タッチパネルの裏側に配置される表示パネルの画素配列パターンと干渉してモアレが生じるおそれがある。

【0031】

これに対して、本発明のタッチパネルでは、図３に示すように、Ｘ軸格子の微細格子およびＹ軸格子の微細格子が、Ｘ軸方向に対してそれぞれ鋭角に傾斜している。この点について、図３のＡ部拡大図である図４を用いて説明する。図４に示すように、Ｘ軸格子１７Ｂにおける微細格子の対角線Ｌ_ｘは、Ｘ軸方向に対して角度α_ｘ傾斜している。また、Ｙ軸格子１８Ｂにおける微細格子の対角線Ｌ_ｙは、Ｘ軸方向に対して角度α_ｙ傾斜している。角度α_ｘおよび角度α_ｙは、それぞれ鋭角、つまり０度より大きく９０度より小さい角度になっている。

【0032】

角度α_ｘおよび角度α_ｙはそれぞれ、好ましくは１０°～３０°および６０°～８０°の範囲の角度であり、より好ましくは１０°～２５°および６５°～８０°の範囲の角度である。特に、上記角度が１０°～３０°および６０°～８０°の範囲の角度の場合、後述の実施例で示すように、メッシュピッチＰ（図５参照）や画素配列パターンが異なる場合であってもモアレの発生を好適に抑制できる。

【0033】

また、角度α_ｘおよび角度α_ｙは、互いに等しい角度であってもよく、異なる角度であってもよい。図４に示すように、角度α_ｘと角度α_ｙを等しい角度にすることで、Ｘ軸格子とＹ軸格子の内部が互いに等しい角度で傾斜した微細格子からなり、タッチパネルにおいてセンサー部を目立ちにくくすることができる。また、センサー部を目立ちにくくするため、Ｘ軸格子の微細格子とＹ軸格子の微細格子は、互いに同一のメッシュピッチおよび同一の線幅で形成されることが好ましい。

【0034】

図５には、微細格子の部分拡大図を示す。この格子状部分は、例えば図２に示したような、センサー電極と中間層が上記順序で重なったものである。格子間が開口部であり、この部分にはセンサー電極や中間層は形成されていない。格子状部分は、非常に微細な格子状であることから、一見して目視で透明に見える透光部となる。格子状部分は、通常、線幅Ｗとして３μｍ～１００μｍ、メッシュピッチＰとして０．２ｍｍ～１ｍｍ程度とする。例えば、線幅ＷやメッシュピッチＰは、表示パネルの画素配列パターンのピッチに応じて選択してもよい。なお、メッシュピッチＰの好ましい範囲は０．２ｍｍ～０．５ｍｍである。

【0035】

図５に示すように、各微細格子は１組の平行な格子辺を２つ組み合わせて構成されている。微細格子の４つの内角のうち、少なくとも２つは同じ角度である。図５において、互いに隣接した内角βおよび内角γは、それぞれ６０°～１２０°の範囲であることが好ましい。特に、内角βおよび内角γは８０°～１１０°の範囲であることがより好ましく、８５°～９５°の範囲であることがさらに好ましい。なお、内角βおよび内角γは、同じ角度（β＝γ＝９０°）であってもよいが、微細格子の交点をより不規則に配置できることから、内角βと内角γは異なる角度であることが好ましい。

【0036】

図４に戻り、Ｘ軸格子およびＹ軸格子についてさらに説明する。図４に示すように、タッチパネル１のＸ軸センサー部において、Ｘ軸方向で隣接するＸ軸格子１７Ａおよび１７Ｂは、互いに近接した箇所で微細格子の格子辺と平行に延びた接続部１９で接続されている。また、Ｙ軸センサー部において、Ｙ軸方向で隣接するＹ軸格子１８Ａおよび１８Ｂは、互いに近接した箇所で微細格子の格子辺と平行に延びた接続部２０で接続されている。図４では、接続部１９および接続部２０はそれぞれ１線分で形成されている。図４において、互いに近接した箇所とは、互いに対向するダイヤモンド形のＸ軸格子（またはＹ軸格子）同士の頂点付近の箇所である。このように、Ｘ軸格子（またはＹ軸格子）同士を近接した箇所で接続することで、可能な限り配線を短くでき、抵抗値を小さくした構造にすることができる。また、接続部１９および接続部２０は、図６に示すように、微細格子の格子辺と平行に延びた２線分を接続することでも形成できる。この場合も、隣接するＸ軸格子（またはＹ軸格子）同士は、互いに近接した箇所で接続されている。
なお、図４および図６に示す接続部１９および接続部２０は、微細格子を構成する金属薄膜と同じ金属薄膜で構成される。また、接続部１９および接続部２０を、微細格子の格子辺と平行に延びるように形成することで、微細格子の格子辺の方向と異なる方向で結線される場合（図１０参照）に比べて、接続部の存在を目立ちにくくすることができる。

