JP2010271796A - 電極間接続構造およびタッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】より強度に、透明基板上において１つの透明電極を挟んで配置される２つの透明電極間を接続する。
【解決手段】透明基板１上に透明電極として形成されるセンタ電極２０２と、
センタ電極２０２を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極２０１と、対をなすサイド電極２０１を接続するための配線であるブリッジ配線４と、センタ電極２０２とブリッジ配線４との間に設けられる電気的絶縁層３とを備え、ブリッジ配線４は、金属材料からなり、電気的絶縁層３は、少なくとも所定範囲内でサイド電極２０１に接触しないように形成され、ブリッジ配線４は、電気的絶縁層３がサイド電極２０１と接触しないように形成されることによりできる隙間領域で透明基板に直接接して形成されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板上において電極間を接続するための電極間接続構造およびタッチパネルに関する。

例えば、タッチパネルを構成するガラス基板上において、ある電極パターンとある電極パターンとを交差させて配置したい場合がある。このような場合における電極間の接続構造に関して、例えば、特許文献１には、静電容量型入力装置の構成例として、透光性基板の一方の面に第１の透光性電極パターンと、第２の透光性電極パターンとが形成され、交差部分で途切れている第２の透光性電極パターンが、層間絶縁膜の上層に形成された中継電極によって電気的に接続される構成が示されている。

また、例えば、特許文献２には、少なくとも第１の透光性導電膜と透光性絶縁膜と第２の透光性電導膜が積層された３層以上の多層膜により形成される透光性電極パターンである第１の透光性電極パターンと第２の透光性電極パターンとを備えた静電容量型入力装置が記載されている。特許文献２に記載されている静電容量型入力装置では、第１の透光性電極パターンと第２の透光性電極パターンの交差部分において、途切れて形成される第２の透光性電極パターンが、層間絶縁膜の上層に形成された中継電極によって電気的に接続される構成において、第１の透光性導電膜と第２の透光性電導膜の外周縁の全体あるいは略全体にわたって連続的に電気的に接続するための短絡用導電膜が形成されている。また、特許文献２には、中継電極と短絡用導電膜とを同一部材により形成する例が示されている。

特開２００８−３１０５５０号公報（段落００２５−００２７，図８） 特開２００８−３１０５５１号公報（段落０００９−００１２，図４）

例えば、特許文献１には、絶縁層は感光性樹脂からなる旨、また、透光性電極パターンまたは中継電極としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いる旨が記載されている。しかし、本発明者は、層間絶縁膜に樹脂を用いた場合には、その材料の性質によっては、透光性電極パターンまたは中継電極として用いられるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等との接着性能において問題が生じる場合があることを見出した。

図１０は、タッチパネルなどを構成する基板９１上において、電極パターン９２と電極パターン９３とを交差させて配置する場合の電極間の接続構造の例を示す説明図である。なお、図１０（ａ）は、接続前の電極の配置例を示す平面図である。また図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した電極の配置例のＡ−Ａ’断面図である。また図１０（ｃ）は、電極を接続させた状態での接続構造の例を示す平面図である。また図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）に示した接続構造例のＡ−Ａ’断面図である。

図１０に示す例では、基板９１上に、電極パターン９２と電極パターン９３とを形成する場合、一方の電極パターン９２を電極９２ａと電極９２ｂとに分けて形成している（図１０（ａ），（ｂ）参照。）。そして、電極９２ａと電極９２ｂを、他方の電極パターン９３上の少なくとも交差領域９７（図１０（ａ）において網掛けで示す領域９７）を覆うように設けられた絶縁層９４を跨ぐように設けたブリッジ配線９５によって接続している（図１０（ｃ），（ｄ）参照。）。

しかし、本発明者は、このような接続構造において、電極パターン９２，９３およびブリッジ配線９５がＩＴＯによって形成され、また絶縁層９４が樹脂によって形成される場合、ＩＴＯに対して樹脂よりなる絶縁層９４の密着力が弱いために、接続対象である電極９２ａや電極９２ｂに被さっている箇所９８，９９において樹脂よりなる絶縁層９４がめくれあがることによりその上層に設けられるブリッジ配線９５が浮いてしまい、接続がとれなくなるという問題が生じる場合があることを見出した。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、より強固に透明基板上においてある１つの透明電極を挟んで配置される２つの透明電極間を接続することができる電極間接続構造およびその電極間接続構造を利用したタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明による電極間接続構造は、透明基板（例えば、透明基板１）上に透明電極として形成されるセンタ電極（例えば、図２における電極単位２０１_ｃと電極単位２０１_ｄと接続配線２０２とからなる透明電極や図４における電極２０２、図５における電極２Ｂ）と、センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極（例えば、図２における電極単位２０１_ａと電極単位２０１_ｂや図４における電極２０１、図５における電極２Ａ）と、対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線（例えば、ブリッジ配線４）と、センタ電極とブリッジ配線との間に設けられる電気的絶縁層（例えば、絶縁層３）とを備え、ブリッジ配線は、金属材料からなり、電気的絶縁層は、少なくとも所定範囲内でサイド電極に接触しないように形成され、ブリッジ配線は、電気的絶縁層がサイド電極と接触しないように形成されることによりできる隙間領域で透明基板に直接接して形成されていることを特徴とする。

