JP5444967B2 - 表示装置用基板および表示装置用基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタ層とタッチパネルセンサ層とを有した表示装置用基板およびこの製造方法に関する。

今日、入力手段として、タッチパネル装置が広く用いられている。タッチパネル装置は、センサを含んだタッチパネルセンサ層、タッチパネルセンサ層上への接触位置を検出する制御回路、および、タッチパネルセンサ層と制御回路とを接続する配線を含んでいる。タッチパネル装置は、多くの場合、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置が組み込まれた種々の装置等（例えば、券売機、ＡＴＭ装置、携帯電話、ゲーム機）に対する入力手段として、表示装置とともに用いられている。このような装置において、タッチパネルセンサ層は表示装置の表示面上に配置され、これにより、タッチパネル装置は表示装置に対する極めて直接的な入力を可能にする。

タッチパネル装置は、タッチパネルセンサ層上への接触位置（接近位置）を検出する原理に基づいて、種々の形式に区別され得る。昨今では、光学的に明るいこと、意匠性があること、構造が容易であること、機能的にも優れていること等の理由から、容量結合方式（「静電容量方式」や「静電容量結合方式」とも呼ばれる）のタッチパネル装置が注目されている。容量結合方式のタッチパネル装置においては、位置を検知されるべき外部導体（典型的には、指）が誘電体を介してタッチパネルセンサ層に接触（接近）することにより、新たに奇生容量が発生し、この容量結合の変化を利用して、タッチパネルセンサ層上における対象物の位置を検出するようになっている。容量結合方式には表面型と投影型とがあるが、マルチタッチの認識（多点認識）への対応に適していることから、投影型が注目を浴びている（例えば、特許文献１）。通常、投影型容量結合方式のタッチパネルセンサ層は、各々が一方向に延びる並列配置された複数の第１単位センサと、各々が第１単位センサとは非接触状態で他方向に延びる並列配置された複数の第２単位センサと、を有している。

ところで、タッチパネル装置のタッチパネルセンサ層は、通常、表示装置とは別個に製造され、表示装置の表示面上に貼り付けられる（例えば、特許文献２）。この場合、最観察者側の表面（タッチパネルセンサの表面）だけでなく、タッチパネルセンサと表示装置の表示面との界面においても、光が反射し得るようになる。この結果、照明光のような環境光（外光）がより多く反射してコントラストが低下してしまうとともに、表示装置によって表示される映像光の透過率が低下してしまう。また昨今では、表示装置として薄型の表示パネルを有したフラットパネルディスプレイが広く普及している。したがって、別個のタッチパネルセンサ層を表示パネルに貼り付けることにより、表示用のパネル全体としての厚みが厚くなることも問題となる。

実用新案登録第３１３４９２５ 特開平４−２６４６１３号公報

タッチパネル装置を別個の表示装置と組み合わせて使用する際における以上のような不具合を解消するため、液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の表示パネルを構成するようになる表示装置用基板に、タッチパネルセンサ層を組み込むことも検討されている。一例として、基材と、基材の一方の側に形成されたタッチパネルセンサ層と、基材の他方の側に形成された表示装置用の構成、具体的には、ＰＤＰ用またはＬＣＤパネル用のカラーフィルタ層と、を有する表示装置用基板が、発明者等によって、検討されている。

ただし、種々の形式のタッチパネル装置に用いられるタッチパネルセンサ層は、複雑な構成を有し、この複雑な構成に起因して損傷を受けやすいセンサ部を、含んでいる。とりわけ、上述した投影型容量結合方式のタッチパネルセンサ層は透明な導電体をパターニングしてなるセンサ部を有している。このセンサ部は表示面上に配置される。したがって、センサ部をなす透明導電体パターンは、視認されにくくするため、非常に薄く形成される。すなわち、投影型容量結合方式のタッチパネルセンサ層のセンサ部は、非常に複雑で損傷しやすく、且つ、損傷したことを認識されにくくなっている。

一方、カラーフィルタ層は、通常、画素に対応して形成されたブラックマトリクス（遮光部）と、複数種類の着色部と、を有している。ブラックマトリクスや着色部は、通常、フォトリソグラフィー技術を用い、コーティングされた材料層を露光および現像することによって、形成される。この間、作製中の表示装置用基板は、タッチパネルセンサ層が形成された側を下面として、ローラー等の搬送手段によって搬送されていく。この結果、カラーフィルタ層の作製中に、ローラー等に接触するタッチパネルセンサ層が損傷したり汚れたりしてしまう。このような損傷や汚れによって、作製された表示装置用基板のタッチパネルセンサ層は予定した機能を果たさなくなってしまう。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであって、予定した機能を発揮し得るタッチパネルセンサ層を有した表示装置用基板を製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、安定して製造され得り、この結果、予定した機能を安定して発揮することとなる、高い信頼性を有した表示装置用基板を提供することを目的とする。

本発明の一態様による表示装置用基板の製造方法は、基材の一側にタッチパネルセンサ層を形成する工程と、前記タッチパネルセンサ層の前記基材とは反対側に保護層を形成する工程と、前記保護層を形成する工程の後に実施される工程であって、前記基材の他側にカラーフィルタ層を形成する工程と、備えることを特徴とする。

本発明の一態様による表示装置用基板の製造方法が、前記カラーフィルタ層を形成する工程の後に実施される工程であって、前記保護層を前記タッチパネルセンサ層上から除去する工程を、さらに備えるようにしてもよい。

また、本発明の一態様による表示装置用基板の製造方法の前記タッチパネルセンサ層を形成する工程において、タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアに配置されたセンサ部と、前記アクティブエリアに隣接する非アクティブエリアに配置され前記センサ部と接続された取り出し部と、が形成され、前記取り出し部は、外部との接続端子として機能するパッドを含み、前記保護層を形成する工程において、前記保護層は、前記取り出し部の前記パッドの少なくとも一部分を露出させるようにして、前記タッチパネルセンサ層上に形成されるようにしてもよい。

