JP2011028594A - タッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】
タッチパネル１０の内部に水分や塩分などの腐食成分が侵入することにより金属配線が腐食するのを防止することを目的とする。
【解決手段】
電極が設けられたセンシング領域と、金属配線が設けられた配線領域を有する光透過性の基板と、前記電極と前記金属配線層上に設けられた絶縁膜層と、前記絶縁膜層上に設けられた腐食成分不透過膜と、を具備し、前記腐食成分不透過膜は前記絶縁膜層よりも密度が大きいことを特徴とするタッチパネル。
【選択図】図４

Description

本発明は、静電容量方式のタッチパネルに関する。

静電容量方式のタッチパネルは、指先による接触を受け付けるセンシング領域が設けられている。指先をセンシング領域にタッチすると、指先とセンシング領域内に設けられた電極で形成される導電膜との間で静電容量が変化する。この静電容量の変化によって指先が接触した位置が検出される。

近年、次のような静電容量方式の投影型タッチパネルが開示されている。即ち、基板に第１の透明電極付フィルムと、第２の透明電極付フィルムとを重ねて設け、第１の透明電極付フィルムと第２の透明電極付フィルムには共通の駆動用回路が設けられている。第１の透明電極付フィルムと第２の透明電極付フィルムのそれぞれは、中央部に配置された電極と、電極を囲むようにして配置された金属配線とを有している。また、第１の透明電極付フィルムと第２の透明電極付フィルムそれぞれの配線は、一端が電極に接続されており、他端が駆動用回路に接続されている（特許文献１参照。）。

特開２００７-２４３０５９号公報

しかしながら、上述のようなタッチパネルは、指先に接触される際に水分や塩分などの腐食成分がセンシング領域から内部に侵入することがある。タッチパネルの内部に腐食成分が侵入すると、金属配線が腐食し、電極と駆動用回路間の電気抵抗の増加や、断線の虞があった。

従って本発明は、上記問題点を解決するために成されたもので、金属配線が腐食成分によっても腐食しにくいタッチパネルを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のタッチパネルは、電極が設けられたセンシング領域と、金属配線が設けられた配線領域を有する光透過性の基板と、前記電極と前記金属配線層上に設けられた絶縁膜層と、前記絶縁膜層上に設けられた腐食成分不透過膜と、を具備し、前記腐食成分不透過膜は前記絶縁膜層よりも密度が大きいことを特徴としている。

本発明によれば、タッチパネルにおける金属配線の腐食を防止し、信頼性の高い電気的接続を維持できるタッチパネルを得ることができる。

本発明の実施例１のタッチパネル付画像表示装置を示す分解斜視図である。 図１のタッチパネル付画像表示装置のタッチパネルの平面図である。 （Ａ）は、図２のタッチパネルのＸ軸電極を表す平面図、（Ｂ）は、図２のタッチパネルのＹ軸電極を表す平面図である。 この発明の実施例１を表す、図２のタッチパネルのIV−IV線に沿って切断した断面拡大図である。 この発明の実施例１を表す、図２のタッチパネル付画像表示装置のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面拡大図である。 この発明の実施例２を表す、図２のタッチパネル付画像表示装置のIV−IV線に沿って切断した断面図拡大である。 この発明の実施例２を表す、図２のタッチパネル付画像表示装置のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面図拡大である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

以下、この発明の実施例１に係るタッチパネル付画像表示装置について図面を参照して説明する。

図１は、タッチパネル付画像表示装置を示す分解斜視図である。

カバーパネル３０は透明な樹脂により形成されており、タッチパネル１０のセンシング領域１１１を覆う。

タッチパネル付画像表示装置はタッチパネル１０とタッチパネル１０の一主面と対向する表示パネル２０とタッチパネル１０の他主面と対向するカバーパネル３０とによって構成される。

表示パネル２０は、略矩形平板状の液晶表示パネルで、タッチパネル１０と対向する一主面には表示領域が設けられている。表示パネル２０の一辺には回路基板２１が設けられている。

タッチパネル１０について図２を使って説明する。図２は、図１のタッチパネル付画像表示装置のタッチパネルの平面図である。

タッチパネル１０は、略矩形平板状の基板１１と基板１１の一辺に設けられたＩＣドライバ１９とによって構成されている。基板１１は、ダイヤモンド型の複数の電極（Ｘ軸電極１３及びＹ軸電極１４）が配置されているセンシング領域１１１と、基板１１の外縁部に配設された配線１５が配置されている配線領域１１２とを有する。センシング領域１１１は、指先の接触を受け付ける領域である。配線１５の一端は、センシング領域１１１内のＸ軸電極１３もしくはＹ軸電極１４と接続されており、他端は、基板１１の一辺に沿って設けられたＩＣドライバ１９に接続されている。タッチパネル１０の基板１１は、ガラス等の光透過性の材料を用いて形成する。

