JP2016038697A - センサ装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出用の電極に接続された配線に生じる断線等の不具合を防ぐ。
【解決手段】一実施形態に係るセンサ装置は、基板と、上記基板の上方に形成された、物体の接触或いは近接を検出するための電極と、上記基板の上方に形成されるとともに上記電極に接続された配線と、を備えている。上記配線は、第１透明導電線と、上記第１透明導電線の上に形成された第１金属線と、上記第１金属線を覆う第１絶縁層と、上記第１絶縁層を介して上記第１金属線に沿って形成されるとともに、上記第１絶縁層に設けられた孔部を通じて上記第１金属線と電気的に接続された第２透明導電線と、上記第２透明導電線の上に形成された第２金属線と、上記第２金属線を覆う第２絶縁層と、を備えている。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、センサ装置及び表示装置に関する。

例えば、表示装置を備える電子機器の入力デバイスとして、画面に接触或いは近接するユーザの指などの物体を検出するセンサ装置が利用されている。このセンサ装置は、タッチセンサ或いはタッチスクリーンなどと呼ばれることもある。
上記のセンサ装置は、例えば、表示領域に透明な導電体などで形成された電極と、この電極に接続される配線とを備えている。上記配線は、表示領域を囲う額縁領域において外部接続用のパッドに引き回される。

近年、額縁領域の狭小化のニーズが高まっている。額縁領域が狭小化されたセンサ装置乃至表示装置においては、上記配線の幅を広く確保できない場合があり、製造工程などにおいてこの配線に断線などの不具合が生じる恐れがある。

特開２０１１−１７０２５２号公報

本発明の一態様における目的は、検出用の電極に接続された配線に生じる断線等の不具合を防ぐことである。

一実施形態に係るセンサ装置は、基板と、上記基板の上方に形成された、物体の接触或いは近接を検出するための電極と、上記基板の上方に形成されるとともに上記電極に接続された配線と、を備えている。上記配線は、第１透明導電線と、上記第１透明導電線の上に形成された第１金属線と、上記第１金属線を覆う第１絶縁層と、上記第１絶縁層を介して上記第１金属線に沿って形成されるとともに、上記第１絶縁層に設けられた孔部を通じて上記第１金属線と電気的に接続された第２透明導電線と、上記第２透明導電線の上に形成された第２金属線と、上記第２金属線を覆う第２絶縁層と、を備えている。

上記センサ装置は、上記第２金属線が上記第２絶縁層により覆われる第１領域と、上記第２透明導電線が上記第２絶縁層から露出する第２領域と、を有していても良い。さらに、上記第１透明導電線、上記第１金属線、及び上記第２透明導電線の各々の一部は、上記第２領域において、配線基板が接続されるパッドを構成しても良い。

また、上記第１透明導電線の幅方向における端部と、上記第１金属線の上記幅方向における端部との間の距離は、上記第１領域において第１長さであり、上記第２領域において上記第１長さよりも大きい第２長さであっても良い。

一実施形態に係る表示装置は、画像が表示される表示領域と、上記表示領域を囲う周辺領域とを有する表示パネルと、上記表示領域に対向する、物体の接触或いは近接を検出するための電極と、上記周辺領域に対向するとともに上記電極に接続された配線と、上記周辺領域に対向する遮光層と、を備えている。上記配線は、第１透明導電線と、上記第１透明導電線の上に形成された第１金属線と、上記第１金属線を覆う第１絶縁層と、上記第１絶縁層を介して上記第１金属線に沿って形成されるとともに、上記第１絶縁層に設けられた孔部を通じて上記第１金属線と電気的に接続された第２透明導電線と、上記第２透明導電線の上に形成された第２金属線と、上記第２金属線を覆う第２絶縁層と、を備えている。

上記表示装置は、上記表示パネルと対向する主面を有しこの主面に上記電極、上記配線、及び上記遮光層が形成された基板と、上記表示パネルと上記主面との間に配置され上記表示パネルに上記基板を接着する接着層と、をさらに備えても良い。

図１は、一実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に示す断面図である。 図２は、上記液晶表示装置が備える表示パネルの概略的な平面図である。 図３は、図２におけるIII−III線に沿った表示パネルの断面の一例を模式的に示す図である。 図４は、上記液晶表示装置が備えるタッチセンサの概略的な平面図である。 図５は、上記タッチセンサが備える電極層の一部を拡大して示す図である。 図６は、図５におけるVI−VI線に沿った断面の一例を模式的に示す図である。 図７は、上記タッチセンサの周辺領域に配置された配線及びパッドの近傍の構成の一例を示す平面図である。 図８は、図７におけるVIII−VIII線に沿う断面の一例を模式的に示す図である。 図９は、図７におけるIX−IX線に沿う断面の一例を模式的に示す図である。 図１０は、図７におけるX−X線に沿う断面の一例を模式的に示す図である。 図１１は、上記配線に第１コンタクトホールが設けられる位置の一例を示す図である。 図１２は、上記配線に第１コンタクトホールが設けられる位置の他の例を示す図である。 図１３は、単独スパッタ方式を説明するための図である。 図１４は、同時スパッタ方式を説明するための図である。

いくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一又は類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

以下に説明する実施形態においては、表示装置の一例として液晶表示装置を開示するとともに、センサ装置の一例としてこの液晶表示装置が備えるタッチセンサを開示する。上記液晶表示装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、ノートブックタイプのパーソナルコンピュータ、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの構成例を概略的に示す断面図である。液晶表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、バックライトユニットＢＬと、タッチセンサＳＥと、フレキシブル配線基板ＦＰＣと、を備えている。
表示パネルＰＮＬは、アレイ基板ＡＲと、対向基板ＣＴと、第１偏光板ＰＬ１を含む第１光学素子ＯＤ１と、第２偏光板ＰＬ２を含む第２光学素子ＯＤ２と、を備えている。アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴは、それぞれ矩形状に形成され、液晶層を封入するための微小な隙間を空けて貼り合わされている。

バックライトユニットＢＬは、第１光学素子ＯＤ１に対向する導光板ＬＧと、この導光板ＬＧの側面ＬＧａに沿って配置された光源ＬＳと、光源ＬＳを囲う反射体ＲＦと、を備えている。光源ＬＳは、例えば複数の発光ダイオードによって構成されている。光源ＬＳからの光は、導光板ＬＧの側面ＬＧａに入射するとともに、表示パネルＰＮＬと対向する導光板ＬＧの主面ＬＧｂから出射する。表示パネルＰＮＬは、導光板ＬＧの主面ＬＧｂからの光を選択的に透過することにより、表示領域ＤＡに画像を表示する。

タッチセンサＳＥは、ガラスなどの透明な材料で形成された絶縁基板であるセンシング基板ＳＵＢを備えている。センシング基板ＳＵＢは、液晶表示装置ＤＳＰの外観を飾る化粧板としても機能する。センシング基板ＳＵＢは、表示パネルＰＮＬと対向する主面ＳＵＢａを有している。
さらに、タッチセンサＳＥは、遮光層ＳＨと、電極層ＥＬと、複数のパッドＰと、を主面ＳＵＢａの上に備えている。

遮光層ＳＨは、表示領域ＤＡを囲う周辺領域ＣＡに対向して配置されている。周辺領域ＣＡは、画像が表示されない領域であり、額縁領域などと呼ばれることもある。電極層ＥＬは、表示領域ＤＡに対向して配置されている。

パッドＰは、遮光層ＳＨの上に形成されている。パッドＰには、例えば熱圧着によりフレキシブル配線基板ＦＰＣが接続されている。フレキシブル配線基板ＦＰＣは、例えば、液晶表示装置ＤＳＰの制御モジュールなどに接続されている。
このような構成のタッチセンサＳＥは、例えば静電容量方式のセンサであり、センシング基板ＳＵＢに接触或いは近接する物体と電極層ＥＬとの間に生じる容量に応じた検出信号が電極層ＥＬからパッドＰを介してフレキシブル配線基板ＦＰＣに出力される。すなわち、表示領域ＤＡは、物体を検出可能な検出領域ＳＡ（電極層ＥＬが配置された領域）と概ね一致する。
図１の例において、タッチセンサＳＥは、センシング基板ＳＵＢの主面ＳＵＢａと表示パネルＰＮＬとの間に形成された透明な接着層ＧＬを介して表示パネルＰＮＬに接着されている。

図２は、表示パネルＰＮＬの概略的な平面図である。この図の例において、アレイ基板ＡＲ、対向基板ＣＴ、及び表示領域ＤＡは、いずれも第１方向Ｘに平行な短辺と、第１方向Ｘと垂直に交わる第２方向Ｙに平行な長辺とを有する矩形状である。
アレイ基板ＡＲは、対向基板ＣＴよりも大きい寸法に形成されている。アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴは、３辺が重ねられて、対向基板ＣＴの周縁に沿って塗布或いは印刷されたシール材ＳＬにより貼り合わされている。対向基板ＣＴから外れたアレイ基板ＡＲには、表示パネルＰＮＬの駆動回路ＤＲが配置されている。

図３は、図２におけるIII−III線に沿った表示パネルＰＮＬの断面を模式的に示す図である。表示パネルＰＮＬは、単位画素ＰＸを備えている。単位画素ＰＸは、表示領域ＤＡに表示されるカラー画像を構成する最小単位である。
図３の例においては、赤、緑、青にそれぞれ対応する副画素ＰＸＲ，ＰＸＧ，ＰＸＢが第１方向Ｘに並んだ単位画素ＰＸの構造を示している。このような単位画素ＰＸは、表示領域ＤＡにおいてマトリクス状に多数配置されている。なお、単位画素ＰＸを構成する副画素ＰＸＲ，ＰＸＧ，ＰＸＢのレイアウトについては、図３の例に限らず、３つの副画素ＰＸＲ，ＰＸＧ，ＰＸＢが第２方向Ｙに並んでいても良いし、一方向に並んでいなくても良い。また、単位画素ＰＸは、例えば白に対応する副画素など、赤、緑、青以外の色の副画素を含んでいても良い。

