特許 7232888 静電容量結合方式タッチパネルの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-22

(45)【発行日】2023-03-03

(54)【発明の名称】静電容量結合方式タッチパネルの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20230224BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20230224BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 660

G06F3/041 490

G06F3/044 124

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021197155

(22)【出願日】2021-12-03

(62)【分割の表示】P 2021009398の分割

【原出願日】2008-04-22

(65)【公開番号】P2022019967

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2021-12-03

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(73)【特許権者】

【識別番号】506087819

【氏名又は名称】パナソニック液晶ディスプレイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺本 雅博

【審査官】滝谷 亮一

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５８－１６６４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－１０３６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１３４９２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２４２０５４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と
前記基板上に配置された複数の第１電極と、前記第１電極より面積が小さく隣接する前記第１電極を接続する第１接続電極と、を備えた第１センサ電極と、
前記基板上に前記第１電極の各辺に平行に間隔を置いて配置された複数の第２電極と、前記第２電極より面積が小さく隣接する前記第２電極を接続する第２接続電極と、を備えた第２センサ電極と、
前記基板上の前記第１接続電極、前記第１電極、および前記第２電極を覆う絶縁膜と、を備え、
前記第２接続電極は、前記第２電極の端部および前記隣接する第２電極の端部と前記絶縁膜に設けられるコンタクトホールを介して接続し、
前記第１センサ電極は第１方向に延在し、前記第２センサ電極は前記第１方向と交差する第２方向に延在する静電容量結合方式タッチパネルの製造方法であって、
前記基板上に、第１の導電膜を形成する工程と、
前記第１の導電膜上にポジ型レジストからなるエッチングマスクを形成する工程と、
前記第１の導電膜をエッチングして前記第１電極と、前記第１接続電極と、前記第２電極とを形成する工程と、
前記第１の導電膜上のエッチングマスクを除去する工程と、
前記基板上の前記第１電極と、前記第１接続電極と、前記第２電極との上にネガ型レジストからなる前記絶縁膜を形成する工程と、
前記第２電極上の前記ネガ型レジストにコンタクト部を形成する工程と、
前記絶縁膜上に第２の導電膜を形成する工程と、
前記第２の導電膜上にエッチングマスクを形成する工程と、
前記第２の導電膜をエッチングして前記第２接続電極を形成する工程と、
前記第２の導電膜上のエッチングマスクを除去する工程と、からなることを特徴とする静電容量結合方式タッチパネルの製造方法。

【請求項2】

前記第２接続電極及び前記絶縁膜上に保護膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の静電容量結合方式タッチパネルの製造方法。

【請求項3】

前記第１の導電膜は、透明導電膜を前記基板上に形成したものであることを特徴とする請求項２に記載の静電容量結合方式タッチパネルの製造方法。

【請求項4】

前記第２の導電膜は、透明導電膜を前記絶縁膜上に形成したものであることを特徴とする請求項３に記載の静電容量結合方式タッチパネルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチパネル付き表示装置に係り、特に、静電容量結合方式のタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

タッチパネルの主な方式として、光の変化を検出する方式と、電気的な特性の変化を検出する方式とが知られている。また、電気的な特性の変化を検出する方式として、静電容量結合方式が知られている。（下記、特許文献１、特許文献２参照）

【0003】

図９乃至図１１は従来の静電容量結合方式のタッチパネルに係る図であり、図９は電極パターンを示す平面図、図１０は図９のＦ－Ｆ’線に沿った断面構造を示す断面図、図１１は図９のＧ－Ｇ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【0004】

従来の静電容量結合方式のタッチパネルは、図９乃至図１１に示すように、第１の方向（例えばＸ方向）に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向（例えばＹ方向）に併設される複数の電極１Ｘと、この電極１Ｘと交差して前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に併設される複数の電極２Ｙとを有している。複数の電極１Ｘは、基板１１上に配置され、その上層に形成された絶縁膜１２で覆われている。複数の電極２Ｙは、絶縁膜１２上に配置され、その上層に形成された保護膜１３で覆われている。電極１Ｘ及び２Ｙは、例えばＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）等の透明性導電材料で形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－６５７４８号公報

【文献】特願２００７－１７５０５０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の静電容量結合方式のタッチパネルでは、図９乃至図１１に示すように、複数の電極１Ｘと複数の電極２Ｙとが絶縁膜１２を介してそれぞれ異なる導電層（下層と上層）に形成されている。このような電極構造の場合、絶縁膜１２及び上層の電極１Ｘ上に形成される保護膜１３は、上層の電極１Ｘにより膜に歪みが生じるため、加えて、反射光に対しては、下層と上層とで光路長が異なるため、下層の電極１Ｘと上層の電極２Ｙに色差が生じ、電極１Ｘ及び電極２Ｙの電極パターンが顕在化する。このような電極パターンの顕在化は、光学特性の悪化を招き、タッチパネルを組み込んだ表示装置の特性低下を引き起こす要因となるため、対策が必要である。

