JPWO2011033907A1 - タッチパネルおよびこれを備えた表示装置 - Google Patents

Abstract

簡単な構成によって、透明な絶縁基板上に形成されたタッチ電極が視認されることを防止可能なタッチパネルを提供する。タッチパネル（１００）は、絶縁性の透明な基板（１）と、該基板（１）上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極（２）と、前記基板（１）上の前記タッチ電極（２）が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極（３）とを有する。前記タッチ電極（２）および前記フローティング電極（３）は、それぞれ、複数の微細領域（２ａ、３ａ）を形成するスリット（８、９）を有する。

Description

本発明は、透明な絶縁基板上に透明導電膜によってタッチ電極が形成されたタッチパネル、および、このタッチパネルを備えた表示装置に関する。

近年、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）やパームトップコンピュータ、携帯用ゲーム機器などの普及に伴い、表示装置と組み合わせられる入力手段として、透明な基板上に形成されたタッチパネルが広く知られている。

例えば、タッチパネル付きの表示装置である液晶表示装置では、透明なタッチパネルが液晶パネルの画像表示面に重ねられている。これにより、前記液晶表示装置では、タッチパネル越しに液晶パネルに表示される画像を見ることができる。そして、タッチパネルの外面、すなわち、液晶パネルの表示画像を観察する側の表面を指先や入力ペンなどによって押圧すると、その位置を検出することができる。これにより、タッチパネルへの入力内容をＰＤＡなどの使用機器の制御に反映させることが可能となる。

透明な基板を用いたタッチパネルは、位置検出の方法に応じて、静電容量方式や抵抗膜方式などの種類がある。抵抗膜方式のタッチパネルは、フィルムおよびガラスの２枚構造を有していて、タッチパネルの外面が押圧されると、フィルムが押し下げられてショートすることによりタッチ位置を検出するように構成されている。そのため、抵抗膜方式のタッチパネルは、動作温度範囲が狭い点や経時変化に弱い点などの欠点を有している。

これに対し、静電容量方式のタッチパネルでは、ガラスやフィルムなどの透明な絶縁性基板上に透明導電膜のタッチ電極が平面的なパターンとして形成されている。この静電容量方式のタッチパネルは、タッチ電極によって形成される静電容量の変化によってタッチ位置を検出できるように構成されている。静電容量方式のタッチパネルは、一枚の基板にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電膜を形成すればよいため、製造が容易で耐久性も高いという特性を有しており、近年、様々な用途に用いられている。特に、所定の間隔で配置される平面的な所定のパターンによってタッチ電極が形成される投影型の静電容量方式は、複数のタッチ点を同時に検出可能ないわゆるマルチタッチに対応しているため、近年、特に注目が集まっている。

タッチパネルのタッチ電極は、タッチ位置の精度を向上させるために低い抵抗値であることが要求される。ＩＴＯなどの透明導電膜において抵抗値を低くするためには、透明導電膜の厚みを一定の値以上にする必要がある。ところが、透明導電膜の厚みが厚くなるにつれて、該透明導電膜の形成部分と非形成部分との境界で光の屈折率の変化が大きくなる。そうすると、パターン化されたタッチ電極が使用者に視認されてしまい、タッチパネル越しに見える表示画像の画像品位を低下させてしまう。

このようにタッチ電極のパターンによって表示画像の画像品位が低下する問題を解決するために、例えば、タッチ電極が形成されるフィルム基材に少なくとも一層以上のアンダーコートを施すことが提案されている（特開２００９−７６４３２号公報参照）。

しかし、上記従来のフィルム基材を用いたタッチパネルでは、透明基板に一層以上のアンダーコートを施すため、製造工数が増えてコスト増に繋がる。

また、上述のようなアンダーコート層を表示装置に形成した場合には、タッチパネルの透過率が低下して、表示画像が見えにくくなる。

本発明は、簡単な構成によって、透明な絶縁基板上に形成されたタッチ電極が視認されることを防止可能なタッチパネルを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、絶縁性を有する透明な基板と、該基板上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極と、前記基板上の前記タッチ電極が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極とを有し、前記タッチ電極および前記フローティング電極は、それぞれ、複数の微細領域を形成するスリットを有する。

前記実施形態の構成により、使用者がタッチ電極のパターンを視認することを効果的に防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態にかか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は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域を示す部分拡大平面図である。 図３は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域の構造を拡大して示す部分拡大平面図である。 図４は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域の別の形状を示す部分拡大平面図である。 図５は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネルにおいて、タッチ電極およびフローティング電極に形成された微細領域のさらに別の形状を示す部分拡大平面図である。 図６は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置において、タッチ電極、引き出し配線、端子の各構成を示す断面図である。 図７は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法における最初の工程を示す断面図である。 図８は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法における次の工程を示す断面図である。 図９は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法における最後の工程を示す断面図である。

