JP5182164B2 - タッチパネルの製造方法及び表示装置製造方法並びに電子機器製造方法 - Google Patents
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Description
ところが、これらの特許文献1〜4に記載された発明においては、それぞれの方向に延在する電極、あるいは同一基板上に電極及びアクティブ回路を形成する際に、スパッタ法、フォトリソグラフィー法、及びエッチング法などを複数回繰り返すことによって配線層を積層させる構成となっているため、製造コストが上昇するという問題があった。
そこで、例えば印刷法等を用いて、上記電極やアクティブ回路を形成することが考えられるが、この場合、例えば絶縁膜を印刷法で形成すると滲み上がりが生じ、両端部と中央部とで段差が発生してしまう。そして、この絶縁膜上に電極や配線等を形成した場合には、上記段差で電極や配線が屈曲するため断線が生じやすく、歩留まりが低下する可能性があった。特に、互いに交差する方向に配列される電極を形成する際には、電極の交差部に設けるブリッジ配線に断線が生じやすくなると考えられる。
本発明のタッチパネルの製造方法は、基板の一面側に形成され、互いに交差する方向に延在する複数の第1電極及び複数の第2電極を有するタッチパネルの製造方法であって、前記基板上の前記第1電極と前記第2電極との交差部で分断されて離間する形状の前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、前記基板上の前記交差部に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、少なくとも前記交差部の前記第1電極上に、印刷法を用いて絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記交差部で離間する前記第2電極の間を前記絶縁膜上を経由して接続するブリッジ配線を印刷法を用いて形成するブリッジ配線形成工程とを有し、前記絶縁膜形成工程前に、当該絶縁膜の輪郭形状の少なくとも一部を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程を有し、前記隔壁は、前記交差部で離間する前記第2電極を含み、前記交差部における前記第1電極を前記第2電極よりも薄く形成し、離間する前記第2電極の間に、前記絶縁膜を前記第2電極の上面と略面一の高さで形成することを特徴とするものである。
本発明のタッチパネルの製造方法は、基板の一面側に形成され、互いに交差する方向に延在する複数の第1電極及び複数の第2電極を有するタッチパネルの製造方法であって、前記基板上の前記第1電極と前記第2電極との交差部で分断されて離間する形状の前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、前記基板上の前記交差部に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、少なくとも前記交差部の前記第1電極上に、印刷法を用いて絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記交差部で離間する前記第2電極の間を前記絶縁膜上を経由して接続するブリッジ配線を印刷法を用いて形成するブリッジ配線形成工程とを有し、前記絶縁膜形成工程前に、当該絶縁膜の輪郭形状の少なくとも一部を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程を有することを特徴とするものである。
従って、本発明のタッチパネルの製造方法では、絶縁膜を印刷法で形成する際に、絶縁膜形成材料が隔壁で区画されていることから表面張力が作用し、滲み上がりを抑制して段差を小さくすることができる。そのため、本発明では、ブリッジ配線の屈曲量を減らして断線の発生を抑えることが可能となる。
これにより、本発明では、第2電極を隔壁として用いることにより、別途隔壁を形成する工程を設ける必要がなくなり、製造効率の向上に寄与できる。
これにより、本発明では、第2電極及び絶縁膜で形成される略平面上に屈曲なくブリッジ配線を配置することになるため、ブリッジ配線の断線を効果的に回避することが可能になる。
また、本発明では、前記基板上に前記第2電極を全面的に形成する工程と、前記第2電極上に感光剤を塗布する工程と、前記交差部に位置する感光剤を感光させる工程と、
前記交差部に位置する、感光した感光剤及び前記第2電極を除去する除去工程とを有し、前記隔壁は、前記除去工程後に残留する非感光の前記感光剤である構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、フォトリソ等の露光処理を用いて第2電極をパターン形成した際に、絶縁膜形成時に残存する非感光の感光剤を隔壁として用いることができるため、別途隔壁を形成する工程を設ける必要がなくなり、製造効率の向上に寄与できる。
