JP2012073669A - タッチパネル及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 第１配線及び第２配線の交差部上方に位置する配線の断線を抑制することができるタッチパネル及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】 タッチパネルは、入力領域Ｒ１を有した第１基板と、第１基板の入力領域上に配置された複数の第１配線及び複数の第２配線と、複数の絶縁膜１８と、枠部９と、第２基板と、接合材とを備える。複数の絶縁膜１８は、それぞれ第１基板上の複数の第１配線及び複数の第２配線の複数の交差部に配置され、複数の第１配線及び複数の第２配線間に介在されている。枠部９は、第１基板上に配置され、入力領域Ｒ１の外周に沿って形成され、複数の絶縁膜１８より大きい厚みを有している。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、タッチパネル及び画像表示装置に関する。

近年、タッチパネルは、ヘイズが小さく透過率が高いといった光学的な特徴や、マルチタッチ対応といったアプリケーションの幅から、携帯電話等のモバイル端末における入力インターフェイスとしてのニーズが拡大している。タッチパネルの位置検出方式は、静電容量方式である。

タッチパネルにおいて、操作者の指等をタッチパネルの表面に接触させて入力すると、入力位置に近い部分の静電容量が変化する。このため、タッチパネルは、静電容量の変化状態を電圧変化として検出することにより、入力位置を検出することができる。

タッチパネルは、Ｘ軸に沿った複数の第１配線と、Ｙ軸に沿った複数の第２配線とを備えている。入力位置のＸ座標及びＹ座標を検出することができるため、入力位置を正確に検出することができる。

第１配線及び第２配線を製造する場合、マザーガラスの一主面上にパターニングすることにより形成されている。第１配線及び第２配線は、これらの交差部において絶縁膜を挟んで対向している。

有機感光材料を用いフォトリソグラフィ法を使用して絶縁膜を形成した場合、一般に絶縁膜の厚みは１乃至３μｍとなる。

特開２０１０−３９５３７号公報

ところで、有機材料を用いて絶縁膜を形成した場合、マザーガラスから第１配線及び第２配線が形成された基板を切り出すカット工程や電気導通を取るためのフレキシブル配線圧着工程にて、有機材料の表面硬度の弱さに起因し、絶縁膜とその上層に構成された配線にキズがつき、結果として配線が断線する恐れがある。配線の断線は、タッチパネルの機能不良となる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、第１配線及び第２配線の交差部上方に位置する配線の断線を抑制することができるタッチパネル及び画像表示装置を提供することにある。

一実施形態に係るタッチパネルは、
入力領域を有した第１基板と、
それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１配線と、
それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２配線と、
それぞれ前記第１基板上の前記複数の第１配線及び複数の第２配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１配線及び複数の第２配線間に介在された複数の絶縁膜と、
前記第１基板上に配置され、前記入力領域の外周に沿って形成され、前記複数の絶縁膜より大きい厚みを有した絶縁性の枠部と、
前記入力領域を有し、前記複数の第１配線及び複数の第２配線に対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に介在され、前記第１基板及び第２基板を接合した接合材と、を備える。

また、一実施形態に係る画像表示装置は、
表示面を有した画像表示部と、
前記表示面上方に設けられたタッチパネルと、を具備し、
前記タッチパネルは、
入力領域を有した第１基板と、
それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１配線と、
それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２配線と、
それぞれ前記第１基板上の前記複数の第１配線及び複数の第２配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１配線及び複数の第２配線間に介在された複数の絶縁膜と、
前記第１基板上に配置され、前記入力領域の外周に沿って形成され、前記複数の絶縁膜より大きい厚みを有した絶縁性の枠部と、
前記入力領域を有し、前記複数の第１配線及び複数の第２配線に対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に介在され、前記第１基板及び第２基板を接合した接合材と、を備える。

図１は、一実施形態に係る液晶表示装置を示す概略断面図である。 図２は、図１に示した液晶表示パネルの平面図である。 図３は、図２の線Ａ−Ａに沿って示す液晶表示パネルの断面図である。 図４は、図１に示したタッチパネルの周縁部の一部を示す拡大平面図である。 図５は、上記タッチパネルの入力領域を示す拡大平面図である。 図６は、図４の線Ｂ−Ｂに沿って示すタッチパネルの一部を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら一実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図１に示すように、液晶表示装置は、画像表示部としての液晶表示パネル１と、バックライトユニット２と、タッチパネル３と、を備えている。