本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、絶縁性を有する透明な基板と、該基板上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極と、前記基板上の前記タッチ電極が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極とを有し、前記タッチ電極および前記フローティング電極は、それぞれ、複数の微細領域を形成するスリットを有する（第１の構成）。

上記構成により、タッチ電極が形成されていない部分に、透明導電膜で形成されたフローティング電極が形成されるため、透明導電膜からなるタッチ電極を目立たなくすることができる。さらに、タッチ電極およびフローティング電極がともに微細領域に分割されているため、タッチ電極のパターン形状を、より一層、使用者に視認されにくくすることができる。

前記第１の構成において、前記フローティング電極の前記微細領域は、互いに分離していて電気的に非接触状態であることが好ましい（第２の構成）。このようにすることで、タッチ位置を検出する電極として機能しないフローティング電極に、浮遊電荷がチャージされることを効果的に防止することができ、タッチ位置検出の誤差を軽減することができる。

前記第１または第２の構成において、前記タッチ電極の前記微細領域および前記フローティング電極の前記微細領域は、同じ形状を有していることが好ましい（第３の構成）。このようにすることで、タッチパネルの表面全体にほぼ同じ形状の微細領域パターンが形成される。これにより、タッチ電極のパターンが使用者に視認されることをより確実に防止することができる。

前記第１から第３の構成のうちいずれか一つの構成において、前記タッチ電極および前記フローティング電極は、前記基板上に形成された単一の透明導電膜をパターニングして形成されたものであることが好ましい（第４の構成）。このようにすることで、タッチ電極とフローティング電極とを同じ厚さで且つ同じ色調の電極にすることができ、使用者に視認されにくくなる。しかも、上述の構成により、タッチ電極とフローティング電極とを同時に形成できるので、製造工程を簡略化することができる。

前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記タッチ電極と前記フローティング電極との間隔が１００μｍ以下であることが好ましい（第５の構成）。

前記第１から第５の構成のうちいずれか一つの構成において、前記基板上に形成された端子、該端子と前記タッチ電極とを接続する引き出し配線、および、前記タッチ電極同士を接続する接続配線のうち少なくとも一部は、アルミ膜と透明導電膜との積層構造を有していて、前記透明導電膜は、前記アルミ膜を覆うように形成されていることが好ましい（第６の構成）。このようにすることで、アルミ膜にガルバニック腐食が生じるのを防止できる。これにより、アルミ膜に生じたガルバニック腐食によって該アルミ膜の形状が使用者に明瞭に視認されることを防止できる。

本発明の一実施形態にかかる表示装置は、第１から第６の構成のいずれか一つのタッチパネルと、表示パネルとを備え、前記タッチパネルと前記表示パネルとを積層した状態で、該タッチパネル越しに該表示パネルの表示画像を視認可能に構成されている（第７の構成）。

このようにすることで、タッチ電極パターンが使用者に視認されにくいという前記タッチパネルの特長を活かして、表示パネルにおける表示画像の画像品位の低下を防止可能な表示装置が得られる。

前記第７の構成において、前記タッチパネルの基板は、前記表示パネルの複数の基板のうちの一つを兼ねていることが好ましい（第８の構成）。このようにすることで、表示パネルにおける表示画像の画像品位の低下を防止可能なタッチパネル付き表示装置において、装置の薄型化を図れる。これにより、コンパクトな表示装置を実現できる。

また、前記表示パネルは液晶パネルであることが好ましい（第９の構成）。

（実施の形態）
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下の実施形態の説明では、タッチパネルの一例として、投影型静電容量式であり、且つ、液晶パネルの前面基板をタッチパネルの基板として用いた液晶表示装置のタッチパネルを説明する。

しかし、以下の説明は、タッチパネル、および、該タッチパネルを備えた表示装置の構成や用途を限定するものではない。本発明の一実施形態にかかるタッチパネルは、投影型静電容量方式に限らず、平面的なパターンによって形成された透明導電膜をタッチ電極とする各種タッチパネルに用いることができる。例えば、互いに直交するＸ方向およびＹ方向に延びるタッチ電極が形成された２層構造のタッチパネルなどにも用いることができる。また、本発明の一実施形態にかかる表示装置も、表示パネルとして液晶パネルを用いた構成に限らず、有機および無機のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネルや、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、さらには、電界放出型ディスプレイなどの各種の平板型ディスプレイを表示パネルとして用いることができる。

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、本発明にかかる表示装置は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備えることができる。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必ずしも忠実に表したものではない。

図１は、本発明の一実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置のタッチパネル部を示す平面図である。

本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置は、データを入力するためのタッチパネル１００と、表示画像を表示する後述の液晶パネル２００とを備えている。

タッチパネル１００は、絶縁性基板であるガラス基板１上にＩＴＯからなる透明導電膜をパターン形成することによって得られるタッチ電極２を備えている。本実施形態のタッチパネル１００は投影型静電容量方式である。そのため、タッチ電極２は、図１に示すように、同じ大きさの略長方形の電極パターンからなり、ガラス基板１上に複数並んで形成されている。具体的には、本実施形態のタッチパネル１００では、図１に示すように、横方向に１０個並んだ電極パターンが縦方向に上下２列設けられている。これにより、タッチパネル１００は、合計２０個の電極パターンを有している。

