WO2014007155A1 - タッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置 - Google Patents

Abstract

　カバー一体型のタッチパネルの構成において、センサ電極と配線とを確実に接続できる、信頼性の高い構成を得る。タッチパネル（１）は、透光性の基板（１０）と、前記基板（１０）の一部に形成された遮光膜（１１）と、前記基板（１０）および前記遮光膜（１１）を覆って形成された平坦化膜（１２）と、前記平坦化膜（１２）を覆って形成されたバリア膜（１３）と、前記バリア膜（１３）に形成されたセンサ電極（１４），（１５）と、平面視において前記遮光膜（１１）に重なる部分に形成された端子（１６）と、前記センサ電極（１４），（１５）と前記端子（１６）とを電気的に接続する配線（１７１）とを備える。前記バリア膜（１３）は、前記平坦化膜（１２）側に形成され、無機物によって構成された第１無機膜（１３１）と、前記第１無機膜（１３１）に形成され、前記第１無機膜よりも屈折率の低い無機物によって構成された第２無機膜（１３２）とを含む。

Description

タッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置

　本発明は、タッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置に関し、より詳しくは、カバーガラス一体型のタッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置に関する。

　タッチパネルは、カバーガラスまたはカバーフィルムと貼り合せて使用される。タッチパネルとカバーガラスとを貼り合せる際、気泡や異物が混入することがあり、歩留まり低下の原因となっている。

　従来、カバーガラスの裏面（操作面と反対側の面）にセンサ電極を形成してタッチパネルとした、カバーガラス一体型のタッチパネルの構成が知られている。すなわち、この構成では、タッチパネルの基板がカバーガラス（カバーフィルム）の役割を兼ねる。

　特開２０１１－９０４４３号公報には、１枚の透明基板の片側の面に、第１の方向に延びる電極と、前記第１の方向と交差する方向である第２の方向に延びる電極とが形成され、前記透明基板の周辺部に、遮光性を有する材料によるブラックマスク部（遮光膜）が設けられていることを特徴とする投影型静電容量タッチパネルが記載されている。

　ブラックマスク部は、例えば、透明基板の周辺部に形成される電極の引き廻し配線および信号処理用の接続部を視認側に対して覆い隠すように設けられている。ブラックマスク部として、顔料タイプのカラーフィルタ材料を用いることが開示されている。

　上記のように、タッチパネルの非センシング領域に遮光膜を設け、配線等を、遮光膜に重ねて形成することでユーザに視認されないようにする構成が知られている。しかしながら、センサ電極や配線等の導電膜を、遮光膜の形成された領域と形成されていない領域とにまたがって形成しようとすると、遮光膜の段差によって、導電膜が途切れてしまう場合がある。

　本発明の目的は、カバー一体型のタッチパネルの構成において、センサ電極と配線とを確実に接続できる、信頼性の高い構成を得ることである。

　ここに開示するタッチパネルは、透光性の基板と、前記基板の一部に形成された遮光膜と、前記基板および前記遮光膜を覆って形成された平坦化膜と、前記平坦化膜に形成されたバリア膜と、前記バリア膜に形成されたセンサ電極と、前記平坦化膜よりも前記基板から遠い層であって、平面視において前記遮光膜に重なる部分に形成された端子と、前記平坦化膜よりも前記基板から遠い層に形成され、前記センサ電極と前記端子とを電気的に接続する配線とを備える。前記バリア膜は、前記平坦化膜側に形成され、無機物によって構成された第１無機膜と、前記第１無機膜に形成され、前記第１無機膜よりも屈折率の低い無機物によって構成された第２無機膜とを含む。

　本発明によれば、カバー一体型のタッチパネルの構成において、センサ電極と配線とを確実に接続できる、信頼性の高い配線の構成が得られる。

図１は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、本発明の他の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置の概略構成を示す断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの概略構成を示す平面図である。 図４は、図３におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。 図５は、Ｘ電極の一つを抜き出して示す平面図である。 図６は、Ｙ電極の一つを抜き出して示す平面図である。 図７Ａは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図７Ｂは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図７Ｃは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図７Ｄは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図７Ｅは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図７Ｆは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図７Ｇは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図７Ｈは、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図８は、第１の比較例にかかるタッチパネルの概略構成を示す平面図である。 図９は、図８におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線、およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。 図１０は、第２の比較例にかかるタッチパネルの概略構成を示す平面図である。 図１１は、図１０におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線、およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネルの概略構成を示す平面図である。 図１３は、図１２におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。 図１４Ａは、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図１４Ｂは、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図１４Ｃは、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図１４Ｄは、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。 図１４Ｅは、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネルの製造方法を説明するための断面図である。