図１乃至図３に示すように、液晶表示パネル１は、アレイ基板２０と、対向基板３０と、液晶層４０と、第１偏光部６０と、表示面Ｓを有した第２偏光部７０とを備えている。アレイ基板２０及び対向基板３０は、それぞれ矩形状に形成されている。アレイ基板２０は、対向基板３０よりも大きな寸法に形成されている。

アレイ基板２０及び対向基板３０は、各々３辺がほぼ重なるように配置されている。アレイ基板２０の残る一辺において、アレイ基板２０は、対向基板３０よりも外側に延出している。より詳しくは、第１方向Ｘにおいて、アレイ基板２０及び対向基板３０はほぼ重なるように配置されている。第１方向Ｘと直交した第２方向Ｙにおいて、アレイ基板２０は、対向基板３０よりも外側へ延出している。液晶表示パネル１は、アレイ基板２０及び対向基板３０に重なった矩形状の表示領域Ｒ２を有している。

アレイ基板２０は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板２１を有している。対向基板３０から外れたガラス基板２１上には駆動回路８０が搭載されている。表示領域Ｒ２において、ガラス基板２１上に複数の画素が設けられている。画素は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並んでマトリクス状に設けられている。表示領域Ｒ２において、ガラス基板２１上に、図示しない複数の信号線及び複数の走査線が格子状に設けられている。

信号線及び走査線の交差部近傍に、スイッチング素子として、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２２が設けられている。

ガラス基板２１上には、複数の画素電極２３がマトリクス状に形成されている。画素電極２３は、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料により形成されている。画素は、それぞれＴＦＴ２２及びこのＴＦＴに電気的に接続された画素電極２３等を有している。

ＴＦＴ２２及び画素電極２３等が形成されたガラス基板２１上に、複数の柱状スペーサ２５が複数本形成されている。ガラス基板２１及び画素電極２３上に、配向膜２６が形成されている。

対向基板３０は、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板３１を有している。表示領域Ｒ２において、ガラス基板３１上にカラーフィルタ５０が設けられている。カラーフィルタ５０は、遮光部５１と、周辺遮光部５２と、赤色、緑色、青色の複数の着色層５３、５４、５５とを有している。

遮光部５１は、格子状に形成され、信号線及び走査線に重なって形成されている。周辺遮光部５２は、矩形枠状に形成され、表示領域Ｒ２の周縁部全周に亘って形成されている。周辺遮光部５２は、表示領域Ｒ２の外側から漏れる光の遮光に寄与している。

着色層５３、５４、５５は、ガラス基板３１、遮光部５１及び周辺遮光部５２上に形成されている。着色層５３、５４、５５は、第１方向Ｘに互いに隣接し、交互に並んで配設されている。着色層５３、５４、５５は、それぞれストライプ状に形成され、第２方向Ｙに延出し、第２方向Ｙに並んだ画素に重なっている。着色層５３、５４、５５の周縁部は、遮光部５１及び周辺遮光部５２に重なっている。
カラーフィルタ５０上に、ＩＴＯ等の透明な導電材料により対向電極３２が形成されている。対向電極３２上には配向膜３３が形成されている。

アレイ基板２０及び対向基板３０は、柱状スペーサ２５により所定の隙間を置いて対向配置されている。アレイ基板２０及び対向基板３０は、表示領域Ｒ２の外側である両基板の周縁部に配設されたシール材４１により互いに接合されている。

液晶層４０は、アレイ基板２０及び対向基板３０間に挟持され、シール材４１で囲まれている。シール材４１の一部に形成された液晶注入口４２は封止材４３により封止されている。

第１偏光部６０はガラス基板２１の外面に配置されている。第２偏光部７０はガラス基板３１の外面に配置されている。上述したように、第２偏光部７０の外面に表示面Ｓが形成されている。