また、電気的絶縁層は、少なくともブリッジ配線が形成される領域内でサイド電極と接触しないように形成される。

また、本発明による電極間接続構造は、透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極と、対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線と、センタ電極とブリッジ配線との間に設けられた電気的絶縁層とを備え、ブリッジ配線は、金属材料からなり、センタ電極を挟んで対をなすサイド電極を接続するブリッジ配線はセンタ電極の両側において透明基板に直接接する領域を有していることを特徴とする。

また、本発明による電極間接続構造は、透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極と、センタ電極の一部を跨いで形成された電気的絶縁層と、電気的絶縁層を跨いで前記した対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線とを備え、ブリッジ配線は、金属材料からなり、前記したセンタ電極を跨いで形成された電気的絶縁層の両側の端部が、前記した対をなすサイド電極まで到らず、サイド電極と接触しないように形成された隙間領域を有し、当該隙間領域においてブリッジ配線が透明電極に直接接していることを特徴とする。

また、電気的絶縁層は、樹脂材料からなることが好ましい。

また、本発明によるタッチパネルは、透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、センタ電極を挟んで対をなして配置されるサイド電極とを備えたタッチパネルであって、対をなすサイド電極をセンタ電極とは非導通のまま接続することによって、透明基板の片側の面において交差する列電極を形成するタッチパネルにおいて、対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線と、センタ電極とブリッジ配線との間に設けられる電気的絶縁層とを備え、ブリッジ配線は、金属材料からなり、電気的絶縁層は、少なくとも所定範囲内でサイド電極に接触しないように形成され、ブリッジ配線は、電気的絶縁層がサイド電極と接触しないように形成されることによりできる隙間領域で透明基板に直接接して形成されていることを特徴とする。

また、本発明によるタッチパネルは、透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極とを備えたタッチパネルであって、対をなすサイド電極をセンタ電極とは非導通のまま接続することによって、透明基板の片側の面で交差する列電極を形成するタッチパネルにおいて、対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線と、センタ電極とブリッジ配線との間に設けられた電気的絶縁層とを備え、ブリッジ配線は、金属材料からなり、センタ電極を挟んで対をなすサイド電極を接続するブリッジ配線はセンタ電極の両側において透明基板に直接接する領域を有していることを特徴とする。

また、本発明によるタッチパネルは、透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極とを備えたタッチパネルであって、対をなすサイド電極をセンタ電極とは非導通のまま接続することによって、透明基板の片側の面で交差する列電極を形成するタッチパネルにおいて、センタ電極の一部を跨いで形成された電気的絶縁層と、電気的絶縁層を跨いで前記した対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線とを備え、ブリッジ配線は、金属材料からなり、前記したセンタ電極を跨いで形成された電気的絶縁層の両側の端部が、前記した対をなすサイド電極まで到らず、サイド電極と接触しないように形成された隙間領域を有し、当該隙間領域においてブリッジ配線が透明電極に直接接していることを特徴とする。

本発明によれば、より強固に透明基板上においてある１つの透明電極を挟んで配置される２つの透明電極間を接続することができる。

発明による電極間接続構造を備えたタッチパネルの構成例を示す説明図である。 透明電極パターン２の配置例を示す説明図である。 透明電極パターン２の配置例を示す説明図である。 透明基板１に透明電極パターン２と絶縁層３とブリッジ配線４とが積層された状態を示す説明図である。 透明電極パターン２と絶縁層３とブリッジ配線４の他の配置例を示す説明図である。 絶縁層３が形成された状態のタッチパネル１０の例を示す説明図である。 実施例１に係る透明パターン２の配置例を示す説明図である。 タッチパネル１０の他の構成例を示す模式的断面図である。 静電容量型タッチパネル機能付表示装置の構成例を示す模式的断面図である。 電極間接続構造の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のタッチパネルの構成例を示す説明図である。図１に示すタッチパネル１０は、本発明による電極間接続構造を備えたタッチパネルである。なお、図１（ａ）は、タッチパネル１０の平面図である。また、図１（ｂ）は、タッチパネル１０の断面図（Ａ−Ａ’断面図）である。なお、図１（ａ）ではタッチパネル１０を裏側から見た場合の平面図を示し、図１（ｂ）ではタッチパネル１０の裏側を上にした断面図を示している。

図１に示すタッチパネル１０は、ガラス基板等の透明基板１の片側の面に、交差するＸ軸、Ｙ軸の２軸それぞれの軸方向に伸びる列電極が、その交差部分において間に電気的絶縁層を介することにより電気的に非接触状態で形成されることにより構成されている。ここにおいて、Ｘ軸方向に伸びる列電極をサイド電極、Ｙ軸方向に伸びる列電極をセンタ電極と呼び、以下、説明する。なお、タッチパネルの方向の見方によって、Ｘ軸方向に伸びる列電極をセンタ電極、Ｙ軸方向に伸びる列電極をサイド電極と読み代えることもできる。タッチ位置を検出するためには、各軸方向に伸びるサイド電極とセンタ電極とが互いに独立していなければならない。このため、本実施形態では、透明基板１の片側の面に、マトリックス状を構成する各々のサイド電極とセンタ電極の列電極パターン（各軸方向に伸びる複数列の電極パターン）を１層の透明電極パターンとして配列させた上で、２つの列が交差する領域においていずれか一方の列を他方の列と接触しないよう分断させた形で形成される透明電極パターン２と、透明電極パターン２の分断箇所を接続させるための個々のブリッジ配線４とを形成する。なお、ブリッジ配線４と透明電極パターン２とが重なり合う領域（交差領域）においては、透明電極パターン２とブリッジ配線４との間に絶縁性物質による絶縁層３を設けられている。このようにして、透明基板１の片側の面に、マトリックス状に配置されるＸ軸方向のサイド電極とＹ軸方向のセンタ電極を形成する。以下、サイド電極、センタ電極と表現した場合には、ブリッジ配線４を介する等により各電極がその各電極が並ぶ軸方向において電気的に接続がされた状態を指す場合がある。

