JP2012243001A - Liquid crystal display device having touch panel sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

Liquid crystal display device having touch panel sensor and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode material for a capacity detection electrode, the electrode material exhibiting predetermined resistance characteristics and optical characteristics without exposing a liquid crystal display device part to a temperature equal to or higher than 200°C because the capacity detection electrode material needs to be annealed.SOLUTION: A liquid crystal display device having a touch panel uses a glass substrate on the side with a color filter of a pair of glass substrates as a support substrate of a touch panel sensor. The liquid crystal display device is characterized in that a touch panel sensor of a capacitance type is formed in a direct and integrated manner on the opposite side of a common glass substrate from a color filter side. In addition, a capacity detection electrode of the touch panel sensor is characterized by being IZO metal oxide that has a mixture ratio of InOto ZnO falling into a range from 90:10 to 80:20 by w%.

Description

本発明は、タッチパネルを備えるカラー液晶表示装置に関し、特にはタッチパネルセンサーの容量検出用電極に使用する材料及びその組成に関する。   The present invention relates to a color liquid crystal display device including a touch panel, and particularly to a material used for a capacitance detection electrode of a touch panel sensor and a composition thereof.

近年、携帯電話機や、携帯情報端末、カーナビゲーションシステムを始め、様々な電子機器の操作部にタッチパネル型入力装置(以下、単にタッチパネルと記す。)が採用されている。タッチパネルは、液晶表示装置等の表示用パネルの表示面上に、指先やペン先の接触位置を検出する入力装置として貼り合わせて使用されるものである。タッチパネルセンサーには、その構造及び検出方式の違いにより、抵抗膜型や静電容量型等の様々なタイプがある。   2. Description of the Related Art In recent years, touch panel type input devices (hereinafter simply referred to as touch panels) have been adopted for operation units of various electronic devices such as mobile phones, portable information terminals, and car navigation systems. The touch panel is used as an input device for detecting a contact position of a fingertip or a pen tip on a display surface of a display panel such as a liquid crystal display device. There are various types of touch panel sensors such as a resistance film type and a capacitance type depending on the structure and detection method.

静電容量型のタッチパネルセンサーは、図1に示すように一枚のガラス基板上にマトリック状の透光性電極パターンを形成し、電極間部分に指等が接触することによって誘起される静電容量の変化を、微弱な電流変化として検出することでタッチパネル上の被接触位置を特定するものであり、従来より使用されていた抵抗膜型入力装置に比べて、より高い透過率を有するという利点がある。   As shown in FIG. 1, a capacitive touch panel sensor is formed by forming a matrix-like translucent electrode pattern on a single glass substrate, and is induced by contact of a finger or the like between the electrodes. The touched position on the touch panel is specified by detecting the change in capacitance as a weak current change, and it has the advantage of higher transmittance than the resistance film type input device used conventionally. There is.

タッチパネルを備える液晶表示装置では、タッチパネルが、液晶表示装置の表示用パネルの偏光板上に位置合わせの上で搭載固定されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。すなわち、タッチパネルが液晶表示装置とは独立に製造され、しかる後一体化される。タッチパネルを液晶表示装置に固定する方法としては、表示用パネルの外周に約0.5mm以上の厚みの粘着剤付きクッションゴムを敷設してタッチパネルを固定する方法や表示パネルとタッチパネルとを透明接着剤で全面貼り付けする方法などが採用されている。   In a liquid crystal display device including a touch panel, the touch panel is mounted and fixed on a polarizing plate of a display panel of the liquid crystal display device after alignment (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). That is, the touch panel is manufactured independently of the liquid crystal display device and then integrated. As a method of fixing the touch panel to the liquid crystal display device, a method of fixing the touch panel by laying a cushion rubber with an adhesive having a thickness of about 0.5 mm or more on the outer periphery of the display panel, or a transparent adhesive between the display panel and the touch panel. The method of pasting all over is adopted.

ところで、完成した2組のパネル同士を積層する形態のタッチパネル付液晶表示装置には次のような問題がある。先ず、重ねた分だけ厚く重くなるという問題がある。次に、液晶表示装置もタッチパネルもガラス基板が使われるのでガラス基板間の光の散乱や反射による光学的ロスが大きく表示特性が悪くなるという問題がある。   By the way, the liquid crystal display device with a touch panel in which two completed sets of panels are stacked has the following problems. First, there is a problem that it becomes thicker and heavier by the amount of overlap. Next, since a glass substrate is used for both the liquid crystal display device and the touch panel, there is a problem that optical loss due to scattering and reflection of light between the glass substrates is large and display characteristics are deteriorated.

