WO2012046630A1 - タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置 - Google Patents

タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置 Download PDF

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Abstract

 タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線のシート抵抗を低くすることができると共に、当該配線の腐食を抑えることができる、新規な構造のタッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置を提供することを、目的とする。基板(18)と、基板(18)上に形成されて、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線(36a~36g)と、配線(36a~36g)に形成されて、外部回路と接続される端子部(42a~42g)と、端子部(42a~42g)を被覆する被覆膜(20,48a~48g)とを備えており、配線(36a~36g)及び端子部(42a~42g)が金属膜であり、被覆膜(20,48a~48g)の少なくとも一部が、端子部(42a~42g)よりも高い耐腐食性を有する導電膜(48a~48g)である。

Description

タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置
 本発明は、タッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置に関する。
 従来から、指やペン等による接触が行われた位置を検出するための入力装置として、タッチパネルが知られている。例えば、特開2004-70771号公報(特許文献1)には、抵抗膜方式のタッチパネルが開示されている。
 ところで、タッチパネルにおいては、タッチパネルにタッチした際に発生する電気信号を利用して、タッチ位置の検出を行う。従って、タッチパネルにタッチした際に発生する電気信号、即ち、タッチ位置の検出に寄与する電気信号の伝送遅延が起こり難いようにする必要がある。
 しかしながら、特許文献1に記載のタッチパネルにおいては、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線が、透明導電膜と同じ材料で形成されている。その結果、当該配線のシート抵抗が大きくなって、電気信号の伝送遅延が起こり易くなるという問題があった。
 なお、特開2009-199249号公報(特許文献2)には、金属膜からなる配線を備えたタッチパネルが開示されている。しかしながら、特許文献2に記載のタッチパネルにおいては、フレキシブルプリント基板と電気的に接続される配線が、腐食し易い銀等の金属膜で形成されている。その結果、タッチパネルの製造時や通電時に、配線が腐食するおそれがあった。
 本発明の目的は、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線のシート抵抗を低くすることができると共に、当該配線の腐食を抑えることができる、新規な構造のタッチパネル及び該タッチパネルを備えた表示装置を提供することにある。
 本発明のタッチパネルは、基板と、該基板上に形成されて、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線と、該配線に形成されて、外部回路と接続される端子部と、該端子部を被覆する被覆膜とを備えており、前記配線及び前記端子部が金属膜であり、前記被覆膜の少なくとも一部が、前記端子部において最も腐食し易い金属膜よりも高い耐腐食性を有する導電膜である。
 本発明のタッチパネルによれば、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線のシート抵抗を低くすることができると共に、当該配線の腐食を抑えることができる。