　本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、透光性の基板と、前記基板の一部に形成された遮光膜と、前記基板および前記遮光膜を覆って形成された平坦化膜と、前記平坦化膜を覆って形成されたバリア膜と、前記バリア膜に形成されたセンサ電極と、前記平坦化膜よりも前記基板から遠い層であって、平面視において前記遮光膜に重なる部分に形成された端子と、前記平坦化膜よりも前記基板から遠い層に形成され、前記センサ電極と前記端子とを電気的に接続する配線とを備える。前記バリア膜は、前記平坦化膜側に形成され、無機物によって構成された第１無機膜と、前記第１無機膜に形成され、前記第１無機膜よりも屈折率の低い無機物によって構成された第２無機膜とを含む（第１の構成）。

　上記の構成によれば、基板および遮光膜を覆って、平坦化膜が形成される。平坦化膜によって、遮光膜による段差が平坦化される。このため、平坦化膜よりも基板から遠い層では、遮光膜の段差の影響を受けない。これによって、平面視において遮光膜をまたがるようにセンサ電極または配線を形成しても、センサ電極または配線は遮光膜の段差によって途切れることがない。

　上記の構成によればさらに、平坦化膜を覆ってバリア膜が形成され、バリア膜にセンサ電極が形成される。バリア膜は無機物の膜を含み、平坦化膜からの水分および不純物を遮蔽する。これによって、平坦化膜の水分または不純物の影響を受けて、センサ電極が高抵抗化することを防止できる。

　上記の構成によればさらに、バリア膜は、平坦化膜側に形成される第１無機膜と、第１無機膜よりも屈折率の低い第２無機膜とを含む。無機物の膜は、一般的に、屈折率が高いほど緻密な膜となり、屈折率が低いほど粗な膜となる。したがって、第１無機膜は第２無機膜よりも緻密な膜であり、バリア性能が高い。一方、第２無機膜は第１無機膜よりも粗な膜であり、反応性が高い。バリア膜を、第１無機膜および第２無機膜を含んだ積層構造にすることにより、高いバリア性能を得ながら、センサ電極との密着性を良くすることができる。

　上記第１の構成において、前記第１無機膜の屈折率は１．７２～１．９８であり、前記第２無機膜の屈折率は１．４１～１．６８であっても良い（第２の構成）。

　上記第２の構成において、前記第１無機膜の厚さは３～１２ｎｍであり、前記第２無機膜の厚さは３０～１６０ｎｍであることが好ましい（第３の構成）。

　上記の構成によれば、各膜同士の界面からの反射光の干渉作用によって、センサ電極の透過率を高めることができる。これによって、センサ電極をユーザから視認されにくくすることができる。

　上記第１～第３のいずれかの構成において、前記第１無機膜は窒化ケイ素膜を含んでいても良い（第４の構成）。

　上記第１～第４のいずれかの構成において、前記第２無機膜は酸化ケイ素および酸窒化ケイ素のいずれかを含んでいても良い（第５の構成）。

　上記第１～第５のいずれかの構成において、前記配線は、平面視において前記遮光膜に重なる部分に形成されることが好ましい（第６の構成）。

　上記の構成によれば、配線は、遮光膜によってユーザに視認されない。したがって、透過率の高い材料で配線を形成しなくても良い。そのため、配線として例えば、電気抵抗の低い金属膜を用いることができる。

　上記第１～第６のいずれかの構成において、前記端子は前記バリア膜に形成される、ことが好ましい（第７の構成）。

　上記の構成によれば、平坦化膜の水分の影響を受けて、端子が高抵抗化することを防止できる。また、これによって、端子を耐湿性の材料で形成したり、端子を厚く形成したりする必要がなくなる。そのため、例えばセンサ電極と端子とを同一材料および同一工程で形成し、製造工程数を減らすことも可能になる。

　本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置は、液晶表示装置と、上記第１～第７のいずれかの構成のタッチパネルとを備える（タッチパネル付き表示装置の第１の構成）。

　［実施の形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

　［全体の構成]
　図１は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置１００の概略構成を示す断面図である。タッチパネル付き表示装置１００は、タッチパネル１、液晶表示装置１０１、偏光板１０２および１０３、ならびに貼付材１０４を備えている。

　液晶表示装置１０１の表裏の面に、偏光板１０２および１０３が配置されている。タッチパネル１は、貼付材１０４によって、偏光板１０３に貼り付けられている。

　タッチパネル１は、詳しい構成は後述するが、液晶表示装置１０１側の面にセンサ電極を有している。センサ電極は、タッチパネル１に近接した指等との間に静電容量を形成する。タッチパネル１は、この静電容量の変化に基づいて、指等の位置を検出する。

　また、タッチパネル１の所定の領域に、遮光膜が形成されている。遮光膜によって、ユーザに視認させたくない部分を隠すことができる。ユーザに視認させたくない部分とは、例えば、タッチパネル１の配線や端子、液晶表示装置１０１の端子等である。

　液晶表示装置１０１は、カラーフィルタ基板１０１１、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板１０１４、シール材１０１２、および液晶１０１３を備えている。カラーフィルタ基板１０１１とＴＦＴ基板１０１４とは、互いに対向して配置されている。カラーフィルタ基板１０１１およびＴＦＴ基板１０１４の周縁部にはシール材１０１２が形成され、内部に液晶１０１３が封入されている。