そこで液晶パネルを構成する2枚のガラス基板の一方のガラス基板、一般にはカラーフィルタが形成される側のガラス基板をタッチパネル用の支持基板として共用する技術が開示されている(特許文献3参照)。この場合にはタッチパネルセンサーと記載するが、特許文献3にはタッチパネルセンサー側の容量検出用透明電極の材質について特に記述はないが、液晶駆動用透明電極材料として常用されているITOを使用すると、高透過率で低抵抗という所望の特性を得るためには、ITO電極を200℃以上の高温でアニールする必要がある。   Therefore, a technique is disclosed in which one glass substrate of two glass substrates constituting the liquid crystal panel, generally the glass substrate on the side where the color filter is formed, is shared as a support substrate for the touch panel (see Patent Document 3). . In this case, although described as a touch panel sensor, Patent Document 3 does not particularly describe the material of the capacitive detection transparent electrode on the touch panel sensor side, but when ITO that is commonly used as a liquid crystal driving transparent electrode material is used, In order to obtain the desired characteristics of high transmittance and low resistance, it is necessary to anneal the ITO electrode at a high temperature of 200 ° C. or higher.

カラー液晶表示装置を構成する部材には、図4に示すようにカラーフィルタ5を備えるガラス基板1、TFT基板2、これら対抗する基板を接着するシール材6、液晶4がある。液晶4については、液晶パネルを製造した後、すなわちITOのアニール後に封入することも可能であるが、その場合でもシール材6がダメージを受けるのは避けられない。   As shown in FIG. 4, members constituting the color liquid crystal display device include a glass substrate 1 having a color filter 5, a TFT substrate 2, a seal material 6 for bonding these opposing substrates, and a liquid crystal 4. The liquid crystal 4 can be sealed after the liquid crystal panel is manufactured, that is, after the ITO is annealed, but even in that case, the sealing material 6 is inevitably damaged.

また、一枚のガラス基板1の表裏に、カラーフィルタ5とタッチパネルセンサー10を形成してからTFT基板2と張り合わせてパネル化することも可能である。しかしながら、パネルの厚みを薄くするためフッ化水素酸でガラス基板をエッチングするのが好ましいが、この手順を採用すると、ガラス基板1の表裏のいずれかでエッチングが実施できず、パネル全体を薄くできないという問題がある。先行して形成した機能膜がフッ化水素酸でダメージを受けるからである。   It is also possible to form a color filter 5 and a touch panel sensor 10 on the front and back of a single glass substrate 1 and then attach them to the TFT substrate 2 to form a panel. However, in order to reduce the thickness of the panel, it is preferable to etch the glass substrate with hydrofluoric acid. However, if this procedure is employed, etching cannot be performed on either the front or back side of the glass substrate 1, and the entire panel cannot be thinned. There is a problem. This is because the functional film formed in advance is damaged by hydrofluoric acid.

最初から薄いガラス基板を投入することも考えられるが、薄いガラス基板は、それ自体では工程を回流させるのが困難である。したがって、一般には液晶パネルを完成させてから一対のガラス基板1とガラス基板2の外側をエッチングするする処理を行い、しかる後タッチパネルセンサー加工をする必要がある。   Although it is conceivable to introduce a thin glass substrate from the beginning, it is difficult to circulate the process by itself. Therefore, generally, after the liquid crystal panel is completed, it is necessary to perform a process of etching the outside of the pair of glass substrate 1 and glass substrate 2, and then perform touch panel sensor processing.

その場合、ITOのような電極材料をタッチパネルセンサーに使用するとなると、液晶パネル自体も高温中に曝露せざるを得ず、液晶パネルを構成する一対のガラス基板を接着しているシール材や狭持されている液晶材料が劣化してしまうという問題がある。   In that case, if an electrode material such as ITO is used for the touch panel sensor, the liquid crystal panel itself must be exposed to a high temperature, and a sealing material or a sandwich holding a pair of glass substrates constituting the liquid crystal panel is required. There is a problem that the liquid crystal material is deteriorated.

特開2007−178758号公報JP 2007-178758 A 特開平2−135317号公報JP-A-2-135317 特開平5−19233号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-19233

そこで、本発明は、液晶を狭持する一対のガラス基板のうちカラーフィルタを備える側のガラス基板をタッチパネルセンサーの支持基板として使用する形式のタッチパネルセンサー付液晶表示装置であって、液晶表示装置部分を、容量検出用電極材料をアニールすることが必要なために200℃以上の高温に曝露せずとも、容量検出用電極について所定の抵抗特性や光学特性が得られる電極材料を見出すことを直接の目的とし、該電極材料を使用した極めて薄いタッチパネルセンサー付液晶表示装置を提供することを課題とした。   Therefore, the present invention is a liquid crystal display device with a touch panel sensor using a glass substrate on the side provided with a color filter as a support substrate for a touch panel sensor, out of a pair of glass substrates holding a liquid crystal, and the liquid crystal display device portion Since it is necessary to anneal the capacitance detection electrode material, it is directly necessary to find an electrode material that can obtain predetermined resistance characteristics and optical characteristics for the capacitance detection electrode without being exposed to a high temperature of 200 ° C. or higher. The object was to provide a very thin liquid crystal display device with a touch panel sensor using the electrode material.