【0037】

また、図４のタッチパネル１１において、Ｘ軸格子１７Ａ、１７Ｂには該Ｘ軸格子の外郭を構成する金属薄膜からなる枠線が形成されていない。また、Ｙ軸格子１８Ａ、１８Ｂにも該Ｙ軸格子の外郭を構成する金属薄膜からなる枠線が形成されていない。図４では、これら枠線を仮想線として一点鎖線で示している。タッチパネル１において、仮にこのような枠線を形成した場合には、枠線のＸ軸方向に対する角度と、微細格子の格子辺のＸ軸方向に対する角度が異なるようになり、Ｘ軸格子とＹ軸格子の存在が際立ってしまうと考えられる。そのため、枠線を形成せずに、電極をランダムに切断したような形状にすることで、ダイヤモンド形を維持しつつ、センサー部をより目立ちにくくすることができる。

【0038】

また、ＸＹ平面において、Ｘ軸格子とＹ軸格子の間には隙間が形成されている。この隙間の幅ｄ（つまりＸ軸格子の枠線（仮想線）とＹ軸格子の枠線（仮想線）の距離）は、センサー部全体において略一定となるように形成されることが好ましい。幅ｄは、例えば１０μｍ～１００μｍの範囲に設定され、好ましくは２０μｍ～５０μｍに設定される。これにより、Ｘ軸格子とＹ軸格子の間の隙間が小さくなり、センサー部をより目立ちにくくすることができる。

【0039】

各センサー部のセンサー電極は、金属薄膜から構成される。例えば、金属薄膜がＡｌ薄膜である場合、Ａｌ薄膜は、Ａｌの固体ターゲット（蒸着材）を用いて、真空プロセスである、スパッタリングまたは真空蒸着により形成される。また、配線もセンサー電極と同時に一体に形成することができる。真空プロセスとしては、均一な膜の形成が可能であることからスパッタリングを採用することがより好ましい。スパッタリングは、固体ターゲットに加速したアルゴンイオンを衝突させて、ターゲット表面から飛び出した原子または分子をガラス基板上に付着させて形成する方法である。

【0040】

Ａｌ薄膜を格子状などの所定形状に加工する方法は特に限定されないが、センサー電極に接続される配線や、上述の微細格子部分を精度よく形成可能であることから、公知のフォト解像技術を用いることが好ましい。例えば、Ａｌ薄膜をスパッタリングまたは真空蒸着で形成した後、エッチングパタンのマスク層をレジスト材料を用いてスクリーン印刷により形成し、所定のエッチング液を用いて湿式エッチングにより湿式エッチングして微細配線を形成する。なお、Ａｌ薄膜の膜厚は、１００ｎｍ～５０００ｎｍが適当である。

【0041】

図１～図６の形態では、静電容量タッチパネルを、２つのガラス基板を重ね合わせてその間に各センサー部が挟み込まれた構造としたが、これに限らず、ガラス基板１枚の構造としてもよい。

【0042】

続いて、上述したタッチパネルが重ね合わされる表示ユニットについて説明する。図７には表示ユニットの画素配列パターンの一例の概略を示す。図７に示すように、表示ユニット２１の表示領域２２には、複数の画素２３がＸ軸方向およびＹ軸方向に沿ってマトリックス状に配列されて構成されている。画素２３は、３つの副画素（赤色副画素Ｒ、緑色副画素Ｇ、および青色副画素Ｂ）がＸ軸方向に沿って配列されている。図７において、各副画素は、Ｙ軸方向に縦長の矩形状になっている。副画素の短辺の長さ（Ｘ軸方向長さ）および副画素の長辺の長さ（Ｙ軸方向長さ）は、解像度などによって適宜設定される。

【0043】

各副画素Ｒ、Ｇ、Ｂはブラックマトリックス２４によって囲われており、画素配列パターンは、ブラックマトリックス２４のパターン（ＢＭパターン）２５によって規定されている。この場合、ＢＭパターン２５は、画素配列パターンを反転させたパターンであり、同様のパターンとして扱うことができる。

【0044】

表示ユニット２１と上述のタッチパネルとを重ね合わせた際には、表示ユニット２１のＢＭパターン２５とタッチパネルの配線パターンとが干渉することによってモアレが発生するが、上記のように配線パターンを構成する微細格子をＸ軸方向に対して鋭角に傾斜させることで、ＢＭパターン２５とタッチパネルの配線パターンの干渉を抑制できる。