なお、タッチ電極２の配置パターンは、図１に示した配置例に限らない。したがって、各タッチ電極２のパターン形状は、図１に示した長方形状以外の形状であってもよく、また、横および縦に配列されるパターンの個数も、横方向に１０個および縦方向に２列の合計２０個に限定されない。

投影型静電容量方式のタッチパネルでは、タッチパネルに接触した使用者の指の位置を検知できるように、タッチ電極を所定の間隔、例えば２００μｍ〜８００μｍ程度の間隔で設ける必要がある。このため、タッチ電極同士の間には、タッチ電極が形成されていない領域が存在する。

本実施形態のタッチパネル１００では、図１に示すように、タッチ電極２同士の間に、タッチ電極２と同じくＩＴＯ等の透明導電膜からなるフローティング電極３が形成されている。

なお、フローティング電極３は、後述するように、タッチ電極２の電極パターンを使用者が視認しにくくするように設けられていて、その配置や形状についてはタッチ電極２のような制約はない。具体的には、図１に示す本実施形態のタッチパネル１００では、図１において横方向に隣り合うタッチ電極２同士の間には、タッチ電極２の長辺と同じ長さの長辺を有する長方形のフローティング電極３が配置されている。一方、縦方向に隣り合うタッチ電極２同士の間には、タッチ電極２同士を接続する接続配線６を避けるように、さまざまな縦横比を有する四角形のフローティング電極３が形成されている。しかし、これらはあくまでもフローティング電極３の形状および配置を例示するものに過ぎず、フローティング電極３の形状および配置を制限するものではない。

図２は、図１中に点線で囲んだＤ部の拡大図である。

図２に示すように、本実施形態のタッチパネル１００のタッチ電極２には、略十字状のスリット８が複数、形成されている一方、フローティング電極３には、格子状のスリット９が形成されている。このフローティング電極３のスリット９は、タッチ電極２のスリット８が目立たないように設けられている。

具体的には、タッチ電極２には、略十字状のスリット８によって、略正方形状の微細領域２ａが形成されている。一方、フローティング電極３は、格子状のスリット９によって、タッチ電極２の微細領域２ａと同じ大きさの略正方形状の微細領域３ａに分割されている。タッチ電極２およびフローティング電極３は、両者の間に隙間７が形成されるように配置されている。なお、微細領域２ａ，３ａは、一辺の長さが隙間７の幅に対して４倍以上の長さになるように形成されるのが好ましい。隙間７の幅は、後述するように、１００μｍ以下が好ましい。

図２に示すように、タッチ電極２における微細領域２ａは、独立した略十字状のスリット８によって形成されている。そのため、隣り合う微細領域２ａはその一部分で互いに繋がっていて、全体として一つの電位を有するタッチ電極２を構成している。本実施形態では、タッチ電極２の静電容量の変化が後述する引き出し配線４を介して端子５に出力される。これにより、図示しない検出回路等によって、端子５の出力に基づいてタッチ位置の検出を行うことができる。

一方、フローティング電極３の微細領域３ａは、連続した格子状のスリット９によって区画されている。そのため、微細領域３ａは、それぞれが独立していて電気的に非接触な領域になっている。フローティング電極３は、タッチ電極２のように電位を把握する必要がない一方で、面積が大きいと、フローティング電極３自体に電荷が溜まりやすくなってしまう。このため、上述のように、フローティング電極３の微細領域３ａを互いに電気的に非接触なものとすることで、フローティング電極３に溜まった電荷がタッチ電極２におけるタッチ位置検出信号のノイズになるのを防止できる。これにより、フローティング電極３に溜まった電荷が正確なタッチ位置検出の障害となることを有効に防止することができる。

タッチ電極２の微細領域２ａおよびスリット８の構成，ならびに、フローティング電極３の微細領域３ａおよびスリット９の構成について、図３を用いて詳細に説明する。

図３は、本実施形態のタッチパネル１００を図２よりもさらに拡大して示す拡大平面図である。具体的には、図３は、図２中に点線で領域Ｅとして示した部分を拡大して示す図である。

図３に示すように、本実施形態のタッチパネル１００では、タッチ電極２の微細領域２ａおよびフローティング電極３の微細領域３ａをともに略正方形状に形成している。このように、タッチ電極２の微細領域２ａとフローティング電極３の微細領域３ａとを同じ形状にすることで、タッチパネル１００の表面に形成されている透明導電膜全体がほぼ同じ外観表面形状を呈することになる。これにより、使用者が、タッチ電極２のパターンを視認することをより効果的に防止することができる。

