JP5537915B2 - タッチパネル - Google Patents

Description

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係わり、特に、入力領域の外側に形成される配線に適用して有効な技術に関する。

近年、モバイル機器の普及において、“人にやさしい”グラフィカルユーザインターフェースを支えるタッチパネル技術が重要となってきている。
このタッチパネル技術として、静電容量結合方式のタッチパネルが知られており、この静電容量結合方式のタッチパネルとして、観察者の指がタッチしたタッチ位置を検出するものが知られている。（下記、特許文献１参照）
前述の特許文献１に記載されているタッチパネルは、Ｘ方向の電極とＹ方向の電極との結合容量を検出して、観察者がタッチした位置座標を検出している。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開２００８−３１０５５０号公報

図７は、従来の静電容量結合方式のタッチパネルを説明するための図である。
図７に示すように、従来の静電容量結合方式のタッチパネルは、複数のＸ電極１と、このＸ電極１と交差する複数のＹ電極２とを有する。
複数のＸ電極１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とが交互に複数配置された電極パターンで形成される。複数のＹ電極２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とが交互に複数配置された電極パターンで形成される。
複数のＸ電極１と、複数のＹ電極２とが形成される領域が入力領域ＥＲＩであり、入力領域ＥＲＩの周囲に配置された周辺領域には、複数のＸ電極１と、複数のＹ電極とに接続される複数の配線層ＭＬが配置されている。
ここで、配線層ＭＬは、図８に示すように、下層となる透明導電層（ＩＴＯ；Ｉndium Ｔin Ｏxide）１０と、例えば、銀合金材料等から成る金属層１１とで構成される。なお、図８は、図７に示す配線層ＭＬの角部の部分を拡大して示す図である。

前述の配線層ＭＬは、図９の工程で形成される。
（１）基板（例えば、ガラス基板などの透明基板）２１上に、透明導電層となる透明導電膜Ｆ１０を全面に形成する。（図９の（ａ））
（２）次に、前述の透明導電膜Ｆ１０上に、金属層１１となる金属膜を形成し、一連のフォトリソグラフィ技術により、配線層ＭＬの上層となる金属層１１を形成する。（図９（ｂ））
（３）次に、例えばポジ型レジストを用いて、金属層１１上に、レジスト膜を形成した後、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫを使用して光（例えば、紫外線）を照射し、レジスト膜を選択的に現像し、金属層１１上にのみレジスト膜ＲＦを残す。（図９（ｃ））
（４）次に、ウエットエッチングで、透明導電膜Ｆ１０をエッチングし、レジスト膜ＲＦを除去して、透明導電膜Ｆ１０を形成する。（図９（ｄ））
ここで、一般的に、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫは、図１０に示すように、光（例えば、紫外線）が透過する基板ＭＳＢ上に、透明導電層１０を形成するためのマスクパターンＭＰＡが、クロム（Ｃｒ）膜で形成されている。

透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫの表面は、光を照射したときのレジスト膜ＲＦの化学反応等により汚染されるので、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫは、洗浄する必要がある。
しかしながら、この洗浄により、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのクロム膜のマスクパターンＭＰＡが劣化する。特に、クロム膜のマスクパターンＭＰＡの劣化は、入力領域ＥＲＩから最も遠い位置に形成される配線層ＭＬの角部（コーナー部）において著しい。
そのため、図１１に示すように、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのクロム膜のマスクパターンＭＰＡの劣化により、レジスト膜ＲＦのパターンが細くなり、コーナ部が丸まってしまい、金属層１１の一部がレジスト膜ＲＦからはみ出してしまう場合が想定される。なお、図１１は、クロム膜のマスクパターンＭＰＡが劣化した状態の、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫを使用して、金属層１１上に形成されたレジスト膜ＲＦの状態を示す図であり、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は断面図である。
この図１１に示す状態において、透明導電層１０を形成するために、ウエットエッチングを行うと、図１２に示すように、エッチング液が浸食し、金属層１１もエッチングされることになるので、配線層ＭＬが欠ける、あるいは、断線するという問題点がある。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、タッチパネルにおいて、マスクパターンの劣化により、入力領域の外側に形成される配線が欠ける、あるいは、断線するまでの期間を長くすることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記なら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する。