上記課題を達成するための請求項1記載の発明は、液晶を狭持する一対のガラス基板のうちカラーフィルタを備える側のガラス基板をタッチパネルセンサーの支持基板としても使用する形式のタッチパネルセンサー付液晶表示装置において、共用するガラス基板のカラーフィルタから見て裏面側に静電容量方式のタッチパネルセンサーが直接一体的に形成されていることを特徴とするタッチパネルセンサー付液晶表示装置としたものである。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a liquid crystal with a touch panel sensor of a type in which a glass substrate on the side provided with a color filter is also used as a support substrate for a touch panel sensor among a pair of glass substrates holding a liquid crystal. In the display device, a liquid crystal display device with a touch panel sensor is characterized in that a capacitive touch panel sensor is directly and integrally formed on a back surface side when viewed from a color filter of a shared glass substrate.

請求項2に記載の発明は、前記タッチパネルセンサーの容量検出用電極が120℃以下の低温で形成された金属酸化物からなることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルセンサー付液晶表示装置としたものである。   The invention according to claim 2 is the liquid crystal display device with a touch panel sensor according to claim 1, wherein the capacitance detection electrode of the touch panel sensor is made of a metal oxide formed at a low temperature of 120 ° C. or less. It is what.

請求項3に記載の発明は、前記金属酸化物がInとZnOの混合比が重量%で90:10から80:20の範囲のIZO金属酸化物であることを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルセンサー付液晶表示装置としたものである。 The invention according to claim 3 is characterized in that the metal oxide is an IZO metal oxide having a mixing ratio of In 2 O 3 and ZnO in the range of 90:10 to 80:20 by weight%. The liquid crystal display device with a touch panel sensor described in 2 is used.

請求項4に記載の発明は、前記IZO金属酸化物のシート抵抗が300Ω/□以下で、透過率が80%以上であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のタッチパネルセンサー付液晶表示装置としたものである。   The invention according to claim 4 is characterized in that the sheet resistance of the IZO metal oxide is 300 Ω / □ or less and the transmittance is 80% or more, with the touch panel sensor according to claim 2 or 3. This is a liquid crystal display device.

請求項5に記載の発明は、少なくとも、カラー液晶表示装置を製造する工程と、前記液晶表装置を構成する2枚のガラス基板をウエットエッチングにより薄くする工程と、カラーフィルタを裏面に備えるガラス基板の表面に静電容量型タッチパネルセンサーを形成する工程と、をこの順で有するタッチパネルセンサー付液晶表示装置の製造方法であって、前記タッチパネルセンサーの形成工程は、スパッタ法でInとZnOの混合比が重量%で90:10から80:20の範囲のスッパタ用ターゲットをスパッタしてIZO金属酸化物を成膜する工程と、IZO金属酸化物を120℃以下の温度でアニールする工程と、IZO金属酸化物をパターニング処理する工程と、を有することを特長とするタッチパネルセンサー付液晶表示装置の製造方法としたものである。 The invention according to claim 5 includes at least a step of manufacturing a color liquid crystal display device, a step of thinning two glass substrates constituting the liquid crystal surface device by wet etching, and a glass substrate provided with a color filter on the back surface. Forming a capacitive touch panel sensor on the surface of the liquid crystal display device with the touch panel sensor in this order, wherein the touch panel sensor is formed by sputtering using In 2 O 3 and ZnO. A step of sputtering a sputtering target with a mixing ratio of 90:10 to 80:20 by weight% to form an IZO metal oxide, and a step of annealing the IZO metal oxide at a temperature of 120 ° C. or lower. A liquid crystal display device with a touch panel sensor, comprising: a step of patterning an IZO metal oxide It is those of the manufacturing method.

本発明になるタッチパネルセンサー付液晶表示装置は、ガラス基板の枚数が少なく光学的ロスが低減される結果、視覚特性が良好で薄くて軽いという特徴を有する。
特に、液晶パネルの表裏からフッ化水素酸でウエットエッチングが可能となるので薄いタッチパネルセンサー付液晶表示装置が提供できる。
また、容量検出用電極材料であるIZO(インジウム亜鉛酸化物)のスパッタ成膜は、ITO(インジウム錫酸化物)に比べると120℃以下の低温で堆積できるので、液晶表示装置自体に与えるダメージが低減され、特にシール材の接着力を劣化させることがない。また,IZOはスパッタ装置内でのノジュール発生が少なくメンテンスフリーで実施できる結果、タッチパネルセンサー部の製造コストを下げられるという効果を奏する。
The liquid crystal display device with a touch panel sensor according to the present invention has the characteristics that the visual characteristics are good, thin and light, as a result of reducing the number of glass substrates and reducing optical loss.
In particular, since wet etching can be performed with hydrofluoric acid from the front and back of the liquid crystal panel, a thin liquid crystal display device with a touch panel sensor can be provided.
In addition, the sputter deposition of IZO (indium zinc oxide), which is a capacitance detection electrode material, can be deposited at a temperature lower than 120 ° C. compared to ITO (indium tin oxide), so that the liquid crystal display device itself is damaged. In particular, the adhesive strength of the sealing material is not deteriorated. In addition, IZO has the effect that the production cost of the touch panel sensor part can be reduced as a result of less nodule generation in the sputtering apparatus and maintenance-free implementation.

