JP5880142B2 - タッチパネルセンサ基板、タッチパネルセンサ基板を備えた入出力装置およびタッチパネルセンサ基板の製造方法 - Google Patents
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以下、図1乃至図5Fを参照して、本発明の第1の実施の形態について説明する。まず図1および図2により、本実施の形態における入出力装置60全体について説明する。
図1は、入出力装置60を示す平面図であり、図2は、入出力装置60を図1のII−II方向から見た縦断面図である。ここでは図1に示すように、入出力装置60が、スマートフォンやタブレット端末などの、タッチパネル機能を備えた小型表示装置からなる例について説明する。しかしながら、これに限られることはなく、入出力装置60は、テレビなどの大型表示装置にタッチパネル機能が搭載されたものであってもよい。
次にタッチパネルセンサ基板10について説明する。図2に示すように、タッチパネルセンサ基板10は、透光性を有する基板11と、基板11の一側(表示部側)の周縁部に設けられた遮光層12と、基板11の一側に設けられ、人間の指などの外部導体の位置を検出するためのタッチパネルセンサ部30と、を備えている。図2において、基板11の一側(表示部側)の面が符号11aで表されており、基板11の他側(観察者側)の面が符号11bで表されている。
このうち遮光層12は、図1および図2に示すように、表示領域A1の周辺に位置する非表示領域A2内に設けられている。遮光層12は、遮光性を有する遮光性材料から構成された層であり、このような遮光層12をタッチパネルセンサ基板10に設けることにより、入出力装置60の意匠性を高めることができる。遮光層12を構成する遮光性材料は、表示部20からの光が外部に取り出されないよう光を遮蔽することができる限り特に限定されるものではない。例えば遮光性材料として、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色着色材を含有する樹脂組成物を挙げることができる。また遮光性材料は、感光性を有する感光性材料をさらに含んでいてもよい。遮光性材料に含まれる感光性材料としては、例えば、紫外線の照射により硬化する光硬化性樹脂や、熱により硬化する熱硬化性樹脂が用いられる。なお、遮光性材料に含まれる着色剤の色が黒色に限られることはなく、白色など様々な色の着色剤が用いられ得る。
透明基板11の材料は、表示部20からの光を外部に取り出すことができる限り特に限定されるものではない。例えば、透明基板11の材料として、透光性や耐久性等を考慮して、ガラスやポリマー等が用いられる。また、透明基板11の表面には、擦り傷を防止するためのハードコート層などが形成されていてもよい。
次にタッチパネルセンサ基板10のタッチパネルセンサ部30について、図3乃至図4Bを参照して説明する。図3は、タッチパネルセンサ基板を表示部20側から見た場合を示す平面図であり、図4A,4Bはそれぞれ、図3のタッチパネルセンサ基板10をIVA−IVA,IVB−IVB方向から見た縦断面図である。
次に、上述の各電極パターン31,32と第1絶縁層36との位置関係について説明する。図4A,4Bに示すように、各電極パターン31,32は、第1絶縁層36よりも一側(表示部20側)に位置するよう設けられている。ここで「第1絶縁層36よりも一側に位置する」とは、表示領域A1内の領域のうち各電極パターン31,32が配置されている領域においては、第1絶縁層36が各電極パターン31,32と基板11との間に介在されている、若しくは第1絶縁層36が存在していない、ということを意味している。
次に、電極パターン31,32の層構成についてさらに説明する。第1電極パターン31の第1接続部31bまたは第2電極パターン32の第2接続部32bの一方は、第1絶縁層36の凹部36bに沿って配置されている。例えば図4A,4Bにおいては、第2接続部32bが凹部36bに沿って配置される例が示されている。また第2接続部32bは、凹部36bを横断して第1絶縁層36の最外面36a上に至り、そして最外面36a上において第2電極部32aに接続されている。また第1電極パターン31の第1電極部31aおよび第2電極パターン32の第2電極部32aはいずれも、第1絶縁層36の最外面36a上に配置されている。すなわち第1電極部31aおよび第2電極部32aはいずれも、同一平面上に配置されている。これによって、第1方向における外部導体の検出感度と、第2方向における外部導体の検出感度とを略同一にすることができる。