上述したように、表示パネルＰＮＬは、シール材ＳＬによって貼り合わされたアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴを備えている。これらアレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの間には、液晶層ＬＱが封入されている。
第１基板ＳＵＢ１は、光透過性を有するガラス基板或いは樹脂基板などの第１絶縁基板１０を備えている。さらに、アレイ基板ＡＲは、対向基板ＣＴと対向する主面（第１光学素子群ＯＤ１が設けられていない側の主面）の上方に、副画素ＰＸＲ，ＰＸＧ，ＰＸＢにそれぞれ対応する画素電極１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、これら画素電極１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに電気的に接続されたスイッチング素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、絶縁層１３，１４，１５と、液晶層ＬＱに接する第１配向膜１６と、を備えている。図３の例において、スイッチング素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、半導体層ＳＣと、ゲート電極ＧＥと、ソース電極ＳＥと、ドレイン電極ＤＥと、を備えている。

半導体層ＳＣは、第１絶縁基板１０の上に形成されている。絶縁層１３は、第１絶縁基板１０の上に形成されるとともに、半導体層ＳＣを覆っている。ゲート電極ＧＥは、絶縁層１３の上に形成され、絶縁層１３を介して半導体層ＳＣと対向している。絶縁層１４は、絶縁層１３の上に形成されるとともに、ゲート電極ＧＥを覆っている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、絶縁層１４の上に形成されるとともに、絶縁層１３，１４に設けられたコンタクトホールを通じて半導体層ＳＣに接続されている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、絶縁層１５によって覆われている。

画素電極１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、絶縁層１５の上に形成されている。画素電極１１Ｒは絶縁層１５に設けられたコンタクトホールを通じてスイッチング素子１２Ｒのドレイン電極ＤＥに接続され、画素電極１１Ｇは絶縁層１５に設けられたコンタクトホールを通じてスイッチング素子１２Ｇのドレイン電極ＤＥに接続され、画素電極１１Ｂは絶縁層１５に設けられたコンタクトホールを通じてスイッチング素子１２Ｂのドレイン電極ＤＥに接続されている。第１配向膜１６は、画素電極１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを覆っている。

一方、対向基板ＣＴは、光透過性を有するガラス基板或いは樹脂基板などの第２絶縁基板２０を備えている。さらに、対向基板ＣＴは、アレイ基板ＡＲと対向する第２絶縁基板２０の主面（第２光学素子群ＯＤ２が設けられていない側の主面）の上方に、カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂと、ブラックマトリクス２２と、複数の単位画素ＰＸに亘って形成されるとともにコモン電位が供給される共通電極２３と、液晶層ＬＱに接する第２配向膜２４と、を備えている。

カラーフィルタ２１Ｒは、例えば赤色に着色された樹脂材料によって形成され、赤色の副画素ＰＸＲに配置されている。カラーフィルタ２１Ｇは、例えば緑色に着色された樹脂材料によって形成され、緑色の副画素ＰＸＧに配置されている。カラーフィルタ２１Ｂは、例えば青色に着色された樹脂材料によって形成され、青色の副画素ＰＸＢに配置されている。ブラックマトリクス２２は、副画素ＰＸＲ，ＰＸＧ，ＰＸＢを区画する。カラーフィルタ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの境界は、ブラックマトリクス２２上に位置している。図３の例では、液晶層ＬＱにおいてブラックマトリクス２２と重なる位置に、複数のスペーサ２５が設けられている。

画素電極１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ及び共通電極２３は、例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ）などの透明な導電材料で形成されている。
スイッチング素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのゲート電極ＧＥはゲート線に接続され、スイッチング素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂのソース電極ＳＥはソース線を介して上述の駆動回路ＤＲに接続されている。駆動回路ＤＲは、ゲート線及びソース線に選択的に信号を供給することにより、スイッチング素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂをオン／オフする。スイッチング素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂがオンされたとき、画素電極１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと共通電極２３との間に電界が生じる。この電界により液晶層ＬＱの液晶分子がスイッチングされ、バックライトユニットＢＬからの光が表示パネルＰＮＬを透過する。

なお、図３においては、液晶層ＬＱを挟んで配置された画素電極１１及び共通電極２３の間に生じる電界を利用して液晶層ＬＱの液晶分子をスイッチングする構成を例示した。しかしながら、表示パネルＰＮＬは、アレイ基板ＡＲに配置された画素電極及び共通電極の間に生じる電界を利用して液晶分子をスイッチングする構成を備えていても良い。

図４は、タッチセンサＳＥの概略的な平面図である。この図の例において、センシング基板ＳＵＢ及び検出領域ＳＡは、いずれも第１方向Ｘに平行な短辺と、第２方向Ｙに平行な長辺とを有する矩形状である。遮光層ＳＨは周辺領域ＣＡに対向して配置されており、電極層ＥＬは検出領域ＳＡ（表示領域ＤＡ）に対向して配置されている。