バックライトユニット２は、アレイ基板２０の外面側に配置されている。バックライトユニット２は、第１偏光部６０に対向配置された導光板２ａと、導光板２ａの一側縁に対向配置された光源２ｂおよび反射板２ｃと、を有している。

図１に示すように、タッチパネル３は、表示面Ｓの上方に設けられている。ここでは、タッチパネル３は、図示しない接着材を介して表示面Ｓに貼り付けられている。タッチパネル３の位置検出方式としては、静電容量方式を利用している。

タッチパネル３は、透明な絶縁基板である第１基板としての矩形状のガラス基板５と、ガラス基板５上に形成された透明な電極パターン６と、透明な絶縁基板である第２基板としての矩形状のカバーガラス７と、透明な接合材としての接着材８とを有している。タッチパネル３（ガラス基板５及びカバーガラス７）は、入力領域Ｒ１を有している。ここでは、入力領域Ｒ１は表示領域Ｒ２に重なっている。

カバーガラス７は、電極パターン６に対向配置されている。カバーガラス７は、電極パターン６を保護するものである。カバーガラス７は、接着材８によりガラス基板５及び電極パターン６に貼り付けられている。接着材８は、ガラス基板５及びカバーガラス７間に介在され、ガラス基板５及びカバーガラス７を接合している。

接着材８の膜厚は、２００乃至３００μｍである。この実施形態において、接着材８の膜厚は、２００μｍである。
上記のように液晶表示装置が形成されている。

次に、上記タッチパネル３について詳しく説明する。
図１及び図４乃至図６に示すように、電極パターン６は、複数の第１電極１１と、複数の第２電極１２と、複数の接続配線１６と、複数の接続配線１７とを有している。第１電極１１、第２電極１２、接続配線１６及び接続配線１７は、ガラス基板５の入力領域Ｒ１上に配置され、透明な導電材料として、例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）で形成されている。

複数の第１電極１１は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並べられている。第１電極１１は、それぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿った対角線を持つ正方形である。第１電極１１は、第１方向Ｘに沿って対向した第１角部１３を有している。第１方向Ｘにおいて、隣合う第１角部１３同士は接続されている。

この実施の形態において、第１角部１３は潰れている。このため、第１電極１１は、第１角部１３が潰れた正方形である。また、隣合う第１角部１３同士は、接続配線１６を介して接続されている。互いに接続された複数の第１電極１１及び複数の接続配線１６は、第１方向Ｘに延出した第１配線Ｗ１を形成している。複数の第１配線Ｗ１は、第２方向Ｙに並べられている。

複数の第２電極１２は、複数の第１電極１１に隙間を置いて第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並べられている。第２電極１２は、それぞれ第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿った対角線を持つ正方形である。第２電極１２は、第２方向Ｙに沿って対向した第２角部１４を有している。第２方向Ｙにおいて、隣合う第２角部１４同士は接続されている。

この実施の形態において、第２角部１４は潰れている。このため、第２電極１２は、第２角部１４が潰れた正方形である。また、隣合う第２角部１４同士は、接続配線１７を介して接続されている。互いに接続された複数の第２電極１２及び複数の接続配線１７は、第２方向Ｙに延出した第２配線Ｗ２を形成している。複数の第２配線Ｗ２は、第１方向Ｘに並べられている。
第１電極１１及び第２電極１２間に、格子状のスリット１９が形成されている。

ガラス基板５上には、複数の絶縁膜１８が島状に配置されている。複数の絶縁膜１８は、ガラス基板５上の複数の第１配線Ｗ１及び複数の第２配線Ｗ２の複数の交差部に配置され、複数の第１配線Ｗ１及び複数の第２配線Ｗ２間に介在されている。絶縁膜１８は、第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２間の短絡を防止するものである。この実施形態において、絶縁膜１８の厚みｔ１は２μｍである。絶縁膜１８は、有機絶縁材料で形成されている。

接続配線１６及び接続配線１７は、絶縁膜１８を介して対向している。ここで、第１配線Ｗ１（接続配線１６）は、第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２の交差部上方に位置している。上記のことから、接続配線１６をブリッジ配線と言うことができる。