さらに、本発明の一態様による表示装置用基板の製造方法において、前記保護層は、前記取り出しラインの前記パッド部の少なくとも一部分が、マスキングされた状態の前記タッチパネルセンサ層上に、無機材料を付着させて形成されてもよい。あるいは、本発明の一態様による表示装置用基板の製造方法において、前記保護層は、前記タッチパネルセンサ層上に有機材料からなる材料層を形成する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いて前記材料層をパターニングする工程と、を有するようにしてもよい。

さらに、本発明の一態様による表示装置用基板の製造方法において、前記保護層は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験で３Ｈ以上の硬度を有するように形成されてもよい。

本発明の一態様による表示装置用基板は、基材と、前記基材の一側に設けられたタッチパネルセンサ層と、前記タッチパネルセンサ層を前記基材とは反対の側から少なくとも部分的に覆う保護層と、前記基材の他側に設けられたカラーフィルタ層と、を備えることを特徴としてもよい。

本発明の一態様による表示装置用基板において、前記保護層は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験で３Ｈ以上の硬度を有するようにしてもよい。

また、本発明の一態様による表示装置用基板において、前記タッチパネルセンサ層は、タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアに配置されたセンサ部と、前記アクティブエリアに隣接する非アクティブエリアに配置され前記センサ部と接続された取り出しラインと、を有し、前記取り出しラインは、外部との接続端子として機能するパッドを含み、前記保護層は、前記取り出しラインの前記パッド部の少なくとも一部分を露出させるようにして、前記タッチパネルセンサ層上に設けられていてもよい。

本発明の製造方法によれば、予定した機能を発揮し得るタッチパネルセンサ層を有した表示装置用基板を安定して製造することができる。また、本発明の表示装置用基板は、安定して製造され得り、この結果、予定した機能を安定して発揮することができる。この結果、本発明による表示装置用基板は高い信頼性を有すると言える。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、表示装置の表示面への法線方向に沿った断面において、図１の表示装置に組み込まれた表示パネルを示す断面図である。 図３は、図２の表示パネルに組み込まれた第１基板（カラーフィルタ）のタッチパネルセンサ層の構成を説明するための図であって、タッチパネルセンサ層を示す上面図である。なお、図２中に示されたタッチパネルセンサ層は、図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面において示されている。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、第１基板の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図６は、第１基板に含まれるタッチパネルセンサ層の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図７は、図６のフローチャートにおける取り出しラインの形成工程を説明するための図であって、作製中のタッチパネルセンサ層を示す上面図である。 図８は、図６のフローチャートにおける第１導電体層の形成工程を説明するための図であって、作製中のタッチパネルセンサ層のアクティブエリアを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面において示す図である。 図９は、図６のフローチャートにおける第１導電体層のパターニング工程を説明するための図であって、作製中のタッチパネルセンサ層を示す上面図である。 図１０は、図６のフローチャートにおける誘電体層の形成工程を説明するための図であって、作製中のタッチパネルセンサ層のアクティブエリアを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面において示す図である。 図１１は、図６のフローチャートにおける誘電体層のパターニング工程を説明するための図であって、作製中のタッチパネルセンサ層のアクティブエリアを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面において示す図である。 図１２は、図６のフローチャートにおける誘電体層のパターニング工程を説明するための図であって、作製中のタッチパネルセンサ層のアクティブエリアを示す上面図である。 図１３は、図６のフローチャートにおける第２導電体層の形成工程を説明するための図であって、作製中のタッチパネルセンサ層のアクティブエリアを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面において示す図である。 図１４は、第１基板に含まれるカラーフィルタ層の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１および図２に示された表示装置１０は、タッチパネル機能を有し表示面１２への外部導体（例えば、人間の指）の接触位置（接近位置）を検出可能であるとともに映像を表示可能な装置として、構成されている。つまり、表示装置１０は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置として機能するだけでなく、表示面１２へ接触（接近）することにより情報を入力する入力装置としても機能する。以下においては、表示装置１０が、投影型の容量結合方式のタッチパネル機能を有する例について説明する。また、図２に示すように、本実施の形態における表示装置１０は、液晶表示パネル（ＬＣＤパネル、液晶パネル）として構成された表示パネル３０を有している。すなわち、以下の実施の形態においては、本発明を液晶表示装置（液晶ディスプレイ）に適用した例について説明する。

図１に示すように、表示装置１０は、表示パネル３０と、表示パネル３０に接続され表示パネル３０の駆動を制御する制御部２０と、液晶パネルとしての表示パネル３０を背面側（非観察者側）から照明する面光源装置（バックライト）２５と、を有している。本実施の形態においては、液晶パネルとして形成された表示パネル３０が面光源装置２５からの面状光を選択的に透過させることにより、映像を表示面１２に表示することができるようになっている。面光源装置２５としては、例えば、エッジライト型や直下型等の面光源装置を適宜用いることができる。また、表示パネル３０の表示面１２が、タッチパネル装置の入力面（タッチ面、接触面）として機能するようになる。つまり、表示面１２に導体、例えば人間の指を接触させることにより又は接近させることにより、表示装置１０に対して外部から情報を入力することができるようになっている。

制御部２０は、表示されるべき映像に関する情報を処理する映像情報処理部２２と、表示面１２を介して入力される情報を処理する入力情報処理部２４と、を有している。映像情報処理部２２は、表示パネル３０に接続され、映像情報に基づいて表示パネル３０を駆動する。すなわち、映像情報処理部２２は、映像情報に基づいて、各画素の表示状態を制御するように構成された回路（駆動回路）を含んでいる。

一方、入力情報処理部２４は、表示パネル３０に接続され、表示面１２を介して入力された情報を処理する。具体的には、入力情報処理部２４は、表示面１２へ導体（典型的には、人間の指）が接触または接近している際に、表示面１２への導体の接触位置または接近位置を特定し得るように構成された回路（検出回路）を含んでいる。また、入力情報処理部２４は、映像情報処理部２２と接続され、処理した入力情報を映像情報処理部２２へ送信することもできる。この際、映像情報処理部２２は、入力情報に基づいた映像情報を作成し、入力情報に対応した映像を表示面１２に表示させるようにすることもできる。