図３は図２のタッチパネルのＸ軸電極、Ｙ軸電極を表す平面図である。

タッチパネル１０のセンシング領域１１１内に設けられた電極は、図３（Ａ）のようにダイヤモンド型が基板１１の短辺に平行に接続されたＸ軸電極１３と、（Ｂ）のようにダイヤモンド型が基板１１の長辺に平行に接続されたＹ軸電極１４と、から構成される。Ｙ軸電極１４はＸ軸電極１３の上層に絶縁膜１６を介して互いのダイヤモンド型の電極が重ならないように、センシング領域１１１に隙間なく敷き詰められて配置されている。

Ｘ軸電極１３及びＹ軸電極１４にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium
Zinc Oxide）等の透明な導電性材料が用いられる。配線１５はチタン（Ｔｉ）−アルミニウム（Ａｌ）−チタン（Ｔｉ）の３層構造で形成する。

タッチパネル1０は、センシング領域１１１に指先を接触される際、指先とＸ軸電極１３との間の電荷量と指先とＹ軸電極１４との間の電荷量の比率を計測することにより、センシング領域１１１上の指先が接触した位置を特定する。

図４は、図２のタッチパネルをIV−IV線に沿って切断した配線領域１１２の断面拡大図である。

配線領域１１２は、基板１１上に配線１５が形成され、配線１５を覆うようにして絶縁膜１６が設けられている。絶縁膜１６上には保護膜１７が設けられている。そして、保護膜１７上には腐食成分不透過膜１８が積層されている。

絶縁膜１６には二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を用いる。絶縁膜１６の厚さは０．１ μm〜１ μm程度である。保護膜１７は二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を用いる。保護膜１７の厚さは０．１ μm〜１ μm程度である。

腐食成分不透過膜１８は、窒化物により形成されている。この腐食成分不透過膜１８は、テトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ₂Ｈ₅)₄）によって形成された保護膜１７の表面をプラズマ化学気相成長法（プラズマＣＶＤ法）により窒化処理することにより得る。腐食成分不透過膜１８の厚さは８ nm程度である。

図５は、図２のタッチパネル付画像表示装置のＶ−Ｖ線に沿って切断したセンシング領域１１１の断面拡大図である。

センシング領域１１１においては、基板１１上にＸ軸電極１３が配置されている。Ｘ軸電極１３は絶縁膜１６によって覆われている。絶縁膜１６上には、Ｘ軸電極１３と重ならないようにＹ軸電極１４が配置されている。Ｙ軸電極１４は保護膜１７によって覆われている。そして、保護膜１７上には腐食成分不透過膜１８が設けられている。

腐食成分不透過膜１８を形成する具体的な方法は以下のようである。まず、保護膜１７の表面にプラズマ処理を施した窒素ガス（Ｎ_２）、アンモニアガス（ＮＨ_３）、及び水素ガス（Ｈ_２）を供給する。プラズマ処理によりそれぞれのガスは活性化されている。そして、活性化された窒素ガス及びアンモニアガスは、保護膜１７の表面のテトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ₂Ｈ₅)₄）と接触すると化学反応を行い、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の酸素原子が窒素原子に置き換えられる。水素ガス（Ｈ_２）は、上述の化学反応の速度を速める働きをする。

このようにして酸化物で形成された保護膜１７の表面は窒化膜に改質される。改質により得たこの窒化膜を腐食成分不透過膜１８と呼ぶ。

窒化膜は酸化膜より緻密である。プラズマＣＶＤ法で形成された窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）の密度は２．４〜２．８ g／cm³程度であるのに対し、酸化膜（テトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ₂Ｈ₅)₄））の密度は２．２g／cm³程度である。つまり、プラズマＣＶＤ法で形成された窒化膜の方が酸化膜よりも構成分子の密度が高く、構成分子同士の隙間が小さい。したがって、窒化膜の方が酸化膜よりも水分や塩分などの腐食成分を通過させにくい。

窒化膜で形成された腐食成分不透過膜１８は、保護膜１７を通過してしまうような腐食成分が腐食成分不透過膜１８の下層に配置されている配線部分や電極部分に侵入することを妨げる。したがって、腐食成分が配線１５やＸ軸電極１３、Ｙ軸電極１４等の金属要素まで到達せず、これらの腐食を防止することができる。

タッチパネル１０は、表示パネル２０の表示領域上に設けて使用するため、高い光透過性が必要とされる。タッチパネル１０の厚さを厚くすると光透過性が低くなる虞がある。しかしながら、実施例１におけるタッチパネル１０は、保護膜１７の表面を改質することにより腐食成分不透過膜１８を得ているので、従来のタッチパネルと同じ厚さである。したがって、実施例１におけるタッチパネル１０は、従来のタッチパネルと比べて光透過性が低下することはない。

