JP2009087118A - タッチパネル、タッチパネル付き表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光処理による配線パターン形成時の配線クワレの発生を効果的に抑制するタッチパネル、タッチパネル付き表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】タッチパネル１２は、絶縁性基板１７と、絶縁性基板１７上に設けられ、第１導電層２４で形成されたタッチ電極２２と、絶縁性基板１７上に設けられ、第１導電層２４及び第１導電層２４上に設けられた第２導電層２６を備える。タッチパネル１２は、第２導電層２６の端部２５が第１導電層２４へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜した端子部２１と、端子部２１の第２導電層２６上から、第２導電層２６の端部２５及び第１導電層２４上にかけて形成された配線部２３と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、タッチパネル、タッチパネル付き表示装置及びその製造方法に関する。

タッチパネルは、その動作原理によって、抵抗膜方式、静電容量結合方式、赤外線方式、超音波方式及び電磁誘導結合方式などに分類される。その中でも、例えば、特許文献１に開示されているように、静電容量結合方式のタッチパネルは、低コストで表示装置などに搭載可能であるため近年よく用いられている。

静電容量結合方式のタッチパネルは、絶縁性基板上に設けられた透明なタッチ電極、タッチ電極の周辺に設けられた複数の端子部、及び、端子部に電気的に接続されてタッチ電極からの信号を伝達する配線部等で構成されており、例えば、液晶表示パネルのディスプレイ画面の前面に装着して使用される。

タッチ電極の周辺に設けられた端子部は、腐食対策として、タッチ電極と共に、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等で形成する場合がある。このような場合、タッチ電極のＩＴＯレイヤーのみでは抵抗が高く、スペックオーバーが生じる。このため、メタルマスクを用いてタッチ電極の端子部に対応する位置に厚膜のＩＴＯを部分成膜することにより、抵抗値を下げている。
特開2006-023904号公報

しかしながら、厚膜のレイヤーを形成すると、その端部がタッチ電極のレイヤーとの間で段差部となる。また、レイヤーを露光処理でパターン形成する際にレジスト塗布を行うが、塗布前洗浄を行っても段差部にダストが残ってしまい、レジスト膜に欠陥が生じてくびれを発生させるおそれがある。このくびれが大きいと、そこからエッチング液が染み込んで、配線部を構成するメタルが欠損する不具合（クワレ）が発生する問題が生じる。

本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、露光処理による配線パターン形成時の配線クワレの発生を効果的に抑制するタッチパネル、タッチパネル付き表示装置及びその製造方法を提供することである。

本発明に係るタッチパネルは、絶縁性基板と、絶縁性基板上に設けられ、第１導電層で形成されたタッチ電極と、絶縁性基板上に設けられ、第１導電層及び第１導電層上に設けられた第２導電層を備えると共に、第２導電層の端部が第１導電層へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜した端子部と、端子部の第２導電層上から、第２導電層の端部及び第１導電層上にかけて形成された配線部と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、端子部の第２導電層上に配線部のメタル配線等をフォトリソグラフィ等によって形成する際、第２導電層の端部が第１導電層へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜しているため、レジスト塗布前洗浄でも段差部にダストが残らない。このため、現像後にレジスト膜にくびれが発生することが抑制される。従って、メタル配線等のクワレの発生を効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るタッチパネルは、第１導電層が、酸化インジウム及び酸化スズの化合物、又は、酸化インジウム及び酸化亜鉛の化合物により形成されていてもよい。

このような構成によれば、第１導電層が、酸化インジウム及び酸化スズの化合物、又は、酸化インジウム及び酸化亜鉛の化合物により形成されているため、タッチ電極が高抵抗となり、タッチパネルの位置認識精度が高くなる。

さらに、本発明に係るタッチパネルは、第１導電層と第２導電層とが同じ材料で形成されていてもよい。

このような構成によれば、第１導電層と第２導電層とが同じ材料で形成されているため、タッチパネルの製造効率が良好になる。

また、本発明に係るタッチパネルは、端子部の第２導電層は、端子部の第１導電層より厚く形成されていてもよい。

このような構成によれば、端子部の第２導電層は、端子部の第１導電層より厚く形成されているため、端子部の抵抗を低くすることができる。従って、タッチ電極を形成する第１導電層に高抵抗材料を用いていても、端子部におけるスペックオーバーの発生を効果的に抑制することができる。

さらに、本発明に係るタッチパネルは、第２導電層の端部が、裾野が広がる形状の斜面を備えると共に、端部の下端が上端に比べて約１０〜７５０μｍ外側へ突出するように形成されていてもよい。