　ＴＦＴ基板１０１４は、カラーフィルタ基板１０１１よりも大きな面積を有している。ＴＦＴ基板１０１４とカラーフィルタ基板１０１１とを貼り合せてはみ出した領域には、図示しない端子が形成されている。この端子は、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）を介して、図示しない駆動回路に接続される。

　ＴＦＴ基板１０１４は、図示しない画素電極とＴＦＴとを備えている。画素電極とＴＦＴとは、マトリクス状に形成されている。ＴＦＴとして、アモルファスシリコンやＩＺＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｇａｌｌｉｕｍ　Ｏｘｉｄｅ）を含むものを用いることができるが、電子移動度の大きいＩＺＧＯを含むものを用いることが好ましい。

　カラーフィルタ基板１０１１は、図示しないカラーフィルタと共通電極とを備えている。カラーフィルタは、ＴＦＴ基板１０１４の画素電極と対応するように規則的に形成されている。共通電極は、ＴＦＴ基板１０１４のアクティブエリアに一様に形成されている。

　液晶表示装置１０１は、ＴＦＴ基板１０１４のＴＦＴを駆動して、任意の画素電極と共通電極との間に電界を生成し、液晶１０１３の配向を制御する。液晶表示装置１０１は、液晶１０１３の配向と、偏光板１０２および１０３とによって、画素ごとに光の透過と非透過とを制御する。これによって、液晶表示装置１０１に画像が表示される。

　以上、タッチパネル付き表示装置１００の概略構成を説明した。タッチパネル付き表示装置１００においては、タッチパネル１の基板が、カバーガラスまたはカバーフィルムの役割を兼ねている。すなわち、タッチパネル１の上にさらにカバーガラスまたはカバーフィルムを貼り合わせる必要がない。これにより、製造工程を簡略化できる。また、タッチパネル１とカバーガラスまたはカバーフィルムとを貼り合せる際に起こる気泡や異物の混入による、歩留まりの低下を避けることができる。さらに、カバーガラス等の部材を省くことにより、液晶表示装置１０１を薄型化でき、光透過度を向上させることができる。

　図２は、本発明の他の実施形態にかかるタッチパネル付き表示装置２００の概略構成を示す断面図である。タッチパネル付き表示装置２００は、タッチパネル付き表示装置１００の構成に加えてさらに、スイッチ液晶パネル１０５、偏光板１０６、および貼付材１０７を備えている。

　スイッチ液晶パネル１０５は、貼付材１０４によって偏光板１０３に貼り付けられている。偏光板１０６は、スイッチ液晶パネル１０５の、液晶表示装置１０１と反対側の面に配置されている。タッチパネル１は、貼付材１０７によって偏光板１０６に貼り付けられている。

　スイッチ液晶パネル１０５は、制御基板１０５１、対向基板１０５４、シール材１０５２、および液晶１０５３を備えている。制御基板１０５１と対向基板１０５４とは、互いに対向して配置されている。制御基板１０５１および対向基板１０５４の周縁部にはシール材１０５２が形成され、内部に液晶１０５３が封入されている。

　制御基板１０５１は、図示しない制御電極を備えている。制御電極は、制御基板１０５１に規則的に配置されている。対向基板１０５４は、図示しない共通電極を備えている。共通電極は、対向基板１０５４のアクティブエリアに一様に形成されている。スイッチ液晶パネル１０５は、任意の制御電極と共通電極との間に電界を生成し、液晶１０５３の配向を変化させる。

　タッチパネル付き表示装置２００は、以下のようにして、２次元表示モードと、３次元表示モードとを切り替える。

　２次元表示モードでは、スイッチ液晶パネル１０５の液晶１０５３は一様に配向している。これにより、液晶表示装置１０１に表示された画像が、そのまま表示される。

　３次元表示モードでは、スイッチ液晶パネル１０５は、液晶１０５３の配向を規則的に変化させる。配向の変化に伴う屈折率差により、液晶１０５３はレンズとして機能する。これに対応して、タッチパネル付き表示装置２００は、液晶表示装置１０１に、多方向から撮影した画像を規則的に並べて表示させる。規則的に並べて表示された画像は、液晶１０５３によって分離される。最適な位置でタッチパネル付き表示装置２００を観察すると、左右の眼に異なる画像が届く。すなわち、タッチパネル付き表示装置２００は、３次元表示モードでは、いわゆる視差方式による３次元表示を行う。

　以上、タッチパネル付き表示装置２００の概略構成を説明した。タッチパネル付き表示装置２００においても、タッチパネル１の基板が、カバーガラスまたはカバーフィルムの役割を兼ねている。

　［タッチパネルの構成］
　［第１の実施形態］
　以下、タッチパネル１の構成について詳しく述べる。図３は、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル１の概略構成を模式的に示す平面図である。図４は、図３におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。タッチパネル１は、基板１０、遮光膜１１、平坦化膜１２、バリア膜１３、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、端子１６、配線１７１、グランド配線１７２、絶縁膜１８１および１８２、ならびに保護膜１９を備えている。