前記印刷法における絶縁膜形成材料としては、前記隔壁に対して撥液性を有し、且つ前記基板の表面に対して親液性を有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、絶縁膜形成材料を円滑に隔壁間の隙間に塗布することが可能になるとともに、隔壁に乗り上げて突部等の断線要因を形成することを防止できる。
従って、本発明の表示装置製造方法では、断線の発生等が抑えられた高品質の表示装置を得ることができる。
従って、本発明の電子機器製造方法では、断線等に起因する不具合の発生が抑えられた高品質の電子機器を得ることができる。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
[タッチパネル]
図1は、本実施形態に係るタッチパネル100の模式平面図である。図2は、タッチパネル100のA−A’模式断面図である。
基板1は、平面視で矩形状に成形されており、その材質としてガラス、アクリル樹脂などの透明な材質が用いられる。
入力領域2には、複数のX電極(第1電極)10及び複数のY電極(第2電極)20がそれぞれ配置されている。
X電極10は、図示でX軸方向に沿って延在し、且つX電極10は、Y軸方向に互いに間隔をあけて複数配列されている。Y電極20は図示でY軸方向に沿って延在し、それぞれのY電極20は、X軸方向に互いに間隔をあけて配列されている。X電極10及びY電極20は、互いのブリッジ配線を交差させることによって入力領域2内の交差部Kで交差している。
島状電極部22は、平面視で矩形状に形成され、一方の対角線がY軸に沿うように配置されている。
島状電極部12と島状電極部22とは、X軸方向及びY軸方向において互い違いに配置(市松状配置)されており、入力領域2では、矩形状の島状電極部12、22が平面視マトリクス状に配置されている。
基板1の機能面1aに、島状電極部12(図示は省略)、島状電極部22,及びブリッジ配線11が設けられている。ブリッジ配線11上には、絶縁膜30が島状電極部22と略面一となる高さで形成されている。そして、絶縁膜30上にブリッジ配線21が配置されている。X電極10のブリッジ配線11は、島状電極部22よりも薄く、例えば1/2程度の厚さに形成されている。
また、基板1の機能面1aに、引き回し配線60が配置されている。引き回し配線60は、機能面1aに配置された第1層60a及び第1層60aに積層された第2層60bによって構成されている。そして、引き回し配線60を覆って配線保護膜62が形成されている。
絶縁膜30は、ポリシロキサン、アクリル系樹脂、及びアクリルモノマーなどを印刷法を用いて塗布し、それを乾燥固化して形成することができる。
ポリシロキサンを用いて形成した場合には、絶縁膜30はシリコン酸化物からなる無機絶縁膜となる。一方、アクリル系樹脂、及びアクリルモノマーを採用した場合には、絶縁膜30は樹脂材料からなる有機絶縁膜となる。ここでは、JSR NN525E と、EDM(ジエチレングリコールエチルメチルエーテル)とを4:1(重量比)で混合したインクを用いている。
また絶縁膜30の構成材料には、屈折率が2.0以下、望ましくは1.7以下である材料を用いることが好ましい。これにより、基板1やX電極10、Y電極20との屈折率差を小さくすることができ、使用者に絶縁膜30のパターンが見えてしまうのを防止できる。
第2層60bは、第1層60a上に積層形成され、引き回し配線60の配線抵抗を低減する。第2層60bは、Au、Ag、Al、Cu、Pdなどの金属、及びカーボン(グラファイト、カーボンナノチューブなどのナノカーボン)のうち1種類以上を成分とする、有機化合物、ナノ粒子、ナノワイヤーなどを用いて形成することができる。第2層60bの構成材料は、第1層60aよりもシート抵抗を小さくすることができるものであれば特に限定されない。
また平坦化膜40の構成材料には、屈折率が2.0以下、望ましくは1.7以下である材料を用いることが好ましい。これにより、基板1やX電極10、Y電極20との屈折率差を小さくすることができ、X電極10やY電極20の配線パターンを見えにくくすることができる。
シールド層70が設けられていることで、基板1の裏面1b側において電界を遮断する。これにより、タッチパネル100の電界が表示装置等に作用したり、表示装置等の外部機器の電界がタッチパネル100に作用したりするのを防止することができる。
図3に示すタッチパネル100Aでは、基板1の機能面1a上にシールド層70Aが形成されており、シールド層70Aを覆って絶縁膜80Aが形成されている。絶縁膜80A上の構成は、図2に示したタッチパネル100と同様である。タッチパネル100Aでは、基板1の片面にシールド層70Aや、X電極10、Y電極20、引き回し配線60等を形成するので、製造工程が煩雑化するのを回避でき、製造性に優れたタッチパネルとすることができる。
まず、図示は省略の駆動部から、引き回し配線60を介してX電極10及びY電極20に所定の電位を供給する。
なお、シールド層70には、例えばグランドの電位(接地電位)を入力する。
具体的には、X軸方向に延在するX電極10によって、手指が接近した位置の入力領域2におけるY座標が検出され、Y軸方向に延在するY電極20によって、入力領域2におけるX座標が検出される。
次に、上記のタッチパネルの製造方法について説明する。