本発明では、成膜時の膜の回り込みを利用して傾斜を形成しているので、第２導電層の端部の下端が上端に比べて約１０〜７５０μｍ外側へ突出するように形成されて、緩やかな傾斜がついており、塗布前洗浄の際に段差部でもダストは流動して溜まらない。

本発明に係る表示装置は、上述したタッチパネルを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、表示装置が上述したタッチパネルを備えるため、露光処理によるタッチパネルの配線パターン形成時の配線クワレの発生を効果的に抑制することができる。

本発明に係るタッチパネル付き表示装置の製造方法は、タッチ電極形成予定位置及び該タッチ電極形成予定位置の外側に設けられた端子部形成予定位置を備える第１導電層が形成された絶縁性基板を準備するステップと、矩形状に形成された第１欠損部と、第１欠損部上において第１欠損部より幅狭の矩形状に形成された第２欠損部と、で構成された開口部を形成したマスクを、開口部が端子部形成予定位置に対応するように第１導電層全面に設けるステップと、マスクを設けた第１導電層上に成膜処理を行い、マスクの開口部が対応する端子部形成予定位置に、端部が第１導電層へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜した第２導電層を備えた端子部を形成するステップと、端子部を形成した第１導電層上からマスクを取り除き、第２導電層上から第２導電層の端部及び第１導電層上にかけて配線部を形成するステップと、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、端子部の第２導電層上に配線部のメタル配線等をフォトリソグラフィ等によって形成する際、第２導電層の端部が第１導電層へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜しているため、レジスト塗布前洗浄でも段差部にダストが残らない。このため、現像後にレジスト膜にくびれが発生することが抑制される。従って、メタル配線等のクワレの発生を効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るタッチパネル付き表示装置の製造方法は、開口部の第１欠損部の幅と第２欠損部の幅との差が、２５０〜７５０μｍであってもよい。

このような構成によれば、開口部の第１欠損部の幅と第２欠損部の幅との差が、２５０〜７５０μｍであるため、第２導電層の端部を、露光による光の廻り込みを抑制するのに十分な長さだけ突出して形成することができる。

さらに、本発明に係るタッチパネル付き表示装置の製造方法は、開口部の第２欠損部の厚さが第１欠損部の厚さとほぼ同じであってもよい。

このような構成によれば、開口部の第２欠損部の厚さが第１欠損部の厚さとほぼ同じであるため、第２導電層の端部を、露光による光の廻り込みを抑制するのに十分な長さだけ突出して形成することができる。

本発明によれば、露光処理による配線パターン形成時の配線クワレの発生を効果的に抑制するタッチパネル、タッチパネル付き表示装置及びその製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、表示装置として液晶表示装置を例に挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施形態）
（タッチパネル１２を備えた液晶表示装置１０の構成）
図１は、本発明の実施形態に係るタッチパネル１２を備えた液晶表示装置１０の断面図を示す。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１、タッチパネル１２及びバックライトユニット１３を備えている。

液晶表示パネル１１は、液晶層（不図示）を介して対向配置されたアクティブマトリクス基板１４及び対向基板１５と、それらの外表面に設けられた偏光板１６とを備えている。

アクティブマトリクス基板１４は、ガラス基板などの絶縁性基板と、絶縁性基板上に設けられた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ層と、ＴＦＴアレイ層上に設けられた配向膜とを備えている。ここで、ＴＦＴアレイ層は、絶縁性基板上に互いに平行に延びる複数のゲート線と、各ゲート線に直交するように互いに平行に延びる複数のソース線と、ゲート線及びソース線の各交差部分にそれぞれ設けられた複数のＴＦＴと、各ＴＦＴにそれぞれ接続された複数の画素電極（以上、それぞれ不図示）とを備えている。

対向基板１５は、ガラス基板などの絶縁性基板と、絶縁性基板上に設けられたカラーフィルター層と、カラーフィルター層に設けられたオーバーコート層と、オーバーコート層上に設けられた共通電極と、共通電極上に設けられた配向膜とを備えている。カラーフィルター層は、アクティブマトリクス基板１４上の各画素電極に対応して、各々、赤色、緑色又は青色に着色された複数の着色層と、各着色層の間に設けられたブラックマトリクス（以上、それぞれ不図示）とを備えている。

タッチパネル１２は、液晶表示パネル１１の上方且つその周端部に沿って設けられた接着層（不図示）によって、液晶表示パネル１１に貼り付けられている。タッチパネル１２は、ガラス基板等の絶縁性基板１７と、絶縁性基板１７上に設けられたタッチパネル層１８とを備えている。