また、図３に示すように、本実施形態のタッチパネル１００では、タッチ電極２の微細領域２ａの長さＴｃ、Ｔｄと、フローティング電極３の微細領域３ａの長さＦｃ、Ｆｄとは同等の長さを有している。また、タッチ電極２に形成されたスリット８の幅である長さＴａ、Ｔｂと、フローティング電極に形成されたスリット９の幅である長さＦａ、Ｆｂとが同等の長さを有している。

本実施形態では、さらに、Ｔａ、Ｔｂ、Ｆａ、Ｆｂと、タッチ電極２とフローティング電極３との隙間７の幅である長さＳとが同等の長さを有している。この構成により、図３に示すように、タッチ電極２およびフローティング電極３に渡って同じパターンで透明導電膜が繰り返し形成されることになる。そのため、使用者がタッチ電極２のパターンを視認することを効果的に防止できる。なお、この隙間７の幅が大きすぎると、タッチ電極２が形成されていない部分にフローティング電極３を形成して、タッチ電極２の形成パターンを使用者が視認しにくくなるという本発明の効果が得にくくなる。このような観点から、タッチ電極２とフローティング電極３との間隔である隙間７の幅Ｓは、１００μｍ以下とすることが好ましい。

タッチ電極２の外周側部分では、スペース上の問題から十字状のスリット８を形成することができない。この場合には、スリットを形成しないことも考えられる。しかしながら、スリットを形成しないことは、タッチパネルの表面全体でより均一な繰り返しパターンを設けて使用者に視認されにくくするという観点からは、あまり好ましくはない。また、隣り合う微細領域２ａを繋げて電気的導通を確保するという観点から、十字状のスリット８を形成できない部分に、フローティング電極３のスリット９の延長となるような切り欠きを設けることも好ましくない。このため、本実施形態のタッチパネル１００では、図３に示すように、タッチ電極２の外周側部分に、スリット８と同等の幅を有し且つ該スリット８に対してスリット８同士と同じ間隔で配置されるスリット８ｂが設けられている。

タッチ電極２におけるスリット８同士の間隔Ｔｅ、Ｔｆは、以下の２つの観点を考慮して、タッチ電極２を形成する透明導電膜の組成や厚さなどから適宜決めることが望ましい。２つの観点とは、タッチ電極２の微細領域２ａをフローティング電極３の微細領域３ａと同じ形状にするという観点、および、タッチ電極２の隣り合う微細領域２ａ同士を電気的に接続して、一つのタッチ電極２として機能させるために必要な導通面積を確保するという観点である。一般的には、スリット８の間隔Ｔｅ、Ｔｆは、タッチ電極２の微細領域２ａの１辺の長さＴｃまたはＴｄの１／３から１／２程度とするのが好ましい。

本実施形態のタッチパネル１００におけるタッチ電極２とフローティング電極３との各部分の大きさの関係を整理すると、以下のようになる。

Ｔａ＝Ｔｂ＝Ｆａ＝Ｆｂ＝Ｓ
Ｔｃ＝Ｔｄ＝Ｆｃ＝Ｆｄ
Ｔｃ／３＜Ｔｅ＜Ｔｃ／２
Ｔｄ／３＜Ｔｆ＜Ｔｄ／２
なお、各寸法の具体的な一例としては、例えばタッチパネル１００のタッチ位置検出領域部分が対角の長さで４インチの大きさの場合、Ｔａ＝１０μｍ、Ｔｃ＝９０μｍ、Ｔｅ＝Ｔｆ＝３０μｍなどとすることができる。

以上、タッチ電極２およびフローティング電極３の詳細な構成について説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、タッチパネルの構成を限定するものではない。例えば、タッチ電極２の微細領域２ａおよびフローティング電極３の微細領域３ａは、いずれも正方形状に限らず、長方形や菱形、三角形などの各種形状にしてもよい。また、特に、フローティング電極３自体の面積が小さい場合などにおいては、フローティング電極３の微細領域３ａを互いに分離して電気的に非接触にする構成は必須ではない。この場合には、微細領域３ａに分割するようにフローティング電極３に形成されたスリットを、タッチ電極２に形成したような十字状のスリットとすることもできる。また、タッチ電極２の微細領域２ａと、フローティング電極３の微細領域３ａとを同じ形状にすることも、タッチパネルの必須の構成ではない。

なお、タッチ電極およびフローティング電極の各微細領域の形状は、タッチ電極およびフローティング電極の材料として用いられる透明導電膜の材料や厚さなどに応じて適宜選択される。すなわち、透明導電膜の材料や厚さなどによって、使用者への見え方が異なる場合（例えば過剰なざらつき感がある場合など）に、これを解消することを目的として、形状パターンが適宜選択される。

ここで、タッチ電極およびフローティング電極の微細領域において、図２および図３に示した略正方形状の構成とは異なる形状の構成を、図面を用いて説明する。

図４は、タッチ電極およびフローティング電極の微細領域の別の形状例を示す図であり、図３に相当する部分の拡大図である。

図４に示すように、タッチ電極２１およびフローティング電極２２は、横長の長方形である微細領域２１ａ、２２ａと、縦長の微細領域２１ｂ、２２ｂとが横方向に交互に並んだパターンになるように形成されている。