図２および図３に、透明電極パターン２の配置例を示す。図１に示した透明電極パターン２は、図２に局所的に示すように、交差する２軸をＸ軸とＹ軸とした場合に、少なくともＸ軸方向に沿って列をなす２以上の電極単位２０１（例えば、電極単位２０１_ａ，２０１_ｂ）とＹ軸方向に沿って列をなす２以上の電極単位２０１（例えば、電極単位２０１_ｃ，２０１_ｄ）とを含む電極単位集合と、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで交差する位置関係で配置されている各電極単位（図２に示す例では、電極単位２０１_ａ，２０１_ｂと電極単位２０１_ｃ，２０１_ｄ）をいずれか一方の軸方向でのみ接続させる接続配線２０２とにより構成されている。例えば、図２に示す電極単位２０１_ａ，２０１_ｂは、図３における列電極パターン２−Ａ_１を構成する一構成要素に相当する。また、例えば、図２に示す電極単位２０１_ｃ，２０１_ｄは、図３における列電極パターン２−Ｂ_４を構成する一構成要素に相当する。なお、図２に示す例では、各列をなす電極集合への引き廻し配線２０３（例えば、引き廻し配線２０３_ａ，２０３_ｂ）も示している。引き廻し配線２０３は、各列電極パターンを構成する電極単位２０１のいずれか１つに接続されていればよい。

なお、列電極パターンは、電極単位２０１や接続配線２０２を区別せずにひとつなぎの電極として形成することも可能である。例えば、図２に示す例では、電極単位２０１_ｃと電極単位２０１_ｄと接続配線２０２とを区別せずに１つの透明電極として形成することも可能である。この場合、図２に示す例では、１つの透明電極（ここでは、電極単位２０１_ｃと電極単位２０１_ｄと接続配線２０２とによって構成される透明電極）と、該透明電極を間に挟むように隔置されて配置される２つの透明電極（ここでは、電極単位２０１_ａと電極単位２０１_ｂ）の３つの独立した透明電極が形成されていると表現することも可能である。

本実施形態では、図３に示すように、各軸方向に沿って列をなす一連の電極単位２０１集合を、電極単位２０１間が接続配線２０２により接続されるか否かに関わらず、１つの列電極パターンとして扱う。透明電極パターン２を形成した時点で電極単位間が接続されていなくても、最終的にブリッジ配線４（図１参照。）により接続されるからである。図３に示す例では、１０個の列電極パターン２−Ａ_１〜２−Ａ_６、２−Ｂ_１〜２−Ｂ_４が形成されていると表現できる。

図３には、Ｘ軸方向に沿って列をなすサイド電極の列電極パターンとして、Ｙ軸座標を検出するための６列の列電極パターン２−Ａ_１〜２−Ａ_６が形成される例が示されている。また、Ｙ軸方向に沿って列をなすセンタ電極の列電極パターンとして、Ｘ軸座標を検出するための４列の列電極パターン２−Ｂ_１〜２−Ｂ_４が形成される例が示されている。

各電極単位２０１は、その形状に応じてそれぞれが平面的に隔置、分離され、かつ隙間が少なくなるように配置され、タッチパネルとして任意の精度が得られるようにされていればよい。例えば、Ｘ軸方向に列をなす電極単位２０１とＹ軸方向に列をなす電極単位２０１とが密にタッチ領域全体に配置されるように、かつ各軸方向の列電極パターン２が交差する領域が可能な限り小さい領域ですむように、矩形やひし形、六角形といった多角形状で、互い違いにあるいは直列状に配列されていてもよい。また、電極単位は、その形状内に、切り込みや穴が設けられていてもよい。このようにすることで、使用者に電極単位を視認されにくくすることができる。

透明基板１は、電気絶縁性の基板であって、例えば、ガラス基板や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム／シート、ＰＣ（ポリカードネート）フィルム／シートなどでよい。

また、絶縁層３を構成する透明性の電気絶縁性物質として、例えば、ＳｉＯ_２などの無機材料やフォトリソ樹脂などの有機樹脂材料を用いることが可能である。しかし、前者のＳｉＯ_２の場合には、スパッタリング法によりマスクを利用してパターニングされた絶縁層を容易に得ることができるが、マスクを使用してスパッタリング法により無機材料の膜を形成する場合、位置精度が悪く、ブリッジ配線を長くする必要が生じる。そのため、この電気的絶縁層は、位置精度が高いフォトリソ樹脂材料を用いて形成された樹脂層が好ましい。フォトリソ樹脂を使用して絶縁層を形成する場合には、フォトリソプロセスにより容易にパターニングされた樹脂製の絶縁層を得ることができる。