本発明の一実施形態としての表示装置の概略構成を示す断面図。 本発明の第一の実施形態としてのタッチパネルを示す平面図。 図2におけるIII-III断面図。 図2におけるIV-IV断面図。 図2におけるV-V方向の要部拡大断面図。 図2に示したタッチパネルの製造方法を示す断面図であって、基板上に端子部が形成された状態を示す断面図。 図2に示したタッチパネルの製造方法を示す断面図であって、基板上に絶縁膜が形成された状態を示す断面図。 図2に示したタッチパネルの製造方法を示す断面図であって、絶縁膜に開口部が形成された状態を示す断面図。 図2に示したタッチパネルの製造方法を示す断面図であって、絶縁膜上に透明導電膜が形成された状態を示す断面図。 本発明の第二の実施形態としてのタッチパネルの要部拡大断面図であって、図2のV-V方向に相当する方向での要部拡大断面図。
 本発明の一実施形態に係るタッチパネルは、基板と、該基板上に形成されて、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線と、該配線に形成されて、外部回路と接続される端子部と、該端子部を被覆する被覆膜とを備えており、前記配線及び前記端子部が金属膜であり、前記被覆膜の少なくとも一部が、前記端子部において最も腐食し易い金属膜よりも高い耐腐食性を有する導電膜である(タッチパネルに関する第1の構成)。
 タッチパネルに関する第1の構成においては、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線及び該配線に形成された端子部が金属膜となっている。これにより、配線及び該配線に形成された端子部のシート抵抗を低くすることができる。
 端子部を被覆する被覆膜の少なくとも一部が、端子部において最も腐食し易い金属膜よりも高い耐腐食性を有する導電膜となっている。これにより、端子部と外部回路(例えば、フレキシブルプリント基板)との電気的な接続を確保しつつ、端子部の腐食を防ぐことができる。
 なお、端子部において最も腐食し易い金属膜とは、端子部が単一の金属膜からなる場合には、当該単一の金属膜そのものであり、端子部が複数の金属膜が積層された積層金属膜である場合には、複数の金属膜のうち、最も腐食し易い金属膜をいう。
 タッチパネルに関する第2の構成は、前記タッチパネルに関する第1の構成において、前記導電膜が透明導電膜とされている構成である。このような構成においては、タッチパネルで使用される透明導電膜を利用して、導電膜を形成することができる。その結果、タッチパネルの製造が容易になる。
 タッチパネルに関する第3の構成は、前記タッチパネルに関する第1又は第2の構成において、前記被覆膜が、前記端子部を覆うように形成された無機絶縁膜を備えており、前記導電膜が、前記無機絶縁膜に形成された開口部を通じて、前記端子部と接触している構成である。このような構成においては、端子部の外部回路との電気的な接続を確保しつつ、端子部の腐食を防ぐ構成を容易に実現することができる。
 タッチパネルに関する第4の構成は、前記タッチパネルに関する第3の構成において、前記端子部が前記配線の線幅寸法よりも大きな幅寸法を有している構成である。このような構成においては、開口部の大きさを確保し易くなる。その結果、開口部の形成が容易になる。
 タッチパネルに関する第5の構成は、前記タッチパネルに関する第1~第4の構成の何れか一つにおいて、前記導電膜が、タッチ位置の検出に用いられるタッチ電極と同一層上に形成されている構成である。このような構成においては、タッチ電極と導電膜を同時に形成することができる。
 タッチパネルに関する第6の構成は、前記タッチパネルに関する第1又は第2の構成において、前記被覆膜の全体が前記導電膜となっている構成である。このような構成においては、タッチパネルの製造工程の簡略化を図ることができる。
 タッチパネルに関する第7の構成は、前記タッチパネルに関する第1~第6の構成の何れか一つにおいて、前記端子部が、複数の金属膜が積層された積層金属膜となっている構成である。このような構成においては、腐食し易い金属膜を腐食し難い金属膜で覆うことができる。その結果、腐食し易い金属膜と導電膜とが接触することによる腐食の発生を防ぐことが可能となる。
 本発明の一実施形態に係る表示装置は、本発明の一実施形態に係るタッチパネルを備えている構成である。
 以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明に係るタッチパネル及び表示装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
 [第一の実施形態]
 図1には、表示装置に関する本発明の一実施形態としての表示装置10が示されている。表示装置10は、表示パネル12と、バックライト14と、タッチパネルに関する本発明の第一の実施形態としてのタッチパネル16とを備えている。表示装置10においては、表示パネル12の表示領域が、タッチパネル16の入力領域を通じて、観察者に視認可能とされている。そして、タッチパネル16の入力領域が観察者の手指でタッチされると、タッチ位置に応じた処理が表示パネル12で為されるようになっている。