なお、タッチ電極２１の微細領域２１ａ、２１ｂは、隣り合う微細領域同士の一部分が繋がっていて電気的に接続されている。これにより、タッチ電極２１は、全体として一つの電極となっている。一方、フローティング電極２２の微細領域２２ａ、２２ｂは、図３の構成と同様、それぞれ完全に分離されていて、フローティング電極の隣り合う微細領域同士が電気的に非接触な状態である。

このように、図４に示すような微細領域の形状にすることで、タッチパネル１００のタッチ領域において、縦方向の微細領域パターンと横方向の微細領域パターンとが異なったパターンとなる。したがって、縦方向および横方向で同じパターンの繰り返しである構成（例えば図３に示した微細領域パターン）ではざらつき感などが生じるが、上述の構成によって、このようなざらつき感を抑え且つタッチ電極パターンを使用者が視認しにくくなるという作用効果を奏する。

図４に示すような微細領域２１ａ、２１ｂを形成するために、タッチ電極２１には、横線を挟んで上下の縦線の位置が左右方向にずれたスリット２４が形成されている。また、図３に示した構成と同様、タッチ電極２１の外周側部分には、短いスリット２４ｂが形成されている。また、フローティング電極２２には、縦方向および横方向にそれぞれ延びる直線状のスリット２５が形成されている。

なお、微細領域２１ａ、２１ｂが形成されたタッチ電極２１および微細領域２２ａ、２２ｂが形成されたフローティング電極２２の大きさの一例として、例えば図３の場合と同様にタッチ領域が４インチ相当である場合には、Ｔａ１＝Ｔｂ１＝Ｆａ１＝Ｆｂ１＝１０μｍ、Ｔｃ１＝Ｔｄ１＝Ｆｃ１＝Ｆｄ１＝２００μｍ、Ｔｅ１＝５０μｍ、Ｔｆ１＝３０μｍである。なお、タッチ電極２１とフローティング電極２２との間隔を、Ｓ＝Ｔａ１＝Ｔｂ１＝Ｆａ１＝Ｆｂ１の１０μｍとすることができる。

図５は、タッチ電極およびフローティング電極の各微細領域のさらに別の形状例を示す図であり、図３および図４に相当する部分の拡大図である。

図５に示すように、タッチ電極３１およびフローティング電極３２は、大きめの略正方形形状である微細領域３１ａ、３２ａと、小さめの略正方形である微細領域３１ｃ、３２ｃと、微細領域３１ｂ、３２ｂとが組み合わされて配置されるパターンを有している。微細領域３１ｂ、３２ｂは、略９０度間隔で三方へ延びる形状、すなわち長方形の長辺の中央部分から外方に向かって突出するような形状を有している。

なお、図５に示す微細領域の形状パターンの場合でも、タッチ電極３１の微細領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、隣り合う微細領域同士の一部分が繋がっていて電気的に接続されている。フローティング電極３２の微細領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが電気的に非接触な状態であることは、図３や図４に示す構成と同じである。

図５に示す微細領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃを形成するために、タッチ電極３１には、形状の異なる２種類のスリット３４ａ、３４ｂが形成されているとともに、タッチ電極３１の外周側部分には、短いスリット３４ｃが形成されている。一方、フローティング電極３２には、微細領域を形成するための連続したスリット３５が形成されている。

図５に示すような微細領域の形状パターンでは、微細領域における同一形状の繰り返しパターンとはさらに異なる形状パターンになるため、微細領域の形状パターンに起因するタッチパネル表面のざらつき感をさらに低減できる可能性がある。

なお、タッチ電極３１およびフローティング電極３２の大きさの一例として、例えば図３や図４の場合と同様にタッチ領域が４インチ相当である場合には、Ｔａ２＝Ｔｂ２＝Ｆａ２＝Ｆｂ２＝１０μｍ、Ｔｃ２＝Ｔｄ２＝Ｆｃ２＝Ｆｄ２＝２００μｍ、Ｔｅ２＝５０μｍ、Ｔｆ２＝３０μｍである。なお、Ｓ＝Ｔａ２＝Ｔｂ２＝Ｆａ２＝Ｆｂ２＝１０μｍとしてもよい。

なお、図３に示したものと同様、図４および図５に示した微細領域の形状パターン例の場合も、特にフローティング電極２２、３２の面積が小さい場合には、フローティング電極２２，３２の微細領域２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃを互いに分離して電気的に非接触とする構成は必須ではない。また、同じく、タッチ電極２１、３１の微細領域２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、フローティング電極２２、３２の微細領域２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃとを同じ形状にすることも、必須の構成ではない。