特に、透明基板がガラス基板の場合には、ガラス基板の表面に生ずるシラノール基と反応する基を有するフォトリソ樹脂（感光性樹脂）が好ましい。かかる感光性樹脂を使用することにより、ガラス基板と感光性樹脂との間で化学結合が生じて密着力の高い絶縁層を形成することができる。例えば、感光性アクリル系樹脂、感光性メタクリル系樹脂、感光性ポリイミ系樹脂、感光性ポリシロキサン系樹脂、感光性ポリビニールアルコール樹脂、アクリルウレタン系感光性樹脂などが挙げられる。

また、ブリッジ配線４を構成する導電物質としては、透明基板１に対して高い密着力を容易に得ることができる金属材料が望ましく使用される。特に、透明基板がガラス基板の場合には、ガラス基板に対して密着力が高く、ＩＴＯより導電性が高く、耐久性、耐摩耗性にも優れた、Ｍｏ、Ｍｏ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｕ、Ａｕ合金などの金属材料を好ましく用いることができる。より耐食性を高めた合金としては、例えば、Ｍｏ−Ｎｂ系合金、Ａｌ−Ｎｄ系合金などが好ましい例として挙げられる。上記のようなブリッジ配線は２層、３層などの多層構造としてもよい。例えば、Ｍｏ層／Ａｌ層／Ｍｏ層の３層構造が挙げられる。かかる金属材料からなるブリッジ配線は、ＩＴＯを使用する場合に比べ、配線幅を細く、また短く、また層厚を薄くすることができ、設計の自由度を高め、また外観を良くすることができる。

図４は、透明基板１に透明電極パターン２と絶縁層３とブリッジ配線４とが積層された状態を拡大して示す説明図である。なお、図４は、サイド電極の列電極パターン２−Ａ_１とセンタ電極の列電極パターン２−Ｂ_１とが交差する領域を、Ｘ軸方向に沿った断面図を示している。図４に示す例では、列電極パターン２−Ａ_１と列電極パターン２−Ｂ_１とが交差する領域では、透明電極パターン２として列電極パターン２−Ａ_１が分断された形（分断形状）で形成され、代わりに列電極パターン２−Ｂ_１が分断させれない形（接続形状）で形成されている。そして、接続形状で形成された列電極パターン２−Ｂ_１のうち列電極パターン２−Ａ_１との交差領域にあたる部位（以下、交差部位という。例えば、図２における接続配線２０２の一部分）を覆うように絶縁層３が形成され、その絶縁層３を跨いで分断されている列電極パターン２−Ａ_１（例えば、列電極パターン２−Ａ_１を構成する一列に並んだ２つの電極単位２０１）を接続させるブリッジ配線４が形成されている。

本実施形態において、絶縁層３は、ブリッジ配線４による接続対象である２つの電極単位（図４においてサイド電極の列電極パターン２−Ａ_１として形成される２つの電極２１０。）それぞれと接触しないように形成されるものとする。また、ブリッジ配線４が２つのサイド電極２１０を接続した状態において、絶縁層３と各サイド電極２１０との間に、ブリッジ配線４が透明基板１に直接接する部位である密着部位４１が含まれるようにブリッジ配線４を形成する。各密着部位４１は、例えば、絶縁層３と各サイド電極２１０の電極単位との間の隙間領域の長さ方向（図においてＸ軸方向）に対して全体に渡るように形成することがブリッジ配線をより強固に透明電極に固着させる上で好ましいが、隙間領域の長さ方向に対して所定部分、例えば、隙間領域の長さに対して略半分以上の長さ程度で設けてもよい。図４において、２つのサイド電極２１０に対して、そのサイド電極２１０に挟まれて配置される電極（図４において列電極パターン２−Ｂ_１として形成される電極）はセンタ電極２２０である。

また、図５は、透明電極パターン２と絶縁層３とブリッジ配線４の他の配置例を示す説明図である。図５に示す例では、透明電極パターン２として、１つのセンタ電極２Ｂと、センタ電極２Ｂを挟むように配置される２つのサイド電極２Ａとが形成されている。図５に示すように、絶縁層３は、少なくともブリッジ配線４が跨る領域において、各サイド電極２Ａと接しないように形成されていればよい。例えば、絶縁層３は、ブリッジ配線４が形成される領域以外の領域（例えば、領域３０１，３０２，３０３，３０４）において、サイド電極２Ａと接していてもよいし、また、サイド電極２Ａの上に載るような形状であってもよい。

図５に示す例では、絶縁層３のＸ軸方向の幅は、ブリッジ配線４と重なる領域では狭くなり、ブリッジ配線４と重なる領域において絶縁層３はサイド電極２Ａと接触していない。また、ブリッジ配線４と重なっていない領域では、絶縁層３のＸ軸方向の幅が広がり、絶縁層３は、領域３０１〜３０４においてサイド電極２Ａと接する。このように、絶縁層３のうち、ブリッジ電極４と重なっていな井部分は、サイド電極と接していてもよい。