このような制御部２０の映像情報処理部２２および入力情報処理部２４については、回路構成も含め、従来の映像表示装置で用いられている映像情報処理部２２や、従来のタッチパネル装置で用いられている入力情報処理部２４と同様に構成することができ、ここでは、これ以上の詳細な説明を省略する。

次に、表示パネル３０について詳述する。図２に示すように、液晶パネルとしての表示パネル３０は、第１の基板（カラーフィルタ（カラーフィルタ基板）、対向基板とも呼ぶ）４０と、第１基板４０に対面して第１基板４０の背面側（面光源装置側）に配置された第２基板（以下において、素子基板、アレイ基板とも呼ぶ）３５と、第１基板４０および第２基板３５の間に封入された液晶層３２と、を有している。また、第１基板４０は、透明な板状の第１の基材４５と、基材４５の一側（本実施の形態においては、観察者側であって、図２の紙面おける上側）に設けられたタッチパネルセンサ層６０と、基材４５の一側とは反対側の他側（本実施の形態においては、光源側であって、図２の紙面おける下側）に設けられたカラーフィルタ層５０と、を有している。このタッチパネルセンサ層６０が、上述の制御部の入力情報処理部２４と接続され、入力情報処理部２４とともにタッチパネル機能を構築する。

このように、表示パネル３０は、表示装置１０が映像を表示することを可能とするための構成と、表示装置１０がタッチパネルとして機能することを可能にするための構成と、を含んでいる。そして、このような概要の表示パネル３０のうち、まず、主に映像表示装置として機能するための構成、具体的には、第１基板４０のカラーフィルタ層５０および第２基板３５について、説明する。そしてその後、表示パネル３０の主にタッチパネルとして機能するための構成、具体的には、タッチパネルセンサ層６０の構成について、説明する。

上述したように、カラーフィルタ層５０は、第１の基材４５上に形成されている。第１の基材４５は、例えば、樹脂製の板材や板ガラスから構成される。図２に示すように、カラーフィルタ層５０は、遮光作用を有し非画素領域（光が透過し得ない領域）を形成する遮光部５１を有している。遮光部５１は、各々がサブ画素を構成するようになる貫通開口を形成されている。この遮光部５１は、いわゆるブラックマトリクスとして機能し、コントラストの向上に寄与し得る。また、本実施の形態において、各サブ画素を構成する貫通開口には、当該サブ画素ＳＰの表示色に着色された第１〜第３の着色部５２が形成されている。具体例として、第１着色部５２Ｇは緑色に着色され、第２着色部５２Ｒは赤色に着色され、第３着色部５２Ｂは青色に着色されている。さらに、第１基板４０には、液晶パネルの観察者側の基板（カラーフィルタ基板）として有効に機能するため、その他の構成要素が適宜設けられている。例えば、着色部５２の光源側には、保護膜５３、透明電極層５４および配向膜（図示せず）等が設けられ、さらに、後述するタッチパネルセンサ層６０よりも観察者側に、偏光板（図示せず）等が設けられる。なお、カラーフィルタ層５０の各構成要素の構成については、従来の構成と同一にすることができ、ここでは、カラーフィルタ層５０についてのこれ以上の詳細な説明を省略する。

一方、図２に示すように、第２基板３５は、透明な第２の基材３６と、カラーフィルタ層５０の各着色部５２に対面するようにして基材３６上にそれぞれ配置された画素電極３７と、を有している。また、画素電極３７に対する印加を制御するスイッチング素子３８が、画素電極３７毎に別個に設けられている。スイッチング素子３８は、上述した制御部２０の映像情報処理部２２に電気的に接続され、映像情報処理部２２の各画素の表示を制御するための駆動回路からの信号に基づいて動作する。第２基材３６上には、スイッチング素子３８の駆動に必要となる、走査線や信号線（データ線）等の種々の回路配線（図示せず）が形成されている。さらに、第２基板３５には、液晶パネルの面光源装置側の基板（素子基板、アレイ基板）として有効に機能するため、その他の構成要素が適宜設けられている。例えば、画素電極３７の観察者側には、画素電極３７やスイッチング素子３８等を保護するための保護層３９や、配向膜（図示せず）等が設けられ、さらに、第２基材３５の光源側には、偏光板（図示せず）等が設けられる。なお、第２基板（ＴＦＴ基板）３５の各構成要素の構成については、従来の構成と同一にすることができ、ここでは、第２基板についてのこれ以上の詳細な説明を省略する。

以上が、表示パネル３０に含まれる主に映像を表示するための装置として機能するための構成である。次に、表示パネル３０に含まれる主にタッチパネルとして機能するための構成、すなわち、タッチパネルセンサ層６０の構成について説明する。

図２および図３に示すように、タッチパネルセンサ層６０は、接触位置（接近位置）を検出され得る領域に対応するアクティブエリアＡ１（図１および図３参照）に配置されたセンサ部６０ａと、アクティブエリアＡ１に隣接する非アクティブエリアＡ２に配置されセンサ部６０ａと接続された取り出し部６０ｂと、を有している。なお、アクティブエリアＡ１は、表示パネル３０の映像を表示することができる領域（表示エリア）である。非アクティブエリアＡ２は、表示領域を取り囲むようにして表示領域の外側に配置された領域であって、映像が表示されない領域（非表示領域）である。

図３に示すように、投影型の容量結合方式として構成された本実施の形態におけるタッチパネルセンサ層６０において、センサ部６０ａは、並列配置された複数の第１単位センサ６１と、並列配置された複数の第２単位センサ６６と、を有している。各第１単位センサ６１は、基材４５の一側の面と平行な第１方向に延び、各第２単位センサ６６は、第１方向と交差する方向であって基材４５の一側の面と平行な第２方向に、延びている。