電極層ＥＬは、複数の第１電極３１と、複数の第２電極３２と、を備えている。図４の例において、第１電極３１及び第２電極３２は、２つの対角線がそれぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿う正方形である。なお、第２方向Ｙに沿う表示領域ＤＡの端部に配置された第１電極３１は、第２方向Ｙに沿う底辺を有する二等辺三角形である。また、第１方向Ｘに沿う表示領域ＤＡの端部に配置された第２電極３２は、第１方向Ｘに沿う底辺を有する二等辺三角形である。

第１方向Ｘにおける端部（図４中の右側の端部）に配置された第１電極３１及び第２方向Ｙにおける端部（図４中の下側の端部）に配置された第２電極３２には、それぞれ配線４０が接続されている。配線４０は、周辺領域ＣＡにおいて引き回され、パッドＰに接続されている。図４の例において、パッドＰは、周辺領域ＣＡの端部（図４中の下側の端部）において第１方向Ｘに沿って並んでいる。

図５は、電極層ＥＬの一部を拡大して示す図である。隣り合う第１電極３１及び第２電極３２の間には、格子状のスリット３３が形成されている。このスリット３３により、第１電極３１及び第２電極３２は電気的に絶縁されている。
第１方向Ｘに隣り合う２つの第１電極３１の角部は、第１接続線３４を介して電気的に接続されている。すなわち、表示領域ＤＡにおいて第１方向Ｘに並ぶ複数の第１電極３１は、第１電極群Ｗ１を構成する。

一方、第２方向Ｙに隣り合う２つの第２電極３２の角部は、第２接続線３５を介して電気的に接続されている。すなわち、表示領域ＤＡにおいて第２方向Ｙに並ぶ複数の第２電極３２は、第２電極群Ｗ２を構成する。
第１電極群Ｗ１及び第２電極群Ｗ２には、フレキシブル配線基板ＦＰＣに接続された制御モジュールから、パッドＰ及び配線４０を介して駆動信号がそれぞれ供給される。また、この制御モジュールは、第１電極群Ｗ１及び第２電極群Ｗ２からパッドＰ及び配線４０を介して検出信号を読み出す。検出領域ＳＡに接触あるいは近接する物体が有る場合、この物体の近傍の第１電極群Ｗ１及び第２電極群Ｗ２から得られる検出信号は、他の第１電極群Ｗ１及び第２電極群Ｗ２から得られる検出信号と異なる値を示す。したがって、第１電極群Ｗ１及び第２電極群Ｗ２からの検出信号に基づいて物体の位置を検出（演算）することが可能である。具体的には、第１方向Ｘに並ぶ第２電極群Ｗ２から得られる検出信号に基づけば第１方向Ｘにおける物体の位置を検出することが可能であり、第２方向Ｙに並ぶ第１電極群Ｗ１から得られる検出信号に基づけば第２方向Ｙにおける物体の位置を検出することが可能である。

図６は、図５におけるVI−VI線に沿った断面を模式的に示す図である。第１電極３１及び第１接続線３４は、センシング基板ＳＵＢの上に形成されている。なお、第２電極３２も第１電極３１と同じくセンシング基板ＳＵＢの上に形成されている。
第１接続線３４の上には、第１絶縁層３６が形成されている。第２接続線３５は、この第１絶縁層３６の上に形成されている。図６の例においては、第１電極３１が第１接続線３４及び第１絶縁層３６の上にも延びている。第１絶縁層３６上において、第１電極３１と第２接続線３５との間には隙間が形成されている。

このように、第１方向Ｘに並ぶ第１電極３１は第１絶縁層３６の下を通る第１接続線３４によって接続され、第２方向Ｙに並ぶ第２電極３２は第１絶縁層３６の上を通る第２接続線３５によって接続されている。このことから、第２接続線３５は、ブリッジ配線と呼ぶこともできる。

第１電極３１、第２電極３２、第２接続線３５、及び第１絶縁層３６の上には、第２絶縁層３７が形成されている。この第２絶縁層３７は、第１電極３１、第２電極３２、及び第２接続線３５などを保護するオーバーコート層として機能する。図１に示した接着層ＧＬは、第２絶縁層３７の上に形成される。或いは、第２絶縁層３７及び接着層ＧＬは同一の層であっても良い。この場合、当該層は、第１電極３１、第２電極３２、及び第２接続線３５などを保護する役割、及び、タッチセンサＳＥを表示パネルＰＮＬに接着する役割の双方を担う。

第１電極３１、第２電極３２、第１接続線３４、及び第２接続線３５は、透明な導電材料で形成されている。このような導電材料としては、例えばＩＴＯやＩＺＯなどを用いることができる。第１絶縁層３６及び第２絶縁層３７は、例えば、有機系の透明な樹脂材料によって形成されている。

タッチセンサＳＥの製造に際しては、先ず第１接続線３４がセンシング基板ＳＵＢに形成され、続いて第１絶縁層３６が形成される。その後、第１電極３１、第２電極３２、及び第２接続線３５が同一の製造工程において同一の導電材料により形成され、これらの上に第２絶縁層３７が形成される。