　基板１０は透光性を有している。基板１０は、例えばガラス基板または透明樹脂フィルムである。基板１０は、表面がパシベーション膜等でコーティングされたものであっても良い。遮光膜１１、平坦化膜１２、バリア膜１３、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、端子１６、配線１７１、グランド配線１７２、絶縁膜１８１および１８２、ならびに保護膜１９は、基板１０の一方の面に形成されている。タッチパネル付き表示装置１００において、この面が液晶表示装置１０１側になるように配置される。

　タッチパネル１は、センシング領域Ｖと、非センシング領域Ｐとを有している。センシング領域Ｖは、指等がタッチパネル１に接触した際に、検知される領域である。すなわち、センサ電極（Ｘ電極１４およびＹ電極１５）が形成されている領域が、センシング領域Ｖである。センシング領域Ｖは、図３のような矩形領域に限らず、任意の形状を取り得る。また、非連続領域であっても良い。センシング領域Ｖは、好ましくは液晶表示装置１０１の表示領域と重ね合わせて使用される。この構成によれば、ユーザは、液晶表示装置１０１に表示された画像と対応する位置を指示することができる。

　図３では、非センシング領域Ｐを、センシング領域Ｖの右側部と下部とに配置している。しかし、非センシング領域Ｐの配置の仕方は任意である。例えば、非センシング領域Ｐを、センシング領域Ｖの四辺を囲むように配置しても良い。あるいは、非センシング領域Ｐを、センシング領域Ｖの一辺にのみ接して配置しても良い。

　非センシング領域Ｐの概略全面に、遮光膜１１が形成されている。遮光膜１１は、非センシング領域Ｐの一部だけに形成されていても良い。遮光膜１１は遮光性を有している。遮光膜１１は、例えば黒色樹脂である。遮光膜１１によって、遮光膜１１よりも基板１０から遠い層に形成された構成要素を、ユーザから視認されないようにすることができる。

　基板１０および遮光膜１１を覆って、平坦化膜１２が形成されている。平坦化膜１２は、基板１０と遮光膜１１との段差をなくすように形成されている。平坦化膜１２は、例えば透光性の樹脂によって形成することができる。

　平坦化膜１２を覆って、バリア膜１３が形成されている。本実施形態では、バリア膜１３は平坦化膜１２の概略全面を覆って形成されている。本実施形態のように、バリア膜１３は、平坦化膜１２の概略全面を覆っていることが好ましい。しかし、バリア膜１３は、平坦化膜１２の一部だけに形成されていても良い。

　バリア膜１３は、平坦化膜１２側に形成された第１無機膜１３１と、第１無機膜１３１に形成された第２無機膜１３２とを含んでいる。第２無機膜１３２は、第１無機膜１３１よりも屈折率の低い材料で形成されている。

　本実施形態では、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、端子１６、配線１７１、グランド配線１７１、絶縁膜１８１および１８２、ならびに保護膜１９は、バリア膜１３上に形成されている。

　図５は、Ｘ電極１４の一つを抜き出して示す平面図である。Ｘ電極１４は、一方向に沿って配置された複数の島状電極１４１と、隣接した島状電極１４１同士を接続する接続部１４２とを含んでいる。Ｘ電極１４はさらに、その延在方向の一端に、配線１７１と接続するための接続部１４３を含んでいる。島状電極１４１、ならびに接続部１４２および１４３は一体的に形成されている。

　図６は、Ｙ電極１５の一つを抜き出して示す平面図である。Ｙ電極１５は、Ｘ電極１４と交差する方向に沿って配置された複数の島状電極１５１と、隣接した島状電極１５１同士を接続する接続部１５２とを含んでいる。Ｙ電極１５はさらに、その延在方向の一端に、配線１７１と接続するための接続部１５３を含んでいる。島状電極１５１と、接続部１５２および１５３とは、後述するように、異なる工程で形成される。

　Ｘ電極１４およびＹ電極１５は、透光性および導電性を備えた材料で形成される。Ｘ電極１４およびＹ電極１５は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｚｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）である。

　再び図３および図４を参照して、説明を続ける。Ｘ電極１４とＹ電極１５とが交差する箇所には、絶縁膜１８１が形成されている。Ｙ電極１５の接続部１５２は、絶縁膜１８１上を経由して、隣接した島状電極１５１同士を接続している。この構成により、Ｘ電極１４とＹ電極１５とは、互いに絶縁されている。

　非センシング領域Ｐに、端子１６が形成されている。端子１６は、例えばＦＰＣを介して図示しない駆動回路に接続される。そのため、端子１６は、絶縁膜１８２および保護膜１９から露出している。したがって、端子１６は、耐食性の高い材料で形成されることが好ましい。端子１６は例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯである。