なお、図３に示すように、本実施の形態では、複数の第１単位センサ６１は、第２単位センサ６６の長手方向である第２方向に、等間隔で並べられている。また、複数の第２単位センサ６６は、第１単位センサ６１の長手方向である第１方向に、等間隔で配列されている。そして、第１単位センサ６１の長手方向および第２単位センサ６６の長手方向は、基材４５の一側の面上において、直交している。

すなわち、図３に示すように、アクティブエリアＡ１内において、第１単位センサ６１および第２単位センサ６６は互いに交わっている。ただし、図２および図４に示すように、第１単位センサ６１および第２単位センサ６６は、交差する領域において、基材４５の一側の面からの離間距離が異なる位置、すなわち、基材４５から異なる高さ方向位置を通過している。この結果、第１単位センサ６１および第２単位センサ６６は、互いから非接触状態で、交差している。なお、図４においては、図示および理解のしやすさの便宜から、カラーフィルタ層５０を省略している。以下、センサ部６０ａの構成についてさらに詳述していく。

まず、第１単位センサ６１について説明する。複数の第１単位センサ６１は、透明な導電性材料、例えばＩＴＯから形成されている。図３に示すように、複数の第１単位センサ６１は、前記第１方向および前記第２方向の両方向に並べて配置された多数の第１単位センサ主部６２と、多数の第１単位センサ主部６２のうちの第１方向に並べられた複数の第１単位センサ主部６２を、互いに接続するライン部６３と、を有している。すなわち、第１方向に隣り合う二つの第１単位センサ主部６２の間に、それぞれ、ライン部６３が、これらの二つの第１単位センサ主部６２と一体として設けられ、これらの二つの第１単位センサ主部６２を連結している。このようにして、第１方向に並べられた複数の第１単位センサ主部６２と、それらの間を接続するライン部６３と、によって、各第１単位センサ６１が構成されている。

なお、図３に示すように、第１単位センサ主部６２は、基材４５の一側の面上において、略正方形状の形状を有している。この正方形は、該正方形をなす各辺が第１方向に対して略４５°傾斜するようにして、基材４５の一側の面上に配置されている。一方、ライン部６３は、基材４５の一側の面上において、第１方向に延びる細長い長方形状の形状を有している。そして、第１方向に直交する方向における第１単位センサ６１の幅は、ライン部６３にて最も細くなっている。

次に、第２単位センサ６６について説明する。複数の第２単位センサ６６は、第１単位センサ６１と同様に、透明な導電性材料、例えばＩＴＯから形成されている。図３に示すように、複数の第２単位センサ６６は、前記第１方向および前記第２方向の両方向に並べられて、複数の第１単位センサ６１の間に当該複数の第１単位センサ６１から離間して、配置された多数の第２単位センサ主部６７と、多数の第２単位センサ主部６７のうちの第２方向に並べられた複数の第２単位センサ主部６７を、互いに接続するブリッジ部６８と、を有している。すなわち、第２方向に隣り合う二つの第２単位センサ主部６７の間に、それぞれ、これらの二つの第２単位センサ主部６７と別体としてライン部６８が設けられている。このようにして、第２方向に並べられた複数の第２単位センサ主部６７と、それらの間を接続するブリッジ部６８と、によって、各第２単位センサ６６が構成されている。

ここで、図２および図４に示されているように、各ブリッジ部６８は、第２方向に隣り合う二つの第２単位センサ６６の間を、第１単位センサ６１を跨ぐようにして延びている。具体的には、図２および図３に示すように、第２単位センサ主部６７は、第１単位センサ６１と同一平面（図示する例では、基材４５の一側の面）上に設けられている。そして、第２単位センサ主部６７および第１単位センサ６１の観察者側には、透明な絶縁性材料（例えば、アクリル系ポリマーやＳｉＯ₂）からなり、容量結合方式タッチパネルにおける誘電体としても機能する誘電体層（絶縁層）７０が設けられている。図３に示すように、この誘電体層７０は、アクティブエリアＡ１の全域を覆うとともに、さらに、アクティブエリアＡ１から非アクティブエリアＡ２内まで延び入っている。この結果、誘電体層７０は、複数の第１単位センサ６１および第２単位センサ６６の主部６７を覆っている。

その一方で、誘電体層７０には、第２単位センサ主部６７に通じる貫通孔７１が形成されている（図１１および図１２参照）。より詳細には、第２単位センサ６６の端をなす第２単位センサ主部６７を除く、その他のすべての第２単位センサ主部６７に対応して、当該第２単位センサ主部６７に通じる貫通孔７１が二つ形成されている。一つの第２単位センサ主部６７に対応して設けられた二つの貫通孔７１は、第２方向に離間している。そして、図２に示すように、各ブリッジ部６８は、誘電体層７０上を延びて、さらに、貫通孔７１を通過し、第１単位センサ６１と非接触状態で、二つの第２単位セン６６に接続している。すなわち、第２方向に隣り合う各二つの第２単位センサ主部６７は、一つのブリッジ部６８によって、連結されている。

なお、図３に示すように、第２単位センサ主部６７は、基材４５の一側の面上において、略正方形状の形状を有している。この正方形は、該正方形をなす各辺が第２方向に対して略４５°傾斜するようにして、基材４５の一側の面上に配置されている。一方、ブリッジ部６８は概ね帯状に延びており、第２方向に直交する方向におけるブリッジ部６８の幅は、第２単位センサ主部６７と接続される両端部分以外において概ね一定となっている。そして、第２方向に直交する方向における第２単位センサ６６の幅は、ブリッジ部６８のうちの隣り合う第２単位センサ主部６７間上に位置する領域にて最も細くなっている。