入力領域Ｒ１の外側において、ガラス基板５上には、複数の第１検出電極１１ａ及び複数の第２検出電極１２ａが配置されている。
各第１検出電極１１ａは、入力領域Ｒ１の内側まで延出し、第１配線Ｗ１に接続され、ここでは第１電極１１に接続されている。このため、静電容量の変化状態を電圧変化として第１検出電極１１ａから検出することにより、入力位置のＸ座標を検出することができる。

各第２検出電極１２ａは、入力領域Ｒ１の内側まで延出し、第２配線Ｗ２に接続され、ここでは第２電極１２に接続されている。このため、静電容量の変化状態を電圧変化として第２検出電極１２ａから検出することにより、入力位置のＹ座標を検出することができる。

入力領域Ｒ１の外側において、ガラス基板５上には、絶縁性の枠部９が配置されている。枠部９は、入力領域Ｒ１の外周に沿って枠状に形成されている。枠部９は、分断されることなく連続的に形成されている。枠部９は、絶縁膜１８より大きい厚みｔ２を有している。この実施形態において、枠部９の厚みｔ２は１０μｍである。枠部９は、有機絶縁材料で形成されている。

次に、上記タッチパネル３の製造方法について説明する。
まず、ガラス基板５よりサイズの大きいマザーガラス（大板）を用意する。マザーガラスは、ガラス基板５を形成するため、少なくとも１つの入力領域Ｒ１を有している。続いて、用意したマザーガラス上全体に、例えばスパッタリング法によりＩＴＯを堆積し、導電膜を形成する。その後、導電膜をパターニングすることにより、入力領域Ｒ１に、複数の第１電極１１、複数の第２電極１２及び複数の接続配線１７を形成する。

次いで、スピンナを用い、例えば感光性の有機絶縁材料をマザーガラス上全面に塗布する。続いて有機絶縁材料を乾燥させる。次いで、所定のフォトマスクを用い、有機絶縁材料にパターニングを露光する。ここで用いたフォトマスクは、絶縁膜１８を形成するためのパターンを有している。次に、露光された有機絶縁材料を現像した後、焼成し硬化させる。これにより、複数の絶縁膜１８が形成される。絶縁膜１８は、接続配線１７を覆っている。

その後、マザーガラス上全体に、例えばスパッタリング法によりＩＴＯを堆積し、導電膜を形成する。その後、導電膜をパターニングすることにより、入力領域Ｒ１に複数の接続配線１６を形成し、入力領域Ｒ１の外周付近に複数の第１検出電極１１ａ及び複数の第２検出電極１２ａを形成する。

続いて、スピンナを用い、例えば感光性の有機絶縁材料をマザーガラス上全面に塗布する。続いて有機絶縁材料を乾燥させる。次いで、所定のフォトマスクを用い、有機絶縁材料にパターニングを露光する。ここで用いたフォトマスクは、枠部９を形成するためのパターンを有している。次に、露光された有機絶縁材料を現像した後、焼成し硬化させる。これにより、枠部９が形成される。

その後、マザーガラスを分割し、少なくとも１つのガラス基板５を切り出す。
次いで、ガラス基板５の電極パターン６上に、感光性の接着剤（樹脂）を塗布した後、用意したカバーガラス７をガラス基板５に貼り合せる。続いて、ガラス基板５及びカバーガラス７間に介在した接着剤を露光する。これにより、接着剤が硬化して接着材８が形成され、接着材８によりガラス基板５及びカバーガラス７が接合される。

以上のように構成された液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、表示面Ｓを有した液晶表示パネル１と、表示面Ｓ上方に設けられたタッチパネル３とを具備している。タッチパネル３は、ガラス基板５、複数の第１配線Ｗ１、複数の第２配線Ｗ２、複数の絶縁膜１８、枠部９、カバーガラス７及び接着材８を備えている。枠部９は、絶縁膜１８より大きい厚みｔ２を有している。

タッチパネル３に加わる圧力や衝撃の殆どを枠部９で吸収することができるため、電極パターン６に加わる圧力や衝撃を低減することができる。絶縁膜１８や絶縁膜１８の上層に形成される接続配線１６にキズが入ることを抑制することができるため、接続配線１６（第１配線Ｗ１）の断線を抑制することができる。