 表示パネル12は、液晶表示パネルである。簡単に説明すると、液晶パネルは、複数の画素がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板12aと、カラーフィルタが設けられた対向基板12cと、これらアクティブマトリクス基板12aと対向基板12cとの間に注入された液晶層12bとを備えている。複数の画素がマトリクス状に形成された領域が、表示パネル12の表示領域となる。
 表示パネル12の厚さ方向一方側には、バックライト14が配置されている。バックライト14としては、従来から公知の各種バックライトを採用することができる。
 表示パネル12の厚さ方向他方側には、タッチパネル16が配置されている。タッチパネル16は、図2~5に示すように、基板18を備えている。基板18としては、例えば、ガラス基板等を採用することができる。
 基板18上には、無機絶縁膜としての絶縁膜20が形成されている。絶縁膜20としては、例えば、酸化シリコン膜等を採用することができる。
 基板18の上面側には、タッチ電極21が形成されている。タッチ電極21の形成されている領域が、タッチパネル16の入力領域となる。
 タッチ電極21は、複数の縦方向電極22a~22cと、複数の横方向電極28a~28dとを備えている。なお、図面では、理解を容易にするために、適当な数の縦方向電極22a~22cと横方向電極28a~28cが示されているが、これらの電極の数は任意である。
 縦方向電極22a~22cとしては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)膜等を採用することができる。因みに、本実施形態では、縦方向電極22a~22cとして、ITO膜が採用されている。
 縦方向電極22a~22cは、複数の島状電極部24と、複数のブリッジ配線部26とを備えている。これら島状電極部24とブリッジ配線部26とが絶縁膜20上で交互に並ぶように形成されていることで、縦方向電極22a~22cが基板18の一辺(図2の上下方向に延びる一辺)に沿って延びている。なお、図面では、理解を容易にするために、適当な数の島状電極部24とブリッジ配線部26が示されているが、これら島状電極部及びブリッジ配線部の数は任意である。
 横方向電極28a~28dは、複数の島状電極部30と、複数のブリッジ配線部32とを備えている。なお、図面では、理解を容易にするために、適当な数の島状電極部30とブリッジ配線部32が示されているが、これら島状電極部及びブリッジ配線部の数は任意である。
 島状電極部30は、絶縁膜20上に形成されている。島状電極部30としては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)膜等を採用することができる。因みに、本実施形態では、島状電極部30として、ITO膜が採用されている。
 ブリッジ配線部32は、基板18上に形成されて、絶縁膜20で覆われている。ブリッジ配線部32としては、例えば、チタン膜と、アルミニウム膜と、窒化チタン膜とが、この順番で積層された積層金属膜等を採用することができる。因みに、本実施形態では、ブリッジ配線部32として、チタン膜と、アルミニウム膜と、窒化チタン膜とを、この順番で積層した積層金属膜が採用されている。なお、図面では、ブリッジ配線部32の積層構造は示していない。
 これら島状電極部30とブリッジ配線部32とが、基板18の平面視において、交互に並ぶように形成されていることで、横方向電極28a~28dが基板18の一辺(図2の左右方向に延びる一辺)に沿って延びている。なお、島状電極部30とブリッジ配線部32との電気的な接続は、絶縁膜20を厚さ方向に貫通して形成されたコンタクトホール34を通じて為されている。
 基板18上には、配線36a~36gが複数形成されている。なお、図面では、理解を容易にするために、適当な数の配線36a~36gが示されているが、これら配線の数は任意である。
 配線36a~36gとしては、例えば、チタン膜と、アルミニウム膜と、窒化チタン膜とが、この順番で積層された金属膜等を採用することができる。因みに、本実施形態では、配線36a~36gとして、チタン膜と、アルミニウム膜と、窒化チタン膜とが、この順番で積層された積層金属膜が採用されている。なお、図面では、配線36a~36gの積層構造は示していない。