また、図３に示すように、タッチパネルセンサ層６０の上面視において（タッチパネルセンサ層６０をその法線方向から観察した場合）、第２単位センサ６６の幅狭のブリッジ部６８は、第１単位センサ６１の幅狭のライン部６３と、交差するようになっている。この結果、上面視において、第１単位センサ６１と第２単位センサ６６とが重なり合っている部分が非常に小さくなる。このため、第１単位センサ６１は、外部導体の接触面として機能する表示面１２の側からみて、第２単位センサ６６の裏側に位置するようになるが、第１単位センサ６１での検出感度が、第２単位センサ６６での検出感度と比較して、大幅に低下してしまうことはない。

次に、取り出し部６０ｂについて説明する。図３に示すように、取り出し部６０ｂは、複数の第１単位センサ６１にそれぞれ対応して設けられた複数の第１取り出しライン７３と、複数の第２単位センサ６６にそれぞれ対応して設けられた複数の第２取り出しライン７４と、を含んでいる。各第１取り出しライン７３は、その一端において、当該第１取り出しライン７３と対応する第１単位センサ６１と接続され、その他端に、外部（すなわち、入力情報処理部２４へ通ずる配線）との接続端子として機能するパッド７３ａを含んでいる。同様に、各第２取り出しライン７４は、その一端において、当該第２取り出しライン７４と対応する第２単位センサ６６と接続され、その他端に、外部との接続端子として機能するパッド７４ａを含んでいる。

なお、図２に示されているように、本実施の形態において、各第１取り出しライン７３および各第２取り出しライン７４は、後に説明する製造方法に起因して、三つの層によって構成されている。具体的には、各取り出しライン７３，７４は、基材４５の側から順に配置された、銅、アルミニウム、銀またはそれらを含む合金等の高導電率金属からなる金属ライン部７５ａと、上述した第１単位センサ６１および第２単位センサ主部６７と同一の透明導電体からなる第１透明導電体部７５ｂと、上述したブリッジ部６８と同一の透明導電体からなる第２透明導電体部７５ｃと、を有している。

ところで、本実施の形態においては、図２および図３に示すように、第１基板４０は、タッチパネルセンサ層６０の観察者側に配置された保護層４２を、さらに有している。保護層４２は、タッチパネルセンサ層６０上に設けられ、タッチパネルセンサ層６０を少なくとも部分的に覆うようになっている。この保護層４２は、絶縁性の材料からなり、容量結合方式のタッチパネルにおける、センサ部６０aと外部導体との間に位置する誘電体としても機能する。

図３に示すように、本実施の形態による保護層４２は、アクティブエリアＡ１に対面する領域においてタッチパネルセンサ層６０を覆い、さらに、非アクティブエリアＡ２に対面する領域までタッチパネルセンサ層６０上を延び広がっている。より詳細には、保護層４２は、タッチパネルセンサ層６０のセンサ部６０ａを全領域において覆い、さらに、パッド７３ａ，７４ａの一部分を除き、取り出し部６０ｂも覆っている。すなわち、取り出し部６０ｂは、外部との接続に必要となる取り出し端子として機能する部分を除き、保護層４２によって覆われている。

なお、本件発明者が鋭意実験を繰り返したところ、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験において、保護層が、３Ｈ以上の硬度を有することが好ましい。この場合、後述する製造方法で第１基板４０を作製する際に、タッチパネルセンサ層６０が損傷してしまうことや、タッチパネルセンサ層６０に汚れが付着してしまうこと等を、効果的に防止することができる。

次に、以上のような構成からなる第１基板４０を製造する方法の一例について説明する。

図５に示すように、まず、第１基材４５をなすようになる透明な基材を準備する（工程Ｓ１）。透明な基材として代表的には板ガラスが用いられるが、これに限られず、十分な厚さを有した樹脂板が第１基材４５を構成するための透明基材として用いられてもよい。

次に、準備した基材４５の一側の面上に、タッチパネルセンサ層６０を作製する（工程Ｓ２）。ここでは、主に図６〜図１３を参照しながら、タッチパネルセンサ層６０を基材４５の一側の面上に形成する方法の一例について説明する。

まず、図６に示すように、基材４５上の第１取り出しライン７３および第２取り出しライン７４を形成する（工程Ｓａ１）。より詳細には、図７に示すように、第１取り出しライン７３および第２取り出しライン７４のうちの、金属ライン部７５ａが形成される。第１取り出しライン７３および第２取り出しライン７４は、上述したように、アクティブエリアＡ１に形成されたセンサ部６０ａと、制御部２０と、を接続するために、非アクティブエリアＡ２に形成される。したがって、表示面１２の表示領域外であり、金属ライン部７５ａは、銅、アルミニウム、銀、若しくはそれらを含む合金等の透明でない高導電率金属から形成され得る。

例えば、基材４５の一側の面の全面を覆うようにして、高導電率金属からなる膜を蒸着、スパッタ等の真空薄膜形成方法で形成し、フォトリソグラフィー技術を用いてこの高導電率金属からなる膜をパターニングすることによって、第１取り出しライン７３および第２取り出しライン７４のうちの金属ライン部７５ａが形成され得る。他の例としては、スクリーン印刷により、所望のパターンで、第１取り出しライン７３および第２取り出しライン７４のうちの金属ライン部７５ａを基材４５上に形成することもできる。

次に、図６および図８に示すように、第１導電体層７７を形成する（工程Ｓａ２）。第１導電体層７７は、上述した第１単位センサ６１および第２単位センサ６６の主部６７を形成するようになる層である。したがって、第１導電体層７７は、透明な導電性材料を用いて形成される。具体例としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を蒸着またはスパッタリングにより第１基材４５に一側から付着させ、ＩＴＯをからなる第１導電体層７７を一定の厚みで形成することができる（図８参照）。

次に、第１導電体層７７をパターニングする（工程Ｓａ３）。この工程では、フォトリソグラフィー技術を用いて、第１導電体層７７をパターニングする。この結果、図９に示すように、第１単位センサ６１および第２単位センサ６６の主部６７が、第１導電体層７７から形成される。また、第１取り出しライン７３および第２取り出しライン７４のうちの金属ライン部７５ａ上の第１導電体層７７を除去することなく残し、金属ライン部７５ａ上に第１透明導電体部７５ｂを形成する（図２参照）。