図２は、タッチパネル１２のアクティブエリア２０及び端子部２１を拡大して示した平面図である。

タッチパネル層１８は、絶縁性基板１７上に矩形状に設けられてアクティブエリア２０を規定するタッチ電極２２と、矩形状のタッチ電極２２の２つの角部の外側にそれぞれ形成された外部接続用の端子部２１と、端子部２１に電気的に接続された配線部２３と、タッチ電極２２及び配線部２３をそれぞれ覆うように設けられた保護層（不図示）とを備えている。

図３は、図２のIII-III線における端子部２１の断面図である。端子部２１は、絶縁性基板１７上に形成された第１導電層２４、第１導電層２４上において第１導電層２４より厚く形成され且つ傾斜した端部２５を備えた第２導電層２６を備えている。第２導電層２６の端部２５は、下方の第１導電層２４へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜している。より具体的には、図４に示すように、第２導電層２６の端部２５は、裾野が広がる形状の斜面を備えると共に、端部２５の下端が上端に比べて約１０〜７５０μｍ外側へ突出するように形成されている。ここで、図４のＡは、端部２５の該突出幅（約１０〜７５０μｍ）を示している。また、端部２５の裾野斜面の傾斜角θは、６０°より小さくなっている。

第１導電層２４及び第２導電層２６は、それぞれどのようなもので形成しても良いが、特に酸化インジウム及び酸化スズの化合物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、又は、酸化インジウム及び酸化亜鉛の化合物（ＩＺＯ：Indium Zinc Oxide）によりそれぞれ形成されるのが好ましい。

配線部２３は、端子部２１の第２導電層２６上からその端部２５及び第１導電層２４上にかけて形成されている。配線部２３は、例えば、アルミニウム又は窒化チタン膜等で形成されている。

バックライトユニット１３は、液晶表示パネル１１の下方に積層された複数の光学シートと、複数の光学シートを介して液晶表示パネル１１に積層された導光板と、導光板の一側面に配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源と、これら複数の光学シート、導光板及び光源を格納すると共に支持しているフレーム（以上、いずれも不図示）とを備えている。

（タッチパネル１２付き液晶表示装置１０の製造方法）
次に、タッチパネル１２付き液晶表示装置１０の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。

タッチパネル１２の製造に際し、まず、ガラス基板などの絶縁性基板１７を準備する。次に、絶縁性基板１７の全面にスパッタリング法により、第１導電層２４として例えばＩＴＯ膜を厚さ５０〜２００Å程度で成膜する。この第１導電層２４が形成された絶縁性基板１７の平面図を図５に、その断面図を図６にそれぞれ示す。なお、第１導電層２４の厚さが５０Å未満の場合には、基板面内における膜厚の均一性を保持することが困難になり、第１導電層２４の厚さが２００Åを超える場合には、タッチ電極２２の透過率が低下して、表示品位が低下するおそれがある。

次に、第１導電層２４上における矩形状のタッチ電極形成予定位置３０の２つの角部の外側に設けた端子部形成予定位置３１に、マスクを用いたスパッタリング法により、第２導電層２６として、例えば、ＩＴＯ膜を厚さ５００Å〜５０００Å程度で成膜する。この第２導電層２６が形成された絶縁性基板１７の平面図を図７に、そのVII-VII線における断面図を図８にそれぞれ示す。なお、第２導電層２６の厚さが５００Å未満の場合には、抵抗値を下げて端子部２１のスペックオーバーを抑制することが困難となり、第２導電層２６の厚さが５０００Åを超える場合には、製造コストが上昇すると共に、タッチ電極２２との同時パターニングが困難になるおそれがある。

上記第２導電層２６のスパッタリングによる形成に用いるマスク３２を設けた絶縁性基板１７の平面図を図９に、IX-IX線における断面図を図１０にそれぞれ示す。マスク３２は、例えば、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６に代表されるオーステナイト鋼、ＳＵＳ４２０に代表されるマルテンサイト鋼、又は、ＳＵＳ３２９に代表されるフェライトとオーステナイトとの２相ステンレス鋼により形成されている。図９に示すように、マスク３２には、複数のタッチ電極形成対応位置３４、及び、これらに近接する端子部形成対応位置３５がそれぞれ規定されている。マスク３２の端子部形成対応位置３５には、それぞれ矩形状で隣接する開口領域３６及び内空領域３７が設けられている。図１０に示すように、マスク３２は、矩形状に形成された第１欠損部３８と、第１欠損部３８上において第１欠損部３８より幅狭の矩形状に形成された第２欠損部３９と、で構成された開口部４０が形成されている。