本実施形態においては、図1及び図2に示したタッチパネル100の製造方法について図面を参照して説明する。図4は、タッチパネルの製造方法に係るフローチャート図である。
ステージ7は、Y軸方向駆動モータ3を備えている。Y軸方向駆動モータ1003はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をY軸方向に移動する。
また、X軸方向駆動モータ1002に液滴吐出ヘッド1001のX軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Y軸方向駆動モータ1003にステージ1007のY軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
電極成膜工程S10では、例えばガラス基板である基板1上に、図5に示した液滴吐出装置IJによって、例えばITO粒子を含む液体材料の液滴を選択的に配置する。具体的には、基板1上に、島状電極部12とブリッジ配線11とからなるX電極10を形成し(第1電極形成工程)、また、Y電極20の一部である島状電極部22を形成し(第2電極形成工程)、そして、島状電極部12及び島状電極部22から延出された引き回し配線60の第1層60aとからなる液体材料のパターンを形成する。その後、基板1上に配置された液体材料(液滴)を乾燥させる。これにより、図7(a)に示すように、基板1上に、ITO粒子の集合体からなるX電極10(島状電極部12、ブリッジ配線11)、島状電極部22、及び引き回し配線60の第1層60aが形成される。
また、Y電極20については、交差部Kで分断されて島状電極部22が離間するように形成される。
また、電極成膜工程S10では、液滴吐出法ではなく、フォトリソグラフィー法を用いたパターン形成方法も用いることができる。すなわち、スパッタ法などにより基板1の機能面1aのほぼ全面にITO膜を形成した後、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてITO膜をパターニングすることで、X電極10(島状電極部12、ブリッジ配線11)、島状電極部22、及び引き回し配線60の第1層60aを形成するようにしてもよい。
補助配線形成工程S20では、液滴吐出装置IJによって、引き回し配線60の第2層60bの構成材料を含む液体材料の液滴を第1層60a上に吐出配置する。第2層60bを形成するための液体材料としては、例えば、銀粒子を含む液体材料を用いることができる。その後、吐出配置した液滴を乾燥させる。これにより、図7(b)に示すように、第1層60a上に低抵抗の第2層60bが形成され、2層構造の引き回し配線60が入力領域2の外側の基板1上に形成される。
図9は、絶縁膜形成工程S30及びブリッジ配線形成工程S40をさらに具体的に示す平面的な説明図である。図9(b)は、図7(c)に対応する平面図であって、ブリッジ配線21の形成領域を示す図である。図9(c)は、図7(d)に対応する平面図である。
絶縁膜形成工程S30では、液滴吐出装置IJによって、図7(c)及び図9(b)に示すように、X電極10のブリッジ配線11を埋めるように島状電極部12、22の間の隙間に液滴を選択的に配置する。このとき、交差部Kにおいては、図7(c)に示すように、島状電極部22が隔壁として絶縁膜30のY軸方向の両端部を区画して絶縁膜30の輪郭形状を規定することになる(本実施形態では、Y軸方向のみならず、他の方向についても絶縁膜30の輪郭形状を規定している)。
その後、基板1上の液体材料を加熱し、乾燥固化することで、ブリッジ配線11上を含んで絶縁膜30が形成される。
上記液体材料としては、例えば、ポリシロキサンを含む液体材料や、アクリル系樹脂、又はアクリルモノマーを含む液体材料を用いることができる。
ブリッジ配線形成工程S40では、図7(d)及び図9(c)に示すように、隣り合って配置された島状電極部22上と絶縁膜30上とにわたって、ITO粒子を含む液体材料の液滴を配線形状に配置する。その後、基板1上の液体材料を乾燥固化する。これにより、島状電極部22同士を接続するブリッジ配線21が形成される。ブリッジ配線21の形成時には、上述したように、下地となる交差部Kの絶縁膜30が隔壁(島状電極部22)により輪郭が区画されることで略面一となっているため、ブリッジ配線21は、下地に滲み上がりが生じている場合のように屈曲することなく、直線状に形成される。
なお、ブリッジ配線21の形成に用いる液体材料としては、上記したITO粒子を含む液体材料のほか、IZO(登録商標)粒子や、ZnO粒子を含む液体材料を用いて形成することもできる。
平坦化膜形成工程S50では、図8(a)に示すように、基板1の機能面1aを平坦化させる目的で、絶縁材料からなる平坦化膜40を機能面1aのほぼ全面に形成する。
平坦化膜40は、絶縁膜形成工程S30で用いた絶縁膜30形成用の液体材料と同様の液体材料を用いて形成することができるが、基板1表面の平坦化を目的としているため、樹脂材料を用いて形成することが好ましい。