その後、第１単位センサ６１および第２単位センサ主部６７の基材４５とは反対側に、誘電体層７０が形成される（工程Ｓａ４）。誘電体層７０は、透明な絶縁性材料、例えばアクリル系ポリマーやＳｉＯ₂を、基材４５上にコーティングすることにより形成される。誘電体層７０は、例えば、アクティブエリアＡ１を含む基材４５の一側の面の全領域を覆うようにして形成される。これにより、誘電体層７０は、第１透明導電体７７から形成された第１単位センサ６１および第２単位センサ６６の主部６７を覆うようになる。なお、誘電体層７０をコーティングにより形成することにより、図１０に示すように、基材７５上における第１導電体層７７のパターンに関わらず、形成された誘電体層７０の基材４５とは反対側の面７０ａは、平坦となる。とりわけ、基材４５が水平方向と平行に保持された状態で誘電体層７０をなすようになる材料のコーティングが行われると、誘電体層７０の基材４５とは反対側の面７０ａは、基材４５の一側の面と同様に、水平方向と平行となる。

次に、誘電体層７０をパターニングする（工程Ｓａ５）。この工程Ｓａ５では、フォトリソグラフィー技術を用いて、誘電体層７０をパターニングする。具体的には、図１１および図１２に示すように、誘電体層７０に、誘電体層７０と基材４５との間に配置された各第２単位センサ主部７０に通じる貫通孔７１を形成する。この際、上述したように、第２単位センサ６６の端をなす第２単位センサ主部６７を除く、その他の各第２単位センサ主部６７に対応して、当該第２単位センサ主部６７に通じる貫通孔７１が二つ形成される。また、一つの第２単位センサ主部６７に対応して設けられた二つの貫通孔７１は、第２方向に離間するようにする。

さらに、誘電体層７０は、非アクティブエリアＡ２に積極的に設ける必要はない。したがって、例えば図３に示すように、非アクティブエリアＡ２の一部から誘電体層７０を除去するようにしてもよい。なお、図３に示す例においては、誘電体層７０は、アクティブエリアＡ１の全域を覆うとともに、金属ライン部７５ａの端部を覆う位置まで、アクティブエリアＡ１から非アクティブエリアＡ２に延び出ている。このような例によれば、誘電体層７０が、金属ライン部７５ａの基材４５からの剥離の起点となりやすい金属ライン部７５ａの端部を、覆うことになり、これにより、金属ライン部７５ａの基材４５からの剥離を効果的に抑制することができる。

その後、図６および図１３に示すように、第２導電体層７８を形成する（工程Ｓａ６）。第２導電体層７８は、上述した第２単位センサ６６のブリッジ部６８を形成するようになる層である。したがって、第２導電体層７８は、第１導電体層７７と同様に、透明な導電性材料を用いて形成される。具体例としては、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を蒸着またはスパッタリングにより第１基材４５に一側から付着させ、ＩＴＯをからなる第２導電体層７８を形成することができる。蒸着またはスパッタリングによれば、成膜対象物の表面が凹凸形状として形成されていたとしても、当該凹凸形状に沿って延びる、厚みが薄く且つ一定である膜（層）を形成することができる。したがって、図１３に示すように、貫通孔７１が形成された誘電体層７０の表面、および、貫通孔７１によって露出した第２単位センサ主部６７の表面に、所望の厚みの第２導電体層７８を形成することができる。

次に、第２導電体層７８をパターニングする（工程Ｓａ７）。この工程では、フォトリソグラフィー技術を用いて、第２導電体層７８をパターニングする。この結果、図２および図３に示すように、第２単位センサ６６のブリッジ部６８が、第２導電体層７８から形成される。

なお、上述した誘電体層７０をパターニングする工程Ｓａ５において、非アクティブエリアＡ２の一部領域から誘電体層７０を除去している。この結果、第１取り出しライン７３および第２取り出しライン７４の第１導電体部７５ｂが露出している。また、第２導電体層７８を形成する工程では、露出した非アクティブエリアＡ２にも第２導電体層７８が形成されている。そして、第２導電体層７８をパターニングする工程においては、露出した第１導電体部７５ｂ上の第２導電体層７８を除去することなく残し、第１導電体部７５ｂ上に第２透明導電体部７５ｃを形成する（図２参照）。

以上のようにして、第１基材４５上に、投影型容量結合方式のタッチパネルセンサ層６０が得られる。その後、図５に示すように、タッチパネルセンサ層６０の基材４５とは反対側に、保護層４２を形成する（工程Ｓ３）。

保護層４２は、例えばアクリル系ポリマー等の有機材料をタッチパネルセンサ層６０上にコーティングして有機材料層を形成し、さらに、フォトリソグラフィー技術を用いてこの有機材料層をパターニングすることによって、形成され得る。このような方法によれば、タッチパネルセンサ層６０の所望の領域のみを覆う保護層４２を作製することができる。あるいは、保護層４２は、蒸着またはスパッタリングによって、例えばＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等の無機材料をタッチパネルセンサ層６０上に付着させることによっても、作製され得る。この場合、タッチパネルセンサ層６０をメタルマスクでマスキングした状態で、蒸着またはスパッタリングを行うことにより、または、蒸着またはスパッタリングで形成した無機材料層をフォトリソグラフィー技術でパターニングすることにより、無機材料からなる保護層４２が、タッチパネルセンサ層６０の所望の領域のみを覆うようにすることができる。