開口部４０の第１及び第２欠損部３８，３９の厚さは特に限定されないが、例えば、第１及び第２欠損部３８，３９の厚さをそれぞれ０．１２５ｍｍ程度（合計厚さが０．２５ｍｍ程度）に形成する等、第２欠損部３９の厚さを第１欠損部３８の厚さとほぼ同じに形成するのが好ましい。

また、マスク３２の開口部４０の第１欠損部３８の幅と第２欠損部３９の幅との差は、特に限定されないが、２５０〜７５０μｍであるのが好ましい。

この開口部４０が端子部形成予定位置３１に対応するように第１導電層２４全面にマスク３２を設けて、上記スパッタリングを行う。これにより、マスク３２の開口部４０が対応する端子部形成予定位置３１に、端部２５が第１導電層２４へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜した第２導電層２６が形成される。

次に、絶縁性基板１７の第１導電層２４上からマスク３２を取り除く。

続いて、図１１に示すように、絶縁性基板１７上の第１導電層２４及び第２導電層２６全体を覆うように、例えば、アルミニウム又は窒化チタン膜等の金属膜４１を厚さが５００Å程度となるように形成する。

次に、図１２に示すように、フォトリソグラフィにより、金属膜４１を端子部２１の第２導電層２６上から第２導電層２６の端部２５及び第１導電層２４上にかけて延びるような形状にパターニングして、配線部２３を形成する。

続いて、図２に示すように、フォトリソグラフィにより、第１導電層２４及び第２導電層２６をパターニングして、矩形状のタッチ電極２２及び各端子部２１等を形成する。

次に、タッチ電極２２、及び、配線部２３をそれぞれ覆うように、スパッタリング法又はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により酸化シリコン膜（厚さ１５００Å程度）等を成膜して保護層を形成し、分断工程を経て、複数のタッチパネル１２を作製する。

なお、本実施形態では、図９で示したマスク３２が複数のタッチ電極形成対応位置３４を備えているため上述のように分断工程が必要であるが、マスク３２のタッチ電極形成対応位置３４が１つであれば分断工程は必要ない。

次に、偏光板１６を貼り付けた液晶表示パネル１１に、上述のように作製したタッチパネル１２を両面テープなどの接着層により貼り付けると共に、タッチパネル１２と反対側にバックライトユニット１３を取り付けることにより、液晶表示装置１０を作製する。

なお、本実施形態では、表示装置として液晶表示装置を例に挙げたが、これに限定されず、ＰＤ（plasma display；プラズマディスプレイ）、ＰＡＬＣ（plasma addressed liquid crystal display；プラズマアドレス液晶ディスプレイ）、有機ＥＬ（organic electro luminescence ）、無機ＥＬ（inorganic electro luminescence ）、ＦＥＤ（field emission display；電界放出ディスプレイ）、又は、ＳＥＤ（surface-conduction electron-emitter display；表面電界ディスプレイ）等を備えたその他の表示装置についても本発明を適用することができる。

（作用効果）
次に、本実施形態に係るタッチパネル１２の作用効果を説明する。

本発明の実施形態に係るタッチパネル１２は、絶縁性基板１７と、絶縁性基板１７上に設けられ、第１導電層２４で形成されたタッチ電極２２と、絶縁性基板１７上に設けられ、第１導電層２４及び第１導電層２４上に設けられた第２導電層２６を備えると共に、第２導電層２６の端部２５が第１導電層２４へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜した端子部２１と、端子部２１の第２導電層２６上から、第２導電層２６の端部２５及び第１導電層２４上にかけて形成された配線部２３と、を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、端子部２１の第２導電層２６上に配線部２３のメタル配線等をフォトリソグラフィ等によって形成する際、第２導電層２６の端部２５が第１導電層２４へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜しているため、レジスト塗布前洗浄でも段差部にダストが残らない。このため、現像後にレジスト膜にくびれが発生することが抑制される。従って、メタル配線等のクワレの発生を効果的に抑制することができる。

ここで、装置の種類としては異なるが、積層した第１導電層及び第２導電層との段差部に斜面を形成する構成が、例えば、以下に示す公報等に開示されている。

特開２００７−４１４３３号公報には、第１層間絶縁に形成されたコンタクトホールの側面部に、上側に凸な曲面部を有し、かつ曲面部の表面が、上端部において、第１層間絶縁膜の表面と連続する形状を有するサイドウォールを形成し、サイドウォールの表面上及びコンタクトホールの底面を含む領域上において容量素子を形成する構成の電気光学装置が開示されている。

また、特開平７−６４１１２号公報には、ドレイン電極及び前記ソース電極がＩＴＯからなり、エッジ部の断面がテーパー状に形成されている構成の液晶表示装置が開示されている。