保護基板接合工程S60では、図8(b)に示すように、別途用意した保護基板50と平坦化膜40との間に接着剤を配置し、かかる接着剤からなる接着層51を介して保護基板50と平坦化膜40とを貼り合わせる。保護基板50は、ガラスやプラスチック等からなる透明基板のほか、偏光板や位相差板などの光学素子基板であってもよい。接着層51を構成する接着剤としては、透明な樹脂材料などを用いることができる。
シールド層形成工程S70では、図8(c)に示すように、基板1の裏面1b(機能面1aとは反対側の面)に導電膜で構成されたシールド層70を形成する。シールド層70は、真空成膜法、スクリーン印刷法、オフセット法、液滴吐出法などの公知の成膜法を用いて形成することができる。例えばシールド層70を液滴吐出法などの印刷法を用いて形成する場合には、電極成膜工程S10、及びブリッジ配線形成工程S40で使用されるITO粒子等を含む液体材料を用いることができる。
また、基板1に対する成膜によりシールド層70を形成する方法のほかにも、一面又は両面に導電膜が成膜されたフィルムを別途用意し、かかるフィルムを基板1の裏面1bに貼り合わせることでフィルム上の導電膜をシールド層70としてもよい。
まず、本実施形態の製造方法では、X電極10(島状電極部12、ブリッジ配線11)と、Y電極20を構成する島状電極部22とを基板1上の同一面に形成し、その後に、ブリッジ配線11上の領域に液滴吐出法を用いて絶縁膜30を形成し、その後さらに液滴吐出法を用いて島状電極部22を接続するブリッジ配線21を形成する。このようにX電極10と交差するY電極20の接続構造を、印刷法である液滴吐出法を用いて形成することで、従来に比して工数を削減することができ、タッチパネルの製造コストを抑えることができる。
したがって、本実施形態の製造方法によれば、特にコストのかかるフォトリソグラフィー工程を削減することができ、タッチパネルの製造コストを低減することができる。また、液滴吐出法では、それぞれの膜を形成する領域にのみ選択的に液滴を配置するので、材料の使用量を抑えることができ、原材料費の点でも製造コスト低減に寄与する。
この場合、絶縁膜30を形成する領域が最低限の大きさで済むため、材料費の低減及び成膜工程の削減に寄与できる。
次に、本発明の第2の実施形態のタッチパネルの製造方法について、図11を参照して説明する。
この図において、図1乃至図10に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
このとき、ブリッジ配線11、21については、いずれも形成しない。
このとき、交差部Kにおける絶縁膜30は、隔壁としてのレジストRと接していることから表面張力が作用し、両端側が盛り上がる、所謂滲み上がりが抑制された状態でレジストRの上面と略面一に成膜される。
次に、本発明のタッチパネルを備えた表示装置について説明する。本実施形態では、表示装置の一例として、タッチパネルを備えた液晶表示装置について説明する。図12は本発明の1実施形態である液晶表示装置500の模式図であり、(a)平面図(b)平面図におけるH−H’断面図を示している。
素子基板410は対向基板420に比して広い平面領域を有した矩形状の基板である。
対向基板420は液晶表示装置500における画像表示側であり、ガラスやアクリル樹脂などで形成された透明な基板である。対向基板420は、シール材452を介して素子基板410の中央部に接合されている。
画像表示領域10aは、対応基板420の平面領域であって、シール材452の内周に沿って設けられた周辺見切り453の内側領域である。
素子基板410の液晶層450側の面には、画素電極409及び配向膜418などが積層されている。
対向基板420の液晶層450側の面には、遮光膜(ブラックマトリクス)423、カラーフィルタ422、共通電極425、及び配向膜429などが積層されている。
液晶層450が、素子基板410及び対向基板420によって挟持されている。
そして、対向基板420の外側(液晶層450反対側)の面には、接着層101を挟んで本発明のタッチパネル100が配置されている。
液晶表示装置500に設けられたタッチパネル100は、液滴吐出法によって位置検出用の電極及び電極を交差させる絶縁膜が形成されている。これにより、タッチパネルの製造に係るコストが低減されているので、製造コストを抑えた液晶表示装置とすることができる。
また、液晶表示装置に設けるタッチパネルは、第1の実施形態の変形例であるタッチパネル100A、あるいは第2の実施形態のタッチパネル200であってもよい。これらのタッチパネルも、液滴吐出法によって成膜する工程によって製造されており、製造コストが低減されている。したがって、液晶表示装置の製造コストを抑えることができる。
また、本実施形態においては、液晶表示装置について説明したが、この以外にも、有機EL装置、電気泳動表示装置などの表示装置においても、本発明のタッチパネルを好適に用いることができる。
このような構成を備えたモバイル型パーソナルコンピュータ1100によれば、本発明のタッチパネルが表示部に用いられているので、製造コストを抑えた電子機器とすることができる。
例えば、上述したインクはSiO2の基板1に対しては19°の接触角を有し、ITOの電極部に対しては25°の接触角を有している。なお、電極部を有する基板1をエキシマUV処理することにより、基板1に対しては10°の接触角を呈し、電極部に対しては25°の接触角を呈することができる。