図７は、周辺領域ＣＡに配置された配線４０及びパッドＰの近傍の構成の一例を示す平面図である。配線４０は、第１透明導電線４１と、第１金属線４２と、第２透明導電線４３と、第２金属線４４と、上述の第１絶縁層３６及び第２絶縁層３７の一部と、を含んで構成されている。

第２絶縁層３７は、表示領域ＤＡと周辺領域ＣＡの一部とを覆っている。すなわち、タッチセンサＳＥは、第２絶縁層３７により覆われた第１領域Ａ１と、第２絶縁層３７から露出した第２領域Ａ２とを有している。この第２領域Ａ２は、フレキシブル配線基板ＦＰＣが接続される領域に相当する。

第１領域Ａ１において、第１透明導電線４１、第１金属線４２、及び第２透明導電線４３は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との境界付近で線幅が拡大している。線幅が拡大した第１透明導電線４１、第１金属線４２、及び第２透明導電線４３は、第２領域Ａ２に延びている。このように線幅が拡大した第１透明導電線４１、第１金属線４２、第２透明導電線４３、及び第１絶縁層３６の一部により、パッドＰが構成されている。

第１絶縁層３６は、第１金属線４２と第２透明導電線４３との間に介在する。第１金属線４２及び第２透明導電線４３は、第１領域Ａ１においては第１絶縁層３６に設けられた第１コンタクトホールＣＨ１を通じて電気的に接続され、第２領域Ａ２においては第１絶縁層３６に設けられた第２コンタクトホールＣＨ２を通じて電気的に接続されている。第１コンタクトホールＣＨ１及び第２コンタクトホールＣＨ２は、孔部の一例である。

図８は、図７におけるVIII−VIII線に沿う断面を模式的に示す図である。遮光層ＳＨは、センシング基板ＳＵＢの主面ＳＵＢａの上に形成されている。第１透明導電線４１は、遮光層ＳＨの上に形成されている。第１金属線４２は、第１透明導電線４１の上に形成されている。すなわち、第１透明導電線４１及び第１金属線４２は、配線４０及びパッドＰの略全長に亘って接続されており、電気的に導通した状態にある。

第１金属線４２は、第１コンタクトホールＣＨ１及び第２コンタクトホールＣＨ２が形成された位置を除き、第１絶縁層３６によって覆われている。第２透明導電線４３は、第１絶縁層３６の上に形成されるとともに、第１コンタクトホールＣＨ１及び第２コンタクトホールＣＨ２を通じて第１金属線４２に接続されている。第２金属線４４は、第１領域Ａ１において、第２透明導電線４３の上に形成されている。すなわち、第２透明導電線４３及び第２金属線４４は、配線４０の略全長に亘って接続されており、電気的に導通した状態にある。

第１領域Ａ１において、第１透明導電線４１及び第１金属線４２と、第２透明導電線４３及び第２金属線４４とは、第１絶縁層３６を介して対向した状態で並走している。また、第２領域Ａ２において、第１透明導電線４１及び第１金属線４２と、第２透明導電線４３とは、第１絶縁層３６を介して対向している。

第１透明導電線４１及び第２透明導電線４３は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。第１透明導電線４１は、第１接続線３４と同一の材料によって同一の工程で形成することができる。また、第２透明導電線４３は、第１電極３１、第２電極３２、及び第２接続線３５と同一の材料によって同一の工程で形成することができる。

第１金属線４２及び第２金属線４４は、単層構造或いは積層構造の金属線である。第１金属線４２及び第２金属線４４に適用可能な積層構造としては、例えばＭＡＭやＴＡＴが挙げられる。ここで、ＭＡＭは、Ｍｏ（モリブデン）／Ａｌ（アルミニウム）／Ｍｏの略称であり、酸化され易いＡｌ層を酸化されにくいＭｏ層で挟み込んだ構造である。一方、ＴＡＴは、Ｔｉ（チタン）／Ａｌ／Ｔｉの略称であり、酸化され易いＡｌ層を酸化されにくいＴｉ層で挟み込んだ構造である。Ａｌ層としては、例えば、Ａｌ・Ｎｄ（アルミニウム−ネオジウム系合金）などのアルミニウム系合金を用いることができる。

ＭＡＭやＴＡＴなどの積層構造を採用した場合、第１金属線４２及び第２金属線４４の外面を形成するＭｏやＴｉなどのバリヤメタルは酸化されにくいために、これらの金属線と第１透明導電線４１及び第２透明導電線４３との良好なオーミック接続を確保することができる。

第１電極３１に接続された配線４０において、第１透明導電線４１、第１金属線４２、第２透明導電線４３、及び第２金属線４４のうちの少なくとも１つは第１電極３１と接続されている。また、第２電極３２に接続された配線４０において、第１透明導電線４１、第１金属線４２、第２透明導電線４３、及び第２金属線４４のうちの少なくとも１つは第２電極３２と接続されている。例えば、第１透明導電線４１の一部を第１電極３１或いは第２電極３２とセンシング基板ＳＵＢとの間に延出させることで、第１透明導電線４１と第１電極３１或いは第２電極３２とを接続させても良い。また、第２透明導電線４３を第１電極３１或いは第２電極３２と一体的に形成することで、第２透明導電線４１と第１電極３１或いは第２電極３２とを接続させても良い。