 配線36a~36gのうち、配線36c~36eは、縦方向電極22a~22cに接続されている。残りの配線36a,36b,36f,36gは、横方向電極28a~28dに接続されている。換言すれば、複数の縦方向電極及び横方向電極のそれぞれに対して、配線が1つずつ接続されている。なお、配線36c~36eと縦方向電極22a~cとの電気的接続及び配線36a,36b,36f,36gと横方向電極28a~28dとの電気的接続は、それぞれ、絶縁膜20を厚さ方向に貫通して形成されたコンタクトホール38,40を通じて為されている(図3及び図4参照)。
 配線36a~36gの延出端には、端子部42a~42gが形成されている。端子部42a~42gとしては、例えば、チタン膜と、アルミニウム膜と、窒化チタン膜とが、この順番で積層された金属膜等を採用することができる。因みに、本実施形態では、図5に拡大して示すように、端子部42a~42gとして、チタン膜43と、アルミニウム膜44と、窒化チタン膜45とが、この順番で積層された積層金属膜が採用されている。端子部42a~42gは、配線36a~36gの線幅寸法よりも大きな幅寸法で配線36a~36gの延出方向に延びるように形成されており、基板18の平面視において、矩形形状を呈している。
 端子部42a~42gの上面は、絶縁膜20で覆われている。特に本実施形態では、端子部42a~42gの側面も絶縁膜20で覆われている。
 絶縁膜20には、端子部42a~42gと対応する位置において、絶縁膜20の厚さ方向に貫通する開口部46a~46gが形成されている。これにより、端子部42a~42gの上面の一部分が絶縁膜22で覆われていない。
 開口部46a~46gは、基板18の平面視において、端子部42a~42gよりも小さな矩形形状を呈している。開口部46a~46gは、基板18の平面視において、その全体が端子部42a~42gと重なる位置に形成されている。
 絶縁膜20上には、端子部42a~42gと対応する位置において、導電膜としての透明導電膜48a~48gが形成されている。透明導電膜48a~48gとしては、例えば、酸化インジウム錫(ITO)膜等を採用することができる。因みに、本実施形態では、透明導電膜48a~48gとして、ITO膜が採用されている。透明導電膜48a~48gは、端子部42a~42gよりも腐食し難くなっている。
 透明導電膜48a~48gは、開口部46a~46g内に入り込んでいる。これにより、端子部42a~42gの上面の一部分が透明導電膜48a~48gで覆われている。端子部42a~42gの残りの部分は、絶縁膜20で覆われている。
 上述の説明から明らかなように、本実施形態では、絶縁膜20と透明導電膜48a~48gとによって、端子部42a~42gを被覆する被覆膜が実現されている。
 基板18の上面側には、保護膜50が形成されている。保護膜50としては、例えば、酸化シリコン膜等を採用することができる。保護膜50は、縦方向電極22a~cと、横方向電極28a~dにおける島状電極部30とを覆っている。保護膜50は、透明導電膜48a~48gは覆っていない。透明導電膜48a~48gは、外部に露出されている。
 続いて、このようなタッチパネル16の製造方法について、説明する。なお、タッチパネル16の製造方法は、以下に記載の製造方法に限定されない。
 先ず、横方向電極28a~28dのブリッジ配線部32と、配線36a~36gと、端子部42a~42gとを、基板18上の所定位置に形成する。具体的には、後にブリッジ配線部32や配線36a~36g,端子部42a~42gとなる金属膜をスパッタによって基板18の上面全体に形成する。本実施形態では、チタン膜と、アルミニウム膜と、窒化チタン膜とを、この順番で積層する。その後、金属膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。これにより、横方向電極28a~28dのブリッジ配線部32と、配線36a~36gと、端子部42a~42gとが、基板18上の所定位置に形成される(図6A参照)。なお、図6Aでは、端子部42a~42gだけを図示している。
 続いて、絶縁膜20をCVD(Chemical Vapor Deposition)によって基板18の上面側に形成する。これにより、基板18の上面側の全体が絶縁膜20で覆われる。その結果、横方向電極28a~28dのブリッジ配線部32,配線36a~36g及び端子部42a~42gが、絶縁膜20で覆われる(図6B参照)。なお、図6Bでは、端子部42a~42gが、絶縁膜20で覆われた状態だけを示している。