【0007】

本発明の目的は、タッチパネルの特性低下を抑制することが可能な技術を提供することにある。

【0008】

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

【0010】

（１）タッチパネル付き表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの観察者側の面上に配置される静電容量結合方式のタッチパネルとを備え、前記タッチパネルは、基板上に、第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に併設される複数の第１の電極と、前記第１の電極と交差して前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に併設される複数の第２の電極とを有し、前記複数の第１の電極の各々は、前記第２の電極とは異なる層に形成され、前記第２の電極と交差する第１の部分と、前記第２の電極とは分離して同層に形成される第２の部分とを有し、前記第１の部分は、前記第１の部分と前記第２の電極との間の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記第２の部分に接続されている。

【0011】

（２）上記（１）において、前記第１の電極の前記第１の部分は、前記第２の電極よりも上層に形成されている。

【0012】

（３）上記（１）において、前記第１の電極の前記第１の部分は、前記第２の電極よりも下層に形成されている。

【0013】

（４）上記（１）乃至（３）の何れかにおいて、前記第２の電極は、前記第１の電極間に前記第１の電極と交差する部分の幅よりも広い幅の部分を有し、前記第１の電極は、前記第２の電極間に前記第２の電極と交差する部分の幅よりも広い幅の部分を有する。

【0014】

（５）上記（１）乃至（４）の何れかにおいて、前記第１及び第２の電極は、透明導電性材料からなる。

【0015】

（６）上記（１）乃至（５）の何れかにおいて、前記基板上に前記第１及び第２の電極を覆うようにして形成される保護膜を有する。

【発明の効果】

【0016】

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。

【0017】

本発明によれば、タッチパネルの特性低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例１のタッチパネル付き表示装置に組み込まれるタッチパネルの電極パターンを示す平面図である。

【図2】図１の一部を拡大した平面図である。

【図3】図１のＡ－Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図4】図１のＢ－Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図5】本発明の実施例１のタッチパネル付き表示装置の概略構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施例２のタッチパネル付き表示装置に組み込まれるタッチパネルの電極パターンを示す平面図である。

【図7】図６のＤ－Ｄ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図8】図６のＥ－Ｅ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図9】従来の静電容量結合方式のタッチパネルの電極パターンを示す平面図である。

【図10】図９のＦ－Ｆ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【図11】図９のＧ－Ｇ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

【0020】

［実施例１］
本実施例１では、表示パネルの一例として例えば液晶表示パネル上にタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置に本発明を適用した例について説明する。

【0021】

図１乃至図５は本発明の実施例１のタッチパネル付き表示装置に係る図であり、図１はタッチパネル付き表示装置に組み込まれるタッチパネルの電極パターンを示す平面図、図２は図１の一部を拡大した平面図、図３は図１のＡ－Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図、図４は図１のＢ－Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図、図５はタッチパネル付き表示装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図５において、タッチパネル２０は、図１のＣ－Ｃ’線に沿った断面構造を示している。

【0022】

本実施例１のタッチパネル付き表示装置は、図５に示すように、液晶表示パネル３０と、液晶液示パネル３０の観察者側の面上に配置された静電容量結合方式のタッチパネル２０と、液晶表示パネル３０の観察者側とは反対側の面下に配置されたバックライト４０とを備えている。液晶表示パネル３０としては、例えばＩＰＳ方式、ＴＮ方式、ＶＡ方式等の液晶表示パネルが用いられている。

【0023】

タッチパネル２０は、図１乃至図４に示すように、第１の方向（例えばＸ方向）に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向（例えばＹ方向）に所定の配列ピッチで併設される複数の電極１Ｘと、この電極１Ｘと交差して前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に所定の配列ピッチで併設される複数の電極２Ｙとを有している。

【0024】

複数の電極２Ｙの各々は、第１の部分２ａと、この第１の部分２ａの幅よりも広い幅の第２の部分２ｂとが前記第２の方向に交互に複数配置された電極パターンで形成されている。複数の電極２Ｙの各々は、基板１１の観察者側の面上に配置され、その上層に形成された絶縁膜１２で覆われている。基板１１としては、例えばガラス等の透明な絶縁性基板が用いられている。