図１に戻って、タッチ電極２が配置されたタッチ位置の検出領域の周囲には、引き出し配線４が形成されている。タッチ電極２は、引き出し配線４を介して、タッチパネル１００の基板１の一端部に形成された端子５に接続されている。本実施形態のタッチパネル１００では、端子５が４つ設けられている。また、本実施形態のタッチパネル１００では、各タッチ電極２に指先などが近づくことによって生じる静電容量の変化を、４つの端子５から電圧の変化として出力し、図示しない検出回路等によってタッチ位置を検出する。

このため、各タッチ電極２は、タッチ位置の検出領域の周辺に形成された引き出し配線４と、タッチ位置の検出領域内でタッチ電極２同士を接続する接続配線６とによって、端子５に接続されている。

図６は、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の構成を示す断面図である。図６(ａ)は、タッチ電極２およびフローティング電極３が形成された検出領域部分（図１のＡ−Ａ’矢視線の部分）の構成を示している。図６(ｂ)は、引き出し配線４（図１のＢ−Ｂ’矢視線の部分）の構成を示している。図６(ｃ)は、端子（図１のＣ−Ｃ’矢視線の部分）の構成を示している。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置では、外部からのタッチ位置を検出するタッチパネル１００と、表示パネルである液晶パネル２００とが積層されている。また、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置では、液晶パネル２００を構成する一つの基板である前面基板がタッチパネル１００の基板１を兼ねている。

液晶パネル２００は、一般的な透過型の液晶パネルであって、液晶パネル２００を構成する２つのガラス製の基板である前面基板１と背面基板１１との間に液晶層１２を有している。

特に図示しないが、前面基板１の内表面（液晶層１２側の面）には、カラー画像表示のために各画素に対応してカラーフィルタが形成されているとともに、液晶層１２に所定の電圧を印加する対向電極が形成されている。

特に図示しないが、背面基板１１の内表面（液晶層１２側の面）には、マトリクス状に配置される画素電極が設けられている。液晶表示装置では、背面基板１１の画素電極と前面基板１の対向電極との間の電位を調整することによって、液晶層１２の配向状態を変化させて画像表示が行われる。この背面基板１１の画素電極が形成されている領域が液晶パネル２００の表示領域となる。この液晶パネル２００の表示領域は、タッチパネル１００のタッチ位置の検出領域とほぼ一致する。

また、図示しないが、背面基板１１の表示領域には、画素電極の行方向に配置された複数のゲート線と、列方向に配置された複数のソース線と、ゲート線とソース線との交点近傍に配置され、各画素電極に接続されたＴＦＴとが形成されている。ゲート線に順次ゲート電圧を印加することによって、行ごとにスイッチング素子であるＴＦＴがオンとなる。これにより、マトリクス状に配置された画素電極のうち、或る行を選択することができる。そして、その状態で、選択された行に属するそれぞれの画素電極に、ソース線を介して画像表示に必要な電圧を印加する。これを表示領域内の全ての行に対して行うことによって、液晶表示装置に画像を表示させることができる。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）において、タッチパネル１００の図中上側、および、液晶パネル２００の背面基板１１の図中下側には、それぞれ、偏光角が所定角度ずれるように偏光板が配置されている。また、液晶パネル２００の前面基板１および背面基板１１の液晶層１２に面する内表面には、上記した電極類やスイッチング素子を覆う絶縁膜が形成されているとともに、該絶縁膜の表面には液晶分子の配列方向を定める配向膜が形成されているが、これらの構成も液晶パネルとして一般的な構成に過ぎないので、図示および詳細な説明を省略する。

また、液晶パネル２００の背面には、液晶パネル２００で画像を表示するために必要な照射光を照射する図示しないバックライトが配置されている。本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置１００のバックライトは、例えば、サイドライト型またはエッジライト型と呼ばれるタイプであり、平板状の導光体と、その側面に設けられた冷陰極蛍光管または発光ダイオードなどの光源とを備えている。このような構成を有するバックライトでは、導光体の側面から入射した光源からの照射光が、導光体内部で反射を繰り返して拡散伝搬され、液晶パネル２００に対向する側の導光体の主面から均一光として照射される。

なお、液晶表示装置２００のバックライトは、上記したサイドライト型に限らず、液晶パネル２００の背面に、液晶パネル２００側に光を照射するように光源を平面的に配置して、集光シートや拡散シートなどの光学シートを介して液晶パネルに光を照射する、直下型と呼ばれるタイプのライトを用いてもよい。また、光源も、冷陰極蛍光管や発光ダイオードに限らず、熱陰極蛍光管やＥＬ発光体などの各種光源を用いることができる。

また、本実施形態では、液晶パネルの構成として、いわゆるアクティブマトリクス方式のものを例示したが、表示パネルはこれに限らず、いわゆる単純マトリクス方式の液晶パネルであってもよい。さらに、液晶パネルの駆動方法も、対向する基板間に電圧を印加する、いわゆる垂直配向方式に限らず、基板の平面方向に電圧を印加するＩＰＳ方式など、他の駆動方式も採用することができる。