タッチパネルセンサーの電極配置の一例を説明する上面視の図である。It is a figure of the top view explaining an example of electrode arrangement | positioning of a touchscreen sensor. 図1に示すII−IIラインの拡大断面視の図である。It is a figure of the expanded sectional view of the II-II line shown in FIG. スルーホールの拡大した上面視の図である。It is the figure of the upper surface view to which the through hole was expanded. タッチパネルセンサー付液晶表示装置の構成の概略を示す断面視の図である。It is a figure of the cross sectional view which shows the outline of a structure of a liquid crystal display device with a touch panel sensor. 表面抵抗率と透過率をInとZnOの混合比の関数としてプロットした図である。The surface resistivity and transmittance is plotted as a function of In 2 O 3 and the mixing ratio of ZnO.

以下、タッチパネルセンサー付液晶表示装置の製造工程に即して本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in accordance with the manufacturing process of the liquid crystal display device with a touch panel sensor.

タッチパネルセンサー10をその基板裏面に形成するカラーフィルタ基板は、40cm×50cmで厚さ0.5mmのガラス基板1を使用して、定法のフォトリソグラフィー法を適用して製造した(図4参照)。着色した感光性樹脂をガラス基板1上にスリットコーティングした後、露光・現像処理等所定の手順を踏んで着色パターンを形成する工程を繰り返す方法である。   The color filter substrate on which the touch panel sensor 10 is formed on the back surface of the substrate was manufactured by applying a regular photolithography method using a glass substrate 1 of 40 cm × 50 cm and a thickness of 0.5 mm (see FIG. 4). This is a method in which a colored photosensitive resin is slit coated on the glass substrate 1 and then a process of forming a colored pattern by repeating predetermined procedures such as exposure and development.

カラーフィルタ5が形成されたガラス基板1に対してTFT基板2を位置合わせの上、エポキシ系接着剤をシール材6として貼り合わせて液晶パネル化した後、ネマチック液晶4を減圧封入し、図4の下側に示すカラー液晶表示装置7を得た。エポキシ系のシール材6は、120℃以上に昇温すると融解・変質して接着力が低下したり変形するので、この後のタッチパネルセンサー工程では液晶表示装置7を高温中に曝露するのは好ましくない。昇温できる温度はシール材6の許容上限温度に依存して決める必要がある。   After the TFT substrate 2 is aligned with the glass substrate 1 on which the color filter 5 is formed, an epoxy adhesive is bonded as a sealing material 6 to form a liquid crystal panel, and then the nematic liquid crystal 4 is sealed under reduced pressure. A color liquid crystal display device 7 shown below was obtained. Since the epoxy sealant 6 melts and deteriorates when the temperature is raised to 120 ° C. or higher, the adhesive force is reduced or deformed, and therefore it is preferable to expose the liquid crystal display device 7 to a high temperature in the subsequent touch panel sensor process. Absent. The temperature at which the temperature can be raised needs to be determined depending on the allowable upper limit temperature of the sealing material 6.

次に、カラーフィルタ5が形成されたガラス基板1の裏面側表面に、スクリーン印刷により黒色インキを用いて枠状加飾部(図示せず)の印刷を行った。枠状加飾部の大きさは携帯電話の表示部外周程度である。印刷インキには帝国インキ社製GLS−912を使用し、乾燥後の厚みが2μm程度となるように230メッシュ版を用いた。印刷後、120℃で30分間オーブン乾燥を行った。   Next, the frame-shaped decoration part (not shown) was printed on the back side surface of the glass substrate 1 in which the color filter 5 was formed using black ink by screen printing. The size of the frame-shaped decoration portion is about the periphery of the display portion of the mobile phone. Employment ink GLS-912 was used as the printing ink, and a 230 mesh plate was used so that the thickness after drying was about 2 μm. After printing, oven drying was performed at 120 ° C. for 30 minutes.