なお、以上のタッチパネルセンサ層６０を形成する工程Ｓ２および保護層４２を形成する工程Ｓ３は、搬送手段によって基材４５を搬送しながら、行われる。この際、典型的な例として、基材４５の他側の面が搬送手段のローラーに接触した状態で、ローラーが回転および停止を繰り返し、基材４５の搬送、基材４５への処理、あるいは、搬送しながらの基材４５への処理が実施されていく。基材４５がガラスや樹脂板等からなる場合には、基材４５は高い硬度を有し得るため、搬送手段による搬送中に、基材４５の他側の面が損傷してしまうことや、基材４５の他側の面に汚れが除去不能に付着してしまうこと等を、防止することができる。

次に、図５に示すように、基材４５の他側の面上に、カラーフィルタ層５０を作製する（工程Ｓ４）。図１４には、カラーフィルタ層５０の製造方法を説明するためのフローチャートを、作製されつつあるカラーフィルタ層の状態を示す模式図とともに、示している。なお、図１４においては、図示および理解のしやすさの便宜から、タッチパネルセンサ層６０および保護層４２を省略している。

図１４に示すように、カラーフィルタ層５０を作製する工程Ｓ４は、遮光部５１の形成工程Ｓｂ１、第１着色部５２Ｇの形成工程Ｓｂ２、第２着色部５２Ｒの形成工程Ｓｂ３、第３着色部５２Ｂの形成工程Ｓｂ４、保護膜５３の形成工程Ｓｂ５、透明電極層５４の形成工程Ｓｂ６、さらに、配向膜の形成等の他の工程を含んでいる。これらの各工程Ｓｂ１〜Ｓｂ６において、それぞれ、コーティング、蒸着またはスパッタリング等による材料層の形成工程、材料層を露光する工程、材料層を現像する工程が実際される。

これらの各工程は、一般的に専用の装置で実施されるため、タッチパネルセンサ層６０を設けられた基材４５は、カラーフィルタ層５０を形成する工程Ｓ４中、搬送および停止を数十回にわたって繰り返しながら、長い製造ラインを搬送されている。このカラーフィルタ層５０を形成Ｓ４する工程においては、上述したタッチパネルセンサ層６０を形成する工程Ｓ２や保護層４２を形成する工程Ｓ３とは異なり、基材４５が一側から搬送手段のローラー等に接触した状態で、基材４５（作製中の基板４０）が搬送されるようになる。

しかしながら、上述してきたように、カラーフィルタ層５０を形成する工程Ｓ４の前に、タッチパネルセンサ層６０を覆う保護層を形成する工程Ｓ３が実施される。すなわち、タッチパネルセンサ層６０は、保護層４２を介して搬送手段に対面するようになり、これにより、タッチパネルセンサ層６０の一側の面が損傷してしまうことや、タッチパネルセンサ層６０の一側の面に汚れが除去不能に付着してしまうこと等を、防止することができる。

とりわけ、上述した製造方法において製造された投影型の容量結合方式のタッチパネルセンサ層６０は、基材４５から離間する側（前記一側であって、観察者側）に向けて、誘電体層７０からブリッジ部６０の一部が突出している。したがって、保護層４２が設けられていない場合、このようなタッチパネルセンサ層６０では、第２単位センサ６６が、たちまち損傷してしまう、さらには破断してしまう可能性がある。そして、このような不具合は、タッチパネルセンサ層６０上に保護層４２を設けることによって、極めて効果的に防止することができる。

この結果、第１単位センサ６１だけでなく、第２単位センサ６６も安定して予定した導電率を有するようになり、信頼性の高いタッチパネルセンサ層６０を安定して提供することが可能となる。

また上述しように、保護層４２が３Ｈ以上の鉛筆硬度を有する場合には、搬送手段による搬送中に、保護層４２が損傷してしまうことや、保護層４２に汚れが除去不能に付着してしまうこと等を、効果的に防止することができる。このため、タッチパネルセンサ層６０上から保護層４２を除去することなく、保護層４２を含んだままの状態の第１基板４０を、表示装置１０に組み込むことができる。この場合、保護層４２を、容量結合方式タッチパネルに誘電体層７０として用いることができ、都合が良い。

以上のようにして、タッチパネルセンサ層６０およびカラーフィルタ層５０を有する第１基板４０が、製造される。このようにして得られた第１基板４０は、カラーフィルタ基板として、液晶表示装置１０に組み込まれる。したがって、この表示装置１０は、高感度のタッチパネル装置として機能するとともに、映像を表示する装置としても機能する。

そして、この表示装置１０がタッチパネル装置として機能する場合には、以下の作用効果を期待することができる。上述したように、損傷や汚れの付着を防止しながら、タッチパネルセンサ層６０を安定して作製することができるため、表示装置１０も安定した感度で接触位置または接近位置の検出を行うことができるようになる。とりわけ、複雑な構成を有するタッチパネルセンサ層６０をも安定して製造することができ、複雑な構成を有するタッチパネルセンサ層６０を組み込んだ表示装置１０においては、この複雑な構成に依存した極めて高感度な接触位置または接近位置の検出を行うことができる。

一方、この表示装置１０が映像を表示する装置として機能する場合、以下の作用効果を期待することができる。この表示装置１０は、表示装置とは別個に形成されたタッチパネル装置が表示装置に貼り付けられている装置と比較して、照明等の環境光（外光）や映像光等を反射し得る界面の数を減じることができる。これにより、映像光の透過率が上昇してエネルギ効率が向上するとともに、環境光の反射を抑制して表示装置１０に表示される映像のコントラストを向上させることができる。以上のことから、本実施の形態による表示装置１０によれば、タッチパネル機能を付与されているものの、優れた画質の映像を表示することができる。

以上のように本実施の形態によれば、タッチパネルセンサ層６０の基材４５とは反対側に保護層４２が設けられている。したがって、基材４５の一側にタッチパネルセンサ層６０を形成した後に、基材４５の一側を下に向けた状態で、搬送手段によって、作製中の基板４０を繰り返し移動および停止させながら、基材４５の他側にカラーフィルタ層５０を形成したとしても、保護層４２によってタッチパネルセンサ層６０を保護することができる。これにより、タッチパネルセンサ層６０が損傷したり、タッチパネルセンサ層５０に汚れが付着したりすることを防止することができる。この結果、期待した機能を発揮し得るタッチパネルセンサ層６０を有した表示装置用基板４０が安定して得られるようになる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、変形の一例について説明する。