これにより、少なくともブリッジ配線４が形成される領域内では、絶縁層３が接続対象である各サイド電極２１０の上に載る形状とはならないので、絶縁層３のはがれ現象によりブリッジ配線４の接続がとれなくなるといった接続状態の劣化現象の発生を防止することができる。これは、透明電極がガラス基板の場合、樹脂層（絶縁層３）と透明基板１との密着力と、樹脂層（絶縁層３）とＩＴＯとの密着力とを比較した場合に、その表面にＯＨ基を有している透明基板１の方が樹脂層との間に化学結合を生じさせることができるために密着力が高いことを利用したものである。これによって、絶縁層３のはがれ現象によりブリッジ配線４の接続がとれなくなるといった接続状態の劣化現象の発生を防止することができる。さらに、金属材料を選択してブリッジ配線４を形成することによって、ＩＴＯ等の金属酸化膜により形成する場合と比べて、ブリッジ配線４自体の透明基板１に対する密着力をより高めることができる。このように、絶縁層３とサイド電極の電極単位との間の隙間領域において、絶縁層３と透明基板１との密着力だけでなくブリッジ配線４と透明基板１との密着力をも利用して、より強度にブリッジ配線４と各透明電極とを接続させることができる。

次に、本実施形態のタッチパネル１０の製造方法の一例について説明する。まず、透明基板１の片側の面に、透明電極パターン２を形成する。例えば、透明基板１の片側の面に、スパッタリング法などを用いてＩＴＯを成膜させ、成膜させたＩＴＯ膜をフォトリソグラフィ技術などを利用して図３に示すようなパターン形状に加工することにより、所定パターンを有する透明電極パターン２を形成する。次に、透明電極パターン２が形成されている透明基板１の同面（透明電極パターン２が形成されている面）に、透明電極パターン２の特定部位（Ｘ軸方向のサイド電極の列電極パターンとＹ軸方向のセンタ電極の列電極パターンとが交差する領域。すなわち、列電極パターンとしての交差領域。）を覆う絶縁層３を形成する。この絶縁層３を形成するにあたっては、フォトリソ樹脂をコーティングし、所定パターンのマスクを用いて露光し、ついでエッチングするというフォトリソグラフィー・プロセス法を採用する。この際、上記の交差領域において、絶縁層の両側の端部が、その両側のサイド電極まで到らず、サイド電極と接触していない隙間領域が形成されるようにする。図６は、各交差領域に絶縁層３が形成された状態のタッチパネル１０の例を示す説明図である。

次に、各交差領域に設けた絶縁層３の上を跨ぐようにして透明電極パターン２の特定部位（サイド電極の列電極パターン２において分断して形成した電極単位の一部）間を接続させる各ブリッジ配線４を形成する。例えば、絶縁層３が形成されている透明基板１の同面（絶縁層３が形成されている面）に対してスパッタリング法などを用いて金属製の導電物質を成膜して金属膜を形成し、この金属膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして所定形状のパターンを有するブリッジ配線４を形成する。これにより、図１に示す状態が完成する。

上記した各列の電極パターンの引き廻し配線の低抵抗化が要求される場合には、ブリッジ配線を形成する工程において絶縁層が形成されている透明基板の同面に対してスパッタリング法などを用いて金属膜を形成する際、引き廻し配線部分も覆って金属膜を形成し、この金属膜をブリッジ配線の形成のためのフォトリソグラフィ法によるパターニング工程と同時にパターニングを行って引き廻し配線上に低抵抗の金属膜を形成するようにしてもよい。

また、各列の電極パターンの引き廻し配線が、予め形成されていない場合には、ブリッジ配線を形成する工程において絶縁層が形成されている透明基板の同面に対してスパッタリング法などを用いて金属膜を形成する際、形成しようとする引き廻し配線部分も覆って金属膜を形成し、この金属膜をブリッジ配線の形成のためのフォトリソグラフィ法によるパターニング工程と同時にパターニングを行って引き廻し配線を上記金属膜によって形成するようにしてもよい。

なお、図１に示す例では、最初に透明電極パターン２を形成し、その次に絶縁層３を形成し、次いでブリッジ配線４を形成する例を示しているが、この順番は逆であってもよい。すなわち、最初に交差領域となる部分に各ブリッジ配線４を形成し、その次に各ブリッジ配線４０１の中間部（少なくとも透明電極パターン２の交差部位が形成される領域を含む）を覆いつつ両端部が露出するように絶縁層３を形成し、次いで、透明電極パターン２を、各ブリッジ配線４の両端部が、当該ブリッジ配線４の接続対象である２つの電極単位と接続されることにより当該電極単位間が導通状態となるように形成してもよい。このような順においても、各絶縁層３を、当該絶縁層３が覆うブリッジ配線４の接続対象である２つの電極単位と接しないように形成する。なお、本実施形態では、交差領域に位置する一方の列電極パターンを構成する透明電極との間に絶縁層３を挟み込んだ状態で、他方の列電極パターンを構成する分断された透明電極を接続する配線であれば、絶縁層３の上を跨ぐように形成されるか又は下を潜るように形成されるかに関わらず、ブリッジ配線４と呼ぶこととする。