 このようにして形成された絶縁膜20に対して、絶縁膜20を厚さ方向に貫通するコンタクトホール34,38,40及び開口部46a~46gを形成する(図6C参照)。なお、図6Cでは、開口部46a~46gだけを図示している。コンタクトホール34,38,40及び開口部46a~46gは、フォトリソグラフィによって形成される。
 次に、縦方向電極22a~22cと、横方向電極28a~28dの島状電極部30と、透明導電膜48a~48gとを、基板18の上面側の所定位置に形成する。具体的には、後に縦方向電極22a~22cや横方向電極28a~28dの島状電極部30,透明導電膜48a~48gとなるITO膜をスパッタによって基板18の上面全体に形成する。その後、このITO膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。これにより、縦方向電極22a~22cと、横方向電極28a~28dの島状電極部30と、透明導電膜48a~48gとが、基板18上の所定位置に形成される(図6D参照)。なお、図6Dでは、透明導電膜48a~48gだけが図示されている。
 続いて、後に保護膜50となる酸化シリコン膜をCVDによって基板18の上面側に形成する。その後、この酸化シリコン膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。これにより、保護膜50が基板18上の所定位置に形成された、所望のタッチパネル16が得られる。
 このようなタッチパネル16は、表示パネル12に貼り付けられた状態で使用される。タッチパネル16が表示パネル12に貼り付けられた状態では、タッチパネル16の入力領域と表示パネル12の表示領域とが一致している。
 タッチパネル16には、外部回路としてのフレキシブルプリント基板(図示せず)が接続される。具体的には、フレキシブルプリント基板が備える接続端子が、図示しない異方性導電膜(ACF)を介して、透明導電膜48a~48gに接続される。これにより、フレキシブルプリント基板と端子部42a~42gとが、透明導電膜48a~48g及び異方性導電膜(図示せず)を介して、電気的に接続される。
 タッチパネル16においては、保護膜50を覆うように配置されたカバーガラス基板(図示せず)に観察者の手指が触れた際に、当該手指と、当該手指の近くに位置する縦方向電極22a~c及び横方向電極28a~dのそれぞれとの間に形成される静電容量の変化を捉えることによって、タッチ位置を検出するようになっている。即ち、本実施形態のタッチパネル16は、所謂投影型静電容量結合方式のタッチパネルである。
 このようなタッチパネル16を備えた表示装置10においては、金属膜からなる配線36a~36gが採用されている。これにより、配線36a~36gのシート抵抗を小さくすることができる。その結果、タッチパネル16をタッチした際に発生する電気信号が配線36a~36gを流れ易くなって、当該電気信号の伝送遅延を防ぐことが可能となる。
 特に本実施形態では、チタン膜43と、アルミニウム膜44と、窒化チタン膜45とを、この順番で積層した積層金属膜からなる端子部42a~42gが採用されている。これにより、アルミニウム膜44と透明導電膜48a~48gとの接触によるガルバニック腐食を回避することができる。
 端子部42a~42gが、絶縁膜20と透明導電膜48a~48gとで覆われている。これにより、端子部42a~42gとフレキシブルプリント基板との間での電気的な接続を確保しつつ、端子部42a~42gが腐食するのを防ぐことができる。
 特に本実施形態では、端子部42a~42gの側面全体が絶縁膜20で覆われている。これにより、端子部42a~42gの腐食をより確実に防ぐことができる。
 端子部42a~42gが、配線36a~36gの線幅寸法よりも大きい幅寸法を有している。これにより、開口部46a~46gの大きさを確保することができる。その結果、開口部46a~46gの形成が容易になる。
 縦方向電極22a~22cと、横方向電極28a~28dの島状電極部30と、透明導電膜48a~48gとが、同じ製造工程で形成されている。これにより、縦方向電極22a~22cと、横方向電極28a~28dの島状電極部30とを形成する際に、透明導電膜48a~48gも形成することができる。その結果、タッチパネル16の製造が容易になる。
 横方向電極28a~28dのブリッジ配線部32と、配線36a~36gと、端子部42a~42gとが、同じ製造工程で形成されている。これにより、横方向電極28a~28dのブリッジ配線部32と、配線36a~36gとを形成する際に、端子部42a~42gも形成することができる。その結果、タッチパネル16の製造が容易になる。