次に取出パターン33および端子部34の層構成について説明する。好ましくは、図4A,4Bに示すように、非表示領域A2内において、取出パターン33および端子部34は、金属材料から構成された遮光導電層33bに加えて、透明導電材料から構成された透明導電層33aをさらに含んでいる。ここで透明導電層33aは、図4A,4Bに示すように、第1電極パターン31の第1電極部31aおよび第1接続部31b、並びに第2電極パターン32の第2電極部32aを構成する透明導電性材料と同時に一体的に形成された層となっている。非表示領域A2内の取出パターン33および端子部34がこのような透明導電層33aをさらに含むことにより、製造工数を増加させることなく、取出パターン33および端子部34の電気抵抗を低減することができる。また遮光導電層33bを透明導電層33aによって覆うことにより、遮光導電層33bが酸化することを防ぐことができる。なお表示領域A1内においては、取出パターン33が視認されることを防ぐため、取出パターン33は透明導電層33aから構成されている。
はじめに基板11を準備し、次に図5Aに示すように、基板11の一側の周縁部に遮光層12を形成する。遮光層12を形成する方法は特には限定されないが、例えばフォトリソグラフィー法を用いることができる。この場合、はじめに、遮光層12を構成する遮光性材料を基板11の一側に設け、次に、遮光性材料を所定パターンで露光し現像する。これによって、所望のパターンを有する遮光層12を形成することができる。
次に図5Bに示すように、基板11の一側に、複数の凹部36bが形成された第1絶縁層を設ける。例えば遮光層12の場合と同様に、はじめに基板11の一側に第1絶縁性材料を設け、次に、フォトリソグラフィー法を用いて第1絶縁性材料をパターニングする。これによって、所望のパターンを有する第1絶縁層36を形成することができる。この際、好ましくは、形成される第1絶縁層36の凹部36bの側面36cが基板11に対して順テーパ状に延びるよう、露光光の照射条件や、第1絶縁性材料に含有される感光性材料の組成などが適切に調整される。
次に図5Cに示すように、非表示領域A2内に遮光導電層33bを形成する。例えば、はじめにスパッタリング法を用いて、基板11の一側の全域に金属材料を付着させる。次に、金属材料の層上に所定のレジストパターンを形成し、その後、レジストパターンをマスクとして金属材料の層をエッチングする。これによって、所望のパターンを有する遮光導電層33bを形成することができる。所定のレジストパターンを形成する方法が特に限られることはない。例えば、はじめに光溶解性または光硬化性の感光性樹脂を含むレジスト層を金属材料の層上に設け、次に、フォトリソグラフィー法を用いてレジスト層をパターニングし、これによって所定のレジストパターンを得ることができる。
次に図5Dに示すように、第1絶縁層36の凹部36bに沿って配置された第2電極部32aを設ける。例えば遮光導電層33bの場合と同様に、はじめに基板11の一側にスパッタリング法を用いて透明導電性材料を付着させ、次に、透明導電性材料の層上に所定のレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンをマスクとして透明導電性材料の層をエッチングし、これによって、透明導電性材料からなる第2接続部32bを得ることができる。
次に図5Eに示すように、第1絶縁層36の凹部36bを埋めるよう第2絶縁層37を設ける。例えば第1絶縁層36の場合と同様に、はじめに基板11の一側に第2絶縁性材料を設け、次に、フォトリソグラフィー法を用いて第2絶縁性材料をパターニングする。これによって、所望のパターンを有する第2絶縁層37を形成することができる。この際、好ましくは、第2絶縁層37の最外面37aの位置が、第1絶縁層36の最外面36aの位置と略同一になるよう、第2絶縁性材料の使用量、第2絶縁性材料に含有される感光性材料の組成や、露光光の照射条件などが適切に調整される。
次に図5Fに示すように、第1電極パターン31の第1接続部31b並びに第2電極パターン32の第2電極部32aを設ける。このうち第1電極パターン31の第1接続部31bは、第2絶縁層37上に設けられる。また第2電極パターン32の第2電極部32aは、上述の第1導電層35Aの形成工程によって得られた第2接続部32bに接続されるよう設けられる。なお図5Fには示されていないが、この第2導電層の形成工程において、第1電極パターン31の第1電極部31aも、第1接続部31bおよび第2電極部32aと同時に形成される。
次に、本実施の形態の効果を、第1の比較の形態と比較して説明する。図6Aは、第1の比較の形態におけるタッチパネルセンサ基板70を示す縦断面図であって、上述の第1の実施の形態における図4Aに対応する縦断面図である。
次に、本実施の形態の効果を、第2の比較の形態と比較して説明する。図6Bは、第2の比較の形態におけるタッチパネルセンサ基板70を示す縦断面図であって、上述の第1の実施の形態における図4Aに対応する縦断面図である。