次に、同じ裏面側にアクリル系のUV硬化型オーバーコート用樹脂(JSR社製 NN901)を、スリットコート法を使用して4μmの厚みで塗布しオーバーコート層(図せ
ず)を形成し、UV硬化させた。オーバーコートの目的は、枠状加飾部の凸状を低減して平坦化することと、均一に加飾部を被覆して加飾部からの出ガスを防止することである。オーバーコート材は、エポキシ系の熱硬化樹脂、もしくは可視光領域において高透過率を有するノボラック系のポジ型材料を使用することもできる。但し、オーバーコート層は必ずしも必須ということはなく、そのため図面上では省略してある。
Next, an acrylic UV curable overcoat resin (NN901 manufactured by JSR Co., Ltd.) is applied to the same back surface with a thickness of 4 μm using a slit coat method to form an overcoat layer (not shown). UV cured. The purpose of the overcoat is to reduce and flatten the convex shape of the frame-shaped decorative part, and to uniformly cover the decorative part and prevent outgas from the decorative part. As the overcoat material, an epoxy thermosetting resin or a novolac positive material having high transmittance in the visible light region can be used. However, the overcoat layer is not necessarily essential and is therefore omitted from the drawing.

次に、タッチパネルセンサーを前記オーバーコート層の上に形成するが、図1は、静電容量型のタッチパネル単体の電極配置の概略構成を示す上面視の図であり、図2は、図1に示すII−IIラインの拡大断面視図である。また、図3は、図1に示すスルーホール17近傍の拡大図である。加飾部は端にあるため省略されている。   Next, a touch panel sensor is formed on the overcoat layer. FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of electrodes of a capacitive touch panel alone, and FIG. It is an expanded sectional view of the II-II line shown. FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the through hole 17 shown in FIG. The decoration is omitted because it is at the end.

静電容量型のタッチパネルセンサー10は、前述したオーバーコート層の上かガラス基板1上に、複数のジャンパー線18と、絶縁膜16と、複数の第1の透明電極13と、複数の第2の透明電極14とを備えている。ジャンパー線18、絶縁膜16、透明電極(第1の透明電極13は孤立して形成され、第2の透明電極14はくびれた接続部15を介してY方向に接続して形成されている)は、オーバーコート層5上かガラス基板1上にこの順序で形成される。   The capacitive touch panel sensor 10 includes a plurality of jumper wires 18, an insulating film 16, a plurality of first transparent electrodes 13, and a plurality of second electrodes on the overcoat layer or the glass substrate 1 described above. The transparent electrode 14 is provided. Jumper wire 18, insulating film 16, and transparent electrode (first transparent electrode 13 is formed in isolation, and second transparent electrode 14 is connected in the Y direction through constricted connection 15) Are formed in this order on the overcoat layer 5 or the glass substrate 1.

ジャンパー線18は、導電性を有する材料によって形成され、オーバーコート層5の表面にマトリックス状に配置されている。ジャンパー線18の各々は、それぞれが孤立した第1の透明電極13をX軸方向に接続するためのものであり、両端部がX軸方向に隣接する一対の第1の透明電極13の各々と重なり合うような位置及び寸法に形成されている。ジャンパー線18は、例えば、透明電極材料、Mo/Al/Moの積層体、Ag、Ag合金、導電性高分子等から選択して形成することができる。本実施形態では後述するIZOを用いた。   The jumper wires 18 are formed of a conductive material and are arranged in a matrix on the surface of the overcoat layer 5. Each of the jumper wires 18 is for connecting the isolated first transparent electrodes 13 in the X-axis direction, and each of the pair of first transparent electrodes 13 whose both ends are adjacent in the X-axis direction. It is formed in the position and dimension which overlap. The jumper wire 18 can be formed by selecting from, for example, a transparent electrode material, a Mo / Al / Mo laminate, Ag, an Ag alloy, a conductive polymer, and the like. In this embodiment, IZO described later is used.

絶縁膜16は、透明絶縁性材料(製品名:JSR社製 NN901)をジャンパー線18及びオーバーコート層5の表面全体を覆うように積層することにより形成し、第1の透明電極13とジャンパー線8とが重なり合う部分には、ジャンパー線18の表面にまで達するスルーホール17が、定法のフォトリソ法を用いて設けてある。絶縁性材料としては、誘電率が2〜4の光透過性の高いアクリル系材料が好ましい。   The insulating film 16 is formed by laminating a transparent insulating material (product name: NN901 manufactured by JSR) so as to cover the entire surface of the jumper wire 18 and the overcoat layer 5, and the first transparent electrode 13 and the jumper wire. A through hole 17 reaching the surface of the jumper wire 18 is provided in a portion overlapping with 8 by using a regular photolithographic method. As the insulating material, an acrylic material having a high permittivity with a dielectric constant of 2 to 4 is preferable.