さらに、特開２００６−３０１２４３号公報には、ＩＴＯからなる透明導電層が絶縁膜の表面に設けられた変性層上に設けられているとともに端部が順テーパ状態となっている構成の表示装置が開示されている。

しかしながら、特開２００７−４１４３３号公報に開示された構成は、積層された導電層の段差部に、別にサイドウォールを形成しているため、段差部が導電層と一体形成された本発明とは異なっている。

また、特開平７−６４１１２号公報に開示された構成は、エッチング処理を行うことで、エッジ部形状に順テーパを形成しようとするものである点で、本発明とは異なっている。

さらに、特開２００６−３０１２４３号公報に開示された構成は、順テーパ状の斜面が形成されているのが単層の導電層である点で、本発明とは異なっている。

以上説明したように、本発明は、タッチパネル、タッチパネル付き表示装置及びその製造方法に関する。

タッチパネルを備えた液晶表示装置の断面図である。 タッチパネルのアクティブエリア及び端子部の拡大平面図である。 図２のIII-III線における端子部の断面図である。 第２導電層の端部の拡大断面図である。 第１導電層が形成された絶縁性基板の平面図である。 第１導電層が形成された絶縁性基板の断面図である。 第２導電層が形成された絶縁性基板の平面図である。 図７のVII-VII線における断面図である。 マスクを設けた絶縁性基板の平面図である。 図９のIX-IX線における断面図である。 金属膜を形成した絶縁性基板の平面図である。 配線部を形成した絶縁性基板の平面図である。

符号の説明

１０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示パネル
１２ タッチパネル
１７ 絶縁性基板
１８ タッチパネル層
２０ アクティブエリア
２１ 端子部
２２ タッチ電極
２３ 配線部
２４ 第１導電層
２５ 端部
２６ 第２導電層
３２ マスク
３６ 開口領域
３７ 内空領域
３８ 第１欠損部
３９ 第２欠損部
４０ 開口部
４１ 金属膜

Claims (9)

1. 絶縁性基板と、
   上記絶縁性基板上に設けられ、第１導電層で形成されたタッチ電極と、
   上記絶縁性基板上に設けられ、上記第１導電層及び該第１導電層上に設けられた第２導電層を備えると共に、該第２導電層の端部が該第１導電層へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜した端子部と、
   上記端子部の第２導電層上から、該第２導電層の端部及び上記第１導電層上にかけて形成された配線部と、
   を備えたタッチパネル。
2. 請求項１に記載されたタッチパネルにおいて、
   上記第１導電層は、酸化インジウム及び酸化スズの化合物、又は、酸化インジウム及び酸化亜鉛の化合物により形成されているタッチパネル。
3. 請求項１に記載されたタッチパネルにおいて、
   上記第１導電層と上記第２導電層とが同じ材料で形成されているタッチパネル。
4. 請求項１に記載されたタッチパネルにおいて、
   上記端子部の第２導電層は、該端子部の第１導電層より厚く形成されているタッチパネル。
5. 請求項１に記載されたタッチパネルにおいて、
   上記第２導電層の端部は、裾野が広がる形状の斜面を備えると共に、該端部の下端が上端に比べて１０〜７５０μｍ外側へ突出するように形成されているタッチパネル。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネルを備えた表示装置。
7. タッチ電極形成予定位置及び該タッチ電極形成予定位置の外側に設けられた端子部形成予定位置を備える第１導電層が形成された絶縁性基板を準備するステップと、
   矩形状に形成された第１欠損部と、該第１欠損部上において該第１欠損部より幅狭の矩形状に形成された第２欠損部と、で構成された開口部を形成したマスクを、該開口部が上記端子部形成予定位置に対応するように上記第１導電層全面に設けるステップと、
   上記マスクを設けた第１導電層上に成膜処理を行い、該マスクの開口部が対応する上記端子部形成予定位置に、端部が該第１導電層へ近づくにつれて、より外側へ向かうように傾斜した第２導電層を備えた端子部を形成するステップと、
   上記端子部を形成した第１導電層上からマスクを取り除き、上記第２導電層上から該第２導電層の端部及び該第１導電層上にかけて配線部を形成するステップと、
   を備えたタッチパネル付き表示装置の製造方法。
8. 請求項７に記載されたタッチパネル付き表示装置の製造方法であって、
   上記開口部の第１欠損部の幅と第２欠損部の幅との差が、２５０〜７５０μｍであるタッチパネル付き表示装置の製造方法。
9. 請求項７に記載されたタッチパネル付き表示装置の製造方法であって、
   上記開口部の第２欠損部の厚さが第１欠損部の厚さと同じであるタッチパネル付き表示装置の製造方法。

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