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、下記の通りである。
（１）入力領域と、前記入力領域の周囲に形成された複数の配線とを有し、前記入力領域は、複数のＸ電極と、前記Ｘ電極と交差する複数のＹ電極とを有し、前記複数の配線の各々は、前記複数のＸ電極および前記Ｙ電極の中の対応する電極に接続される静電容量結合方式のタッチパネルであって、前記複数の配線の各々は、導電層と、前記導電層上に形成される金属層とを有し、前記導電層は、前記金属層よりも幅広に形成され、前記複数の配線は、角部を有し、前記複数の配線の中で、前記入力領域から最も遠い位置に配置される配線の前記金属層は、前記角部が面取りされている。
（２）（１）において、前記入力領域から最も遠い位置に形成される配線の角部の前記金属層の面取り部の幅をＷ１、前記入力領域から最も遠い位置に形成される配線の直線部分の前記金属層の幅の平均値をＷ２とするとき、０．８×Ｗ２≦Ｗ１≦１．２×Ｗ２を満足する。

（３）入力領域と、前記入力領域の周囲に形成された複数の配線とを有し、前記入力領域は、複数のＸ電極と、前記Ｘ電極と交差する複数のＹ電極とを有し、前記複数の配線の各々は、前記複数のＸ電極および前記Ｙ電極の中の対応する電極に接続される静電容量結合方式のタッチパネルであって、前記複数の配線の各々は、導電層と、前記導電層上に形成される金属層とを有し、前記導電層は、前記金属層よりも幅広に形成され、前記複数の配線の中で、前記入力領域から最も遠い位置に形成される配線の外側に、前記複数のＸ電極あるいは前記Ｙ電極のいずれの電極にも接続されないダミー配線を有する。
（４）（３）において、前記ダミー配線には、基準電圧が供給される。

（５）（１）または（３）において、前記導電層は、透明導電膜で構成される。
（６）（１）または（３）において、前記複数の配線の各々は、前記金属層上に絶縁膜を挟んで配置される上部導電層を有し、前記上部導電層は、前記複数の配線のそれぞれの前記導電層と電気的に接続される。
（７）（６）において、前記導電層と前記上部導電層とは、透明導電膜で構成される。
（８）（１）または（３）において、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とは、透明導電膜で構成される。
（９）（１）または（３）において、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とは、絶縁膜を挟んで形成される。
（１０）（１）または（３）において、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とは、互いに重なり合う交差部と、２つの交差部間に形成された電極部とを有し、前記Ｘ電極の電極部と交差部、および前記Ｙ電極の電極部は、同一層に形成され、前記Ｙ電極の交差部は、絶縁膜を挟んで異なる層に形成される。
（１１）（１）ないし（１０）の何れかの静電容量結合方式のタッチパネルを、表示パネルの観察者側の面上に配置したことを特徴とするタッチパネル付き表示装置である。

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。
本発明のタッチパネルによれば、マスクパターンの劣化により、入力領域の外側に形成される配線が欠ける、あるいは、断線するまでの期間を長くすることが可能となる。

本発明の前提となる静電容量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１のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。 図１のＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図である。 本発明の実施例の静電容量方式のタッチパネルの周辺領域に配置される複数の配線層の中で、入力領域から最も遠い位置に配置される配線層の角部の部分を拡大して示す図である。 本発明の実施例の静電容量方式のタッチパネルの周辺領域に配置される配線層ＭＬの配置状態を示す図である。 本発明の各実施例静電容量方式のタッチパネルを用いるタッチパネル付き表示装置を示す図である。 従来の静電容量結合方式のタッチパネルを説明するための図である。 図７に示す配線層の角部の部分を拡大して示す図である。 図７に示す配線層の製作方法を説明するための図である。 透明導電層形成用のホトマスクを説明するための図である。 クロム膜パターンが劣化した状態の、透明導電層形成用のホトマスクを使用して、金属層上に形成されたレジスト膜の状態を示す図である。 図１１に示す状態でエッチングを行った後の配線層の状態を示す図である。

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、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。
［本発明の前提となるタッチパネルの構造］
図１は、本発明の前提となる静電容量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２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。
図３は、図１のＢ−Ｂ’線に沿った断面構造を示す断面図である。
本発明の前提となる静電容量方式のタッチパネル２０は、基板２１の観察者側の面上において、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並設される複数のＸ電極１と、この複数のＸ電極１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並設される複数のＹ電極２とを有する。
複数のＹ電極２の各々は、第１部分２ａと、この第１部分２ａの幅よりも広い幅の第２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Ｙ電極２は、基板２１の観察者側の面上に配置される。基板２１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。