また、図１〜図６では、交差するサイド電極とセンタ電極の各列電極パターン２に対して、一方の軸方向の列電極パターンを分断形状とし、他方の軸方向の列電極パターンを接続形状とする例を示したが、本発明による電極間接続構造が適用される電極パターンの配置としては、独立した３つの電極が形成されていればよい。また、タッチパネルにおける列電極パターンの配置としても、図３に示した例に限らない。例えば、同じ軸方向の列電極パターンに対してある列電極パターンは接続形状とし、またある列電極パターンは分断形状とするといったパターニングも可能である。また、例えば、１つの列電極パターンにおいて、ある電極単位間は接続形状として、ある電極単位間は分断形状とするパターニングも可能である。

また、構成の例を示す図面で図示省略しているが、タッチパネル１０は、透明電極パターン２の各列電極パターンを介して静電容量を監視する回路部を備えている。この回路部は、例えば、各列の電極パターンの引き廻し配線２０３の端子部とフレキシブルフィルム等を介して接続されていればよい。なお、各列の電極パターンの引き廻し配線２０３の端子部と接続されるフレキシブルフィルムに直接ＩＣチップを搭載して回路部を構成してもよい。

また、例えば、図８に示すように、タッチパネル１０は、透明基板１上に形成される列電極（より具体的には、絶縁層３を間に挟み込んで積層される透明電極パターン２とブリッジ配線４とにより構成されるＸ軸方向およびＹ軸方向の列電極）の上に、ＵＶ硬化性樹脂等による接着層５を介して積層される保護ガラス６を設けてもよい。図８は、タッチパネル１０の他の構成例を示す模式的断面図である。なお、このような構成にした場合には、保護ガラス６側からのタッチ位置を検出することも可能である。

また、例えば、図９に示すように、タッチパネル１０を液晶表示装置等の表示装置に組み込み、タッチ位置が検出可能な静電容量型タッチパネル機能付表示装置として構成することも可能である。図９は、静電容量型タッチパネル機能付表示装置の構成例を示す模式的断面図である。図９に示す静電容量型タッチパネル機能付表示装置１００は、タッチパネル構成部１０と、表示パネル構成部２０と、バックライト３１とを備える。

タッチパネル構成部１０は、図１に示すようなタッチパネル１０と同様の構成でよい。すなわち、透明基板１の片側の面に、マトリックス状に配置される透明電極パターンとして機能する列電極（より具体的には、絶縁層３を間に挟み込んで積層される透明電極パターン２とブリッジ配線４とにより構成されるＸ軸方向およびＹ軸方向の列電極）が形成されていればよい。

また、表示パネル構成部２０は、一般的な表示装置と同様でよい。例えば、液晶表示装置であれば、第１の透明基板２１と第２の透明基板２２との間に液晶２３を挟持する構成となっていてもよい。なお、符号２４，２５は、偏光板を示している。また、符号２６は、駆動ＩＣを示している。

なお、各透明基板２１，２２には、液晶の状態を制御するためにセグメント電極やコモン電極などが形成されるが、これらの電極の図示は省略している。また、液晶２３は、各透明基板２１，２２およびシール材によって封止されるが、シール材の図示は省略している。

例えば、タッチパネル構成部１０の透明基板１上に形成される列電極と、表示パネル構成部２０の視認側の最上位層（ここでは、偏光板２４）とをＵＶ硬化性樹脂等による接着層５を介して重ね合わせることにより、１つの液晶表示装置として構成することが可能である。図９に示す例では、タッチパネルを構成する透明基板１の列電極が形成される面を液晶表示装置側として重ね合わせる例を示している。このように、タッチ位置を検出するための列電極が透明基板１の片側の面だけに形成されているため、保護ガラスといった部品点数を増やすことなく、容易に表示装置に組み込むことができる。また、表示内容をタッチ状況により変更させるなどの表示装置との連携により、タッチパネルの押す場所をわかりやすくすることもできる。

なお、液晶表示装置と重ね合わせることによって、タッチパネル構成部１０の透明基板１に形成される各列電極パターンから検出される静電容量の変化にノイズが発生してしまう場合には、タッチパネル構成部１０と表示パネル構成部２０との間に、アースとして機能させる透明電極を設けてもよい。タッチパネル構成部１０と表示パネル構成部２０との間に設ける透明電極は、パターニングせずにパネル領域の面全体を覆うように形成すればよい。

なお、アースとして機能させる透明電極は、タッチパネル構成部１０の透明基板１に形成される列電極から見て、タッチされる側とは反対の側に位置するように形成されていればよい。例えば、タッチパネル構成部１０を、図８に示すように、透明基板１に形成される列電極に対して樹脂等による接着層５を介して保護ガラス６を積層する構成にし、液晶表示パネル構成部２０の最上層と重ね合わせる側の基板面全体にＩＴＯ等による透明電極を形成した上で、再度ＵＶ硬化性樹脂等による接着層５を介して重ね合わせてもよい。このような構成にすれば、表示装置からのノイズの影響を受けずに安定して、タッチ位置を検出することが可能である。