【0025】

複数の電極１Ｘの各々は、第１の部分１ａと、この第１の部分１ａの幅よりも広い幅の第２の部分１ｂとが前記第１の方向に交互に複数配置された電極パターンで形成されている。複数の電極１Ｘの各々の第１の部分１ａは、電極２Ｙとは異なる導電層に形成され、電極２Ｙの第１の部分２ａと平面的に交差している。複数の電極１Ｘの各々の第２の部分１ｂは、電極２Ｙと同層の導電層に電極２Ｙとは分離して形成されている。本実施例において、電極１Ｘの第１の部分１ａは、電極２Ｙよりも上層に形成されている。

【0026】

複数の電極１Ｘの各々の第２の部分１ｂは、電極２Ｙと同様に絶縁膜１２で覆われている。複数の電極１Ｘの各々の第１の部分１ａは、絶縁膜１２上に配置され、その上層に形成された保護膜１３で覆われている。

【0027】

電極１Ｘの第１の部分１ａは、電極２Ｙの第１の部分２ａと平面的に交差し、この第１の部分２ａを挟んで隣り合う２つの第２の部分１ｂに、電極１Ｘの第１の部分１ａと電極２Ｙとの間の層間絶縁膜である絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ａを介してそれぞれ電気的にかつ機械的に接続されている。

【0028】

即ち、複数の電極１Ｘの各々は、電極２Ｙとは異なる導電層に形成され、電極２Ｙと交差する第１の部分１ａと、電極２Ｙとは分離して電極２Ｙと同層の導電層に形成される第２の部分１ｂとを有し、電極１Ｘの第１の部分１ａは、この第１の部分１ａと電極２Ｙとの間の絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ａを介して電極１Ｘの第２の部分１ｂに接続されている。

【0029】

電極２Ｙの第２の部分２ｂは、隣り合う２つの電極１Ｘにおいて、平面的に見たとき、各々の第１の部分１ａの間に配置されている。電極１Ｘの第２の部分１ｂは、隣り合う２つの電極２Ｙにおいて、平面的に見たとき、各々の第１の部分２ａの間に配置されている。

【0030】

即ち、電極２Ｙは、電極１Ｘ間に電極１Ｘと交差する部分の幅よりも広い幅の部分を有し、電極１Ｘは、電極２Ｙ間に電極２Ｙと交差する部分の幅よりも広い幅の部分を有している。

【0031】

なお、電極１Ｘ及び電極２Ｙは、高い透過性を有する材料、例えばＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）等の透明性導電材料で形成されている。

【0032】

なお、図５では、観察者の指５０と電極１Ｘとの間にＣ１，Ｃ３の容量が、観察者の指５０と電極２Ｙとの間にＣ２の容量が形成されていることを模式的に示している。本実施例のタッチパネル２０は、電極１Ｘと電極２Ｙとの結合容量の容量差を検出して、観察者の指５０がタッチした、タッチパネル２０のタッチ面内におけるタッチ位置座標を検出する。

【0033】

次に、本実施例のタッチパネル２０の製造方法について、図１乃至図４を参照して説明する。

【0034】

まず、基板１１の観察者側の面上に、透明性導電材料（例えばＩＴＯ）からなる第１の導電膜を形成する。

【0035】

次に、例えばポジ型レジストを用いて前記第１の導電膜上に電極パターンの第１のマスクを形成し、その後、前記第１のマスクをエッチングマスクとして使用し、前記第１の導電膜をエッチングすることにより、基板１１上に電極２Ｙ及び電極１Ｘの第２の部分１ｂを形成する。

【0036】

次に、前記第１のマスクを除去し、その後、電極２Ｙ及び電極１Ｘの第２の部分１ｂ上を含む基板１１上に、例えばネガ型レジストからなる絶縁膜１２を形成する。この工程において、電極２Ｙ及び電極１Ｘの第２の部分１ｂは絶縁膜１２で覆われる。

【0037】

次に、絶縁膜１２の必要な部分にコンタクトホール１２ａを形成し、その後、コンタクトホール１２ａ内を含む絶縁膜１２上に、透明性導電材料（例えばＩＴＯ）からなる第２の導電膜を形成する。

【0038】

次に、例えばポジ型レジストを用いて前記第２の導電膜上に電極パターンの第２のマスクを形成し、その後、前記第２のマスクをエッチングマスクとして使用し、前記第２の導電膜をエッチングすることにより、絶縁膜１２上に電極１Ｘの第１の部分１ａを形成する。この工程において、上層の第１の部分１ａは、コンタクトホール１２ａを介して下層の第２の部分１ｂと電気的にかつ機械的に接続される。また、上層の第１の部分１ａは、下層の電極２Ｙの第１の部分１ａと交差する。

【0039】

次に、前記第２のマスクを除去し、その後、電極１Ｘの第１の部分１ａ上を含む絶縁膜１２上に、例えばネガ型レジストからなる保護膜１３を形成することにより、図１乃至図４に示す構造となる。この工程において、電極１Ｘの第１の部分１ａは保護膜１３で覆われる。