　配線１７１は、Ｘ電極１４と端子１６と、およびＹ電極１５と端子１６とを、電気的に接続している。より具体的には、Ｘ電極１４と端子１６とを接続する配線１７１は、端子１６と、Ｘ電極１４の接続部１４３とに接している。また、Ｙ電極１５と端子１６とを接続する配線１７１は、端子１６と、Ｙ電極１５の接続部１５３とに接している。なお、配線１７１と接続部１５３とは、絶縁膜１８２に形成されたコンタクトホール１８２ａを介して接している。グランド配線１７２は、端子１６だけに接続され、Ｘ電極１４およびＹ電極１５には接続されていない。グランド配線１７２は、電磁ノイズを遮蔽するシールド線として機能する。配線１７１およびグランド配線１７２は、例えば金属膜である。

　配線１７１およびグランド配線１７２を覆って、絶縁膜１８２が形成されている。絶縁膜１８２は、タッチパネル１の製造時に、後の工程で用いられる薬品から配線１７１およびグランド配線１７２を保護する。また、絶縁膜１８２は、環境中の水分から配線１７１およびグランド配線１７２を保護する。さらに、絶縁膜１８２は、Ｙ電極１５の接続部１５とグランド配線１７２とが短絡しないようにする層間絶縁膜としても機能する。

　保護膜１９は、基板１０の概略全面を覆って形成されている。なお、上述のように基板１０および端子１６の一部は、保護膜１９に覆われることなく露出している。

　絶縁膜１８１および１８２、ならびに保護膜１９は、透光性の絶縁材料によって形成されている。絶縁膜１８１および１８２、ならびに保護膜１９は、それぞれ、有機系の材料であっても良いし、無機系の材料であっても良い。

　［タッチパネル１の製造方法］
　以下、図７Ａ～図７Ｈを参照して、タッチパネル１の製造方法を説明する。なお、図７Ａ～図７Ｇは、図３におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線、およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。

　図７Ａに示すように、基板１０上に、遮光膜１１を形成する。遮光膜１１として、クロム等の低反射金属、または黒色樹脂を用いることができるが、黒色樹脂を用いることが好ましい。黒色樹脂は、例えば、アクリル樹脂またはノボラック樹脂に、黒色顔料を分散させたものである。遮光膜１１の形成方法として、例えばスクリーン印刷法、フレキソ印刷法等の印刷法、またはフォトリソグラフィによるパターニングが挙げられる。

　次に、図７Ｂに示すように、遮光膜１１を覆って平坦化膜１２を形成する。平坦化膜１２は例えば、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂、アルキル樹脂、フェノール樹脂、またはシリコン樹脂を主成分とすることができる。

　平坦化膜１２は、基板１０の所定の領域に、例えばスピンコータまたはスリットコータによって形成される。平坦化膜１２の厚さは、遮光膜１１より厚ければ特に制限はないが、例えば１．５～３．５μｍである。

　次に、図７Ｃに示すように、平坦化膜１２を覆って、バリア膜１３を形成する。バリア膜１３は、既述のように第１無機膜１３１と第２無機膜１３２との積層構造である。第２無機膜１３２は、第１無機膜１３１よりも屈折率の低い材料が用いられる。第１無機膜１３１の屈折率は、好ましくは１．７２～１．９８である。第２無機膜１３２の屈折率は、好ましくは１．４１～１．６８である。第１無機膜は例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）である。第２無機膜は例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ）または酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）である。

　第１無機膜１３１および第２無機膜１３２は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって形成される。第１無機膜１３１および第２無機膜１３２の屈折率は例えば、成膜時のガス流量、圧力、および加熱温度によって調整することができる。後述するように、第１無機膜１３１の厚さは３～１２ｎｍとし、第２無機膜１３２の厚さは３０～１６０ｎｍとすることが好ましい。

　次に、図７Ｄに示すように、Ｘ電極１４の接続部１４２および１４３、Ｙ電極１５の島状電極１５１、ならびに端子１６を形成する。図７Ｄには図示していないが、Ｘ電極１４の島状電極１４１もこの工程で形成する。まず、スパッタリングまたはＣＶＤによって、一様な透明導電膜を形成する。透明導電膜は、例えばＩＴＯまたはＩＺＯである。透明導電膜の厚さは、例えば１０～５０ｎｍである。形成した透明導電膜を、フォトリソグラフィによりパターニングする。具体的には、島状電極１４１および１５１、接続部１４２および１４３、ならびに端子１６を形成する箇所にフォトレジストによるマスクを形成する。そして、残部をエッチングにより除去する。エッチングは例えば、燐酸、酢酸、および硝酸の混酸、またはシュウ酸を用いて行うことができる。パターニングの終了後に、２００～２５０℃の温度範囲でアニールを行う。このアニールによって、アモルファスであった透明導電膜が多結晶化する。

　このように、本実施形態では、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５の一部、および端子１６は、同一材料および同一工程で形成される。