なお、タッチ位置を検出するための列電極が形成される透明基板１に対して、表示装置や保護ガラス（保護カバー）などを積層する方法として、ＵＶ硬化性樹脂等を用いる例を示したが、この他にも、両面接着フィルム（ＰＳＡ）を用いる方法がある。ＰＳＡを用いる場合には、例えば、列電極の上にＰＳＡを貼り付け、その後真空中で液晶表示装置や保護カバーと重ねあわせを実施すればよい。その後、オートクレーブ装置（加圧脱泡装置）等を用いて泡をなくしつつ加圧させることが好ましい。また、樹脂を用いる場合には、透明基板上の列電極の上に、液体状の樹脂を塗布し、液晶表示装置や保護カバーをゆっくり積層させ、最後にＵＶ露光を行って樹脂を硬化させればよい。

本実施例は、横４ｃｍ×縦６ｃｍのタッチ領域を得るために４列のセンタ電極の列電極パターンと６列のサイド電極の列電極パターンをマトリックス状に配置させるタッチパネルの例である。本実施例では、０．５５ｍｍのガラス基板の片側の面に、膜厚２０ｎｍのＩＴＯ膜をスパッタリング法により成膜し、これをフォトリソグラフィ技術を利用して、図３に示すパターン形状に加工し、各電極パターン２を形成した。すなわち、各列電極パターンを構成する電極単位２０１の形状をひし形とし、横方向であるＸ軸方向に列をなす電極単位集合により構成される６列のサイド電極の列電極パターン２−Ａ_１〜２−Ａ_６と、縦方向であるＹ軸方向に列をなす電極単位集合により構成される４列のセンタ電極の列電極パターン２−Ｂ_１〜２−Ｂ_４と、それらへの引き廻し配線とを含む透明電極パターン２を形成した。なお、本実施形態では、各列電極パターンうち、Ｙ軸方向に列をなす電極集合により構成されるセンタ電極の列電極パターン２−Ｂ_１〜２−Ｂ_４については各電極を接続する接続配線２０２を設けて接続形状とし、一方のサイド電極の列電極パターン２−Ａ_１〜２−Ａ_６については接続配線２０２を設けずに各電極が分断される分断形状としている。また、本例では、ひし形の電極単位２０１の一辺の長さを５ｍｍ、接続配線２０２の幅を０．５ｍｍ、接続配線２０２の長さを１．５ｍｍとしている。

次に、上記透明電極パターンを覆ってアクリル樹脂系のフォトリソ樹脂を塗布し、このフォトリソ樹脂の塗膜を所定のパターンを有する露光マスクを用いたフォトリソグラフィ技術を利用して、サイド電極の列電極パターン２−Ａ_１〜２−Ａ_６とセンタ電極の列電極パターン２−Ｂ_１〜２−Ｂ_４とが交差する領域において接続形状で形成されたセンタ電極の列電極パターン２−Ｂ_１〜２−Ｂ_４を跨ぎ、しかしその両側のサイド電極の列電極パターン２−Ａ_１〜２−Ａ_６まで達せず、隙間領域が形成されるようなパターンをもって、樹脂製の電気的絶縁層を形成する。このようにすることにより、絶縁層の両側の端部は、サイド電極まで到らないような構造となる。この絶縁層のそれぞれはＸ軸方向の長さは１．０ｍｍで、Ｙ軸方向の長さ（幅）は１．５ｍｍになるようにした。この厚みは１．８μｍとした。

次に、上記透明電極パターンおよび絶縁層を覆って導電性の金属膜をスパッタリング法により膜厚が３５０ｎｍとなるように成膜し、所定のパターンを有する露光マスクを用いたフォトリソグラフィ技術を利用してブリッジ配線を形成した。本実施例では、金属膜としては金属層の３層構造とし、ガラス基板側より、Ｎｂ含有のＭｏ層、Ｎｄ含有のＡｌ層、Ｎｂ含有のＭｏ層の３層を使用し、またブリッジ配線のＸ軸方向の長さは５．０ｍｍとし、その幅は０．１ｍｍとし、その膜厚は２０μｍとした。

このようにして図７に示すように、センタ電極の列電極パターンの電極単位２０１ｃおよび２０１ｄの接続配線２０２を跨いで樹脂製の電気的絶縁層３を形成し、接続配線２０２とその両側のサイド電極の列電極パターンの電極単位２０１ａおよび２０１ｂとの間に隙間領域ｐが形成される。また、電気的絶縁層３を跨いでサイド電極の列電極パターンの電極単位２０１ａおよび２０１ｂを接続するブリッジ配線４が形成される。ここにおいて、ブリッジ配線４は、隙間間隔ｐにおいて透明基板の表面と直接接している。

そして、透明基板１上に形成される各列電極パターンの引き廻し配線２０３の端子部に、回路基板をフレキシブルフィルムを介して接続した。このようにして完成したタッチパネル１０で、指で触った場所を感知できることを確認した。また、このようにして完成したタッチパネル１０に対して、さらに、樹脂による接着層５を介して保護ガラス６を積層しても、指で触った場所を感知できることを確認した。

本発明は、マトリックス方式を利用してタッチ位置を検出するタッチパネルにを構成する透明基板上の透明電極間の接続だけでなく、基板上である電極に対して電気的に導通させずに当該電極を跨いで他の２つの電極を接続させたい場合においても好適に適用可能である。