さらに、液晶パネル２００も、バックライトからの照射光を画像表示に用いる透過型または半透過型と呼ばれる構成に限らず、前面基板１を透過して入射する外光を背面基板１１に形成された反射電極で反射させて画像表示に用いる、いわゆる反射型の液晶パネルであってもよい。この反射型の液晶パネルの場合には、バックライトと、背面基板の外側（図６における下側）に配置される偏光板とが不要になる。

図６(ａ)に示すように、使用者のタッチ位置を検出する検出領域では、液晶パネル２００の前面基板を兼ねる基板１上に、ＩＴＯなどの透明導電膜によってタッチ電極２が形成されている。また、基板１上のタッチ電極２同士の間には、該タッチ電極２と同様にＩＴＯなどの透明導電膜からなるフローティング電極３が形成されている。そして、本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置では、このタッチ電極２およびフローティング電極３が、いずれも微細領域２ａ、３ａに分割されている。そして、微細領域２ａを有するタッチ電極２と、微細領域３ａを有するフローティング電極３とを覆うように、基板１上には、ＳｉＮやＳｉＯ₂、その他の透明樹脂製の保護膜１３が形成されている。

引き出し配線４は、図６（ｂ）に示すように、ガラス製の基板１上に形成されたアルミ電極４ｂと、該アルミ電極４ｂ上に形成されたＭｏＮｂ層４ｃと、該ＭｏＮｂ層４ｃおよびアルミ電極４ｂを覆うように形成されたＩＴＯなどからなる透明導電膜４ａとを備えている。そして、この透明導電膜４ａをさらに覆うように、ＳｉＮやＳｉＯ₂、その他の透明樹脂製の保護膜１３が形成されている。

端子５は、図６（ｃ）に示すように、ガラス製の基板１上に形成されたアルミ層５ｂと、該アルミ層５ｂ上に形成されたＭｏＮｂ層５ｃと、該ＭｏＮｂ層５ｃおよびアルミ層５ｂを覆うように形成されたＩＴＯなどからなる透明導電膜５ａとを備えている。

そして、透明導電膜５ａをさらに覆うように、ＳｉＮやＳｉＯ₂、その他の透明樹脂製の保護膜１３が形成されている。ただし、端子５の中央部分には、絶縁膜１３に開口部１４が形成されている。この開口部１４内で、検出回路を有する図示しない外部基板に接続された接続電極端子が透明導電膜５ａの表面に接触することにより、端子５に出力されたタッチ電極２の電圧の変化が読み取られる。

上述のように、本実施形態のタッチパネル付き液晶表示装置では、引き出し配線４および端子５において、電気的導通を得るために形成されるアルミ電極４ｂやアルミ層５ｂの上にＭｏＮｂ層４ｃ、５ｃが形成されている。ここで、アルミ層がＩＴＯなどの透明導電膜に直接接触すると、ガルバニック腐食が生じやすい。このガルバニック腐食が生じると、両者の電気抵抗が大きくなるだけでなく、腐食部分が着色して使用者に引き出し配線パターンなどが視認されやすくなる。これに対して、上述のように、アルミ層と透明導電体層との間にＭｏＮｂ層を形成することで、ガルバニック腐食の発生を効果的に防止することができる。

なお、図６(ａ)、図６(ｂ)、図６(ｃ)に示した各部材の厚みは、例えば、基板１の厚みが０．７ｍｍ、アルミ層４ｂ、５ｂが１５０ｎｍ、ＭｏＮｂ層４ｃ、５ｃが１００ｎｍ、透明導電膜２、３、４ａ、５ａが７０ｎｍである。また、液晶パネル２００の全体の厚みは、例えば、１．４ｍｍ程度である。

次に、本実施形態にかかるタッチパネル付き液晶表示装置の製造方法について、図７〜図９を用いて説明する。なお、これらの図７〜図９には、図６に示した断面図と同様、各図の（ａ）としてタッチ電極２が形成されたタッチ領域（図１のＡ−Ａ’矢視線部分に相当）の構成を、（ｂ）として引き出し配線４（Ｂ−Ｂ’矢視線部分に相当）の構成を、（ｃ）として端子５（Ｃ−Ｃ’矢視線部分に相当）の構成を、それぞれ断面図で示す。

まず、液晶パネル２００の製造方法について以下で説明する。

前面基板１の所定位置にカラーフィルタなどを形成するとともに、背面基板１１には画素電極やゲート線、ソース線、スイッチング素子などを形成する。次に、前面基板１および背面基板１１の液晶表示領域に、液晶を配向させる配向膜であるポリイミドを形成する。そして、背面基板１１にシールを設けるとともに、液晶を滴下注入し、前面基板１と背面基板１１とを貼り合わせる。

次に、貼り合わせた前面基板１および背面基板１１の外周側に感光性封止材を塗布して、ＵＶ照射によって感光性封止材を硬化させる。さらに、必要に応じて、貼り合わせた前面基板１もしくは背面基板１１をフッ酸などの薬液を用いて薄板加工する。