第1の透明電極13及び第2の透明電極14は、絶縁膜上の同一レイヤ内に、X軸方向及びこれと直交するY軸方向に図1に示すようにマトリクス状に配列され、第1の透明電極13及び第2の透明電極14は、本実施形態では透光性のIZO導電材料を用いてスパッタ法で2μm厚に生膜し、しかる後定法のフォトリソ法を適用して同一工程でパタニングして形成した。IZOは成膜したものをそのまま高温アニールなしで使用した。エッチング液にはシュウ酸を用いた。   The first transparent electrode 13 and the second transparent electrode 14 are arranged in a matrix as shown in FIG. 1 in the X-axis direction and the Y-axis direction perpendicular thereto in the same layer on the insulating film. In this embodiment, the transparent electrode 13 and the second transparent electrode 14 are formed into a film with a thickness of 2 μm by a sputtering method using a light-transmitting IZO conductive material, and then a photolithographic method, which is a fixed method, is applied in the same process. It was formed by patterning. The IZO film was used as it was without annealing at high temperature. Oxalic acid was used as the etchant.

第1のIZO透明電極(以下、単にIZO電極と記す。)13の各々は、図1に示されるように、絶縁膜16上においてはX軸方向及びY軸方向のいずれにも相互に接続されていないが、スルーホール17を介してオーバーコート層上のジャンパー線18に接続されている。この結果、X軸方向に整列する第1の透明電極13が相互に電気的に接続された状態となる。   As shown in FIG. 1, each of the first IZO transparent electrodes (hereinafter simply referred to as IZO electrodes) 13 is connected to both the X-axis direction and the Y-axis direction on the insulating film 16. Although not shown, it is connected to the jumper wire 18 on the overcoat layer through the through hole 17. As a result, the first transparent electrodes 13 aligned in the X-axis direction are electrically connected to each other.

一方、第2のIZO電極14の各々は、第1のIZO電極13の行間及び列間に配置され、絶縁膜6上において、第2のIZO電極14と同時にパターニングされるくびれた接続部15を介してY軸方向に相互に連結されている。   On the other hand, each of the second IZO electrodes 14 is disposed between the rows and the columns of the first IZO electrodes 13, and has a constricted connection portion 15 patterned simultaneously with the second IZO electrodes 14 on the insulating film 6. Are connected to each other in the Y-axis direction.

X軸方向に接続される第1のIZO電極13と、Y軸方向に接続される第2のIZO電
極14とを同一レイヤに配列する場合、交差部分が生じるため、いずれか一方向の接続を行うためにジャンパー線18のような配線部が必要となる。本実施形態に係る静電容量型タッチパネルでは、ジャンパー線18をオーバーコート層5の表面に形成し、その上方に絶縁膜16と第1及び第2のIZO電極13及びIZO透明14を形成しているため、表面側から見た際にジャンパー線8を目立ちにくくすることができる。
When the first IZO electrode 13 connected in the X-axis direction and the second IZO electrode 14 connected in the Y-axis direction are arranged in the same layer, a crossing portion is generated. In order to do so, a wiring portion such as a jumper wire 18 is required. In the capacitive touch panel according to the present embodiment, the jumper wire 18 is formed on the surface of the overcoat layer 5, and the insulating film 16, the first and second IZO electrodes 13, and the IZO transparent 14 are formed thereon. Therefore, the jumper wire 8 can be made inconspicuous when viewed from the front side.

本実施形態では、スルーホール17の開口部全体が第1のIZO電極13によって覆われているため、例えば、図3に示す矢印の範囲に絶縁膜のオーバーハングが生じた場合でも、オーバーハングのないスルーホール17の内壁に沿って第1のIZO電極13がジャンパー線18の表面に到達することができる。したがって、スルーホール17内壁の断面形状にかかわらず、ジャンパー線18の断線を防止することができる。   In the present embodiment, since the entire opening of the through hole 17 is covered with the first IZO electrode 13, for example, even if an overhang of the insulating film occurs in the range of the arrow shown in FIG. The first IZO electrode 13 can reach the surface of the jumper wire 18 along the inner wall of the through hole 17 that is not present. Therefore, disconnection of the jumper wire 18 can be prevented regardless of the cross-sectional shape of the inner wall of the through hole 17.

ジャンパー線18を金属系の遮光性材料で形成することが可能であれば、ジャンパー線18のパターニングと同一工程で、ジャンパー線18と同一材料を用いて基板上に位置決め用のアライメントマーク及び端子用電極を形成することができる。この結果、アライメントマーク形成プロセスを省略することができると共に、2層目以降の膜を形成するために用いる露光機に特段の改造を施すことなく、標準的な読み取り機構を用いて露光時の位置決めをすることが可能となる。   If the jumper wire 18 can be formed of a metal-based light-shielding material, the alignment mark for positioning and the terminal on the substrate using the same material as the jumper wire 18 in the same process as the patterning of the jumper wire 18 An electrode can be formed. As a result, the alignment mark formation process can be omitted, and positioning at the time of exposure can be performed using a standard reading mechanism without any special modification to the exposure machine used to form the second and subsequent layers. It becomes possible to do.