複数のＸ電極１の各々は、第１部分１ａと、この第１部分１ａの幅よりも広い幅の第２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Ｘ電極１の第１の部分１ａは、基板２１の観察者側の面上に形成された絶縁膜１２上に配置される。
複数のＸ電極１の第２部分１ｂは、基板２１の観察者側の面上に、Ｙ電極２とは分離して形成されている。なお、複数のＸ電極１の第１部分１ａは、その上層に形成された保護膜１３で覆われている。
Ｘ電極１の第１部分１ａは、Ｙ電極２の第１部分２ａと平面的に交差し、この第１部分２ａを挟んで隣り合う２つの第２部分１ｂに、Ｘ電極１の第１部分１ａとＹ電極２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接続されている。
Ｙ電極２の第２部分２ｂは、隣り合う２つのＸ電極１において、平面的に見たとき、各々の第１部分１ａの間に配置されている。Ｘ電極１の第２部分１ｂは、隣り合う２つのＹ電極２において、平面的に見たとき、各々の第１部分２ａの間に配置されている。即ち、Ｙ電極２は、Ｘ電極１間にＸ電極１と交差する部分の幅よりも広い幅の部分を有し、Ｘ電極１は、Ｙ電極２間にＹ電極２と交差する部分の幅よりも広い幅の部分を有している。

複数のＹ電極２及びＸ電極１が配置された領域が入力領域ＥＲＩであり、この入力領域ＥＲＩの周囲には、図１に示すように、複数のＹ電極２の各々と、複数のＸ電極１の各々と電気的に接続された複数の配線層ＭＬが配置されている。これら複数の配線層ＭＬは、複数のＹ電極２および複数のＸ電極１と、駆動回路とを電気的に接続する配線である。
図２、図３に示すように、複数の配線層ＭＬは、基板２１の観察者側の面（主面）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。複数の配線層ＭＬは、各電極（Ｘ電極１，Ｙ電極２）の終端において、対応する電極（Ｘ電極１，Ｙ電極２）と電気的に接続されている。
複数のＸ電極１及び複数のＹ電極２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る。また、配線層ＭＬは、例えばＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）等の透明性導電材料で形成される下層の透明導電層１０と、例えば、銀合金材料等から成る上層の金属層１１とで構成される。

さらに、複数の配線層ＭＬの各々は、金属層１１上に絶縁膜１２を挟んで形成され、例えばＩＴＯ（Ｉndium Ｔin Ｏxide）等の透明性導電材料から成る上部透明導電層１０Ｕを有する。この上部透明導電層１０Ｕは、配線層ＭＬの端子部の近傍の絶縁膜１２に形成されたコンタクトホール１２ｂを介して、複数の配線層ＭＬの各々の透明導電層１０とそれぞれ電気的に接続されている。
本実施例のタッチパネル２０には、タッチパネル２０の一辺に接続されるフレキシブルプリント基板上の配線を介して、駆動回路から出力する信号が供給される。
ここで、フレキシブルプリント基板の配線には、スルーホールが形成されており、スルーホールを介して裏面の交差配線と配線とが電気的に接続している。交差配線は多数の配線と交差し、他端に形成されたスルーホールを介して再度配線に接続される。これにより、本実施例では、複数のＸ電極１及び複数のＹ電極２のそれぞれには、両端から、駆動回路から出力される駆動電圧が供給される。