その後、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、前面基板１の液晶層１２と接している側とは異なる側の表面に、引き出し配線４および端子５の一部を構成するメタル層を形成する。本実施形態では、メタル層は、第１層のアルミ層４ｂ、５ｂと、第２層のＭｏＮｂ層４ｃ、５ｃとによって構成されている。そのため、アルミ層およびＭｏＮｂ層は、スパッタ法によって連続で順に形成される。

そして、メタル層上にレジスト膜を塗布した後、引き出し配線４および端子５となる部分に、図示しないレジストパターンを残存させる。次に、このレジストパターンをマスクとして、燐酸，酢酸，硝酸の混酸液によって、ＭｏＮｂ層とアルミ層とをエッチングする。その後、レジスト剥離液にてレジストを剥離して、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）の状態にする。

次に、タッチ電極２となる例えばＩＴＯなどの透明導電膜をスパッタ法によって成膜する。そして、平面的パターンを有するタッチ電極２、タッチ電極２間に形成されるフローティング電極３，引き出し配線４，図示しない接続配線、および端子５が残存するように、図示しないレジストパターンを形成する。このとき、タッチ電極２およびフローティング電極３が、それぞれ、図２および図３に示すような微細領域２ａ、３ａに分割されるように、タッチ電極２のレジストパターンおよびフローティング電極３のレジストパターンが形成されている。具体的には、タッチ電極２のレジストパターンは、十字状のスリット８を該タッチ電極２に形成可能な形状に形成されている一方、フローティング電極３のレジストパターンは、格子状のスリット９を該フローティング電極３に形成可能な形状に形成されている。

そして、上述のようなレジストパターンをマスクとして、蓚酸液で透明導電膜をエッチングする。その後、レジスト剥離液によってレジストパターンを除去することで、図８(ａ)に示すタッチ領域、図８(ｂ)に示す引き出し配線４、図８(ｃ)に示す端子５を形成する。

次に、透明有機樹脂を、基板１等に全面塗布して保護膜１３を形成する。そして、フォトリソグラフィ法によって、図９（ｃ）に示す端子５部分に、外部の基板などと導通させるための開口部１４を形成する。

このようにして得られた、タッチパネル１００と液晶パネル２００との積層体は、切断されて、それぞれ、タッチパネル付き液晶装置が形成される。

以上、タッチパネルおよび表示装置の適用例として、タッチパネル液晶表示装置の構成等について説明した。しかし、タッチパネルおよび表示装置の適用例は、タッチパネル液晶表示装置に限らない。

例えば、上記実施形態では、タッチパネル付きの液晶表示装置の構成として、タッチパネルの基板が液晶パネルの前面基板を兼ねる例について説明したが、この構成に限定されるものではない。すなわち、タッチパネルは、タッチパネルの基板と液晶パネルの前面基板とが別の部材であってもよい。この場合、タッチパネルは、通常の液晶パネルと積層されて接着剤等によって接着されていてもよい。

なお、このようにタッチパネルの基板が液晶パネルの基板を兼ねない場合には、タッチパネルの基板として、上記実施形態で説明したガラス基板以外に、例えば可撓性の樹脂基板なども用いることができる。

本発明は、タッチ電極のパターンが使用者に視認されにくいタッチパネル、および、該タッチパネルと表示パネルとが積層された表示装置として利用可能である。

Claims (9)

1. 絶縁性を有する透明な基板と、
   前記基板上にパターンとして形成された透明導電膜からなるタッチ電極と、
   前記基板上の前記タッチ電極が形成されていない部分に形成された透明導電膜からなるフローティング電極とを有し、
   前記タッチ電極および前記フローティング電極は、それぞれ、複数の微細領域を形成するスリットを有する、タッチパネル。
2. 前記フローティング電極の前記微細領域は、互いに分離していて電気的に非接触状態である、請求項１に記載のタッチパネル。
3. 前記タッチ電極の前記微細領域および前記フローティング電極の前記微細領域は、同じ形状を有している、請求項１または２に記載のタッチパネル。
4. 前記タッチ電極および前記フローティング電極は、前記基板上に形成された単一の透明導電膜をパターニングして形成されたものである、請求項１から３のいずれか１項に記載のタッチパネル。
5. 前記タッチ電極と前記フローティング電極との間隔が１００μｍ以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載のタッチパネル。
6. 前記基板上に形成された端子、該端子と前記タッチ電極とを接続する引き出し配線、および、前記タッチ電極同士を接続する接続配線のうち少なくとも一部は、アルミ膜と透明導電膜との積層構造を有していて、
   前記透明導電膜は、前記アルミ膜を覆うように形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のタッチパネル。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のタッチパネルと、
   表示パネルとを備え、
   前記タッチパネルと前記表示パネルとを積層した状態で、該タッチパネル越しに該表示パネルの表示画像を視認可能に構成されている、表示装置。
8. 前記タッチパネルの基板は、前記表示パネルの複数の基板のうちの一つを兼ねている、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記表示パネルは液晶パネルである、請求項７または８に記載の表示装置。

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