なお、第１金属線４２と第１透明導電線４１との密着力は第１金属線４２と遮光層ＳＨとの密着力よりも大きく、かつ第１透明導電線４１と遮光層ＳＨとの密着力は第１金属線４２と遮光層ＳＨとの密着力よりも大きい。すなわち、第１透明導電線４１は、第１金属線４２の台座としての機能を有している。同様に、第２透明導電線４３は、第２金属線４４の台座としての機能を有している。

図９は、図７におけるIX−IX線に沿う断面を模式的に示す図である。また、図１０は、図７におけるX−X線に沿う断面を模式的に示す図である。図９に示すように、第１領域Ａ１において配線４０を構成する第１金属線４２は、第１透明導電線４１及び第１絶縁層３６によって包囲されている。さらに、第２金属線４４は、第２透明導電線４３及び第２絶縁層３７によって包囲されている。また、図１０に示すように、第２領域Ａ２においてパッドＰを構成する第１金属線４２は、第１透明導電線４１及び第１絶縁層３６によって包囲されている。これらにより、第１金属線４２及び第２金属線４４の露出が防がれ、第１金属線４２及び第２金属線４４の酸化を防がれている。

なお、第１コンタクトホールＣＨ１及び第２コンタクトホールＣＨ２においては、第２透明導電線４３が第１金属線４２を覆っている。したがって、第１金属線４２及び第２金属線４４は、センシング基板ＳＵＢ上のいずれの位置においても露出していない。
図９に示すように、第１領域Ａ１において、第１透明導電線４１の幅方向における端部と、第１金属線４２の上記幅方向における端部との間の距離は、第１長さＬ１である。一方、図１０に示すように、第２領域Ａ２において、第１透明導電線４１の幅方向における端部と、第１金属線４２の上記幅方向における端部との間の距離は、第１長さＬ１よりも大きい第２長さＬ２である（Ｌ２＞Ｌ１）。一例として、第１長さＬ１は５μmであり、第２長さＬ２は２０μmである。

以上説明したような構成の配線４０は、第１金属線４２及び第２金属線４４を備えているため、ＩＴＯなどの透明導電線のみを用いる場合に比べて、配線４０を大幅に低抵抗化できる。
図７及び図８に示した第１コンタクトホールＣＨ１は、複数の位置に設けることができる。例えば図１１に示すように、第１電極３１に接続された配線４０において、第１電極３１の近傍と、パッドＰの近傍とに第１コンタクトホールＣＨ１を設けても良い。同様に、第２電極３２に接続された配線４０において、第２電極３２の近傍と、パッドＰの近傍とに第１コンタクトホールＣＨ１を設けても良い。これらの場合、１本の配線４０における２つの第１コンタクトホールＣＨ１の間で第１金属線４２及び第２金属線４４のうちいずれか一方の金属線が断線したとしても、他方の金属線により第１電極３１或いは第２電極３２とパッドＰとの低抵抗な接続を維持することができる。なお、第１金属線４２及び第２金属線４４の双方が断線した場合であっても、第１透明導電線４１及び第２透明導電線４３により第２電極３２とパッドＰとの電気的な接続は維持される。

また、例えば図１２に示すように、１本の配線４０において３つ以上の第１コンタクトホールＣＨ１が設けられても良い。この場合においては、各第１コンタクトホールＣＨ１の間の区間ごとに断線を補償することができる。すなわち、第１金属線４２及び第２金属線４４の双方が断線した場合であっても、これらの断線箇所が同一の区間に無いならば、第１電極３１或いは第２電極３２とパッドＰとの低抵抗な接続を維持することができる。

なお、第１電極３１と配線４０との接続位置において、第１金属線４２及び第２金属線４４の双方が直接或いは第１透明導電線４１及び第２透明導電線４３等を介して第１電極３１に接続されている場合、配線４０に設けられる第１コンタクトホールＣＨ１は１つであっても良い。同様に、第２電極３２と配線４０との接続位置において、第１金属線４２及び第２金属線４４の双方が直接或いは第１透明導電線４１及び第２透明導電線４３等を介して第２電極３２に接続されている場合、配線４０に設けられる第１コンタクトホールＣＨ１は１つであっても良い。これらの場合、上記接続位置と第１コンタクトホールＣＨ１との間において、第１金属線４２及び第２金属線４４のうちいずれか一方の金属線が断線したとしても、他方の金属線により第１電極３１或いは第２電極３２とパッドＰとの低抵抗な接続を維持することができる。

ここで、第１透明導電線４１と第１金属線４２、或いは第２透明導電線４３と第２金属線４４のように、透明導電線の上に金属線を形成する方法の一例につき、図１３及び図１４を用いて説明する。これらの図に示す例では、基板１００の上に透明導電線１０１が形成され、この透明導電線１０１の上に金属線１０２が形成される場合を想定する。以下、図１３に示す方法を単独スパッタ方式と呼び、図１４に示す方法を同時スパッタ方式と呼ぶ。