次に、本発明の前提となる静電容量方式のタッチパネル２０の製造方法について、図１乃至図３を参照して説明する。
（１）まず、基板（例えば、ガラス基板などの透明基板）２１の観察者側の面上に、透明導電層となる第１の透明導電膜を全面に形成する。（前述の図９の（ａ）参照）
（２）次に、前述の第１の透明導電膜上に、金属層１１となる金属膜を形成し、フォトリソグラフィ技術により、配線層ＭＬの上層の金属層１１を形成する。（前述の図９（ｂ）参照）
（３）次に、例えばポジ型レジストを用いて、金属層１１上に、電極パターン及び配線層の導電膜パターンを有する第１のマスクを形成し、その後、前述の第１のマスクをエッチングマスクとして使用し、前記第１の透明導電膜をエッチングすることにより、複数のＹ電極２、および複数のＸ電極１の第２部分１ｂ、および配線層ＭＬの下層の透明導電層１０を形成する。（前述の図９（ｃ）、（ｄ）参照）この工程において、Ｘ電極１及びＹ電極２は、各々の終端が、対応する配線層ＭＬと電気的に接続される。
（４）次に、前述の第１のマスクを除去し、その後、複数のＹ電極２、および複数のＸ電極１の第２部分１ｂ、および配線層ＭＬ上を含む基板２１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、数のＹ電極２、および複数のＸ電極１の第２部分１ｂ、および配線層ＭＬは絶縁膜１２で覆われる。

（５）次に、絶縁膜１２の必要な部分にコンタクトホール１２ａ，１２ｂを形成し、その後、コンタクトホール１２ａ，１２ｂ内を含む絶縁膜１２上に、透明導電層となる第２の透明導電膜を全面に形成する。
（６）次に、例えばポジ型レジストを用いて透明性導電膜上に、複数のＸ電極１の第１の部分１ａ、および配線層ＭＬのパターンを有する第２のマスクを形成し、その後、前述の第２のマスクをエッチングマスクとして使用し、前述の第２の透明導電膜をエッチングすることにより、絶縁膜１２上に、複数のＸ電極１の第１の部分１ａと、配線層ＭＬの上部透明導電層１０Ｕを形成する。この工程において、上層の複数のＸ電極１の第１の部分１ａは、コンタクトホール１２ａを介して下層のＸ電極１の第２部分１ｂと電気的に接続される。また、各配線層ＭＬの上部透明導電層１０Ｕは、コンタクトホール１２ｂを介して各配線層ＭＬの透明導電層１０にそれぞれ電気的に接続される。
（７）次に、前述の第２のマスクを除去し、その後、複数のＸ電極１の第１の部分１ａと上部透明導電層１０Ｕ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３に示す構造となる。この工程において、Ｘ電極１の第１の部分１ａと上部透明導電層１０Ｕは保護膜１３で覆われる。
なお、前述の説明において、Ｘ電極１と、Ｙ電極２とは、それぞれ異なる層に、例えば、Ｙ電極２は絶縁膜１２上に形成するようにしてもよい。この場合は、Ｙ電極２は、絶縁膜１２に形成されたコンタクトホールを介して配線層ＭＬと電気的に接続する必要がある。

［実施例１］
図４は、本発明の実施例の静電容量方式のタッチパネル２０の周辺領域に配置される、複数の配線層ＭＬの中で、入力領域ＥＲＩから最も遠い位置に配置される配線層ＭＬの角部の部分を拡大して示す図である。
本実施例では、図４に示すように、配線層ＭＬの上層の金属層１１を形成するマスクのパターンを変更し、配線層ＭＬの角部において、上層の金属層１１を面取りしたことを特徴とする。ここで、配線層ＭＬの角部の金属層１１の面取り部の最小幅（最も狭い部分の幅）をＷ１、入力領域から最も遠い位置に形成される配線層ＭＬの直線部分の金属層１１の幅の平均値をＷ２とするとき、０．８×Ｗ２≦Ｗ１≦１．２×Ｗ２を満足するようにされる。
これにより、本実施例では、図１１に示すように、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのマスクパターンＭＰＡの劣化で、レジスト膜ＲＦのパターンが細くなり、コーナ部が丸まってしまっても、金属層１１の一部がレジスト膜ＲＦからはみ出すまでの期間を長くすることができる。即ち、本実施例では、配線層ＭＬの上層の金属層１１の、レジスト膜ＲＦからのはみ出しに対する裕度を上げることができる。
そのため、本実施例では、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのマスクパターンＭＰＡの劣化により、配線層ＭＬが欠ける、あるいは、断線するまでの期間を延ばすことができるので、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのマスクパターンＭＰＡの劣化に対する配線層ＭＬの断線裕度を上げることができる。