【0040】

なお、周辺の配線パターンの形成は、上記の各工程間の適切な場所に挿入することができる。

【0041】

ところで、従来の静電容量結合方式のタッチパネルでは、図９乃至図１１に示すように、複数の電極１Ｘと複数の電極２Ｙとが絶縁膜１２を介してそれぞれ異なる導電層（下層と上層）に形成されている。このような電極構造の場合、絶縁膜１２及び上層の電極１Ｘ上に形成される保護膜１３は、上層の電極１Ｘにより膜に歪みが生じるため、加えて、反射光に対しては、下層と上層とで光路長が異なるため、下層の電極２Ｙと上層の電極１Ｘに色差が生じ、電極１Ｘ及び電極２Ｙの電極パターンが顕在化する。

【0042】

これに対し、本実施例の静電容量結合方式のタッチパネル２０では、図１乃至図４に示すように、電極１Ｘは、電極２Ｙとは異なる層に電極２Ｙと交差するようにして形成される第１の部分１ａと、電極２Ｙと同層に電極２Ｙとは分離して形成される第２の部分１ｂとを有し、第１の部分１ａは、第１の部分１ａと電極２Ｙとの間の絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ａを介して第２の部分１ｂに接続されている。

【0043】

このような電極構造の場合、保護膜１３に対して均一な成膜面を持たせることができるため、保護膜１３に生じる歪みを抑制でき、保護膜１３の歪みによる色差から生じる電極パターンの顕在化を抑えることができる。この結果、電極パターンの顕在化による光学特性の悪化を抑制できるため、タッチパネル２０を組み込んだ表示装置の特性低下を抑制することができる。

【0044】

また、色差の生じる部分を最小、即ち電極１Ｘの第１の部分１ａのみとすることができるため、光路差による色差から生じる電極パターンの顕在化も抑えることができる。この結果、電極パターンの顕在化による光学特性の悪化を抑制できるため、タッチパネル２０を組み込んだ表示装置の特性低下を抑制することができる。

【0045】

また、上層に形成する第１の部分１ａ（架橋部分）に欠陥が生じた場合、第１の部分１ａを形成する工程を再着工することでリペアが可能であり、電極パターンの顕在化による光学特性の悪化を抑制して加工性の向上を図ることができる。

【0046】

［実施例２］
図６乃至図８は本発明の実施例２のタッチパネル付き表示装置に係る図であり、図６はタッチパネル付き表示装置に組み込まれるタッチパネルの電極パターンを示す平面図、図７は図６のＤ－Ｄ’線に沿った断面構造を示す断面図、図８は図６のＥ－Ｅ’線に沿った断面構造を示す断面図である。

【0047】

本実施例２のタッチパネル付き表示装置は、基本的に前述の実施例１と同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。

【0048】

即ち、前述の実施例１では、図１乃至図４に示すように、下層の導電層に電極２Ｙ及び電極１Ｘの第２の部分１ｂが形成され、これよりも上層の導電層に電極１Ｘの第１の部分１ａが形成された例について説明したが、本実施例２では、図６乃至図８に示すように、下層の導電層に電極１Ｘの第１の部分１ａが形成され、これよりも上層の導電層に電極２Ｙ及び電極１Ｘの第２の部分１ｂが形成されている。

【0049】

電極１Ｘの第１の部分１ａ（本実施例では下層）は、電極２Ｙの第１の部分２ａと平面的に交差し、この第１の部分２ａを挟んで隣り合う２つの第２の部分１ｂ（本実施例では上層）に、電極１Ｘの第１の部分１ａと電極２Ｙとの間の層間絶縁膜である絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ａを介してそれぞれ電気的にかつ機械的に接続されている。

【0050】

本実施例２においても、保護膜１３の歪みによる色差から生じる電極パターンの顕在化、及び光路差による色差から生じる電極パターンの顕在化も抑えることができるため、電極パターンの顕在化による光学特性の悪化を抑制でき、タッチパネル２０を組み込んだ表示装置の特性低下を抑制することができる。

【0051】

なお、前述の実施例では表示パネルの一例として液晶表示パネル上にタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、有機ＥＬ表示パネルや無機ＥＬ表示パネル等の他の表示パネル上にタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置に適用することができる。

【0052】

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0053】

１Ｘ 電極
１ａ 第１の部分
１ｂ 第２の部分
２Ｙ 電極
２ａ 第１の部分
２ｂ 第２の部分
１１ 基板
１２ 絶縁膜
１２ａ コンタクトホール
１３ 保護膜
２０ タッチパネル
３０ 液晶表示パネル
４０ バックライト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】