［単独スパッタ方式］
単独スパッタ方式においては、先ず図１３のステップＳ１１に示すように、基板１００の上にＩＴＯなどの透明導電膜１０１ａがスパッタリングにより形成される。さらに、この透明導電膜１０１ａの上にレジストＲ１が形成される。ステップＳ１２において、透明導電線１０１の形状に対応するフォトマスクＭ１の上からレジストＲ１が露光される。さらに、ステップＳ１３において、露光されたレジストＲ１及びその直下の透明導電膜１０１ａがエッチングにより除去される。このエッチングは例えばウェットエッチングであり、透明導電膜１０１ａは配線の形状に対応した透明導電線１０１に加工される。ステップＳ１４において、透明導電線１０１の上に残ったレジストＲ１が除去される。

次に、ステップＳ１５において、透明導電線１０１及び基板１００を覆う金属膜１０２ａがスパッタリングにより形成されるとともに、この金属膜１０２ａの上にレジストＲ２が形成される。この金属膜１０２ａは、ＭＡＭやＴＡＴなどの積層構造であっても良い。ステップＳ１６において、金属線１０２の形状に対応するフォトマスクＭ２の上からレジストＲ２が露光される。さらに、ステップＳ１７において、露光されたレジストＲ２及びその直下の金属膜１０２ａがエッチングにより除去される。このエッチングは例えばドライエッチングであり、金属膜１０２ａは配線の形状に対応した金属線１０２に加工される。ステップＳ１８において、金属線１０２の上に残ったレジストＲ２が除去され、処理が完了する。

以上説明した単独スパッタ方式においては、ステップＳ１６の露光に際して、透明導電線１０１とフォトマスクＭ２との位置合わせが行われる。この位置合わせは、一般に、カメラで撮影される画像に基づいて行われる。透明導電線１０１は視認性が低いため、このカメラは、高い解像度を有した高性能なものである必要がある。したがって、単独スパッタ方式を導入するに際しては、製造ラインのインフラコストが大幅に増加する。

［同時スパッタ方式］
同時スパッタ方式においては、先ず図１４のステップＳ２１に示すように、基板１００の上に透明導電膜１０１ａがスパッタリングにより形成されるとともに、透明導電膜１０１ａの上に金属膜１０２ａがスパッタリングにより形成される。さらに、この金属膜１０２ａの上にレジストＲ１が形成される。ステップＳ２２において、金属線１０２の形状に対応するフォトマスクＭ２の上からレジストＲ１が露光される。さらに、ステップＳ２３において、露光されたレジストＲ１及びその直下の金属膜１０２ａがエッチングにより除去される。このエッチングは例えばドライエッチングであり、金属膜１０２ａは配線の形状に対応した金属線１０２に加工される。ステップＳ２４において、金属線１０２の上に残ったレジストＲ１が除去される。

次に、ステップＳ２５において、金属線１０２及び透明導電膜１０１ａを覆うレジストＲ２が形成される。ステップＳ２６において、透明導電線１０１の形状に対応するフォトマスクＭ１の上からレジストＲ２が露光される。さらに、ステップＳ２７において、露光されたレジストＲ２及びその直下の透明導電膜１０１ａがエッチングにより除去される。このエッチングは例えばウェットエッチングであり、透明導電膜１０１ａは配線の形状に対応した透明導電線１０１に加工される。ステップＳ２８において、透明導電線１０１及び金属線１０２の上に残ったレジストＲ２が除去され、処理が完了する。

以上説明した同時スパッタ方式においては、先ず金属線１０２が形成され、その後に透明導電線１０１が形成される。したがって、ステップＳ２６の露光に際してのフォトマスクＭ１の位置合わせは、金属線１０２を目印にして実施することができる。金属線１０２は透光性が低いため、低解像度のカメラで撮影された画像に基づいても位置合わせが可能である。すなわち、同時スパッタ方式は、単独スパッタ方式に比べて低いコストで導入することができる。

同時スパッタ方式により第１透明導電線４１及び第１金属線４２を形成した場合、第２透明導電線４３及び第２金属線４４は単独スパッタ方式で形成されても良い。この場合であっても、第１金属線４２を目印に第２透明導電線４３及び第２金属線４４を位置合わせすることができるため、高解像度のカメラは不要である。

なお、ステップＳ２７において透明導電膜１０１ａをエッチングする際に、エッチング液がレジストＲ２と透明導電膜１０１ａとの間に浸入するおそれがある。浸入したエッチング液が金属線１０２に到達すると、金属線１０２が浸食され、金属線１０２が断線したり、金属線１０２の殆どが消滅して透明導電線１０１単層の高抵抗配線になったりする可能性がある。

この点に関し、本実施形態のように配線４０を２組の透明導電線及び金属線により構成することで、断線等のリスクを抑えることができる。すなわち、本実施形態によれば、タッチセンサＳＥないし液晶表示装置ＤＳＰの製造歩留りを低下させることなく、同時スパッタ方式を導入することが可能である。