　次に、図７Ｅに示すように、配線１７１およびグランド配線１７２を形成する。まず、例えばスパッタリングまたは蒸着によって、一様な金属膜を形成する。金属膜は、低抵抗であることが好ましく、例えばＡｌが用いられる。しかし、ＡｌをＩＴＯ等の導電酸化膜と接触させると、イオン化傾向の違いによるガルバニック腐食が発生する場合がある。そのため、耐食性の高い金属との積層構造とすることが好ましい。したがって、金属膜は例えば、ＭｏＮｂとＡｌとＭｏＮｂとの積層膜、ＭｏＮとＡｌとＭｏＮとの積層膜、またはＭｏとＡｌとＭｏとの積層膜等が好適に用いられる。金属膜の厚さは、例えば０．３～１．０μｍである。形成した金属膜を、フォトリソグラフィによりパターニングする。具体的には、配線１７１およびグランド配線１７２を形成する箇所にフォトレジストによるマスクを形成する。そして、残部をエッチングにより除去する。エッチングは例えば、燐酸と酢酸と硝酸との混酸を用いて行うことができる。

　次に、図７Ｆに示すように、絶縁膜１８１および１８２を形成する。絶縁膜１８１および１８２として、有機系材料および無機系材料のどちらを用いても良い。

　絶縁膜１８１および１８２として、有機系材料を用いる場合について説明する。有機系材料は例えば、アクリル樹脂、ノボラック樹脂を含むフォトレジストである。基板１０の概略全面に、スピンコータまたはスリットコータによって、フォトレジストを均一に塗布する。フォトレジストの厚さは、特に限定されないが、例えば１．５～３．０μｍである。形成したフォトレジストを、フォトリソグラフィによってパターニングして、絶縁膜１８１および１８２を形成する。このとき、コンタクトホール１８２ａも形成する。

　絶縁膜１８１および１８２として、無機系材料を用いる場合について説明する。無機系材料は例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ、またはＳｉＯＮ等である。基板１０の概略全面に、ＣＶＤによってこれらの物質の均一な膜を形成する。膜の厚さは厚い方が好ましく、配線１７１およびグランド配線１７２の厚さの２倍以上であることが好ましい。形成した膜を、フォトリソグラフィによってパターニングする。具体的には、絶縁膜１８１および１８２を形成する箇所にフォトレジストによるマスクを形成する。そして、残部をエッチングにより除去する。このとき、コンタクトホール１８２ａも形成する。エッチングは例えば、フッ素系ガスを用いたドライエッチングを用いることができる。

　いずれの場合も、絶縁膜１８１および１８２は、断面が順テーパー形状であることが好ましい。すなわち、絶縁膜１８１および１８２の断面が、基板１０と反対側に向かって凸のテーパー形状であることが好ましい。絶縁膜１８１および１８２の上に形成される接続部１５２および１５３（図７Ｇを参照）が、絶縁膜１８１および１８２の境界の段差によって途切れるのを防止できるからである。

　絶縁膜１８１および１８２として有機系材料を用いる場合には、段階的に光透過度が変化するフォトマスクを使用して露光を行うことで、順テーパー形状を形成できる。絶縁膜１８１および１８２として無機系材料を用いる場合には、エッチング条件を調整したり、膜を積層させたりすることによって、順テーパー形状を形成できる。

　次に、図７Ｇに示すように、Ｙ電極１５の接続部１５２および１５３を形成する。まず、スパッタリングまたはＣＶＤによって、一様な透明導電膜を形成する。透明導電膜は、例えばＩＴＯまたはＩＺＯである。透明導電膜の厚さは、例えば１０～５０ｎｍである。形成した透明導電膜を、フォトリソグラフィによってパターニングする。具体的には、接続部１５２および１５３を形成する箇所にフォトレジストによるマスクを形成する。そして、残部をエッチングにより除去する。エッチングは例えば、燐酸と酢酸と硝酸との混酸、またはシュウ酸を用いることができる。パターニングの終了後に、接続部１５２および１５３を多結晶化するためのアニールを行っても良い。

　最後に、図７Ｈに示すように、基板１０のほぼ全面を覆って、保護膜１９を形成する。
保護膜１９は、有機系材料および無機系材料のどちらを用いても良い。有機系材料は例えばアクリル樹脂であり、スピンコータまたはスリットコータによって形成される。無機系材料は例えばＳｉＮであり、ＣＶＤによって形成される。いずれも場合も、マスク等を用いて、端子１６の一部が露出するように保護膜１９を形成する。

　以上、本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル１の構成、および製造方法を説明した。

　本実施形態にかかるタッチパネル１の構成によれば、基板１０および遮光膜１１を覆って、平坦化膜１２が形成されている。平坦化膜１２によって、遮光膜１１による段差が平坦化される。このため、平坦化膜１２よりも基板１０から遠い層では、遮光膜１１の段差の影響を受けない。本実施形態では、Ｘ電極１４の接続部１４３、およびＹ電極１５の接続部１５３は、平面視において遮光膜１１をまたいで形成されている。しかし、平坦化膜１２によって、接続部１４３および１５３が途切れることがない。

　また、遮光膜１１の表面粗さは顔料の粒子径に依存する。遮光膜１１の表面粗さが大きい場合、遮光膜１１の上に均一な薄い膜を形成することが困難になる。遮光膜１１を覆って平坦化膜１２を形成することによって、表面を滑らかにすることができる。