【0045】

ＢＭパターン２５（画素配列パターン）は、副画素のＸ軸方向の配列ピッチｐ１と副画素のＹ軸方向の配列ピッチｐ２で表すことができる。図７では、配列ピッチｐ１よりも配列ピッチｐ２の方が長くなっている。また、配列ピッチｐ１および配列ピッチｐ２は、解像度などによって適宜設定される。具体的なサイズとして、配列ピッチｐ１は、例えば０．０４ｍｍ～０．０８ｍｍである。また、配列ピッチｐ２は、例えば０．１２ｍｍ～０．２ｍｍである。

【0046】

本発明に用いられる表示ユニットの画素配列パターンは図７の構成に限らない。例えば、図８の表示ユニット２１’のように、画素配列パターンを、Ｘ軸方向に配列された副画素が交互にＹ軸方向に所定距離オフセットされたパターンとしてもよい。また、画素については、互いに異なる少なくとも３色の複数色の光を射出する複数の副画素を含む構成であればよい。

【0047】

なお、表示ユニット２１、２１’は、液晶ディスプレイに限らず、プラズマパネル、有機ＥＬパネル、無機ＥＬパネルなどの表示パネルで構成されてもよい。

【実施例0048】

以下の実験により、モアレ対策の効果について検討した。まず、メッシュピッチＰを０．３５３ｍｍまたは０．４１ｍｍに調整した２種類のタッチパネル（ＴＰ）を作製した。該タッチパネルのＸ軸格子の幅、Ｙ軸格子の幅、微細格子の内角βおよび内角γ、線幅は表１に示すとおりである。なお、このタッチパネルの電極パターンは、図１０に示すような従来構成のダイヤモンドパターンであり、Ｘ軸格子の微細格子およびＹ軸格子の微細格子のＸ軸方向に対する傾斜角度は０°である。

【0049】

【表1】

【0050】

次に、画素数が異なる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を２種類準備した。各ＬＣＤのサイズ、副画素のＸ軸方向の配列ピッチｐ１、副画素のＹ軸方向の配列ピッチｐ２は表２に示すとおりである。

【0051】

【表2】

【0052】

続いて図９に示すように、ＬＣＤ３２を点灯させた状態で、その上にタッチパネル３１を角度α＝０°になるように重ね合わせた。そこから、５°刻みでタッチパネル３１を回転させ各角度においてモアレの発生の程度を目視で評価した。モアレがほぼ見えない場合を「◎」とし、モアレが少し見える場合を「○」とし、モアレが見える場合を「△」とし、モアレがかなり見える場合を「×」と評価した。なお、この試験において角度αは、微細格子のＸ軸方向に対する傾斜角度と等しいといえる。結果を表３に示す。

【0053】

【表3】

【0054】

表３に示すように、角度αを鋭角に傾斜させることで、概ねモアレの改善を図ることができた。特に、角度αが１０°～３０°および６０°～８０°の範囲で傾斜している場合に、モアレの改善に優れることが分かった。また、同じタッチパネル（ＴＰ）を用いた場合でも、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のＢＭパターンによって、モアレが影響を受けることが分かった。また、同じ液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を用いた場合でも、タッチパネル（ＴＰ）のメッシュピッチＰによって、モアレが影響を受けることが分かった。一般に、高解像になるほど、ＢＭパターンが細かく、つまり配列ピッチが小さくなることから、モアレが発生しやすいと考えられるが、例えばメッシュピッチＰが０．３５３ｍｍのＴＰ－１は、ＬＣＤ－２を用いた場合でも広範な角度範囲でモアレの発生を抑制する結果となった。

【0055】

上記のように、Ｘ軸センサー部およびＹ軸センサー部において、各軸格子のダイヤモンド形状を維持しつつ、各軸格子を構成する微細格子のＸ軸方向に対する傾斜角度を調整することで、モアレの発生を改善できる。また、メッシュピッチや表示ユニットのＢＭパターンの配列ピッチを組み合わせることで、モアレの発生をより改善できる。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明の投影型静電容量タッチスイッチパネルは、モアレの発生が抑制されているので、家電機器、ＡＶ機器、ＰＣ／ＯＡ機器、産業機械、その他の電子デバイスなどにおける各機器への入力手段として好適に利用できる。

【符号の説明】

【0057】

１ 表示装置
１１、１１’ 静電容量タッチパネル
１２ 第１のガラス基板
１３ Ｘ軸センサー部
１４ 第２のガラス基板
１５ Ｙ軸センサー部
１６ 絶縁層
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ Ｘ軸格子
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ Ｙ軸格子
１９ 接続部
２０ 接続部
２１、２１’ 表示パネル
２２ 表示領域
２３ 画素
２４ ブラックマトリックス
２５ ＢＤパターン
３１ タッチパネル
３２ 液晶ディスプレイ
Ｒ 赤色副画素
Ｇ 緑色副画素
Ｂ 青色副画素

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】