この構成では、絶縁膜形成材料を円滑に隔壁間の隙間に塗布することが可能になるとともに、隔壁に乗り上げて突部等の断線要因を形成することを防止できる。
Claims (7)
- 基板の一面側に形成され、互いに交差する方向に延在する複数の第1電極及び複数の第2電極を有するタッチパネルの製造方法であって、
前記基板上の前記第1電極と前記第2電極との交差部で分断されて離間する形状の前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記基板上の前記交差部に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、
少なくとも前記交差部の前記第1電極上に、印刷法を用いて絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記交差部で離間する前記第2電極の間を前記絶縁膜上を経由して接続するブリッジ配線を印刷法を用いて形成するブリッジ配線形成工程とを有し、
前記絶縁膜形成工程前に、当該絶縁膜の輪郭形状の少なくとも一部を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程を有し、
前記隔壁は、前記交差部で離間する前記第2電極を含み、
前記交差部における前記第1電極を前記第2電極よりも薄く形成し、
離間する前記第2電極の間に、前記絶縁膜を前記第2電極の上面と略面一の高さで形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法。 - 基板の一面側に形成され、互いに交差する方向に延在する複数の第1電極及び複数の第2電極を有するタッチパネルの製造方法であって、
前記基板上の前記第1電極と前記第2電極との交差部で分断されて離間する形状の前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記基板上の前記交差部に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、
少なくとも前記交差部の前記第1電極上に、印刷法を用いて絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記交差部で離間する前記第2電極の間を前記絶縁膜上を経由して接続するブリッジ配線を印刷法を用いて形成するブリッジ配線形成工程と、
前記絶縁膜形成工程前に、当該絶縁膜の輪郭形状の少なくとも一部を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程とを有し、
前記基板上に前記第2電極を全面的に形成する工程と、
前記第2電極上に感光剤を塗布する工程と、
前記交差部に位置する感光剤を感光させる工程と、
前記交差部に位置する、感光した感光剤及び前記第2電極を除去する除去工程とを有し、
前記隔壁は、前記除去工程後に残留する非感光の前記感光剤であることを特徴とするタッチパネルの製造方法。 - 基板の一面側に形成され、互いに交差する方向に延在する複数の第1電極及び複数の第2電極を有するタッチパネルの製造方法であって、
前記基板上の前記第1電極と前記第2電極との交差部で分断されて離間する形状の前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記基板上の前記交差部に前記第1電極を形成する第1電極形成工程と、
少なくとも前記交差部の前記第1電極上に、印刷法を用いて絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記交差部で離間する前記第2電極の間を前記絶縁膜上を経由して接続するブリッジ配線を印刷法を用いて形成するブリッジ配線形成工程とを有し、
前記絶縁膜形成工程前に、当該絶縁膜の輪郭形状の少なくとも一部を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程を有し、
前記印刷法における絶縁膜形成材料は前記隔壁に対して撥液性を有し、且つ前記基板の表面に対して親液性を有することを特徴とするタッチパネルの製造方法。 - 請求項3記載のタッチパネルの製造方法において、
前記隔壁は、前記交差部で離間する前記第2電極を含むことを特徴とするタッチパネルの製造方法。 - 請求項4記載のタッチパネルの製造方法において、
前記交差部における前記第1電極を前記第2電極よりも薄く形成し、
離間する前記第2電極の間に、前記絶縁膜を前記第2電極の上面と略面一の高さで形成することを特徴とするタッチパネルの製造方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の製造方法によりタッチパネルを製造する工程を有することを特徴とする表示装置製造方法。
- 請求項6記載の製造方法により表示装置を製造する工程を有することを特徴とする電子機器製造方法。
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