１０ タッチパネル，タッチパネル構成部
１ 透明基板
２ 透明電極パターン
２−Ａ_１〜２−Ａ_６、２−Ｂ_１〜２−Ｂ_４ 各列電極パターン
２０１ 電極単位
２０２ 接続配線
２０３ 引き廻し配線
２１０ サイド電極
２２０ センタ電極
３ 絶縁層
４ ブリッジ配線
４１ 密着部位
５ 接着層
６ 保護ガラス（保護カバー）
７ 絶縁層３用マスクパターン
８ ブリッジ配線４用マスクパターン
９ 透明電極パターン２用マスクパターン
１００ 静電容量型タッチパネル機能付表示装置
２０ 表示パネル構成部
２１ 第１の透明基板
２２ 第２の透明基板
２３ 液晶
２４ 偏光板
２５ 偏光板
２６ 駆動ＩＣ
３１ バックライト

Claims (10)

1. 透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、
   前記センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極と、
   対をなす前記サイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線と、
   前記センタ電極と前記ブリッジ配線との間に設けられる電気的絶縁層とを備え、
   前記ブリッジ配線は、金属材料からなり、
   前記電気的絶縁層は、少なくとも所定範囲内で前記サイド電極に接触しないように形成され、
   前記ブリッジ配線は、前記電気的絶縁層が前記サイド電極と接触しないように形成されることによりできる隙間領域で前記透明基板に直接接して形成されている
   ことを特徴とする電極間接続構造。
2. 電気的絶縁層は、少なくともブリッジ配線が形成される領域内でサイド電極と接触しないように形成される
   請求項１に記載の電極間接続構造。
3. 透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、
   前記センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極と、
   対をなす前記サイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線と、
   前記センタ電極と前記ブリッジ配線との間に設けられた電気的絶縁層とを備え、
   前記ブリッジ配線は、金属材料からなり、
   前記センタ電極を挟んで対をなすサイド電極を接続するブリッジ配線は前記センタ電極の両側において透明基板に直接接する領域を有している
   ことを特徴とする電極間接続構造。
4. 透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、
   前記センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極と、
   前記センタ電極の一部を跨いで形成された電気的絶縁層と、
   前記電気的絶縁層を跨いで前記した対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線とを備え、
   前記ブリッジ配線は、金属材料からなり、
   前記したセンタ電極を跨いで形成された電気的絶縁層の両側の端部が、前記した対をなすサイド電極まで到らず、前記サイド電極と接触しないように形成された隙間領域を有し、当該隙間領域においてブリッジ配線が透明電極に直接接している
   ことを特徴とする電極間接続構造。
5. 電気的絶縁層は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の電極間接続構造。
6. 透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、前記センタ電極を挟んで対をなして配置されるサイド電極とを備えたタッチパネルであって、対をなす前記サイド電極を前記センタ電極とは非導通のまま接続することによって、透明基板の片側の面において交差する列電極を形成するタッチパネルにおいて、
   対をなす前記サイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線と、
   前記センタ電極と前記ブリッジ配線との間に設けられる電気的絶縁層とを備え、
   前記ブリッジ配線は、金属材料からなり、
   前記電気的絶縁層は、少なくとも所定範囲内で前記サイド電極に接触しないように形成され、
   前記ブリッジ配線は、前記電気的絶縁層が前記サイド電極と接触しないように形成されることによりできる隙間領域で前記透明基板に直接接して形成されている
   ことを特徴とするタッチパネル。
7. 電気的絶縁層は、少なくともブリッジ配線が形成される領域内でサイド電極と接触しないように形成される
   請求項６に記載のタッチパネル。
8. 透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、前記センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極とを備えたタッチパネルであって、対をなす前記サイド電極を前記センタ電極とは非導通のまま接続することによって、透明基板の片側の面で交差する列電極を形成するタッチパネルにおいて、
   対をなす前記サイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線と、
   前記センタ電極と前記ブリッジ配線との間に設けられた電気的絶縁層とを備え、
   前記ブリッジ配線は、金属材料からなり、
   前記センタ電極を挟んで対をなすサイド電極を接続するブリッジ配線は前記センタ電極の両側において透明基板に直接接する領域を有している
   ことを特徴とするタッチパネル。
9. 透明基板上に透明電極として形成されるセンタ電極と、前記センタ電極を挟んで対をなして配置される透明電極であるサイド電極とを備えたタッチパネルであって、対をなす前記サイド電極を前記センタ電極とは非導通のまま接続することによって、透明基板の片側の面で交差する列電極を形成するタッチパネルにおいて、
   前記センタ電極の一部を跨いで形成された電気的絶縁層と、
   前記電気的絶縁層を跨いで前記した対をなすサイド電極を接続するための配線であるブリッジ配線とを備え、
   前記ブリッジ配線は、金属材料からなり、
   前記したセンタ電極を跨いで形成された電気的絶縁層の両側の端部が、前記した対をなすサイド電極まで到らず、前記サイド電極と接触しないように形成された隙間領域を有し、当該隙間領域においてブリッジ配線が透明電極に直接接している
   ことを特徴とするタッチパネル。
10. 電気的絶縁層は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項６から請求項９のうちのいずれか１項に記載のタッチパネル。

Images