なお上述の本実施の形態において、第1絶縁層36の凹部36bが、第1接続部31bと第2接続部32bとが交差する部分に対応するよう形成されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、その他の部分にも凹部36bが形成されていてもよい。例えば図7に示すように、第2電極パターン32の第2電極部32aに対応する部分にも凹部36bが形成されていてもよい。本変形例においても、第2絶縁層37は、各凹部36bを埋めるよう構成されている。すなわち本変形例においても、第1絶縁層36と第2絶縁層37とが、互いに相補的な形状を有している。このため、第1絶縁層36の側面36cおよび第2絶縁層37の側面37cにおいて光が反射されることを防ぐことができる。これによって、タッチパネルセンサ基板10の表示領域A1の一部分が目立って視認されることを防ぐことができる。
次に図8A乃至図9Cを参照して、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8A乃至図9Cに示す第2の実施の形態は、第2電極部32aよりも先に第1電極部31a,第1接続部31bおよび第2電極部32aが第1絶縁層36上および基板11上に形成される点が異なるのみであり、他の構成は、上述の第1の実施の形態と略同一である。図8A乃至図9Cに示す第2の実施の形態において、上述の第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
次に図9Aに示すように、第1電極パターン31の第1電極部31aおよび第1接続部31b、並びに第2電極パターン32の第2電極部32aを設ける。このように本実施の形態においては、第1絶縁層36を形成した後に形成される第1導電層35Aが、第1電極部31a,第1接続部31bおよび第2電極部32aを構成している。この場合、図9Aに示すように、第2接続部32bではなく第1接続部31bが、第1絶縁層36の凹部36bに沿って配置される。第1電極部31a,第1接続部31bおよび第2電極部32を構成する第1導電層35Aは、第1の実施の形態における第1導電層の形成工程の場合と同様に、例えば、透明導電性材料のスパッタリング、レジストパターンの形成および透明導電性材料の層のエッチングを順次実施することにより得られる。
次に図9Bに示すように、第1絶縁層36の凹部36bを埋めるよう第2絶縁層37を設ける。例えば第1の実施の形態の場合と同様に、はじめに基板11の一側に第2絶縁性材料を設け、次に、フォトリソグラフィー法を用いて第2絶縁性材料をパターニングする。これによって、所望のパターンを有する第2絶縁層37を形成することができる。この際、好ましくは、第2絶縁層37の最外面37aの位置が、第1絶縁層36の最外面36aの位置と略同一になるよう、第2絶縁性材料の使用量、第2絶縁性材料に含有される感光性材料の組成や、露光光の照射条件などが適切に調整される。
次に図9Cに示すように、第2電極パターン32の第2接続部32bを設ける。このように本実施の形態においては、第2絶縁層37を形成した後に形成される第2導電層35Bが、第2接続部32bを構成している。第2接続部32bは、図9Cに示すように、第1接続部31bと交差するよう第2絶縁層37上を延びるとともに、第1絶縁層36上に位置する第2電極部32aに接続されるよう、形成される。
なお上述の本実施の形態において、第1絶縁層36の凹部36bが、第1接続部31bと第2接続部32bとが交差する部分に対応するよう形成されている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、その他の部分にも凹部36bが形成されていてもよい。例えば図10に示すように、第2電極パターン32の第2電極部32aに対応する部分にも凹部36bが形成されていてもよい。本変形例においても、第2絶縁層37は、各凹部36bを埋めるよう構成されている。すなわち本変形例においても、第1絶縁層36と第2絶縁層37とが、互いに相補的な形状を有している。このため、第1絶縁層36の側面36cおよび第2絶縁層37の側面37cにおいて光が反射されることを防ぐことができる。これによって、タッチパネルセンサ基板10の表示領域A1の一部分が目立って視認されることを防ぐことができる。