タッチパネル１０のセンシング領域１１１に指先をタッチする際の見栄えを考慮して、Ｘ軸電極１３とＹ軸電極１４の輪郭が見えにくくするように設計されている。窒化膜は酸化膜よりも屈折率が高いという特長がある。そのため、窒化膜である腐食成分不透過膜１８の厚さを厚くしすぎると、タッチパネル１０を透過する光の屈折に影響して、タッチパネル１０を構成するＸ軸電極１３やＹ軸電極１４の輪郭が見えてしまうという心配がある。しかし、実施例１における腐食成分不透過膜１８の厚さは８ nm程度と十分薄いため、タッチパネル１０を透過する光の屈折に与える影響は小さく、Ｘ軸電極１３やＹ軸電極１４の輪郭が見え易くなることはない。

実施例１においては腐食成分不透過膜１８を設ける際に、窒素ガス（Ｎ_２）、アンモニアガス（ＮＨ_３）、と共に水素ガス（Ｈ_２）を供給することとしたが、水素ガス（Ｈ_２）を供給しなくても腐食成分不透過膜１８の形成することは可能である。但し、水素ガス（Ｈ_２）を供給しない場合よりも供給する場合の方が、腐食成分不透過膜１８の形成を短時間で行うことができる。

表示パネル２０は、表示パネル、プラズマ表示パネル、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示パネル、電界放出型表示パネルなど様々な種類が存在し、いずれの種類でも実施可能である。

金属製の配線１５はチタン（Ｔｉ）−アルミニウム（Ａｌ）−チタン（Ｔｉ）の３層構造を用いることとしたが、例えばアルミニウム（Ａｌ）やモリブデン（Ｍｏ）等、その他の金属を用いることも可能である。また、絶縁膜１６はテトラエトキシシラン（Ｓｉ(ＯＣ₂Ｈ₅)₄）を用いることとしたが、二酸化ケイ素（SiO₂）等、その他の酸化膜を用いることも可能である。

図６、は、この発明の実施例２を表す図で、図２のタッチパネル付画像表示装置のIV−IV線に沿って切断した断面拡大図である
実施例２が実施例１と異なる点は、タッチパネル１０に保護膜を設けない点であり、腐食成分不透過膜１８が直接絶縁膜上に設けられている点である。それ以外については実施例１と同じであるため、同一部分には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

タッチパネル１０の配線領域１１２においては、基板１１上に配線１５が形成されており、配線１５を覆うようにして絶縁膜１６が設けられ、絶縁膜１６上に腐食成分不透過膜１８が設けられている。絶縁膜１６は二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）によって形成されている。絶縁膜１６の厚さは０．１ μm〜１ μmである。腐食成分不透過膜１８は窒化物により形成されており、その厚さは８ nm程度である。

図７は、図２のタッチパネル付画像表示装置のＶ−Ｖ線に沿って切断した断面図拡大である。

タッチパネル１０のセンシング領域１１１においては、図７に示すように、基板１１上にＸ軸電極１３が配置されており、Ｘ軸電極１３を覆うようにして絶縁膜１６が設けられている。絶縁膜１６上には腐食成分不透過膜１８が設けられており、腐食成分不透過膜１８上にＹ軸電極１４が配置されている。

これら腐食成分不透過膜１８は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）で形成された絶縁膜１６の表面をプラズマ化学気相成長法（プラズマＣＶＤ法）により窒化処理することにより形成することができる。窒化処理の方法は実施例１と同じである。

上述したように、実施例１で説明した保護膜１７を実施例２のように形成しない場合には、製造時間を短縮することができる。そして、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）で形成した絶縁膜１６を窒化処理して腐食成分不透過膜１８を設けることで、外部から水分や塩分などの腐食成分が浸入するのを防止できるので、実施例１と同様の効果を得ることができる。

１０ タッチパネル
１１ 基板
１１１ センシング領域
１１２ 配線領域
１３ Ｘ軸電極
１４ Ｙ軸電極
１５ 配線
１６ 絶縁膜
１７ 保護膜
１８ 腐食成分不透過膜
１９ ＩＣドライバ
２０ 表示パネル
２１ 表示パネルの回路基板
３０ カバーパネル

Claims (3)

1. 電極が設けられたセンシング領域と、金属配線が設けられた配線領域を有する光透過性の基板と、
   前記電極と前記金属配線層上に設けられた絶縁膜層と、
   前記絶縁膜層上に設けられた腐食成分不透過膜と、
   を具備し、
   前記腐食成分不透過膜は前記絶縁膜層よりも密度が大きいことを特徴とするタッチパネル。
2. 前記絶縁膜層と、前記腐食成分不透過膜は窒化膜であることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記腐食成分不透過膜は、前記絶縁膜層をプラズマ化学気相成長法によって改質して形成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一方に記載のタッチパネル。
   
   

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