　本実施形態では、平坦化膜１２を覆って、バリア膜１３が形成されている。平坦化膜１２は、残存溶剤を含んでいる場合がある。また、平坦化膜１２は製造工程時、フォトリソグラフィの現像液および洗浄液等にさらされ、これらを吸収している場合がある。さらに、平坦化膜１２は、大気中の水分を吸収している場合がある。これらの水分または不純物が、製造工程時、平坦化膜１２の表面に湧き出す場合がある。水分または不純物が湧き出した表面に透明導電膜を形成すると、水分または不純物の影響によって、透明導電膜が高抵抗化する場合がある。実施形態によれば、バリア膜１３の上に透明導電膜を形成する。これによって、透明導電膜の抵抗が上昇するのを防止することができる。

　本実施形態では、バリア膜１３は、第１無機膜１３１と第２無機膜１３２との積層構造である。第２無機膜１３２の屈折率は、第１無機膜１３１の屈折率よりも低い。無機物の膜は、一般的に、屈折率が高いほど緻密な膜となり、屈折率が低いほど粗な膜となる。したがって、第１無機膜１３１は第２無機膜１３２よりも緻密な膜であり、バリア性能が高い。一方、第２無機膜１３２は第１無機膜１３１よりも粗な膜であり、反応性が高い。バリア膜１３を積層構造とすることによって、高いバリア性能を得ながら、Ｘ電極１４およびＹ電極１５との密着性を良くすることができる。

　本実施形態ではさらに、第１無機膜１３１の厚さは３～１２ｎｍとし、第２無機膜１３２の厚さは３０～１６０ｎｍとすることが好ましい。Ｘ電極１４およびＹ電極１５は、液晶表示装置１０１（図１を参照）の表示領域に重ねて使用される。したがって、Ｘ電極１４およびＹ電極１５は、ユーザから視認されにくいこと、すなわち、光透過度が高いことが好ましい。本実施形態によれば、各膜同士の界面からの反射光の干渉作用によって、Ｘ電極１４およびＹ電極１５の光透過率を高めることができる。

　上記の数値範囲は、次のようにして求めた。第１無機膜１３１は、膜厚が厚いと膜ストレスによって密着性が低下し、膜厚が薄いとバリア性能が低下する。そこでまず、第１無機膜１３１の膜厚を９ｎｍに固定して、第２無機膜１３２の膜厚を変化させた。その結果、第２無機膜１３２の膜厚が３０ｎｍよりも薄いと、Ｘ電極１４およびＹ電極１５が視認されやすくなった。また、第２無機膜１３２の膜厚が１６０ｎｍよりも厚いと、Ｘ電極１４およびＹ電極１５が視認されやすくなった。そして次に、第２無機膜１３２の膜厚を９０ｎｍに固定して、第１無機膜１３１の膜厚を変化させた。その結果、第１無機膜１３１の膜厚が３ｎｍよりも薄いと、Ｘ電極１４およびＹ電極１５が視認されやすくなった。また、第１無機膜１３１の膜厚が１２ｎｍよりも厚いと、Ｘ電極１４およびＹ電極１５が視認されやすくなった。以上から、第１無機膜１３１の厚さは３～１２ｎｍとし、第２無機膜１３２の厚さは３０～１６０ｎｍとすることが好ましい。

　実施形態では、配線１７１およびグランド配線１７２は、非センシング領域Ｐだけに形成されている。したがって、配線１７１およびグランド配線１７２は、平面視において遮光膜１１と重なっている。そのため、配線１７１およびグランド配線１７２は、ユーザから視認されない。そのため、配線１７１およびグランド配線１７２として、反射率の高い材料を用いることができる。

　本実施形態では、バリア膜１３は、平坦化膜１２の概略全面を覆って形成されている。これによって、端子１６も、バリア膜１３の上に形成されている。そのため、平坦化膜１２が水または不純物を含んでいる場合でも、端子１６が高抵抗化することを防止できる。

　本実施形態では、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５の一部、および端子１６を、同一材料および同一工程で形成する。これによって、製造工程数を減らすことができる。Ｘ電極１４およびＹ電極１５は、光透過度を上げるため、薄く形成されることが好ましい。バリア膜１３によって端子１６の高抵抗化が防止できるので、薄い膜であっても端子１６を機能させることができる。

　［比較例］
　ここで、本実施形態にかかるタッチパネル１の効果を説明するため、仮想的な比較例について述べる。図８は、第１の比較例にかかるタッチパネル８の概略構成を示す平面図である。図９は、図８におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線、およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。タッチパネル８は、タッチパネル１の構成から平坦化膜１２およびバリア膜１３を削除したものである。

　Ｘ電極１４の接続部１４３は、平面視において遮光膜１１をまたいで形成されている。遮光膜１１は、例えば、ネガ型のレジストに顔料を混ぜて形成される。そのため、パターン端部の露光量が不十分になり易く、順テーパー形状を形成することが困難である。そのため、図９に一点鎖線で囲って示すように、接続部１４３が遮光膜１１の段差によって途切れてしまう場合がある。