また上述の各実施の形態において、タッチパネルセンサ基板10が、タッチパネル機能を備えた前面板として構成されている例を示したが、これに限られることはない。すなわち、タッチパネルセンサ基板10と表示部20とが組み合わされて入出力装置60が構成される際、タッチパネルセンサ基板10の基板11は、入出力装置60の最も観察者側の面を構成する部材となっていなくてもよい。例えばタッチパネルセンサ基板10は、前面板とは別個に入出力装置60に組み込まれていてもよい。またタッチパネルセンサ基板10は、入出力装置60に含まれるその他の部材と一体に構成されていてもよい。例えばタッチパネルセンサ基板10の基板11の他側の面11bに複数色の着色層を含むカラーフィルタ部が設けられていてもよい。この場合、タッチパネルセンサ基板10は、タッチパネル機能に加えてカラーフィルタ機能をも提供することができる。
11 基板
12 遮光層
20 表示部
30 タッチパネルセンサ部
31 第1電極パターン
31a 第1電極部
31b 第1接続部
32 第2電極パターン
32a 第2電極部
32b 第2接続部
35A 第1導電層
35B 第2導電層
36 第1絶縁層
36b 凹部
36c 側面
37 第2絶縁層
37c 側面
60 入出力装置
A1 表示領域
A2 非表示領域
Claims (8)
- 基板と、
基板の一側に設けられたタッチパネルセンサ部と、を備え、
前記タッチパネルセンサ部は、複数の凹部が形成されるよう基板の一側に設けられた第1絶縁層と、前記第1絶縁層よりも一側に位置するよう設けられ、第1方向に延びる複数の第1電極パターンおよび第2方向に延びる複数の第2電極パターンと、を有し、
各第1電極パターンは、前記第1方向に沿って並べられた複数の第1電極部と、隣り合う2つの第1電極部を接続する第1接続部と、を含み、
各第2電極パターンは、前記第2方向に沿って並べられた複数の第2電極部と、隣り合う2つの第2電極部を接続する第2接続部と、を含み、
前記第1電極部および前記第2電極部は、基板の法線方向から見た場合に、互いに重ならないよう配置されており、
前記第1接続部および前記第2接続部は、基板の法線方向から見た場合に、前記第1絶縁層の前記凹部において互いに部分的に重なるよう配置されており、
前記第1接続部と前記第2接続部との間に第2絶縁層が介在されており、
前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層の前記凹部を埋めるよう構成されている、タッチパネルセンサ基板。 - 基板の一側の周縁部に設けられ、遮光性を有する遮光層をさらに備え、
前記第1絶縁層は、前記遮光層を覆うよう設けられている、請求項1に記載のタッチパネルセンサ基板。 - 前記第1絶縁層の前記凹部の側面が順テーパ状に延びている、請求項1または2に記載のタッチパネルセンサ基板。
- 第1絶縁層が有機材料から構成されている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のタッチパネルセンサ基板。
- 映像を表示するための光を観察者側に放射する表示部と、
前記表示部に対して観察者側に配置されたタッチパネルセンサ基板と、を備え、
前記タッチパネルセンサ基板は、請求項1に記載のタッチパネルセンサからなる、入出力装置。 - 基板を準備する工程と、
基板の一側にタッチパネルセンサ部を設けるタッチパネルセンサ形成工程と、を備え、
前記タッチパネルセンサ形成工程は、
基板の一側に、複数の凹部が形成された第1絶縁層を設ける工程と、
少なくとも部分的に前記第1絶縁層の前記凹部に沿って配置された第1導電層を設ける工程と、
前記第1絶縁層の前記凹部を埋めるよう第2絶縁層を設ける工程と、
少なくとも部分的に前記第2絶縁層上に配置されるとともに前記第1絶縁層上において前記第1導電層に接続された第2導電層を設ける工程と、を有する、タッチパネルセンサ基板の製造方法。 - 前記第1導電層または前記第2導電層の一方は、第1方向に沿って並べられた複数の第1電極部と、隣り合う2つの第1電極部を接続する第1接続部と、第2方向に沿って並べられた複数の第2電極部と、を構成し、前記第1導電層または前記第2導電層の他方は、隣り合う2つの第2電極部を接続する第2接続部を構成し、
前記第1導電層が前記第1電極部、前記第1接続部および前記第2電極部を構成し、前記第2導電層が前記第2接続部を構成する場合、前記第1接続部が前記第1絶縁層の前記凹部に沿って配置され、かつ、前記第2接続部が前記第2絶縁層上に配置され、
前記第1導電層が前記第2接続部を構成し、前記第2導電層が前記第1電極部、前記第1接続部および前記第2電極部を構成する場合、前記第2接続部が前記第1絶縁層の前記凹部に沿って配置され、かつ、前記第1接続部が前記第2絶縁層上に配置される、請求項6に記載のタッチパネルセンサ基板の製造方法。 - 遮光性を有する遮光層を基板の一側の周縁部に設ける工程をさらに備え、
前記第1絶縁層は、前記遮光層を覆うよう設けられている、請求項6または7に記載のタッチパネルセンサ基板の製造方法。
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