例えば、上述した実施の形態において、タッチパネルセンサ層６０が、投影型の容量結合方式のタッチパネルセンサとして構成されている例を示したが、これに限られない。例えば、タッチパネルセンサ層６０が、表面型の容量結合方式のタッチパネルセンサとして構成されていてもよいし、あるいは、抵抗膜方式のタッチパネルセンサとして構成されていてもよい。

また、上述した実施の形態において、タッチパネルセンサ層６０上に保護層４２が形成されたままの状態で、第１基板４０が表示装置１０に組み込まれる例を示したが、これに限られない。例えば、図５に二点鎖線で示すように、カラーフィルタ層５０を形成する工程Ｓ４の後に、保護層４２をタッチパネルセンサ層６０上から除去する工程Ｓ５が、さらに設けられてもよい。例えばアクリル系ポリマー等の有機材料からなる保護層４２を、例えばアルカリ性現像液等を用いて、エッチングすることにより、除去することができる。なお、保護層４２をタッチパネルセンサ層６０上から除去する工程Ｓ５が設けられる場合、保護層４２を形成する工程Ｓ３において、取り出しライン７３，７４のパッド７３ａ，７４ａの一部分を露出させる必要はない。この場合、保護層４２により、パッド７３ａ，７４ａを覆って保護することができるようになり、例えば、取り出しライン７３，７４が、パッド７３ａ，７４ａを起点として、基材４５上から剥離してしまうことを効果的に防止することができる。

さらに、上述した実施の形態において、第２単位センサ主部６７の一端部とブリッジ部６８の一端部とを接続するため、第２単位センサ主部６７の一端部に対面する誘電体層７０の領域に貫通孔７１が一つ設けられる例を示したが、これに限られない。第２単位センサ主部６７の一端部に対面する誘電体層７０の領域に、二つの以上の貫通孔７１を設けるようにしてもよい。この場合、第２単位センサ主部６７の一端部とブリッジ部６８の一端部とが、二つの以上の貫通孔７１を介して接続され、第２単位センサ主部６７とブリッジ部６８とのより確実な接続を確保する上で好ましい。また、第２単位センサ主部６７に対面するブリッジ部６８の端部における幅を、第１単位センサライン部６３に対面するブリッジ部６８の中央部における幅と比較して、広くしておくことが、第２単位センサ主部６７とブリッジ部６８とのより確実な接続を確保する上で好ましい。

１０ 表示装置
１２ 表示面
２０ 制御部
３０ 表示パネル
３５ 第２基板（ＴＦＴ基板）
４０ 第１基板（表示装置用基板、カラーフィルタ、カラーフィルタ基板）
４２ 保護層
４５ 基材
５０ カラーフィルタ層
６０ タッチパネル層
６１ 第１単位センサ
６２ 第１単位センサ主部（主部）
６３ 第１単位センサライン部（ライン部）
６６ 第２単位センサ
６７ 第２単位センサ主部（主部）
６８ 第２単位センサブリッジ部（ブリッジ部）
７０ 誘電体層（絶縁層）
７０ａ 面
７１ 貫通孔
７３ 第１取り出しライン
７４ 第２取り出しライン
７３ａ，７４ａ パッド
７７ 第１導電体層
７８ 第２導電体層

Claims (7)

1. 基材の一側にタッチパネルセンサ層を形成する工程と、
   前記タッチパネルセンサ層の前記基材とは反対側に保護層を形成する工程と、
   前記保護層を形成する工程の後に実施される工程であって、前記基材の他側にカラーフィルタ層を形成する工程と、備える
   ことを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
2. 前記カラーフィルタ層を形成する工程の後に実施される工程であって、前記保護層を前記タッチパネルセンサ層上から除去する工程を、さらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置用基板の製造方法。
3. 前記タッチパネルセンサ層を形成する工程において、タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアに配置されたセンサ部と、前記アクティブエリアに隣接する非アクティブエリアに配置され前記センサ部と接続された取り出し部と、が形成され、
   前記取り出し部は、外部との接続端子として機能するパッドを含み、
   前記保護層を形成する工程において、前記保護層は、前記取り出し部の前記パッドの少なくとも一部分を露出させるようにして、前記タッチパネルセンサ層上に形成される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置用基板の製造方法。
4. 前記保護層は、前記取り出しラインの前記パッド部の少なくとも一部分が、マスキングされた状態の前記タッチパネルセンサ層上に、無機材料を付着させて形成される
   ことを特徴とする請求項１または３に記載の表示装置用基板の製造方法。
5. 前記保護層を形成する工程は、前記タッチパネルセンサ層上に有機材料からなる材料層を形成する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いて前記材料層をパターニングする工程と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
6. 前記保護層は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験で３Ｈ以上の硬度を有するように形成される
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置用基板の製造方法。
7. 基材と、
   前記基材の一側に設けられたタッチパネルセンサ層と、
   前記タッチパネルセンサ層を前記基材とは反対の側から少なくとも部分的に覆う保護層と、
   前記基材の他側に設けられたカラーフィルタ層と、を備え、
   前記保護層は、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４に準拠した鉛筆硬度試験で３Ｈ以上の硬度を有し、
   前記タッチパネルセンサ層は、タッチ位置を検出され得る領域に対応するアクティブエリアに配置されたセンサ部と、前記アクティブエリアに隣接する非アクティブエリアに配置され前記センサ部と接続された取り出しラインと、を有し、
   前記取り出しラインは、外部との接続端子として機能するパッドを含み、
   前記保護層は、前記取り出しラインの前記パッド部の少なくとも一部分を露出させるようにして、前記タッチパネルセンサ層上に設けられている
   ことを特徴とする表示装置用基板。

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