図８〜図１０に示したように、第２領域Ａ２には第２金属線４４が存在しない。したがって、第２領域Ａ２においては、同時スパッタ方式を採用した場合に生じ得る第１金属線４２の断線を防ぐための他の手段を講じる必要がある。そこで、本実施形態においては、図１０に示す第２長さＬ２を図９に示す第１長さＬ１よりも大きくしている。これにより、図１４に示すように、第１透明導電線１０１の幅方向において、レジストＲ２と第１透明導電線１０１とが接触する第３長さＬ３を大きくし、エッチング液の浸入を防いでいる。

他の観点から言えば、第１領域Ａ１においては第１長さＬ１を大きくする必要がなく、配線４０の幅を小さくすることができる。したがって、周辺領域ＣＡの狭小化が可能である。
以上説明した他にも、本実施形態からは種々の好適な作用が得られる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、表示装置は液晶表示装置に限られず、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の自発光型表示装置、或いは電気泳動素子等を有する電子ペーパ型表示装置等など、あらゆるフラットパネル型の表示装置であって良い。また、センサ装置は静電容量方式に限定されず、あらゆる方式のセンサ装置であって良い。

電極層ＥＬは、表示パネルＰＮＬに形成されても良い。例えば、電極層ＥＬは、対向基板ＣＴの外面に形成することができる。
また、電極層ＥＬは、駆動信号が供給される複数の駆動電極と、検出信号が読み出される複数の検出電極とが絶縁層を挟んで対向した積層構造であっても良い。このような構成においては、駆動電極と検出電極との間に第１容量が形成され、検出領域ＳＡに接触或いは接近する物体が有る場合に検出電極と当該物体との間に第２容量が形成される。第１容量は第２容量の影響を受けて変化するため、検出電極から得られる検出信号に基づけば物体の位置を検出（演算）することが可能である。

また、電極層ＥＬが上記検出電極を備え、表示パネルＰＮＬが上記駆動電極を備えても良い。この場合において、表示パネルＰＮＬが備える共通電極２３に、表示用の電極としての機能と、駆動電極としての機能とを兼ねさせても良い。

ＤＳＰ…液晶表示装置、ＰＮＬ…表示パネル、ＳＥ…タッチセンサ、ＦＰＣ…フレキシブル配線基板、ＤＡ…表示領域、ＳＵＢ…センシング基板、ＳＨ…遮光層、ＥＬ…電極層、Ｐ…パッド、ＣＡ…周辺領域、ＳＡ…検出領域、ＧＬ…接着層、ＳＬ…シール材、ＤＲ…駆動回路、ＰＸ…単位画素、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域、ＣＨ１…第１コンタクトホール、ＣＨ２…第２コンタクトホール、４０…配線、４１…第１透明導電線、４２…第１金属線、４３…第２透明導電線、４４…第２金属線。

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板の上方に形成された、物体の接触或いは近接を検出するための電極と、
   前記基板の上方に形成されるとともに前記電極に接続された配線と、
   を備え、前記配線は、
   第１透明導電線と、
   前記第１透明導電線の上に形成された第１金属線と、
   前記第１金属線を覆う第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層を介して前記第１金属線に沿って形成されるとともに、前記第１絶縁層に設けられた孔部を通じて前記第１金属線と電気的に接続された第２透明導電線と、
   前記第２透明導電線の上に形成された第２金属線と、
   前記第２金属線を覆う第２絶縁層と、
   を備える、センサ装置。
2. 前記第２金属線が前記第２絶縁層により覆われる第１領域と、前記第２透明導電線が前記第２絶縁層から露出する第２領域と、を有し、
   前記第１透明導電線、前記第１金属線、及び前記第２透明導電線の各々の一部は、前記第２領域において、配線基板が接続されるパッドを構成する、
   請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記第１透明導電線の幅方向における端部と、前記第１金属線の前記幅方向における端部との間の距離は、前記第１領域において第１長さであり、前記第２領域において前記第１長さよりも大きい第２長さである、
   請求項２に記載のセンサ装置。
4. 画像が表示される表示領域と、前記表示領域を囲う周辺領域とを有する表示パネルと、
   前記表示領域に対向する、物体の接触或いは近接を検出するための電極と、
   前記周辺領域に対向するとともに前記電極に接続された配線と、
   前記周辺領域に対向する遮光層と、
   を備え、前記配線は、
   第１透明導電線と、
   前記第１透明導電線の上に形成された第１金属線と、
   前記第１金属線を覆う第１絶縁層と、
   前記第１絶縁層を介して前記第１金属線に沿って形成されるとともに、前記第１絶縁層に設けられた孔部を通じて前記第１金属線と電気的に接続された第２透明導電線と、
   前記第２透明導電線の上に形成された第２金属線と、
   前記第２金属線を覆う第２絶縁層と、
   を備える、表示装置。
5. 前記表示パネルと対向する主面を有し、この主面に前記電極、前記配線、及び前記遮光層が形成された基板と、
   前記表示パネルと前記主面との間に配置され、前記表示パネルに前記基板を接着する接着層と、
   をさらに備える請求項４に記載の表示装置。

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