また、2層目以降の膜形成時に顕微鏡等で目視確認して位置合わせを行う場合、1層目のジャンパー線18が遮光性材料で形成されていることによって、視認性が向上するので、位置合わせを容易に行うことが可能となる。   In addition, when the alignment is performed by visually confirming with a microscope or the like when forming the second and subsequent layers, the visibility is improved because the first-layer jumper wire 18 is formed of a light-shielding material. It is possible to easily perform alignment.

導電性高分子材料は、透光性と導電性がトレードオフの関係にあるが、ジャンパー線18が形成される限られた範囲であれば遮光性があっても入力装置全体の光透過性に与える影響は小さい。また、導電性についても、IZOやITO程度の抵抗値を有する材料であれば良いため、導電性高分子の使用は生産効率が高まるという利点がある。   The conductive polymer material has a trade-off relationship between translucency and conductivity. However, the light-transmitting property of the entire input device is improved even if it has a light shielding property within a limited range where the jumper wire 18 is formed. The effect is small. In addition, regarding the conductivity, any material having a resistance value comparable to that of IZO or ITO may be used, and thus the use of a conductive polymer has an advantage that the production efficiency is increased.

次に、保護層として前述の透明絶縁材料を用いてタッチパネルセンサーを被覆した後、多面付けされている液晶表示装置郡を個々の装置に断裁し、偏光フィルム、位相差フィルム等を貼り付けてタッチパネルセンサー付液晶表装置として完成した。   Next, after covering the touch panel sensor with the above-mentioned transparent insulating material as a protective layer, the multi-sided liquid crystal display device group is cut into individual devices, and a polarizing film, a retardation film, etc. are attached to the touch panel Completed as a liquid crystal display with sensor.

最後に、InとZnOの混合比を変えたIZOターゲットを用いてスパッタ成膜したIZO金属酸化物の表面抵抗値及び光線透過率(λ=550nm)の測定結果について述べる。比較として標準的な組成In:SnO=90:10のITO膜についても測定を行った。組成と結果の一覧は表1に、表面抵抗と透過率をグラフ化したものを図5に示した。 Finally, measurement results of the surface resistance value and light transmittance (λ = 550 nm) of an IZO metal oxide formed by sputtering using an IZO target with a mixed ratio of In 2 O 3 and ZnO will be described. As a comparison, measurement was also performed on an ITO film having a standard composition In 2 O 3 : SnO 2 = 90: 10. A list of compositions and results is shown in Table 1, and a graph showing the surface resistance and transmittance is shown in FIG.

先ず,IZOの表面抵抗の組成依存は、図5から明らかなように、In成分が90重量%から80重量%の範囲で250Ω/□程度の最小値をとり,ZnO成分が増えると急激に増大することがわかる。この値はIZOの高温アニールなしの成膜後室温(25℃程度)での値である。
尚、IZOは、アニール温度に対する表面抵抗と透過率の変化が少なく、100℃で表面抵抗210Ω/□、透過率は87%(λ=550nm)程度であった。
First, as is apparent from FIG. 5, the composition dependence of the surface resistance of IZO shows that the In 2 O 3 component takes a minimum value of about 250 Ω / □ in the range of 90 wt% to 80 wt%, and the ZnO component increases. It turns out that it increases rapidly. This value is a value at room temperature (about 25 ° C.) after film formation without high temperature annealing of IZO.
Note that IZO had little change in surface resistance and transmittance with respect to the annealing temperature, and had a surface resistance of 210Ω / □ at 100 ° C. and a transmittance of about 87% (λ = 550 nm).

一方、ITOの表面抵抗は、アニール温度が230℃なら150Ω/□とIZOより低抵抗であるが、アニールしないと1050Ω/□とIZOの4倍程度になり高抵抗であった。また230℃アニールではシール材が溶解する現象が見られた。
尚、ITOは、アニール温度100℃で表面抵抗400Ω/□、透過率は89%(λ=550nm)程度であった。
したがって、IZOは、容量検出用電極としてアニール処理を格段行わずとも250Ω/□程度の表面抵抗を有しており十分実用的であった。
On the other hand, the surface resistance of ITO is 150Ω / □, which is lower than that of IZO, when the annealing temperature is 230 ° C., but it is 1050Ω / □, which is about four times that of IZO, and is high resistance. In addition, a phenomenon that the sealing material was dissolved by 230 ° C. annealing was observed.
In addition, ITO had a surface resistance of 400Ω / □ at an annealing temperature of 100 ° C. and a transmittance of about 89% (λ = 550 nm).
Therefore, IZO has a surface resistance of about 250 Ω / □ and is sufficiently practical as a capacitance detection electrode without performing an annealing treatment.