［実施例２］
図５は、本発明の実施例の静電容量方式のタッチパネル２０の周辺領域に配置される配線層ＭＬの配置状態を示す図である。
図５に示すように、本実施例では、複数の配線層ＭＬの中で入力領域ＥＲＩから最も遠い位置に配置される配線層ＭＬの外側に、ダミー配線層ＭＬＤを形成したことを特徴とする。本実施例において、ダミー配線層ＭＬＤは、各配線層ＭＬと同様、下層の透明導電層１０と上層の金属層１１と、上部透明導電層１０Ｕで構成され、各配線層ＭＬと同一の間隔で配置される。また、このダミー配線層ＭＬＤは、複数のＹ電極２あるいは複数のＸ電極１のいずれの電極とも電気的に接続されることがない。
一般に、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫの洗浄工程において、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのマスクパターンＭＰＡが劣化するが、最外側の配線層ＭＬの透明導電層形成用のマスクパターンＭＰＡの劣化が、極めて大きく、内側の配線像層ＭＬの透明導電層形成用のマスクパターンＭＰＡの劣化は、極めて小さい。
したがって、本実施例でも、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのマスクパターンＭＰＡの劣化で、レジスト膜ＲＦのパターンが細くなり、コーナ部が丸まってしまうまでの期間を長くすることができるので、金属層１１の一部がレジスト膜ＲＦからはみ出すまでの期間を長くすることができる。そのため、本実施例でも、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのマスクパターンＭＰＡの劣化により、配線層ＭＬが欠ける、あるいは、断線するまでの期間を延ばすことができるので、透明導電層形成用のホトマスクＭＳＫのマスクパターンＭＰＡの劣化に対する配線層ＭＬの断線裕度を上げることができる。なお、本実施例において、ダミー配線層ＭＬＤに接地電位等が供給するようにしてもよい。

図６は、前述の各静電容量方式のタッチパネルを用いるタッチパネル付き表示装置を示す図である。
図６に示すタッチパネル付き表示装置は、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前述の各実施例の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。液晶表示パネル３０は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域と、この表示領域の周囲に配置された非表示領域とを有している。
また、図６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、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。
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。

１ Ｘ電極
１ａ，２ａ 第１部分
１ｂ，２ｂ 第２部分
２ Ｙ電極
１０ 透明導電層
１０Ｕ 上部透明導電層
１１ 金属層
１２ 絶縁膜
１２ａ，１２ｂ コンタクトホール
１３ 保護膜
２０ タッチパネル
２１ 基板
３０ 液晶表示パネル
４０ バックライト
ＥＲＩ 入力領域
ＭＬ 配線層
ＭＬＤ ダミー配線層
Ｆ１０ 透明導電膜
ＲＦ レジスト膜
ＭＳＢ 光（例えば、紫外線）が透過する基板
ＭＳＫ 透明導電層形成用のホトマスク
ＭＰＡ マスクパターン

Claims (5)

1. 入力領域に形成された複数のＸ電極と複数のＹ電極と、
   前記複数のＸ電極と前記複数のＹ電極とに接続された複数の配線とを有する静電容量方式のタッチパネルであって、
   前記複数の配線の中で、前記入力領域から最も遠い位置に形成される配線の外側に、前記複数のＸ電極あるいは前記複数のＹ電極のいずれにも接続されないダミー配線を有し、
   前記ダミー配線には、基準電位或いは接地電位が供給されており、
   前記ダミー配線は、金属層を有しており、
   前記金属層の角部は面取りされており、前記面取り部の幅をＷ１、前記ダミー配線の直線部分の前記金属層の幅の平均値をＷ２とするとき、０．８×Ｗ２≦Ｗ１≦１．２×Ｗ２を満足することを特徴とするタッチパネル。
2. 前記ダミー配線は、透明導電膜が前記金属層と積層されたものであり、
   前記透明導電膜は面取りされていないことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記複数のＸ電極と複数のＹ電極と前記複数の配線と前記ダミー配線とは、絶縁性の基板上に形成されており、
   前記透明導電膜は、前記金属層と前記基板との間に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル。
4. 前記ダミー配線は、前記金属層と、絶縁層を介して設けられた第１の透明導電膜とを有していることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。
5. 前記複数のＸ電極と複数のＹ電極と前記複数の配線と前記ダミー配線とは、絶縁性の基板上に形成されており、
   前記ダミー配線は、更に、前記金属層と前記基板との間に形成された第２の透明導電膜を有していることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。

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