 コンタクトホール34,38,40と、開口部46a~46gとが、同じ製造工程で形成されている。これにより、コンタクトホール34,38,40を形成する際に、開口部46a~46gも形成することができる。その結果、タッチパネル16の製造が容易になる。
 [第二の実施形態]
 続いて、本発明の第二の実施形態としてのタッチパネル52について、図7に基づいて、説明する。なお、以下の説明において、第一の実施形態と同様な構造とされた部材及び部位については、図中に、第一の実施形態と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。
 本実施形態のタッチパネル52は、第一の実施形態のタッチパネル16に比して、被覆膜による端子部42a~42gの被覆状態が異なる。本実施形態では、端子部42a~42gが絶縁膜20で覆われていない。端子部42a~42gは、透明導電膜48a~48gだけで覆われている。このことから明らかなように、本実施形態では、透明導電膜48a~48gによって、被覆膜が実現されている。
 透明導電膜48a~48gは、端子部42a~42gの上面だけでなく、端子部42a~42gの側面も覆っている。なお、透明導電膜48a~48gが、端子部42a~42gの上面だけを覆うようにしても良い。
 また、本実施形態では、絶縁膜20として、アクリル樹脂等の有機絶縁膜が採用されている。絶縁膜20として、有機絶縁膜を採用すると、絶縁膜20の透過率を向上させることができる。
 このようなタッチパネル52においては、絶縁膜20として、有機絶縁膜が採用されているが、絶縁膜20が端子部42a~42gを覆っていない。その結果、外部回路としてのフレキシブルプリント基板の接続端子と端子部42a~42gとを電気的に接続する際に、異方性導電膜が剥がれてしまうのを防ぐことが可能となる。
 以上、本発明の実施形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施形態によって、何等、限定されない。
 例えば、前記第一及び第二の実施形態では、本発明を、投影型静電容量結合方式のタッチパネルに適用した具体例について説明した。しかしながら、本発明を適用することができるタッチパネルは、投影型静電容量結合方式に限定されない。例えば、表面型静電容量結合方式や抵抗膜方式、赤外線方式、超音波方式、電磁誘導方式等の各種方式のタッチパネルに対しても、本発明は適用可能である。
 前記実施形態において、プラズマディスプレイパネル(PDP)や有機EL(エレクトロルミネッセンス)パネル、無機ELパネル等を、表示パネルとして、採用することもできる。
 また、前記第一及び第二の実施形態において、ブリッジ配線部32,配線36a~36g及び端子部42a~42gとして、単一の金属膜を採用することもできる。単一の金属膜としては、例えば、アルミニウム合金膜(Al合金膜)や銀合金膜(Ag合金膜)等を採用することができる。

Claims (8)

  1.  基板と、
     該基板上に形成されて、タッチ位置の検出に寄与する電気信号が流れる配線と、
     該配線に形成されて、外部回路と接続される端子部と、
     該端子部を被覆する被覆膜と
    を備えており、
     前記配線及び前記端子部が金属膜であり、
     前記被覆膜の少なくとも一部が、前記端子部において最も腐食し易い金属膜よりも高い耐腐食性を有する導電膜である、タッチパネル。
  2.  前記導電膜が透明導電膜である、請求項1に記載のタッチパネル。
  3.  前記被覆膜が、
     前記端子部を覆うように形成された無機絶縁膜を備えており、
     前記導電膜が、前記無機絶縁膜に形成された開口部を通じて、前記端子部と接触している、請求項1又は2に記載のタッチパネル。
  4.  前記端子部が前記配線の線幅寸法よりも大きな幅寸法を有している、請求項3に記載のタッチパネル。
  5.  前記導電膜が、タッチ位置の検出に用いられるタッチ電極と同一層上に形成されている、請求項1~4の何れか1項に記載のタッチパネル。
  6.  前記被覆膜の全体が前記導電膜である、請求項1又は2に記載のタッチパネル。
  7.  前記端子部が、複数の金属膜が積層された積層金属膜である、請求項1~6の何れか1項に記載のタッチパネル。
  8.  請求項1~7の何れか1項に記載のタッチパネルを備えている、表示装置。
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