透過率については、IZOはIn成分が多いほど高透過率であり,ITOの下限程度かそれに近い値であった。
以上から総合的に判断して、IZOの、ITOのような高温アニールが不要であるというメリットは、表面抵抗値と透過率が若干ITOを下回るデメリットを凌ぐものであった。
As for the transmittance, IZO has a higher transmittance as the In 2 O 3 component is larger, and is about the lower limit of ITO or a value close thereto.
Judging comprehensively from the above, the merit that IZO does not require high-temperature annealing like ITO was superior to the demerit that the surface resistance and transmittance are slightly lower than those of ITO.

1、ガラス基板
2、TFT側基板
3、TFT(Thin film Transistor)
4、液晶
5、カラーフィルタ
6、シール材
7、カラー液晶表示装置
10、タッチパネルセンサー
12、基板
13、第1の透明電極
14、第2の透明電極
15、接続部
16、(透明)絶縁膜
17、スルーホール
18、ジャンパー線
1. Glass substrate 2, TFT side substrate 3, TFT (Thin film Transistor)
4, liquid crystal 5, color filter 6, sealing material 7, color liquid crystal display device 10, touch panel sensor 12, substrate 13, first transparent electrode 14, second transparent electrode 15, connection portion 16, (transparent) insulating film 17 , Through hole 18, jumper wire

Claims (5)

液晶を狭持する一対のガラス基板のうちカラーフィルタを備える側のガラス基板をタッチパネルセンサーの支持基板としても使用する形式のタッチパネルセンサー付液晶表示装置において、共用するガラス基板のカラーフィルタから見て裏面側に静電容量方式のタッチパネルセンサーが直接一体的に形成されていることを特徴とするタッチパネルセンサー付液晶表示装置。   In a liquid crystal display device with a touch panel sensor that uses the glass substrate on the side equipped with the color filter as a support substrate for the touch panel sensor among the pair of glass substrates holding the liquid crystal, the back surface as viewed from the color filter of the glass substrate to be shared A liquid crystal display device with a touch panel sensor, wherein a capacitive touch panel sensor is directly and integrally formed on the side. 前記タッチパネルセンサーの容量検出用電極が120℃以下の低温で形成された金属酸化物からなることを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルセンサー付液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device with a touch panel sensor according to claim 1, wherein the capacitance detection electrode of the touch panel sensor is made of a metal oxide formed at a low temperature of 120 ° C. or lower. 前記金属酸化物がInとZnOの混合比が重量%で90:10から80:20の範囲のIZO金属酸化物であることを特徴とする請求項2に記載のタッチパネルセンサー付液晶表示装置。 3. The liquid crystal display with a touch panel sensor according to claim 2, wherein the metal oxide is an IZO metal oxide having a mixing ratio of In 2 O 3 and ZnO in a range of 90:10 to 80:20 by weight%. apparatus. 前記IZO金属酸化物のシート抵抗が300Ω/□以下で、透過率が80%以上であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のタッチパネルセンサー付液晶表示装置。   4. The liquid crystal display device with a touch panel sensor according to claim 2, wherein the sheet resistance of the IZO metal oxide is 300Ω / □ or less and the transmittance is 80% or more. 5. 少なくとも、カラー液晶表示装置を製造する工程と、前記液晶表装置を構成する2枚のガラス基板をウエットエッチングにより薄くする工程と、カラーフィルタを裏面に備えるガラス基板の表面に静電容量型タッチパネルセンサーを形成する工程と、をこの順で有するタッチパネルセンサー付液晶表示装置の製造方法であって、前記タッチパネルセンサーの形成工程は、スパッタ法でInとZnOの混合比が重量%で90:10から80:20の範囲のスッパタ用ターゲットをスパッタしてIZO金属酸化物を成膜する工程と、IZO金属酸化物を120℃以下の温度でアニールする工程と、IZO金属酸化物をパターニング処理する工程と、を有することを特長とするタッチパネルセンサー付液晶表示装置の製造方法。 At least a step of manufacturing a color liquid crystal display device, a step of thinning two glass substrates constituting the liquid crystal display device by wet etching, and a capacitive touch panel sensor on the surface of the glass substrate having a color filter on the back surface The process for forming a liquid crystal display device with a touch panel sensor having the steps of forming the touch panel sensor in this order, wherein the touch panel sensor forming step is a sputtering method in which the mixing ratio of In 2 O 3 and ZnO is 90% by weight. Sputtering a sputtering target in the range of 10 to 80:20 to form an IZO metal oxide film, annealing the IZO metal oxide at a temperature of 120 ° C. or less, and patterning the IZO metal oxide And a process for producing a liquid crystal display device with a touch panel sensor.
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