　図１０は、第２の比較例にかかるタッチパネル９の概略構成を示す平面図である。図１１は、図９におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線、およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。タッチパネル９は、タッチパネル８の構成に、平坦化膜１２を追加したものである。換言すれば、タッチパネル９は、タッチパネル１の構成から、バリア膜１３を削除したものである。

　タッチパネル９の構成によれば、平坦化膜１２によって、接続部１４３が途切れるのを防止できる。しかし、平坦化膜１２が水または不純物を含んでいる場合、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５および端子１６のうち平坦化膜１２と接している部分が高抵抗化する。これによって、信頼性が低下したり、センサ感度が低下したりする場合がある。

　本発明の第１の実施形態にかかるタッチパネル１は、平坦化膜１２およびバリア膜１３を備えている。平坦化膜１２によって、接続部１４３が途切れるのを防止することができる。また、平坦化膜１２にバリア膜１３を形成することによって、平坦化膜１２が水または不純物を含んでいる場合でも、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、および端子１６が高抵抗化することがない。

　［第２の実施形態］
　タッチパネル付き表示装置１００は、タッチパネル１に代えて、以下に説明するタッチパネル２を備えていても良い。図１２は、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネル２の、概略構成を模式的に示す平面図である。図１３は、図１２におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線、およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。

　タッチパネル２は、タッチパネル１と比較して、構成要素の形成順序が異なっている。それにより各膜の積層順序が異なっている。

　［タッチパネル２の製造方法］
　以下、図１４Ａ～図１４Ｅを参照して、タッチパネル２の製造方法の概略を説明する。なお、図１４Ａ～図１４Ｅは、図１３におけるＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、Ｃ－Ｃ’線、Ｄ－Ｄ’線、およびＥ－Ｅ’線の各線に沿った断面図である。

　基板１０上に、遮光膜１１、平坦膜１２、およびバリア膜１３を形成する。ここまでの工程は、タッチパネル１と同じであるので、図示を省略する。

　次に、図１４Ａに示すように、Ｙ電極１５の接続部１５２および１５３を形成する。

　次に、図１４Ｂに示すように、絶縁膜１８１および１８３を形成する。

　次に、図１４Ｃに示すように、Ｘ電極１４の接続部１４２および１４３、Ｙ電極１５の島状電極１５１、ならびに端子１６を形成する。図１４Ｃには図示していないが、Ｘ電極１４の島状電極１４１もこの工程で形成する。

　次に、図１４Ｄに示すように、配線１７１およびグランド配線１７２を形成する。

　最後に、図１７Ｄに示すように、保護膜１９を形成する。

　以上、本発明の第２の実施形態にかかるタッチパネル２の構成、および製造方法を説明した。

　タッチパネル２においても、Ｘ電極１４の接続部１４３、およびＹ電極１５の接続部１５３が、平面視において遮光膜１１をまたいで形成されている。この場合も、平坦化膜１２によって、接続部１４３および１５３が遮光膜１１の段差によって途切れるのを防止できる。

　またタッチパネル１と同様に、平坦化膜１２の上にバリア膜１３を形成することによって、平坦化膜１２が水または不純物を含んでいる場合でも、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、および端子１６が高抵抗化することがない。

　［その他の実施形態］
　以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。

　本発明は、タッチパネルおよびタッチパネル付き表示装置として産業上の利用が可能である。

Claims (8)

1. 　透光性の基板と、
   　前記基板の一部に形成された遮光膜と、
   　前記基板および前記遮光膜を覆って形成された平坦化膜と、
   　前記平坦化膜を覆って形成されたバリア膜と、
   　前記バリア膜に形成されたセンサ電極と、
   　前記平坦化膜よりも前記基板から遠い層であって、平面視において前記遮光膜に重なる部分に形成された端子と、
   　前記平坦化膜よりも前記基板から遠い層に形成され、前記センサ電極と前記端子とを電気的に接続する配線とを備え、
   　前記バリア膜は、
   　前記平坦化膜側に形成され、無機物によって構成された第１無機膜と、
   　前記第１無機膜に形成され、前記第１無機膜よりも屈折率の低い無機物によって構成された第２無機膜とを含む、タッチパネル。
2. 　前記第１無機膜の屈折率は１．７２～１．９８であり、
   　前記第２無機膜の屈折率は１．４１～１．６８である、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 　前記第１無機膜の厚さは３～１２ｎｍであり、
   　前記第２無機膜の厚さは３０～１６０ｎｍである、請求項２に記載のタッチパネル。
4. 　前記第１無機膜は窒化ケイ素膜を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のタッチパネル。
5. 　前記第２無機膜は酸化ケイ素および酸窒化ケイ素のいずれかを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のタッチパネル。
6. 　前記配線は、平面視において前記遮光膜に重なる部分に形成される、請求項１～５のいずれか一項に記載のタッチパネル。
7. 　前記端子は前記バリア膜に形成される、請求項１～６のいずれか一項に記載のタッチパネル。
8. 　液晶表示装置と、
   　請求項１～７のいずれか一項に記載のタッチパネルとを備える、タッチパネル付き表示装置。

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