また、本願発明者が調査したところ、絶縁膜１８や接続配線１６にキズがつく要因は、数μｍ程度のガラス切り屑に依る可能性が高いことが分かった。このため、枠部９の厚みｔ２を１０μｍとすることにより、絶縁膜１８及び接続配線１６にキズが入ることを一層抑制することができる。なお、上記の効果は、枠部９の厚みｔ２が１０μｍ以上の場合に有効である。

接着材８は、塗布型の接着剤（樹脂）を用いて形成されている。ガラス基板５上に接着剤を塗布しても、ガラス基板５の周縁部に形成された枠部９が接着剤の広がりを抑制することができるため、接着剤がガラス基板５の外側に大きくはみ出してしまうリスクを低減することができる。
上記のことから、第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２の交差部上方に位置する配線（接続配線１６）の断線を抑制することができるタッチパネル３及び液晶表示装置を得ることができる。

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２の交差部上方に位置する配線は、第１配線Ｗ１（接続配線１６）に限らず、第２配線Ｗ２（接続配線１７）であってもよい。第１配線Ｗ１及び第２配線Ｗ２の配線パターンは、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形可能であり、同一のガラス基板５上に互いに交差して形成されていればよい。

ガラス基板５及びカバーガラス７を接合する接合材は、上記接着材８に限定されるものではなく、種々変形可能であり、例えば両面テープを利用することも可能である。
タッチパネル３の第１基板、第２基板は、ガラスに限らず、透明な絶縁材料で形成されていればよく、例えばアクリル樹脂で形成されていてもよい。
枠部９は、連続的に形成されているが、一部が分断して形成されていてもよく、この場合も上述した効果を得ることができる。

この発明の画像表示装置は、液晶表示装置に限定されるものではなく種々変形可能であり、画像を表示する画像表示部を備えた画像表示装置（例えば、有機ＥＬ表示装置等）、であれば本願発明を適用することができる。

１…液晶表示パネル、２…バックライトユニット、３…タッチパネル、５…ガラス基板、６…電極パターン、７…カバーガラス、８…接着材、９…枠部、１１…第１電極、１２…第２電極、１６…接続配線、１７…接続配線、１８…絶縁膜、２０…アレイ基板、３０…対向基板、４０…液晶層、Ｗ１…配線、Ｗ２…配線、Ｒ１…入力領域、Ｓ…表示面、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。

Claims (4)

1. 入力領域を有した第１基板と、
   それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１配線と、
   それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２配線と、
   それぞれ前記第１基板上の前記複数の第１配線及び複数の第２配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１配線及び複数の第２配線間に介在された複数の絶縁膜と、
   前記第１基板上に配置され、前記入力領域の外周に沿って形成され、前記複数の絶縁膜より大きい厚みを有した絶縁性の枠部と、
   前記入力領域を有し、前記複数の第１配線及び複数の第２配線に対向配置された第２基板と、
   前記第１基板及び第２基板間に介在され、前記第１基板及び第２基板を接合した接合材と、を備えるタッチパネル。
2. 前記枠部の厚みは、１０μｍ以上である請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記枠部は、有機絶縁材料で形成されている請求項１に記載のタッチパネル。
4. 表示面を有した画像表示部と、
   前記表示面上方に設けられたタッチパネルと、を具備し、
   前記タッチパネルは、
   入力領域を有した第１基板と、
   それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、第１方向に延出し、前記第１方向に直交した第２方向に並べられた複数の第１配線と、
   それぞれ、前記第１基板の入力領域上に配置され、前記第２方向に延出し、前記第１方向に並べられた複数の第２配線と、
   それぞれ前記第１基板上の前記複数の第１配線及び複数の第２配線の複数の交差部に配置され、前記複数の第１配線及び複数の第２配線間に介在された複数の絶縁膜と、
   前記第１基板上に配置され、前記入力領域の外周に沿って形成され、前記複数の絶縁膜より大きい厚みを有した絶縁性の枠部と、
   前記入力領域を有し、前記複数の第１配線及び複数の第２配線に対向配置された第２基板と、
   前記第１基板及び第２基板間に介在され、前記第１基板及び第２基板を接合した接合材と、を備える画像表示装置。

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